人乳头瘤病毒与宫颈癌易患性的研究进展

杨 娟，胡 萍，杨 芬(综述)，代小红(审校)

(孝感市中心医院妇产科，湖北 孝感 432000)

目前，全球宫颈癌患病率为11.7%，其中85%发生在发展中国家[1]。虽然宫颈癌的筛查在一定程度上减少了宫颈癌的发生，但它仍然是全世界妇女死亡的主要原因之一。为解释其病因，过去30年里人们已经做出了许多努力。人类乳头瘤病毒(human papillomavirus，HPV)是一种双链的小DNA病毒，可引起上皮组织(皮肤和黏膜)的良性和恶性病变。事实证明，许多感染HPV的妇女最后并不会发展为宫颈癌，说明宫颈癌的发生还与其他因素有关。现主要对HPV与宫颈癌易患性的关系予以综述，涉及HPV感染与宫颈癌的关系、其他因素与宫颈癌易患性的关系以及HPV DNA的变异性对宫颈癌形成的可能的影响等。

1 HPV感染与宫颈癌的关系

众所周知，宫颈癌与HPV引起的持续性感染有关[1]。HPV是一种封闭的双链环状DNA病毒，约8 kb，其DNA有8个开放阅读框架(open reading frame，ORF)，E1、E2、E4、E5、E6、E7(在感染初期表达)、L1和L2(在感染后期表达)和被称作远距离调控区的控制区域。尽管最新的研究表明HPV在复制过程中没有E1和E2参与，但E1和E2仍与其DNA的复制有关[2]。在上皮细胞中，E5可使表面主要组织相容性复合体1表达减少，导致感染初期的免疫逃逸[3]。E6和E7为癌基因蛋白类，是由于E1和E2减少，促使E6和E7在宿主DNA内表达，并迅速增加。一旦E6和E7大量表达，就抑制了抑癌基因p53和pRb的正常表达，抑制细胞凋亡的进行，使人的角质细胞癌化，阻止细胞的周期性死亡。HPV DNA的长调控区(long control region，LCR)，通过控制病毒和宿主细胞的转录因子，控制着E6和E7病毒癌基因的转录[4]。

根据HPV致病性可将其分为高危型和低危型，高危型HPV主要有16、18、33、31、58和52等，与宫颈癌的发病有关，低危型HPV主要有6、11、42和44等，与生殖道疣状物有关。高危型HPV病毒感染一般是通过性传播，可引起上皮组织损伤，这种损伤6～12个月就可修复，不能修复的损伤就会发生宫颈上皮内瘤变(cervical intraepithelial neoplasia，CIN)Ⅰ级、CINⅡ级、CINⅢ级、原位癌、鳞状细胞癌或者腺癌等转变[4]。很难解释为什么有些HPV感染能够恢复，而有些却引起癌前病变进而发展为宫颈癌，这可能与个体易患性及其他因素的作用有关。

2 宫颈癌易患性的基因流行病学证据

宫颈癌的病因可以用致瘤HPV引起的感染来解释。尽管高危型HPV引起的感染是一个必要因素，但是还不足以发展为宫颈癌。感染致癌HPV的女性只有少部分发展为宫颈癌，这个问题至今未能做出合理解释。宫颈癌的发生，可能与基因和环境因素有关，如宿主基因不同、HPV型别不同、多型别HPV联合感染及其他原因和生活方式的综合作用。

HPV感染取决于宿主细胞和病毒基因的相互作用，进而导致宫颈癌的发生。关于宫颈癌遗传的基因流行病学研究表明，家族聚集式致癌基因与宫颈癌有密切的关系，证明了基因遗传对宫颈癌易患性的作用[5]。也有研究发现与宫颈癌的易患性有关的其他疾病，如范可尼贫血，与无范可尼贫血的人相比，他们更容易患宫颈癌和阴道癌[6]。因此基因流行病学研究认为，宿主基因在宫颈癌的易患性中发挥着一定作用，但是基因的作用过程尚不明确。

