人乳頭狀瘤病毒持續(xù)感染與宮頸癌變相關(guān)的危險(xiǎn)因素

　作者：王薇　　作者單位：華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院，湖北 武漢

　　【摘要】 宮頸癌是常見的女性生殖道惡性腫瘤，高危型人乳頭狀瘤病毒(HPV)持續(xù)感染與宮頸上皮內(nèi)瘤樣病變及宮頸癌的發(fā)生密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)高危型HPV是否產(chǎn)生持續(xù)感染不僅與HPV基因變異及其性狀改變有關(guān)，宿主自身免疫反應(yīng)、遺傳因素的變化對(duì)其亦具有決定性影響。上述HPV持續(xù)感染危險(xiǎn)因素的研究正方興未艾，有望在宮頸癌相關(guān)診斷、預(yù)后標(biāo)志物方面實(shí)現(xiàn)突破。全文對(duì)近年來(lái)該領(lǐng)域的相關(guān)進(jìn)展做一綜述。

　　【關(guān)鍵詞】 宮頸腫瘤 人乳頭狀瘤病毒 基因變異 整合 免疫逃逸 遺傳易感性

　　宮頸癌是常見的婦科腫瘤，嚴(yán)重地威脅著女性的生命健康。大量流行病學(xué)研究證實(shí)，人乳頭狀瘤病毒(human papillomavirus，HPV)感染是宮頸癌發(fā)生發(fā)展的重要環(huán)境因素。然而在感染HPV的婦女中，大多數(shù)可自行消退，僅少數(shù)婦女發(fā)展為持續(xù)性感染，并進(jìn)展為宮頸上皮內(nèi)瘤樣病變(cervical intraepithelial neoplasia，CIN)，甚至宮頸癌，這說(shuō)明在宮頸癌的發(fā)生過(guò)程中，還有其他一些危險(xiǎn)因素發(fā)揮作用。近年來(lái)研究表明，除環(huán)境與生活方式等外界因素外，宿主與病毒本身的變異因素很可能與疾病的發(fā)生發(fā)展有一定的相關(guān)性。深入理解HPV和宿主因素在宮頸癌發(fā)病機(jī)制中的作用及其相互關(guān)系，對(duì)于早期辨別存在HPV持續(xù)感染、宮頸病變可能惡性變的高危婦女具有重要意義。本文主要對(duì)導(dǎo)致宮頸癌相關(guān)HPV感染持續(xù)狀態(tài)的病毒和宿主因素及其相互關(guān)系進(jìn)行綜述。

　　1 病毒因素

　　HPV是一種小型無(wú)包膜DNA病毒，具有雙鏈閉環(huán)的DNA基因組。目前已鑒定的HPV DNA約有130余種, 其中40多種與生殖道感染和病變有關(guān)。根據(jù)致病力大小，HPV可被分為低危型與高危型兩種。低危型(如HPV6、11、30型等)可引起尖銳濕疣、扁平濕疣等良性病變;而高危型HPV(如HPV16、18、31、58型等)主要導(dǎo)致CINⅡ、Ⅲ級(jí)病變和宮頸癌的發(fā)生。在宮頸癌組織中高危HPV的檢出率達(dá)99%[1]，提示HPV感染是宮頸癌發(fā)病的重要因素。

