人巨细胞病毒与肿瘤相关性研究新进展

许越　施浩强　梁朝朝

230032合肥，安徽医科大学第一附属医院泌尿外科



·综述·

人巨细胞病毒与肿瘤相关性研究新进展

许越施浩强梁朝朝

230032合肥，安徽医科大学第一附属医院泌尿外科

巨细胞病毒(CMV)是疱疹病毒之一，属于β疱疹病毒, 病毒颗粒呈球形，直径约150～200 nm，主要感染人和哺乳类，引起细胞及核增大，具有典型的嗜酸性A型包涵体。HCMV 基因组至少能编码250种蛋白，仅仅在病毒颗粒的衣壳与包膜间存在有8种以上的糖蛋白，这些糖蛋白可能与病毒的黏附、融合、装配以及中和靶细胞抗体的作用有关[1]。目前认为共有50余种蛋白与其生物学行为密切相关，这些功能性蛋白为病毒形成了一套较成熟的感染-潜伏-再激活机制。在发达国家HCMV人群感染率在50%以上，而在我国HCMV人群感染率则为70%～90%[2]。目前认为在正常的易感人群中，感染HCMV后将成为HCMV的终生携带者，呈现为隐性感染的状态。而携带者体内潜伏的HCMV在机体免疫功能处于正常状态时是不具备致病能力的，当携带者处于免疫抑制或者缺陷的时候，体内潜伏的HCMV将可能诱发某些肿瘤。我们回顾了近10年的有关恶性肿瘤与HCMV感染的报道。研究提示在肿瘤患者肿瘤组织标本中检测到HCMV DNA或mRNA，并且在其血清学样本中检测到的HCMV标志物的阳性率显著提高。这也在一定程度上提示HCMV 感染与某些人类恶性肿瘤相关。而国内外的文献中也提示HCMV在某些肿瘤的发生、发展甚至恶化的过程中可能发挥了一定的作用，与尿路上皮癌[3]、人脑胶质瘤[4]、宫颈癌[5]、结直肠癌[6]、胶质母细胞瘤[7]和颅咽管瘤[8]的发生和发展有着一定关系。因此，我们就HCMV感染与人类某些肿瘤的相关性及机制的研究进展做一综述。

一、HCMV与尿路上皮癌的相关性

我们从近年来的相关临床经验中得知，预防尿路上皮癌的相关肿瘤复发与进展可通过激活患者体内的细胞免疫系统从而获得杀灭肿瘤细胞的效果。在抑制尿路上皮癌的发生与发展过程中免疫系统发挥了重要的作用。当患者的细胞免疫功能在处于HCMV活动性感染时会受到明显的抑制，从而可能会对患者的BCG灌注治疗效果产生一定的影响[9]。在安徽医科大学微生物研究室近年来的研究中，随机收集了33例膀胱癌患者，利用HCMV UL55巢式PCR及UL83 PCR检测尿路上皮癌患者的全血及肿瘤组织DNA，结合HCMV pp65抗原血症检测患者白细胞中的HCMV pp65抗原及ELISA法检测患者血浆中的HCMV IgM，结果显示高达18.2%(6/33)的尿路上皮癌患者合并有HCMV 活动性感染[3]。其前期的研究提示，尿路上皮癌的临床病理分级及术后复发与HCMV活动性感染有一定的联系，高级别尿路上皮癌则更容易出现在HCMV-IgM阳性的患者，对于此类的患者，术后应首选膀胱灌注BCG治疗[10]。上述的研究为HCMV的临床感染与尿路上皮癌的相关性提供了可靠的证据。

二、HCMV感染与宫颈癌的相关性

Mougin等[4]用生物素标记的DNA探针和原位杂交技术对石蜡包埋的131个宫颈标本进行检测，结果显示宫颈癌组HCMV、HPV共同检出率为40%，二倍于非宫颈癌组。Baldauf等[11]用PCR方法研究发现宫颈浸润癌组织中HPV16和(或)HSV的共同检出率极高于正常对照组，而未受HCMV、HSV 两种协同因子影响的病例组与对照组间HPV检出率差异不明显。提示协同因子(HCMV、HSV)可能对感染HPV感染细胞的生长、分化产生干扰，并与之共同致宫颈癌。同时Boldogh等[5]研究发现，在HCMV感染后，细胞内的原癌基因C-Jun、C-Fos、C-Myc的RNA水平在感染后的20～120 min出现了一过性的过速增高，但是其他原癌基因的RNA表达水平并没有发生改变，提示该反应为HCMV感染后的特异性反应。这些相关性研究提示HCMV的活动性感染同样参与了一部分宫颈癌的发生、发展过程。

