人乳头状瘤病毒L1蛋白与宫颈病变相关性研究进展

张 岚，玛依努尔·尼亚孜

1石河子大学 医学院妇产科学硕士点，新疆石河子 832000

2新疆维吾尔自治区人民医院妇科，乌鲁木齐 830001

人乳头状瘤病毒 (human papilloma virus，HPV)与宫颈癌

HPV是乳多空瘤病毒科多瘤病毒亚科的一个无包膜的小型双链环状DNA病毒，它是乳头瘤病毒属中的一个成员，具有相对严格的种属特异性。根据致病能力，分为高危型和低危型。高危型易致癌及癌前病变，包括HPV16、18、31、33、58、35、39、45等;低危型易引发良性增生性病变，包括HPV6、7、10、11、13、40、57等。大多数疣、喉乳头瘤及宫颈尖锐湿疣为低危型HPV6和11所致［1］。70年代末德国首先提出HPV与宫颈癌发病有关的假设后，大量学者20余年的研究表明高危型HPV持续感染是宫颈癌及癌前病变的直接病因和发生的必要条件，在宫颈癌组织中，HPV DNA的检出率高达95%［2-3］。

HPV L1蛋白与宫颈病变致病机制

病毒颗粒是由内在单拷贝的DNA和外在蛋白质两种成分组成的。基因组结构由闭合环状双链DNA分子构成，可分为3个区域:早期蛋白编码区、晚期蛋白编码区和上游调控区。蛋白质由主要衣壳蛋白 (L1)和次要衣壳蛋白 (L2)组成。晚期转录产物Ll蛋白为主要衣壳蛋白，具有高度保守性，占全部结构蛋白的80%以上，L1蛋白在真核细胞内可组装成二十面体的病毒样颗粒 (virus-like particle，VLP)。VLP上的抗原表位决定了其免疫原性与抗原性，其抗原表位包括中和表位和细胞毒性T淋巴细胞表位，可刺激机体产生中和抗体lgG、lgA。其中中和表位包括线性中和表位和构象中和表位，HPV16 L1上的F50、A266和A282位的氨基酸形成了构象表位［4］，构象表位的特定氨基酸被其他氨基酸代替后将导致抗原性的明显下降。有关HPV VLP的细胞毒性T淋巴细胞表位的研究报道较少，而B细胞表位在诱导机体产生保护性抗体方面具有显著优势，位于HPV16 L1上的aa 165～173为线性 B细胞中和表位，其构建的疫苗可以诱导L1特异性的细胞毒性T淋巴细胞反应并且可以导致肿瘤的消退［5-6］。L2蛋白为次要衣壳蛋白，参与VLP的组装，对稳定病毒衣壳结构是必须的，且具有可变性，体现抗原多态性。

HPV通过上皮细胞的损伤进入机体，主要潜伏于具有分化能力的基底层细胞内。首先病毒颗粒在基底膜处与细胞表面吸附，不同型别的VLP可与不同的细胞表面受体相互作用，采用不同的途径进入细胞质。在一般情况下，HPV L1衣壳蛋白常通过第一受体硫酸乙酰肝素糖蛋白与基底层细胞表面结合，硫酸乙酰肝素在细胞膜上广泛分布，借助内吞机制进入细胞［7］。HPV病毒感染基底细胞后，首先脱去衣壳，病毒环状DNA进入基底细胞核，启动基因组的复制，引致细胞的持续性病变，病毒游离DNA在基底细胞核中的复制受到严密的调控，与宿主细胞复制周期一致。当感染了HPV的基底细胞开始分化并在上皮层内向表层移动到达上皮的中间层时，HPV DNA开始独立复制，不再依赖宿主细胞，产生大量HPV基因拷贝，经历一个无症状潜伏期，病毒基因组DNA以染色体外游离形式存在。此后，因宿主免疫状态和病毒本身的致病性不同，病毒或者继续潜伏，或者开始复制。复制有两种方式，一种是病毒DNA继续游离存在于细胞核内，一种是病毒DNA整合到细胞DNA中。HPV DNA的游离或整合状态决定着HPV基因产物表达的差异［8］。若处于游离状态，随着上皮细胞的进一步分化，病毒基因的晚期区 (L区)开始表达衣壳蛋白，即L1、L2蛋白。接下来组装病毒颗粒:首先L2蛋白进行核定位，通过与肌动蛋白的相互作用运输到位点，L2蛋白聚积后招募L1蛋白，两者之间相互作用壳体化DNA，形成HPV病毒颗粒的大致结构，通过衣壳蛋白的构象改变逐渐达到成熟。当病毒颗粒在核附近组装完成后，被运输到高尔基体和内质网进行加工修饰，然后随着上皮细胞角质层的脱落逐渐释放到外环境中，成为新的感染源;若调控区分裂或缺失，病毒DNA整合进入宿主DNA，导致转录失控，早期基因尤其是E6、E7过度表达。E6、E7蛋白的主要靶位是P53和Rb肿瘤抑制蛋白，结合后阻止细胞角化，加快宿主细胞周期周转，允许病毒利用宿主的DNA聚合酶等进行自我复制。因此，HPV正常周期被破坏，不可逆的随着宿主细胞分裂不断异常表达，导致宿主细胞上皮发生不成熟角化，L1基因丢失，不表达L1蛋白。从而机体无法识别并清除病变细胞，产生免疫逃避，最终导致肿瘤发生，此时HPV不具有传染性［9］。

