高危型HPV在宫颈癌发生发展中的作用机制

李婵玉综述 邓 洁 罗剑波审校

人类乳头瘤病毒(HPV)呈球形，直径约为55 nm，作为遗传物质包含双链DNA的小型的非包裹病毒，1970年，在人疣组织中被首次观察到，1983年，从兔子体内Rich ard Shoppe第一次将HPV识别并分离出来[1-2]。1970年以后，确认了HPV与宫颈癌的病因密切关联，与之相关的研究也取得了较好的成效，特别是在分子病毒学领域[3]。子宫颈癌发病率仅次于乳腺癌，占全妇科肿瘤的12%，是世界上第二大妇科恶性肿瘤，同时发生率在女性生殖器官恶性肿瘤中较高。高危险型人乳头状瘤病毒(HR-HPV)在宫颈癌的发展过程中发挥重要作用，同时也是宫颈癌的主要原因[4]。几乎在全部宫颈癌活检组织中都可以发现HPV的存在,绝大部分宫颈癌发生都与高危HPV持续感染有关。Durst等使用核酸混合技术检测出宫颈癌组织中的HPV16及18 DNA表达后，很多研究人员从临床到分子生物学对HR-HPV与子宫颈癌之间的关联进行了大量的研究[5]。本文就近年对高危型HPV在宫颈癌疾病发展中的机制作用综述如下。

1 宫颈癌相关研究

1.1 宫颈癌流行病学特点

宫颈癌是妇科恶性肿瘤中致病源十分明确的疾病，30～35岁易患原发性癌症，浸润癌45～55岁时发生倾向较大，近几年，越来越多的年轻女性患有宫颈癌，宫颈癌已成为女性群体中最常见的恶性肿瘤，也是造成死亡的主要因素[6-7]。

宫颈癌的发生率在世界范围内存在不同差异，西方国家宫颈癌的患病风险明显高于其他国家。在国际上，HPV16感染是宫颈癌最常见的HR-HPV类型，HPV 18感染率其次，排第二位[8-9]。宫颈鳞癌患者最易感染种类是HPV16，宫颈腺癌患者82%是HPV16和18感染造成的，根据世界卫生组织(WHO)，每年约有新增宫颈癌感染患者50万人次，其中25万人已经发展到晚期[10]。另一项全球浸润性宫颈癌HR-HPV分析显示，10058名浸润性宫颈癌患者中有1508例腺癌和腺扁平上皮癌，此类患者HR-HPV感染率为76.4%，低于宫颈鳞癌患者的HR-HPV感染率。生殖器官HPV感染是宫颈疾病的重要诱因，90%以上的宫颈癌患者都有HR-HPV感染经历，HR-HPV的检出率根据国家不同，检验体的来源和检验方法也存在很大差异[11-12]。

HPV是宫颈癌的主要诱因，自1976年发现HPV与子宫颈癌的增殖有关以来，通过各种流行病学的研究和生物信息学的研究[13]，对这一观点进行了合理的分析。HPV是男性和女性都有可能感染的常见性感染病毒，西欧各国的感染率明显高于世界各国其他地区[14]。

1.2 宫颈癌筛查方式

美国和欧洲诸国的文献表明，宫颈细胞学筛查出的疑似宫颈病变病例进行HPV筛查效果较好，使HPV感染治疗和发现更为及时，宫颈癌的发生率和死亡率显著降低。

在国际上，子宫颈疾病的诊断通常采用细胞学筛查或HPV病毒筛选，宫颈癌细胞学筛查诊断在很多国家覆盖率高，质量管理好,在减少宫颈癌的发生率和提高检测率上具有较高的临床应用效果。不过，此类检查中也存在一些较为多变的问题：①筛查结果过于依赖样本的质量；②阅片主观问题较多；③阅片重复性问题。这些都是不可避免的，可能会导致筛选结果的偏差[15]。在成功的筛选程序中，高覆盖是最重要的基本因素，但覆盖率越高，提高筛查的灵敏度问题就越为重要[16]。与细胞学检测进行比较，HPV筛查宫颈癌的重复性更高，能得到客观的检验结果，且实现检测自动化也更容易。年轻女性因为传染性较高HPV检测的特异性也会普遍降低，在细胞学诊断中的疑似病例HPV筛查时高敏感性及硬性预测值已经得到证实[17]。Farooqui等分析了许多国家宫颈癌筛查结果，包括HPV和细胞学的检查，共计60,000多名妇女，提供了2个筛查方法灵敏度的直接对比结果，结果表明，细胞学检查的灵敏度比HR-HPV的灵敏度明显偏低，并且在不同国家的不同研究中细胞学检查的灵敏度差异较为明显[18]。

