Рак встречается у детей, но не так часто. В США рак поражает примерно 1 ребенка из 285 детей [5]. Но риск развития рака значительно увеличивается с возрастом, и многие виды рака чаще встречаются в развитых странах из-за более высокой продолжительности жизни [6].
Рис. 1. Наиболее распространенные локализации злокачественных новообразований по прогнозам на 2019 год в США. Адаптировано из [1]
Давайте рассмотрим основные причины возникновения рака, которые изучаются в научных исследованиях.
1. Сотрудники Университета Джонса Хопкинса пришли к выводу, что по мере старения накапливаются случайные мутации в ДНК клеток организма, в результате которых клетки тканей перестают дифференцироваться (приобретать черты, характерные для конкретного вида ткани), начинают неограниченно делиться и теряют способность к самоуничтожению [7], что в итоге приводит к злокачественному росту. Далее в настоящей главе мы узнаем, что чем быстрее метаболизм организма, тем быстрее накопление мутаций в ДНК, особенно в стволовых клетках и в клетках быстро регенерирующих тканей. А на скорость метаболизма можно влиять, воздействуя на факторы роста, например снижая уровень инсулина в крови.
2. Было показано, что от 70 до 90 % мутаций происходит под воздействием факторов окружающей среды и поэтому потенциально предотвратимы [8].
3. В 2010 году ученые из Тюбингенского университета пришли к заключению, что рост заболеваемости большинством видов рака с возрастом может быть связан с возрастными изменениями иммунитета, при которых снижается способность иммунных клеток распознавать и уничтожать опухолевые клетки [9]. В некоторой степени этот процесс можно диагностировать по соотношению наивных Т-клеток иммунитета к Т-клеткам памяти в крови [10]. Доля наивных Т-клеток с возрастом снижается, что повышает уязвимость организма к раку [11, 12]. Увеличение доли наивных Т-клеток иммунитета обеспечивает лучшую иммунорегуляторную функцию, снижает общее воспаление, усиливающееся по мере старения организма из-за активации аутоиммунных процессов, увеличивает эффективность распознавания раковых клеток и повышает иммунный ответ [10]. Некоторые исследования указывают на то, что наивные Т-клетки играют ключевую роль в предотвращении роста злокачественных новообразований [13]. Наивные Т-клетки в отличие от Т-клеток памяти могут реагировать на новые патогены и опухоли, с которыми иммунная система еще не сталкивалась. Дефицит наивных Т-клеток ухудшает прогноз выживания онкологических больных. Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток увеличивает количество наивных Т-клеток и увеличивает время выживания больных раком [14, 15]. Чтобы замедлить скорость старения иммунной системы, необходимо вести здоровый образ жизни, включая необходимый уровень физической активности. Так, например, регулярные аэробные тренировки (бег трусцой, плавание и т. д.) около 150 минут в неделю замедляют старение иммунитета [16]. А курсы голодания в течение 3–5 дней (раз в месяц) восстанавливали у животных [17, 18] и людей [19] функцию гемопоэтических стволовых клеток (ГСК). Это, в свою очередь, как показано в исследованиях с пересадкой ГСК доноров больным раком пациентам, может восстановить количество наивных Т-клеток [14].
4. В 1863 году Рудольф Вирхов выдвинул гипотезу о том, что перерождение клеток в злокачественные происходит в участках хронического воспаления. Позже в исследованиях было показано, что хроническое воспаление, связанное с инфекциями, может способствовать развитию рака. Воспалительный клеточный инфильтрат (включающий макрофаги, лимфоциты, нейтрофилы и др.) вызывает повреждение тканей. Лейкоциты производят активные формы кислорода, повышая уровень окислительного стресса в месте инфильтрата. В результате окислительного стресса повреждаются ДНК и возникают мутации [20]. В развивающихся странах 15 % от всех случаев рака связано с наличием инфекций, вызванных такими возбудителями, как Helicobacter pylori (Хеликобактер пилори), вирусы гепатитов В и С, папилломы человека, Эпштейна – Барр и иммунодефицита человека [4]. Доказано, что загрязнение атмосферного воздуха, курение и пассивное вдыхание табачного дыма, воздействие дыма от сжигания угля в печах и асбестовой пыли являются факторами риска развития онкологических заболеваний. Из-за неадекватного ответа иммунной системы на воздействие этих факторов возникает воспаление. Так, например, воздействие табачного дыма на эпителиальные клетки легких приводит к повышению их проницаемости и производства слизи, нарушению защиты слизистой оболочки органов дыхания от внешних воздействий, в том числе от инфекций, а также к избыточному образованию клеток иммунитета – все это служит источником повышенного высвобождения провоспалительных цитокинов. При вдыхании асбестовой пыли макрофаги (иммунные клетки) не могут удалить неперевариваемые асбестовые волокна из легких и погибают с массивным высвобождением активных форм кислорода и провоспалительных цитокинов, которые индуцируют хроническое воспаление. О воспалительных процессах в организме может свидетельствовать изменение уровней СРБ [21], интерлейкина-6 [22], ферритина в крови [23].