　　1.1 HPV基因變異

　　迄今為止，大量研究已證實(shí)不同HPV型別具有不同的致病能力，因此，有理由認(rèn)為特定的致癌高危HPV型別的型內(nèi)變異也可能具有不同的致癌能力。盡管有超過(guò)100余種HPV被確定，但對(duì)于病毒基因變異的研究目前主要集中在HPV16型。根據(jù)系統(tǒng)發(fā)生學(xué)的分類方法，通過(guò)分析病毒上游調(diào)控區(qū)(URR)的核酸序列可將HPV16按其來(lái)源分為歐洲型(E)，亞洲型(As)，亞—美型(AA)，非洲Ⅰ型(Af1)和非洲Ⅱ型(Af2)。目前研究[2]證實(shí)HPV16基因變異型有不同的致癌能力，歐洲型被認(rèn)為是低危型別。Berumen等[3]發(fā)現(xiàn)墨西哥婦女中 HPV16 AA型在宮頸癌中的感染頻率較正常對(duì)照高21倍，而 HPV16 E型在宮頸癌中的感染頻率只較正常對(duì)照高2.7 倍，HPV16 AA型患宮頸癌的相對(duì)危險(xiǎn)度(OR=27.0)顯著高于 HPV16 E型(OR=3.4)，因此推測(cè)墨西哥人群中HPV16 AA型的高度分布可能是導(dǎo)致其宮頸癌高發(fā)的一個(gè)重要原因。近年來(lái)亦有研究[4]提示特定的HPV16 E6變異亦可能具有較高的患宮頸癌風(fēng)險(xiǎn)性，盡管HPV16 E6變異類型的分布在各國(guó)或地區(qū)不完全一樣，但變異體都較原型的致癌性增強(qiáng)這一點(diǎn)是相同的。另外，少量研究提出其它高危HPV型別(如HPV18、31、58等)的基因變異也是誘發(fā)宮頸癌的高危因素[5]。但由于對(duì)其它HPV型別基因變異的研究極為稀少，故尚需要進(jìn)一步的多中心研究證實(shí)其統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

　　除外上游調(diào)控區(qū)和E6基因，目前對(duì)于HPV基因組其它區(qū)域(即L1、L2、E7等)變異模式的研究較少。研究人員應(yīng)著眼于對(duì)HPV陽(yáng)性標(biāo)本進(jìn)行全基因組測(cè)序工作，以便更好地定義與宮頸癌發(fā)病確切相關(guān)的HPV基因組變異位點(diǎn)，這將有助于靶向病毒基因組突變區(qū)域進(jìn)行體外功能研究。只有通過(guò)這些功能研究，流行病學(xué)的生物學(xué)機(jī)制才能得到進(jìn)一步闡述。

　　1.2 HPV整合

　　大量研究發(fā)現(xiàn)，高危型HPV DNA整合[6]到宿主基因組將導(dǎo)致宿主細(xì)胞產(chǎn)生包括抑癌基因功能缺陷、基因組不穩(wěn)定性和細(xì)胞永生化等一系列不可逆的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是宮頸癌變的重要機(jī)制之一。

　　HPV整合可以發(fā)生在不同的HPV開放閱碼框(ORF)，造成病毒基因序列的斷裂或缺失。HPV DNA斷裂整合常發(fā)生在E1和/或E2區(qū)，使得這兩種基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中的一種或兩種同時(shí)丟失，其中以E2基因的破壞尤為重要。HPV E2基因編碼一360個(gè)氨基酸左右的DNA結(jié)合蛋白，對(duì)HPV致癌基因E6、E7的轉(zhuǎn)錄起著負(fù)性調(diào)節(jié)作用。HPV整合所致的E2基因缺失會(huì)引起E6、E7蛋白過(guò)度表達(dá)，使HPV轉(zhuǎn)化能力增強(qiáng)[7]。除此之外，HPV整合還可導(dǎo)致宿主細(xì)胞基因突變和/或表達(dá)異常。研究表明HPV在某一特定的腫瘤相關(guān)基因區(qū)域發(fā)生反復(fù)整合極為少見，卻常常發(fā)生于某些細(xì)胞基因內(nèi)含子區(qū)域。盡管編碼區(qū)很少被干擾，但細(xì)胞基因表達(dá)及其mRNA結(jié)構(gòu)可由于整合插入的HPV基因而受到影響。已發(fā)現(xiàn)因HPV整合發(fā)生斷裂的細(xì)胞基因有MYC、TP63、NR4A2、FANCC、hTERT等[8]，這些基因改變?cè)趷盒阅[瘤的發(fā)生發(fā)展中有一定作用。

