人乳头状瘤病毒16相关口咽鳞状细胞癌独特生物学行为及治疗的研究现状

王岳 季一鸣 王晓毅 张凌楠 孙乐刚

1.滨州医学院附属医院口腔颌面外科 滨州 256600；2.滨州医学院口腔医学院 烟台 264010；3.口腔疾病研究国家重点实验室 国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院头颈肿瘤外科 成都 610041；4.滨州医学院附属医院口腔正畸科 滨州 256600

头颈部鳞状细胞癌（head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC）在全部癌症排名中位居第6，其中75%好发于口腔、口咽部及喉部[1]。人乳头状瘤病毒（human papilloma virus，HPV）是能感染人类皮肤、黏膜上皮细胞引起增殖性病变的DNA病毒[2]。至2014年，共发现118种不同核苷酸序列的HPV，对人类有感染能力者共40种，分为高危型 （16、18、31、33、35、45、51、52、55、58、59、68、73、82、83）和低危型（6、11等）两大类[3-4]。HPV与口咽鳞状细胞癌（oropharyngeal squamous cell carcinoma，OPSCC）联系密切[5]，其中90%以上的HPV相关OPSCC是由HPV16引起的[6]。2009年，国家癌症研究综合网（National Comprehensive Cancer Network， NCCN） 将HPV16作为OPSCC的除吸烟、饮酒外的又一独立致病因素[7]。近些年的相关研究显示：HPV16相关OPSCC具有独特的临床病理特征，如发病趋于年轻化，预后好，好发于扁桃体、舌根部等。因其治疗方法不同于传统OPSCC的治疗方法，可通过研究HPV16相关OPSCC的治疗方法、寻找潜在的治疗靶点，为HPV相关恶性肿瘤患者的治疗提供新的治疗思路[8-10]。

1 HPV的致癌机制

HPV是一种小的、无包膜的双链环状DNA病毒，其基因主要由3 个部分组成：早期区域（E1～E7）、晚期区域（L1和L2）、基因调控区[3,11]。HPV相关OPSCC的发生主要是E2、E6和E7基因表达的改变引起的。HPV感染后，E2区与人基因组发生结合，引起其自身表达的下降。当E2低表达甚至不表达时，E6、E7致癌蛋白表达上升，引起组织的癌变[12]。基因的整合好发于细胞基因残缺的部位，如不完整基因区域、容易发生碱基配对的区域。正是这样的结合，引起了细胞基因表达的改变，使细胞本身过度繁殖甚至癌变。但基因整合通常不会改变所有的基因表达，即使缺失一个碱基对或者其发生替换，都不会引起原本表达的改变。从目前的研究来看，E6、E7致癌蛋白的表达仍是HPV相关OPSCC发病的主要原因[13]。p16是肿瘤细胞的抑制分子同时也是细胞周期调控分子，其产生的主要机制是E7基因表达下调pRb进而促进p16的表达。但像RB1等分子也可以通过类似途径促进p16的表达，所以不是所有表达p16者都是HPV DNA阳性。p16能否作为HPV相关OPSCC良好预后的标志物成为目前的研究热点[12-14]。p53是肿瘤抑制分子，在肿瘤中往往会出现变异，且其变异往往发生于吸烟相关的癌症中。在HPV相关OPSCC中，HPV E6蛋白有一由氨基（N）-和羧基（C）-末端锌结合域以及螺旋连接器构成的LxxLL袋状结构，与细胞泛素连接酶E6AP中的LxxLL识别并结合，形成了E6/E6AP异二聚体，在LxxLL的作用下，E6基因表面形成了容纳p53的裂，吸引p53与之结合，进而导致了p53表达的下降，但没有改变p53基因的结构[15]；同时，在HPV相关OPSCC中仍能检测出野生型p53的存在[16]。Kimple等[17]发现：放射治疗也可以重新激活HPV相关HNSCC中低表达的p53，提高肿瘤细胞对放射治疗的敏感性（图1）。