一般情况下，HPV引起的良性或癌前病变早期病毒基因组DNA以游离形式存在，HPV基因组整合入宿主染色体是其致癌的重要标志。

宫颈组织HPV L1蛋白与宫颈病变

L1蛋白 (晚期表达蛋白1)是体现HPV感染状态的指标，L1蛋白的DNA检测曾经用来检测HPV感染［10］，但当HPV DNA整合进入宿主DNA时，常发生L1区丢失，L1衣壳蛋白表达减少因而不能将其用于对HPV感染的临床监测。研究显示L1蛋白及DNA的检测能够反映宫颈细胞中HPV病毒复制状态，并可通过检测L1蛋白的表达了解宫颈病变的进展与消退。HPV L1蛋白能够诱导机体免疫系统产生中和抗体［4］，另有研究显示以L1蛋白为主要成分的HPV疫苗能够有效预防HPV感染［11］。

20世纪90年代有学者提出宫颈上皮内瘤变(cervical intraepithelial neoplasia，CIN)的进展程度与HPV蛋白表达密切相关，HPV蛋白的表达能反映CIN的预后及进展［12］。近年研究表明，随着CIN的进展，病变组织HPV L1衣壳蛋白表达呈下降趋势，5% ～15%的CIN I及CINⅡ中HPV DNA与宿主DNA整合，而在CINⅢ病变中高达50%～94%，存在HPV DNA 整合［13-14］。Griesser等［15］用免疫组化方法检测84例高危型 HPV感染由轻到中度宫颈上皮不典型增生标本中的HPV L1衣壳蛋白，并随访其细胞学，结果显示中度不典型鳞状上皮病变中，HPV L1衣壳蛋白阴性病例比阳性病例更倾向于进展，并提出在常规妇科宫颈细胞涂片检查中检测HPV L1衣壳蛋白有预测早期CIN病变预后的意义。Rauber等［16］用免疫组化方法分析279例高危型HPV阳性的宫颈上皮内病变细胞涂片中HPV L1衣壳蛋白表达，并随访25个月，结果显示HPV L1阳性患者中49.1%自然消退、41.5%疾病不进展、9.4%进展。而HPV L1阴性患者33.3%自然消退、40.7%疾病不进展、25.9%进展，可见HPV L1阴性患者疾病进展率较阳性者明显增加 (风险比3.391)。肖巍等［17］用免疫组化方法探讨HPV L1蛋白在274例宫颈液基细胞学检查异常涂片中的表达及其意义，结果显示HPV L1蛋白表达情况可以帮助了解宫颈的病变程度，预测宫颈病变的发展趋势，尤其对细胞学检查诊断为不除外高度病变的不典型鳞状上皮细胞和低度鳞状上皮内病变的患者可协助指导临床处理。Skiba等［18］检测150例浸润性宫颈癌患者血清样本中HPV16 L1病毒样颗粒VLP的特异性IgG抗体。结果显示该血清抗体阳性与患者生存时间延长及疾病无进展呈相关性，而阴性提示患者预后不良。国际妇产科协会分期Ⅰ～Ⅱ期癌变中血清特异性抗体阳性提示预后良好。时艳梅等［19］研究表明，如果宫颈上皮病变级别低，上皮能够继续进入良好的分化状态，就能启动HPV晚期事件的发生，表达L1蛋白;随着损伤程度的加重，宿主细胞正常的分化机制受到影响，阳性表达区亦逐渐缩小;宫颈低分化癌标本无阳性表达，高分化癌却有很强的阳性反应，主要集中于癌珠的中心区域，越靠近中心反应越强，表明L1蛋白的表达与宫颈病变程度及细胞分化状态等密切相关。此外，关于检测标本的选择存在争议，支持采用宫颈组织的研究认为细胞学标本因异常细胞易于丢失，导致假阴性率增高;支持采用细胞学标本的研究认为组织标本为有创操作，若在临床工作中推广，会加重患者身体和经济的压力。

在新疆南疆和田地区进行的为期4年 (2006～2009年)、10000名维吾尔族妇女参加的宫颈癌筛查资料显示，和田地区是宫颈癌高发区，该地区维吾尔族宫颈癌的发病率高达650/10万，但是高危型HPV的感染率仅为7.25%，显著低于汉族农村妇女的感染［20］。维吾尔族人群在较低的HPV感染率下，却具有较高的宫颈癌发病率，与汉族人群高感染率高发病率的状况存在明显不同。此结果提示，HPV阳性的维吾尔族妇女或许更容易发生宫颈病变。这种现象的发生，是否因为在HPV感染发展到宫颈病变过程中维汉民族间的基因、种族差异而引起，或者HPV在不同民族宿主中存在状态的差异引起值得深入研究。目前关于维吾尔族、汉族妇女宫颈病变组织中HPV L1蛋白表达是否存在差异，以及维吾尔族病变发展进程中，HPV L1蛋白表达的变化趋势相关性报道较少。

综上，检测HPV L1蛋白有助于了解HPV感染状态，从而预测宫颈病变的发展趋势，指导临床个性化治疗及评价传染力。

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