CIN2+细胞学检查的整体灵敏度为53%(48.6%～57.4%)，从卢玉研究所得的18.6%灵敏度到HART 76.7%灵敏度的研究结果，对比发现敏感性差异较大，50岁以上的女性的灵敏度远远优于年轻女性(79.3%～59.6%),细胞学检查的整体特异性为96.3%(96.1%～96.5%)，总阳性预测值为20.3%(18.3%～22.4%)。然而，在HR-HPV筛查中，年轻妇女的特异性和阳性预测值高于老年妇女，并且细胞诊断或HPV检查可通过特定年龄层划分得到改善[19]。

1.3 HR-HPV与宫颈癌相关研究进展

宫颈癌的主要原因是HR-HPV感染，低危型HPV引起宫颈癌的风险较低，而持续性的HR-HPV感染易形成宫颈癌。HPV仅能通过基因组的分子杂交来进行分型，目前，根据基因组全序列有80种HPV基因型被确定，与子宫颈癌密切关联的超过20种被确认[20]。高危型HPV参与宫颈癌等生殖系统等癌症的发展过程，包括HPV16、HPV16、HPV18、HPV30、 HPV31、HPV33、HPV35、HPV39、HPV45、HPV51、 HPV52、HPV56、HPV58、HPV66、HPV69 等等。

大多数宫颈癌患者中体内都存在高危型HPV病毒的持续感染。宿主感染HPV后,体内的病毒存在3种状态,单纯的附加体状态、其次是单纯的整合态，最后一种是混合体状态(前两种状态并存)[21]。由于宿主存在的病毒消除机制，附加形式存在的高危型HPV仍可被消除，相反，如果病毒基因整合后进入宿主体内，体内的清除机制就很难去除整合后的HPV病毒，因而持久性的感染更容易形成。HPV存在类型较为多样，各种类型的HPV与子宫颈癌的组织学分类及临床病期有关。HPV16在宫颈鳞癌中较为常见，但宫颈部腺癌主要HPV类型则以HPV18为主。HPV16或HPV16与HPV18的混合型与较低临床病期(0～Ⅱ期)关联明显，HPV18则与较高的临床病期(Ⅲ～Ⅳ期)密切相关，这两种分型具有较差的预后情况[22]。

持续的高危型HPV感染、机体免疫力降低以及宫颈部局部环境变化，HPV-DNA随机整合入宿主基因组，并且E6及E7癌基因也出现表达，并与其他致癌因素对部分抑制肿瘤基因进行阻碍。高危型HPV感染因素多样性，但HR-HPV感染最重要途径为性行为，同时也是高危型HPV感染不断扩大的最重要途径[23]。

恶性程度高的宫颈浸润癌患者HPV筛查发现HPV16型低于HPV18型阳性，肿瘤分化不良的年轻患者极易出现HPV18型感染，此类患者淋巴结转移率也高。HPV18型感染与宫颈癌的预后关系研究结果显示，HPV18感染与早期宫颈癌预后密切相关，而且对于全子宫摘除术及骨盆淋巴清扫术后的早期宫颈癌患者HPV18也是其复发的独立因素[24]。癌基因变异已经在宫颈癌细胞系被发现,不过，癌细胞的活体机能和繁殖过程依然不可预测，高风险HPV感染的潜伏期可以持续3个月或者几年。高危型HPV潜伏期更长，长达5～15年。

因此，HR-HPV已经是1个不可否定的致癌因素，不仅女性会感染，男性也与此种高危型HPV病毒有关，男性可以传播HPV病毒,不过，男性的检查与女性的宫颈部细胞学检查不同，目前，没有男性可用的病毒筛查方法。

2 HR-HPV相关研究

2.1 HR-HPV致癌机制

正常组织细胞在培养一定时间后，生长就会停止，而在某些特定因素下，细胞生长调控会出现异常，并且开始无限制地生长，即永生化，这是恶性转变的前奏。宫颈癌发展、发生过程中，HR-HPV与某些特定的癌基因存在特定的联系，细胞癌基因附近存在高风险HPV DNA和宿主细胞基因整合，癌基因的表达和活性会受到影响[25]。如果HR-HPV病毒进入机体内并感染，机体免疫系统就会功能失调，细胞免疫、体液免疫、局部的免疫都会受到不同程度的阻碍。