3 联合感染与宫颈癌易患性的关系

多型别HPV感染的妇女比一种型别HPV感染的妇女更容易发展为宫颈癌，因为这些病毒有相互协同作用。鉴于此，最近一项研究阐明了多型别HPV感染与CIN和宫颈癌的关系。研究人员收集了来自哥伦比亚不同地区和社会文化背景的1810例宫颈癌样本，对其感染HPV的型别进行分类，并使用负二项分布模型显示其观察值和预测值之间的差异。调查结果显示，单一型别HPV感染和4型以上多型别混合感染的妇女观察值<预期值；而2～4型HPV混合感染的妇女观察值>预期值[7]。

Safaeian等[8]在一个大型前瞻性队列研究中评估了沙眼衣原体感染在宫颈癌前病变发展中的作用。研究发现，在没有HPV感染的情况下，沙眼衣原体感染不会增加宫颈癌前病变的风险；与无感染者相比，沙眼衣原体感染与高危型HPV共同作用可增加CIN的风险。还有研究表明，人免疫缺陷病毒阳性的患者因该病毒诱导免疫抑制，人免疫缺陷病毒和HPV相互作用显著，更容易患CIN和宫颈癌[9]。

因此，多型别HPV感染和HPV与其他因素，如人免疫缺陷病毒和沙眼衣原体的协同作用，能加快CIN和宫颈癌的进程。

4 生活方式与宫颈癌易患性的关系

个人生活方式也可能影响宫颈癌的易患性。Ma等[10]对15～19岁的女性进行研究，连续观察吸烟与宫颈细胞样本中细胞周期依赖性激酶抑制基因(p16)甲基化形成的检测之间的关系。研究表明，与不吸烟者相比，宫颈涂片HPV DNA阴性的女性，开始吸烟后其细胞周期依赖性激酶抑制基因甲基化的风险增加，提示吸烟可以增加宫颈癌的易患性。有学者对中国农村妇女的个人卫生与致癌性HPV感染的患病率关系进行了调查，结果显示，与每周至少洗澡1次的妇女相比，7～19 d洗澡1次、20～180 d洗澡1次、>180 d洗澡1次的妇女，其比值比分别为1.19、1.83、2.29，提示不良的个人卫生习惯可增加致癌性HPV感染的患病率，进而增加宫颈癌的易患性[11]。

5 HPV DNA的变异性对宫颈癌易患性的影响

HPV核苷酸序列的不同能导致氨基酸的变化，从而可能改变其致癌潜能。此外，HPV DNA序列的这些不同也可能导致全世界宫颈癌的发生率不同。

关于基因变异性的研究表明，HPV-16和HPV-18的不同变化随着3个不同人种皮肤颜色共同进化，分为黑种人、白种人和黄种人[12]。HPV-16变异按照地理学区域分为9组，欧洲、亚洲、北美洲、亚美洲1、亚美洲2、非洲1a、非洲1b、非洲2a和非洲2b[13]。HPV-18变异按照地理学区域分为3组，欧洲、亚美洲和非洲[14]。至于HPV-31，Baldez da Silva等[15]研究表明其变异并不随人类种族进化。

5.1HPV-16的内部序列变化 E6和E7可读框(open reading frame，ORF)中的核苷酸变异对宫颈癌的发展起非常重要的作用，能够分别抑制p53和pRb蛋白质的活性[16]。此外，L1基因的内部序列变化对衣壳蛋白的结构、免疫识别、病毒引起的中和反应和对疫苗的干预有较大影响。人们对HPV-16 ORF的变异和宫颈肿瘤的危险性做了一些研究。有研究者对来自中国安阳地区的76株HPV-16进行基因测序分析，包括E6基因R10G(1.32%)、D25E(42.10%)、L83V(5.26%)和E113D(1.32%)位点的变异，以及E7基因N29S(43.42%)位点的变异，这些基因位点的变异在宫颈癌的发展过程中起重要作用[17]。Shailja等[18]对HPV-16感染的宫颈癌患者的E6、E7、L1基因以及基因座控制区(locus control region，LCR)的序列变异进行分析。他们对60例HPV-16阳性的宫颈癌患者的宫颈活检标本进行聚合酶链反应和DNA测序分析，发现出现频率最高的变异是E6 T350G(100%)、E7 T789C(87.5%)、L1 A6695C(54.5%)和LCR G7521A(91.1%)。另外，还有1例新的E6变异(T527A)，4例新的L1变异(A6667C、A6691G、C6906T和A6924C)以及4例新的LCR变异(C13T、A7636C、C7678T和G7799A)。E7基因相对保守，而E6的T350G变异在各病理分级中均普遍存在。