5. Здоровая внеклеточная среда нашего организма (внеклеточный матрикс) препятствует разрастанию злокачественных клеток. Однако в результате старения внеклеточный матрикс становится более жестким, что создает благоприятную среду для выживания и роста опухолевых клеток [24]. Интегрины (рецепторы на поверхности клеток, которые взаимодействуют с внеклеточным матриксом и передают различные межклеточные сигналы) злокачественных клеток обеспечивают сигналы, необходимые для прогрессирования опухоли. В большинстве случаев, когда различные виды нормальных клеток организма контактируют друг с другом, они пытаются скорректировать свое передвижение и рост так, чтобы в будущем избежать столкновения с клетками другого вида. Когда столкновение неизбежно, рост клеток самой культуры в конечном счете останавливается. Однако в жестком внеклеточном матриксе постоянные сигналы могут способствовать тому, что клетки рака уже не реагируют на возможный контакт с другими клетками и продолжают расти, и опухоль внедряется в другие ткани организма. Однако у людей старше 90 лет внеклеточный матрикс становится чрезмерно жестким, его коллагеновые волокна чрезмерно сшиваются, опухоль уже не может разрушить его своими ферментами (матриксными металлопротеиназами), поэтому ее дальнейший рост становится невозможным [25, 26]. Видимо, этим обусловлено то, что смертность от рака в таком возрасте снижается.
6. В 5-10 % случаев рак развивается из-за наследственной предрасположенности – наличия генетических дефектов [27]. Такие риски можно выявить с помощью генетического теста ДНК. Известно, например, что до 70 % всех случаев рака молочной железы при наличии мутации гена BRCA1 и 50 % всех случаев рака молочной железы при мутации гена BRCA2 возникают в возрасте до 50 лет – у молодых женщин [28].
Какой процент случаев рака можно предотвратить? Давайте посчитаем. Курение табака – самый значительный фактор риска развития рака, на который приходится почти 22 % случаев смерти от рака [4], и еще 10 % случаев связано с ожирением, нездоровым питанием с низким уровнем потребления фруктов и овощей, отсутствием физической активности или чрезмерным употреблением алкоголя [4, 29, 30]. Канцерогенные инфекции, в том числе вызванные Helicobacter pylori, вирусами папилломы человека, гепатитов B и C, Эпштейна – Барр, были связаны примерно с 15 % случаев рака, диагностированных в 2012 г. [4]. В 5-10 % случаев рак развивается из-за наследственной предрасположенности и наличия генетических мутаций [27].
Таким образом, как минимум в 30–50 % случаев рак можно предотвратить [4, 31]. Для этого нужно бросить курить (от 85 % до 90 % случаев рака легкого вызвано воздействием табачного дыма [32]), поддерживать окружность талии для мужчин меньше 90 см, для женщин меньше 70 см [33]), не злоупотреблять алкоголем, в рационе должно быть много овощей, фруктов и цельных злаков, делать прививки против инфекций, ассоциированных с ростом злокачественных опухолей, не употреблять слишком много переработанного и красного мяса (более 2–3 раз в неделю), избегать обгорания на солнце (до покраснения кожи) [34, 35]. Также следует избегать чрезмерного употребления соли, именно этот фактор считают вероятной причиной распространенности рака желудка в Японии и Корее [36]. Наиболее частой причиной рака желудка (60 % случаев) является гастрит, связанный с заражением Helicobacter pylori. Лечение гастрита с полным уничтожением этого возбудителя в организме уменьшает риск заболеть раком желудка [37, 38, 39].
Параметры для оценки риска развития рака
Воспаление, возрастные изменения в работе иммунитета, повышение жесткости внеклеточного матрикса, накопление мутаций в ДНК и наследственные мутации в генах – основные факторы, способствующие развитию рака.
Абдоминальное ожирение (чрезмерное отложение жировой ткани в области живота) (рис. 2) – один из факторов риска развития рака [4, 29]. Имеются убедительные доказательства того, что избыточное отложение жировой ткани в области живота, измеряемое как окружность талии более 93 см для мужчин и более 79 см для женщин (показатели нормы варьируют в различных исследованиях), связано с повышенным риском развития рака эндометрия, пищевода, почек, поджелудочной железы, печени, желудка, кишечника, менингиомы, множественной миеломы молочной железы, яичников, желчного пузыря и щитовидной железы [41,42]. Это связано с тем, что нарушение жирового обмена сопровождается хроническим воспалением, повышением уровня окислительного стресса, что приводит к накоплению мутаций в ДНК. При этом в крови возникает слишком высокий уровень инсулина [41, 42], что влияет на транскрипцию генов и в конечном итоге нарушает процесс запрограммированной гибели клеток. В результате клетки с нарушенной ДНК не уничтожаются и дают начало развитию опухолевых процессов [43]. Абдоминальному ожирению соответствует окружность талии у мужчин 90 см и более, а у женщин более 80–85 см (по разным оценкам) [44–47]. По данным крупного объединенного анализа окружности талии и смертности у 650 тысяч взрослых, в идеале окружность талии у мужчин должна составлять не более 89 см, а у женщин – не более 69 см [48]. Измерять окружность талии нужно в положении стоя на 2 см выше пупка – в средней точке между последним ребром и гребнем подвздошной кости в конце фазы выдоха, расслабив мышцы живота [49]. Чтобы похудеть, нужно исключить дефицит сна, лечить депрессию, не «заедать» одиночество, изменить свои пищевые привычки, избегать мест, где много вкусной еды [50, 51], во время еды не отвлекаться на смартфон и телевизор [52], избегать перекусов на ходу, например во время ходьбы [53–55], отказаться от приема пищи за несколько часов до сна [56–60], а также потреблять меньше калорий и больше двигаться.