三、HCMV感染与直肠腺癌的相关性

王延雷等[6]选择84 例结直肠腺癌患者的腺癌组织及自身癌旁正常组织，应用RT-PCR 技术检测组织中即刻早期基因(immediate-early gene 2, IE2)mRNA的阳性率来反映HCMV的感染情况，免疫组化技术检测凋亡相关基因C-Jun的表达情况。结果提示HCMV IE2基因在结直肠腺癌组织中的阳性率高于癌旁组织(P<0.01)；C-Jun基因在结直肠腺癌组织中表达的阳性率高于癌旁组织(P<0.01)。而Harkins等[7]在肠息肉、结肠癌病变组织及周围正常组织中检测 HCMV IE1-72抗原，结果显示结肠癌组织标本阳性率为 80%，而正常组织标本全为阴性，这表明在结肠癌组织与正常肠组织间 HCMV IE1-72 抗原阳性率有显著性差异(P=0.002)。上述研究也提示，HCMV感染在结直肠癌的发生、发展中具有一定作用，其作用机制可能与C-Jun基因的表达有关。

四、HCMV感染与神经性肿瘤的相关性

1.与颅咽管瘤的相关性：闫志丰等[8]收集了2006年6月至 2010 年12月西京医院神经外科手术切除且经病理组织学检查确诊的颅咽管瘤组织 89例，其中男49例、女40例(男女比例为 1∶0.82)，平均年龄31.69 岁；牙釉质型颅咽管瘤55例、鳞状乳头型34例。同时收集高血压脑出血手术皮层造瘘患者的正常人脑组织10例。采用免疫组化方法检测HCMV IE1-72和pp65抗原在89例颅咽管瘤组织中的表达，结果显示IE1-72和pp65抗原在颅咽管瘤组织中均有较高表达，而在10例正常人脑组织中并未发现相关的表达，在颅咽管瘤患者的组织中HCMV IE1-72和pp65抗原阳性率均显著提高。该项研究提示HCMV感染及抗原表达可能与颅咽管瘤的发生及发展有一定关系，HCMV可能是颅咽管瘤发生的一个重要病因。

2.胶质母细胞瘤：Fornara等[12]研究从21例胶质母细胞瘤患者的手术切除新鲜肿瘤组织中分离出的细胞中有52%即刻表达肿瘤的蛋白质，在其中的16例肿瘤中有70%的细胞表达CD133，12%的细胞中表达CD133和各级HCMV-IE蛋白质。通过进一步的评估IE阳性、CD133阳性或IE/CD133双阳性细胞在所采集病例的肿瘤细胞中的百分比，数据表明HCMV-IE的表达与CD133的阳性率具有高度相关性。结果证实，HCMV相关蛋白的表达和HCMV感染可能引起或增加在“GBM”(多形性胶质母细胞瘤)细胞中胶质母细胞瘤干细胞的产生。提示HCMV感染对胶质母细胞瘤的诱导和发展具有一定的作用。

五、HCMV感染与胃癌的相关性

金劲激等[13]采用化学发光(CLIA)法对胃癌组(n=80)及健康对照组(n=80)的外周血清进行HCMV IgG、IgM抗体检测；巢式PCR技术检测22例胃癌患者的肿瘤及癌旁正常胃黏膜组织标本中的HCMV UL55基因；统计分析HCMV感染与胃癌临床特征的关系。胃癌组血清HCMV-IgG阳性率为95%(76/80)，HCMV-IgM阳性率为6.25%(5/80)；在健康对照组血清中，HCMV-IgG阳性率为97.5%(78/80)，HCMV-IgM阳性率为3.75%(3/80)，HCMV IgG、IgM在胃癌组与健康对照组血清中差异无统计学意义(P>0.05)。HCMV UL55阳性检出率在22例胃癌组织中为50%(11/22)，在相应正常胃黏膜组织中为9.09%(2/22)，胃癌组织HCMV阳性检出率较癌旁正常组织显著升高(P<0.01)，胃癌组织中存在HCMV感染，且相较于癌旁正常组织HCMV更倾向感染癌灶，提示HCMV感染可能参与胃癌的发生、发展。

六、HCMV引起肿瘤发生、发展的机制

1.抑制细胞的凋亡：HCMV基因组主要由即刻早期(ie)基因、早期(e)基因和晚期(l)基因构成。病毒复制早期，ie基因编码的相对分子质量为72的IE1蛋白(IE-72)、相对分子质量为86的IE2蛋白(IE-86)参与宿主细胞基因转录，干扰细胞周期和生长调控，也是病毒核酸复制和其他基因表达所必需的[14]。Arcangeletti等[15]发现，正常易感细胞被HCMV感染后, 病毒编码的调节蛋白可诱导该细胞周期停滞，阻断细胞DNA复制，仅维持其活性状态，从而保证病毒DNA的复制。HCMV调节蛋白，如IE1、IE2和PP71，与Rb家族(PRb、P107、P130)蛋白相互作用并减弱其活性，促进细胞进入细胞周期的S期。HCMV ul97基因编码的相应蛋白具有细胞周期蛋白依赖的激酶活性，可导致PRb的磷酸化和失活[16]。IE2蛋白可能通过激活P53第15位丝氨酸的磷酸化致P53蓄积和激活，最终诱导细胞周期停滞[17]。其他病毒调节蛋白如pUL69，也与HCMV诱导的细胞周期停滞相关[18]。