　　與HPV相關(guān)的宮頸病變向著宮頸癌方向發(fā)展反映了一個(gè)典型的選擇模式。近對(duì)大量的臨床標(biāo)本進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在宮頸癌前病變的進(jìn)展過(guò)程中，DNA非整倍體的發(fā)生明顯先于DNA整合的發(fā)生，支持了HPV病毒的整合是染色體修復(fù)的結(jié)果這一觀點(diǎn)[9]。有研究提示HPV整合狀態(tài)的檢測(cè)可作為一個(gè)有價(jià)值的腫瘤標(biāo)記或復(fù)發(fā)標(biāo)記，在治療后對(duì)組織進(jìn)行檢測(cè)還可能有助于提示腫瘤殘留，從而指導(dǎo)下一步治療。然而，其臨床價(jià)值尚需進(jìn)一步研究確定。

　　1.3 病毒負(fù)荷量

　　有關(guān)將檢測(cè)HPV負(fù)荷量作為一種致病危險(xiǎn)因素和宮頸癌診斷工具的觀點(diǎn)一直以來(lái)倍受爭(zhēng)議。雖然有流行病學(xué)調(diào)查證明HPV負(fù)荷量與宮頸癌患病風(fēng)險(xiǎn)存在關(guān)聯(lián)[10]，但評(píng)價(jià)長(zhǎng)期病毒負(fù)荷狀態(tài)與HPV感染進(jìn)展為CINⅡ、Ⅲ級(jí)和宮頸癌相關(guān)性的縱向研究數(shù)據(jù)較缺乏[11]，因此，是否將HPV負(fù)荷量作為宮頸癌變的預(yù)測(cè)指標(biāo)尚需進(jìn)一步研究證實(shí)。導(dǎo)致病毒負(fù)荷量意義不確定的原因在于不同的研究采用了各不相同的取樣、檢測(cè)方法和組織分類標(biāo)準(zhǔn)，使相關(guān)數(shù)據(jù)的分析和比較復(fù)雜化。例如，HC-Ⅱ是否能作為HPV感染(尤其是多種HPV感染)的定量方法目前尚不統(tǒng)一，因?yàn)镠C-Ⅱ并不能精確地辨別HPV類型。另外，由于HPV持續(xù)感染和一過(guò)性感染都可能表現(xiàn)出高HPV負(fù)荷，故常常使得人們不能準(zhǔn)確評(píng)判HPV感染狀態(tài)。

　　在有關(guān)HPV病毒負(fù)荷的后續(xù)研究中，需要應(yīng)用能夠分型的新型病毒定量方法，如動(dòng)態(tài)PCR法[12]，建立標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)本收集和檢測(cè)方法，以助于對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行更有效的統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)。另外，有關(guān)病毒負(fù)荷與宮頸形態(tài)學(xué)異常的相關(guān)性、不同HPV類型的病毒負(fù)荷差異以及HPV負(fù)荷與宮頸癌變之間的時(shí)相關(guān)聯(lián)等問(wèn)題亦應(yīng)受到關(guān)注，是否將病毒負(fù)荷作為細(xì)胞學(xué)假陰性患者的輔助指標(biāo)也值得臨床進(jìn)一步探索。

　　2 宿主因素

　　Mouoz等[13]對(duì)1 000多名婦女進(jìn)行追蹤研究，結(jié)果證明高危型HPV感染婦女的患病風(fēng)險(xiǎn)明顯增加，但高危型HPV的致病風(fēng)險(xiǎn)不因HPV型別而有明顯差異，反而與患者的自身狀況密切相關(guān)，由此證明一些宿主因素，包括免疫反應(yīng)、遺傳背景等在HPV感染轉(zhuǎn)歸以及宮頸癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起決定性作用。

　　2.1 免疫反應(yīng)

　　大多數(shù)HPV感染可以自然清除，提示HPV感染可激發(fā)宿主產(chǎn)生足夠的免疫防御機(jī)制對(duì)抗病毒。宿主的免疫反應(yīng)對(duì)HPV感染的轉(zhuǎn)歸起決定性作用，直接影響到HPV感染是否被清除或轉(zhuǎn)化為持續(xù)性感染。