图 1 HPV16的致癌机制Fig 1 Mechanism of HPV16 carcinogenesis

2 HPV16相关OPSCC独特的临床病理特征

OPSCC是指发生于舌根部、软腭、扁桃体、咽后壁的鳞状细胞癌[18]。Kreimer等[19]的研究发现：HNSCC患者HPV阳性率为26%，其中OPSCC HPV阳性率（35.6%）明显高于口腔鳞状细胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）患者（23.5%），HPV相关OPSCC约86.7%为HPV16感染。传统OPSCC者多有饮酒、吸烟等习惯，肿瘤可发生于口咽部任何部位，早期可出现咽喉部疼痛、吞咽异物感、颈部淋巴结肿大等症状，其TNM分期可以处在任何时期[10]。根据场癌变的理论，甚至侵及周围组织波及到头颈部其他部位并引发症状[20]。HPV16相关OPSCC患者多倾向于年轻化，无吸烟、饮酒习惯。由于扁桃体及舌根部存在免疫功能的网状上皮，HPV相关OPSCC多好发于此。其原发灶较小，早期可无明显咽喉部症状，仅出现颈部淋巴结的囊性肿大[10,18,21]。组织病理学主要表现为基底样鳞状细胞癌，呈现突然的角化或是粉刺样坏死[22]。颈部淋巴结的转移分为外显型和隐匿型2类，切除部分颈部淋巴结活组织，通过免疫组织化学等方法可确定是否发生淋巴结的转移，进而制定治疗计划[23]。HPV相关OPSCC患者预后相对较好[23]，Ragin等[9]通过Meta分析发现：HPV相关HNSCC患者的死亡风险与复发风险均低于HPV阴性者。特异性分析显示：HPV相关OPSCC患者比HPV阴性者降低了28%。其可能的原因有p53未发生突变、p16蛋白的高表达、免疫系统处于活跃状态（PD-1+T细胞的高表达）、EGFR低表达等（表1）[16]。缺氧诱导因子-1α（hypoxia induced factor-1 alpha，HIF-1α）是恶性肿瘤介导缺氧适应性反应的重要转录因子，OPSCC患者中HIF-1α高表达者预后相对较差[24]。本课题组研究发现：LncRNA PVT1通过miR-194-5p/HIF1α通路促进OSCC增殖和顺铂耐药性[25]，未来将研究HPV不同感染状态下OSCC、OPSCC中HIF-1α及其下游蛋白的表达情况来获得新的治疗靶点。

表 1 HPV16不同感染状态下OPSCC的临床病理特征Tab 1 Clinicopathological characteristics of HPV16 in different infection states

3 HPV相关OPSCC的治疗

3.1 手术治疗

OPSCC的治疗方法是以手术治疗为主、放射和化学合并治疗的综合序列治疗[26]。传统手术治疗采用的是开放式经颈/下颌骨入路的手术方式，严重影响患者的口腔功能及美容、美观，降低了患者的生活质量[27]。口腔内窥镜手术技术（transoral endoscopic surgery，TES）的诞生引起了众多学者的关注，其主要包括口腔机器人手术技术（transoral robotic surgery，TORS）和口腔激光显微外科技术 （transoral laser microsurgery，TLM）[28]。由于OPSCC的位置特殊、边缘难以确定、视野受限、操作难度大，增加了手术的难度，加上大剂量放射和化学治疗的应用，造成黏膜损伤、组织纤维化，增加了胃造口术的概率，极大降低了患者的生活质量。而TES的应用改变了这一现状，应用TES可以更好地确定肿瘤边界，精准地切除肿瘤，适当降低放射和化学治疗的剂量。这不但能降低OPSCC的复发率，更能提高患者的生活质量[29-31]。Kumar等[32]的研究发现：HPV相关OPSCC患者通过开放入路术式患者的死亡率及胃造口术概率均是采用TORS的3倍以上。尽管TORS技术日趋成熟，但仍存在成本高、口腔内操作空间小、视野局限、对医师专业素养要求高、医师需接受专门的培训等难点[28-29]。TLM在早期喉癌有着良好的应用，后逐渐发展到口咽部，是早期应用于OPSCC的微创技术。但相较于TORS，其学习周期相对较长且受到部位的限制，难以操作。目前，主要应用于下咽部病变的治疗[33]。因此，临床上广泛应用TES还需要一定时间的普及和相关技术的进一步完善。