相关研究也证实HCMV采用多种方式来抑制被感染细胞的凋亡[19]。HCMV编码了至少两种蛋白质，胱天蛋白酶-8诱导的细胞凋亡病毒抑制剂vICA(pUL36)和位于线粒体上的细胞凋亡抑制剂vMIA(pUL37×1)，两种蛋白均直接干扰细胞凋亡信号通路。在胱天蛋白酶-8作用之前，vICA与其协同作用绑定在胱天蛋白酶-8上的死亡诱导信号复合体(DISC)。vMIA可以在线粒体上绑定并隔绝Bax，进一步发挥干扰线粒体上BH3域蛋白的死亡因子/Bax蛋白的死亡调控的透化作用。所有的β疱疹病毒的测序中，包括CMV均发现vICA或vICA的同系物的编码。上述研究结果为疱疹病毒对细胞凋亡的抑制作用提供了科学的证据[19]。

2.增加肿瘤的侵袭性：在Fornara等[12]的研究中，感染HCMV的正常细胞促进了胶质母细胞瘤的增长，这种表现是通过抑制化学Notch1通路或抗病毒药物更昔洛韦治疗体现出来的。表达HCMV-IE的胶质母细胞瘤的细胞能导致正常神经细胞无法分化成神经元或星形神经细胞。该研究结果提示感染HCMV的胶质母细胞瘤具有促进神经胶质瘤肿瘤干细胞表型可塑性的细胞特性，从而增加这个肿瘤的侵犯。同时感染HCMV可导致胶质母细胞瘤细胞的CD133上调。而CD133作为一个重要的肿瘤标志物，会启动高度侵略性肿瘤的发展，间接提示了CD133表达与脑部肿瘤的侵袭性及临床预后之间的相关性。

3.诱导原癌基因的突变：正常细胞感染HCMV 后，所引起的细胞增殖和凋亡的失衡常常会促进肿瘤发生甚至向恶性转化[20]。C-Jun为细胞内主要参与调控细胞增殖与分化的一种原癌基因[21]，与肿瘤的发生及进展关系密切。在最近几年的研究中，我们发现AP-1的激活能够导致细胞的转化，与肿瘤的发生、发展密切相关。而AP-1是由胞核内C-Jun基因与C-Fos以二聚体方式结合在一起形成的一种转录激活因子，当AP-1与特异性的DNA序列结合后，能够在转录水平调控其下游的多种基因的表达，进一步的改变该细胞的转化、增生、分化等。在Boldogh等[5]的研究中，在体外培养的环境下，通过测定HCMV感染的人胚肺成纤维细胞中的RNA水平，发现其原癌基因C-Jun的RNA水平有着明显升高，与其他相关的基因转录产物的水平有着统计学意义的差别，该结果提示HCMV能够诱导原癌基因C-Jun的激活。

4.抑制免疫系统的识别：HCMV也具有强大的干扰CD4+T细胞对感染细胞的识别能力。病毒蛋白质抑制感染细胞表面上的MHC II级分子[22]的表达进而抑制CD4+T细胞的抗原识别[23]。在许多的体外实验中，HCMV感染细胞可以抑制CD4+T细胞的激活和免疫应答[24-25]。综上，HCMV对于T细胞功能的作用可能导致HCMV感染者免疫抑制。

5.肿瘤调节并改变肿瘤内环境：Michaelis等[26]在2009年提出了HCMV在被感染者肿瘤周边组织发挥“肿瘤调节”作用的相关学说。该学说认为肿瘤患者在被HCMV感染后，诱发了一系列的相关细胞反应，包括慢性炎症反应、免疫抑制等，这些相关的细胞反应为肿瘤细胞的生长和发展提供了有利环境。这些因为长期的HCMV感染而导致的慢性炎症可通过释放炎症因子，进一步影响细胞信号通路、促进肿瘤细胞的免疫逃避、抑制肿瘤细胞的凋亡、甚至引起基因突变、影响细胞周期及全身免疫系统的调节等从而诱导肿瘤的形成和发展[26-27]。

七、展望

随着国内外学者对HCMV感染以及与肿瘤相关性的逐步深入研究，HCMV感染的治疗和预防在临床肿瘤的诊治过程中引起越来越多学者的关注。但是我们对于HCMV对肿瘤的发生和发展的影响仍然处于探索阶段，尤其在临床恶性肿瘤的诊治过程中并没有对于是否感染HCMV的患者进行分类处理以及术前术后HCMV感染的排查与治疗并无一个系统性的指南。鉴于HCMV较高的感染率，以及在人类多种恶性肿瘤中发现HCMV与其发生、发展的相关性，我们有必要加强对于HCMV诊断筛查以及临床针对性治疗的研究。对于其特殊细胞周期的调控，免疫系统的抑制，诱导肿瘤的侵袭和肿瘤组织微环境的调控进行进一步的研究，为临床相关治疗提供新的思路。

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(本文编辑：熊钰芬)

通信作者：梁朝朝，E-mail:liang_chaozhao@163.com

doi:10.3870/j.issn.1674-4624.2016.01.020

(收稿日期：2015-12-24)