　　HPV感染并不是全身性的，而是局限于起始的感染部位。因此，對(duì)HPV感染的道防線是通過(guò)宮頸黏膜表面。與HPV感染相關(guān)的宮頸病變，多表現(xiàn)為炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)減少，細(xì)胞因子水平下降等，這提示與高危型HPV感染相關(guān)的部位處于免疫忽視狀態(tài)。自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)在感染早期殺傷病毒感染的靶細(xì)胞，其殺傷活性不受MHC限制。在HPV16感染引起的癌前病變和惡性病變中，NK細(xì)胞對(duì)感染HPV形成角質(zhì)的細(xì)胞的殺傷活性下降，而自發(fā)清除HPV感染的患者NK細(xì)胞活性正常。Sherif等[14]用RT-PCR技術(shù)檢測(cè)11例正常宮頸組織和25例HPV16型陽(yáng)性的CIN標(biāo)本中表皮和表皮下IFN-γ和IL-10 mRNA的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)CIN中IFN-γ mRNA的表達(dá)顯著低于正常宮頸組織，而IL-10 mRNA的表達(dá)則顯著高于正常宮頸組織，提示HPV16感染時(shí)不恰當(dāng)?shù)募?xì)胞因子合成可能使局部免疫應(yīng)答偏離Th1應(yīng)答方式，這與宮頸癌的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)。IL-18是一種重要的細(xì)胞因子，巨噬細(xì)胞是其主要來(lái)源。IL-18可誘導(dǎo)產(chǎn)生IFN-γ，刺激Th1細(xì)胞反應(yīng)，并誘導(dǎo)產(chǎn)生病毒特異的CTL，IL-18還可誘導(dǎo)TNF的表達(dá)。有研究提示HPV16的E6、E7蛋白可以通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制機(jī)制，阻止IL-18與其受體α鏈的結(jié)合，抑制IL-18誘導(dǎo)單核細(xì)胞和NK細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ，這可能是HPV逃避免疫監(jiān)視的一種方法[15，16]。

　　朗罕氏細(xì)胞(LC)是位于表皮的一種抗原提呈細(xì)胞，它可介導(dǎo)局部的CD4+ T細(xì)胞反應(yīng)。宮頸癌和癌前病變多發(fā)生在宮頸移行帶。近來(lái)有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，移行帶中未成熟LC密度與宮頸外口相比顯著降低[17]。來(lái)自于移行帶和CIN區(qū)的LC在受到同樣的刺激后，誘導(dǎo)產(chǎn)生的細(xì)胞增生和IL-2水平低于來(lái)自宮頸外口的LC，而所產(chǎn)生的免疫抑制因子IL-10則呈高水平，提示宮頸移行帶區(qū)LC密度下降和細(xì)胞因子、趨化因子表達(dá)的改變將引起移行帶的免疫監(jiān)視水平下降[18]。

　　2.2 遺傳易感性

　　對(duì)于宮頸癌遺傳背景，人們初注意到的是HLA基因家族。HLA分子是參與抗原加工、處理和提呈的關(guān)鍵分子，從而參與機(jī)體的免疫應(yīng)答和免疫調(diào)節(jié)。HLA基因群定位于人類第6號(hào)染色體的短臂(6p21.31)，全長(zhǎng)3.6Mb，約占人類整個(gè)基因組的1/3000。HLA 復(fù)合體結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，表現(xiàn)為多基因性和多態(tài)性。根據(jù)HLA復(fù)合體中基因座在染色體上的分布情況及其所編碼分子的功能差異，HLA復(fù)合體可分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類基因。迄今，對(duì)HLA與宮頸癌相關(guān)性的研究大多都局限于HLA Ⅱ類基因，其中研究為集中的是3組 HLA Ⅱ 類等位基因：組：DRB1*13(含有DRB1*1301~1305等位基因)與DQB1*0603;第二組：DRB1*1501和DQB1*0602;第三組：DQB1*03(包括DQB1*0301~0303)。研究發(fā)現(xiàn)后兩組等位基因可以增加宮頸癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[19]，而對(duì)不同地區(qū)婦女的多項(xiàng)研究一致發(fā)現(xiàn) DRB1*13和/或DQB1*0603對(duì)宮頸癌的保護(hù)性作用。盡管這方面研究結(jié)論一致，但現(xiàn)在還不清楚這些等位基因的單獨(dú)效應(yīng)，進(jìn)一步探明需要更大規(guī)模研究。