郭勇峰等证实，子宫颈浸润癌患者及原位癌患者分泌物HPV16,HPV18阳性表达率分别为53.89%和46.15%，而健康对照组仅为6.67%[26]。研究发现，外阴道HPV感染的患者局部T4，T8及(NK细胞)数量呈下降趋势，约6%的病例血液中的免疫活性细胞数降低，机体中NK细胞和朗汉斯巨细胞(LC)发挥免疫监视作用，当高危型HPV病毒入侵后，NK细胞大量凋亡，局部LC数量出现明显减少，致癌化的风险提高[27]。Hooi等在体内、体外研究了重组IL-2与HPV相关肿瘤细胞之间的关联性，证实重组IL-2对细胞免疫机制发挥刺激作用，还能对肿瘤细胞产生效果，肿瘤细胞出现凋亡[28]。

2.2 HR-HPV同其他癌基因的协同作用

宿主细胞癌基因附近较易出现高危型HPV DNA和宿主细胞基因整合，以此来诱导增加癌基因的活性及表达量。研究发现对宫颈癌患者应用FISH技术进行HPV和多个癌基因检测,结果HPV阳性率为77%，主要HPV类型以HPV16型、HPV18型或两型的混合感染为主，65%的宫颈癌可见1个或多个癌基因的放大,由高到低依次为:PIK3CA、 TERT、erbB2、c-myc 和CCND1[29]。Islam等研究发现，癌基因k-ras和c-erbB2在子宫颈癌的发生中起作用，因为高危型HPV感染而被活化，但是这些癌基因在低风险HPV感染中未见活化表现[30]。

3 HR-HPV感染预防

HPV感染导致宫颈癌已经成为不可否定的事实，HPV关联生殖器感染，是多个国家和地区最常见的性传播疾病[31-32]。目前已经成功研发的宫颈癌疫苗主要用于HPV16、HPV18、HPV6、HPV11四价疫苗和HPV16和HPV18的二价疫苗，但对于已经HPV感染的女性宫颈癌疫苗几乎无显著的效果[33]。

关于HPV最初的接种年龄，各个国家均有不同，但主要还是集中在9～12岁的女性当中，疫苗接种程序，6个月3次肌肉内注射，13～26岁的女性仍可进行补种疫苗[34]。最新研究发现，疫苗接种后≤18岁的女性高度宫颈病变(包含CIN 2及CIN 3)的发生率，比疫苗接种前低0.38%，高度病变发生率有了明显的降低，而其他年龄段接种疫苗的女性，未发现高度宫颈病变，发病率呈下降趋势[35-36]。低恶性度宫颈部病变(包括CINⅠ和非典型鳞状细胞病变)的发生率接种疫苗前后变化不明显，但6～18个月内不会发生大的病变，多数自然痊愈。35岁以上女性中有5%～10%的女性对HPV病毒不能产生清除效果，而HR-HPV长时间感染才是导致宫颈癌的原因，同时是CIN3的发生、维持、发病的危险因素，宫颈癌也因此成为较一种罕见的HVP感染并发症，目前，宫颈细胞学筛查和HPV疫苗已被证实在降低或根除HPV肿瘤形成上较为有效[37-38]。

总之，宫颈癌患者患病初期未见不适或症状轻微的患者有半数以上，只有在进行妇科检查时才有可能被发现或确诊[39-40]。因此，宫颈癌检查的重要性非常明显，而更详细地研究HR-HPV感染因素是改善宫颈癌早期诊断率和预后的最基本方法。

首先,有研究结果显示,对高危型HPV做进一步区分可以明确HPV类型，如：HPV16和HPV18等高危型HPV，提高宫颈癌的早期诊断率[41]。

第二,通过发现HR-HPV感染有关的宫颈癌临床症状与生物学行为的关系，利用现代分子生物学技术分析适龄女性染色体、基因与HR-HPV基因整合的相关因素，为宫颈癌的早期诊断提供捷径[38]。

第三,对宫颈癌的发病机制进行更深入研究，如:早性行为、焦躁、妊娠年龄较低、多次生产、吸烟、避孕药服用过度、性伴侣过多、激素替代疗法以及其他一些未知因[42]，有可能为HR-HPV感染的相关子宫疾病类型进行针对性治疗，为宫颈癌的筛查及治疗开辟了一个新的时代。