5.2HPV-18的内部序列变化 Cerqueira等[19]发现了在HPV-18 E6 ORF C491A的一段核苷酸变化，但体外分析表明这一变异并不影响其抑制p53活性的能力。在HPV-18 E6 ORF 287、485和549位点也发现一些以沉默突变的方式存在的变异。此外，还发现在HPV-18 LCR存在A41G和T104C变异，这些变异似乎能够增加E6/E7的活性。López等[20]研究证实了HPV-18的LCR在不同的宫颈癌细胞株中具有不同的转录活性。非洲-LCR具有最低的转录活性，在HPV-18变异分析中其核苷酸序列改变的数量最多。这些变异序列有一部分插入到已被确定的转录因子结合位点，提示其可能在宫颈病变的缓慢进展中表现出温和的生物学活性。亚美洲-LCR在不同类型细胞中显示了不同的活性，而欧洲-LCR在不同的细胞株中活性类似。尽管在HPV-18 E2的变异基因中发现有多个核苷酸替换，然而其对同源LCR的抑制活性并无差异。

5.3HPV-31的内部序列变化 关于HPV-31基因，有研究者对316株HPV-31的上游调控区和E6区进行基因测序。这些序列主要分为3支，选择其中最具多样性的22株做全基因组分析。与标准序列相比，在7967个核苷酸位点中共有299个(3.8%)发生变异。在2302个编码序列中，共有109个(4.7%)发生氨基酸变异。核苷酸序列变异最多的区域是在E2和E5 ORF之间的非编码区，共有10.2%核苷酸变异。其中1株QV14117在核苷酸序列1315～1317有3个碱基对(ACA)的缺失，导致了E1 ORF上第152个氨基酸(苏氨酸)的缺失[21]。

5.5HPV-58的内部序列变化 关于HPV-58基因变异，Xin等[22]对41例HPV-58阳性标本(24例CINⅠ/Ⅱ、11例CINⅢ、6例原位癌)的E6 DNA进行测序分析，仅1例CINⅢ标本发现D86E变异。Liu等[24]对235例HPV-58阳性宫颈标本的E6、E7、L1基因和LCR的变异进行分析，发现变异率均较高，E6基因83.8%、E7基因76.7%、L1基因90.8%、LCR 91.4%。其中出现频率最高的变异为E7 T744G(74.9%)。对于E6基因，发现9个核苷酸变异，其中A140G(T11A)、A184C(E25D)、G266C(V53L)和A313G是新的变异。对E7基因的测序发现4个典型的核苷酸变化，G761A(G63D)、G694A(G41R)、T803C(V77A)和T744G。对于L1基因，鉴定出39个核苷酸变异和13个氨基酸替换。

这些研究表明HPV DNA变异可能与CIN和宫颈癌有关，也可以解释不同地理位置人群的发病率和病死率。

6 小结与展望

HPV感染对宫颈癌的发展必要而不充分，提示这一过程还受其他因素的影响。基因流行病学研究表明基因与宫颈癌的易患性有关，但与这一过程有关的基因还未知。因此，需要有其他相关的研究来阐明基因在宫颈癌易患性中的作用。多型别HPV感染和HPV与其他因素联合感染也在宫颈癌的易患性中扮演重要角色，而且，吸烟、个人卫生习惯不良等生活方式也与宫颈癌有关。HPV DNA的变异性与癌前病变到宫颈癌的持续和发展有关；然而，至今有关宫颈癌易患性的分子标记还没有达成一致。总之，这些证据可以解释为什么很多女性感染HPV，但只有少数发展为宫颈癌。因此，对CIN患者的临床随访有助于阐明基因和环境因素在从CIN到宫颈癌的发展中的作用。

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