　　單核苷酸多態(tài)性(SNP)是新一代分子遺傳標(biāo)記，目前認(rèn)為基因的SNP和特定SNP組合是影響復(fù)雜性多基因遺傳病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的重要原因，而相關(guān)SNP位點(diǎn)和宮頸癌遺傳易感性的研究熱潮至今方興未艾。p53是早被研究的與宮頸癌遺傳背景相關(guān)的抑癌基因。p53基因72位密碼子的多態(tài)性(C/G)導(dǎo)致所編碼氨基酸的不同，p53-Arg比p53-Pro更易于被HPV的癌蛋白E6降解。來(lái)自不同地區(qū)的研究均認(rèn)為p53基因72位密碼子的多態(tài)性與宮頸癌的易感性有關(guān)[20，21]，然而，在其他的種族人群中(如歐美和亞非拉地區(qū))，p53基因多態(tài)性與HPV相關(guān)的宮頸癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系尚未得到肯定。近來(lái)，代謝解毒基因和其他免疫相關(guān)基因也進(jìn)入SNP位點(diǎn)研究領(lǐng)域。有學(xué)者[22]研究認(rèn)為純合的谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶GSTM1空白基因型比GSTM1陽(yáng)性雜合基因型的女性罹患宮頸癌的風(fēng)險(xiǎn)高3.3倍。Au等[23]分別對(duì)美國(guó)和委內(nèi)瑞拉女性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)GSTM1無(wú)效基因型對(duì)于美國(guó)女性增加宮頸癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn),而對(duì)于委內(nèi)瑞拉女性則不增加風(fēng)險(xiǎn),說(shuō)明同一易患因素對(duì)于不同種族和人群可能有不同作用。目前，其他SNP位點(diǎn)與宮頸癌發(fā)病的關(guān)系亦在進(jìn)一步探索和研究中。

　　3 結(jié) 語(yǔ)

　　毫無(wú)疑問(wèn)，隨著對(duì)導(dǎo)致高危婦女產(chǎn)生HPV持續(xù)感染的病毒和宿主因素識(shí)別和探索工作的進(jìn)一步深入，將有望在選擇、確定宮頸癌相關(guān)診斷、預(yù)后標(biāo)志物方面實(shí)現(xiàn)突破。有研究報(bào)告p16INK4a在HPV持續(xù)感染導(dǎo)致的CINⅡ、Ⅲ和正常宮頸組織中的表達(dá)具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，可以敏感而特異地區(qū)分兩者，被視為高危HPV感染的標(biāo)志物[24]。然而，有關(guān)將其作為CINⅡ、Ⅲ預(yù)后標(biāo)志的陽(yáng)性預(yù)測(cè)值及敏感度等問(wèn)題目前仍未確定。因此，這些候選標(biāo)志物的臨床效用價(jià)值尚需得到進(jìn)一步研究來(lái)證實(shí)。

　　宮頸癌的發(fā)生是一個(gè)多因素多步驟作用的過(guò)程，高危HPV變異及其性狀在宮頸癌的發(fā)生過(guò)程中起著不可忽視的作用，而宿主自身免疫反應(yīng)、遺傳因素對(duì)疾病的進(jìn)展也有著決定性的影響。對(duì)上述病毒和宿主因素的評(píng)估將有助于將HPV持續(xù)感染的高危婦女從龐大的HPV感染人群中篩選出來(lái)并及早干預(yù)，對(duì)宮頸癌的預(yù)防、診斷、預(yù)后判斷及疫苗設(shè)計(jì)具有重要意義。