3.2 放射和化学治疗

手术治疗会破坏OPSCC患者器官的完整性，在OPSCC早期可选择单纯放射治疗的方法。Palma等[34]发现：单纯接受放射治疗的患者在1年后的生活质量明显高于采用TORS者；同时，应用放射和化学治疗手段可以有效减少OPSCC的复发和转移。2018年，NCCN在头颈部鳞状细胞癌的临床实践指南[35]显示：单纯放射治疗可应用早期HPV+OPSCC（T1-2，N1淋巴结直径≤3 cm及以下），或用于HPV相关OPSCC术后的辅助治疗。目前的放射治疗手段主要包括：常规分割放射治疗、调强放射治疗、调整分割放射治疗、三维适形放射治疗、断层放射治疗和图像引导放射治疗等[36]。根据美国临床肿瘤学会（American Society of Clinical Oncology，ASCO）循证临床实践指南[37]，OPSCC有局部复发倾向的T1-2 N1或T2 N0可以采用调整分割放射治疗的手段。Nguyen-Tan等[38]对Ⅲ期OPSCC患者进行随机临床试验发现：采用术后常规分割放射治疗和加速分割放射治疗的患者在8年生存率（48%∶48%，P=0.37）、疾病无进展生存率（42%∶41%，P=0.52）、局部区域失败率（37%∶39%，P=0.78）的差异无统计学意义。总结来说，放射治疗方式的选择是受OPSCC患者TNM分期影响的。术后放射治疗不会影响皮瓣的存活，但可能会增加术后皮瓣并发症的风险。对于植入假体的患者，甚至影响到假体的存活[39]。而调强放射治疗（intensity-modulated radiation therapy，IMRT）与三维适形放射治疗（3-dimensional conformal radiation therapy，3D-CRT）可以高度集中于计划靶区，降低对周围组织的影响，具有在OPSCC的治疗中减少口干等不良反应的特点，是目前NCCN推荐用于治疗OPSCC的有效手段。当基于光子的治疗无效时，也可以考虑质子治疗的手段[35]。

化学治疗主要用于晚期OPSCC患者治疗前的诱导治疗、治疗后的辅助治疗、无法手术者的直接治疗。化学治疗主要分为单一用药疗法、诱导化学治疗、序贯治疗以及同期放射和化学治疗[35]。目前常用的药物种类有铂类药物、紫杉醇类药物、5-氟尿嘧啶、甲氨蝶呤、西妥昔单抗、卡培他滨等[35,40]。单一用药疗法效果较差，有效率仅为15%～30%，有研究指出术后的单纯化疗对HNSCC并没有明显意义[40-41]。2009年，Pignon等[42]收集了87项临床试验共16 485例患者，通过Meta分析后发现：同步放射和化学治疗组的5年生存率比单纯放射治疗组高4.5%，治疗前的诱导化学治疗也没有提高患者的总生存率。因此，目前最常用的还是同步放射和化学治疗手段。比较常用的同步放射和化学治疗手段有：1）顺铂化合物化学治疗合并放射治疗；2）卡铂合并放射治疗；3）西妥昔单抗合并放射治疗。在不考虑HPV相关性的基础上，采用顺铂化合物化学治疗合并放射治疗的方法预后相对较好，但其带来的毒性也相对较大，因此，主要用于年轻、免疫力强的患者，年老者则极少采用[43]。HPV16相关OPSCC患者往往有良好的预后，因此，有学者[44]提出减少放射和化学治疗剂量的观点。但何时可降低该治疗剂量的标准难以确定，仍需要大量实验及研究的支持来制定更为精准的治疗方案。

3.3 靶向治疗

3.3.1 直接抑制的靶向治疗 EGFR会引起肿瘤细胞的增殖、侵入和转移。OPSCC患者中可发现EGFR的表达。其中，HPV阳性者EGFR表达相对较少，但在吸烟的情况下，仍发现EGFR的高表达[45-46]。临床上，常用的EGFR抗体药物有西妥昔单抗和尼妥珠单抗[47]，利用西妥昔单抗代替顺铂化合物结合放射治疗来治疗OPSCC患者的方法目前已趋向成熟[45-46]。然而，在西妥昔单抗的治疗中，治疗抵抗是一个难以解决的问题，阿法替尼具有抵消西妥昔单抗先天和获得性免疫的作用，但阿法替尼与西妥昔单抗之间是否有拮抗作用仍存在争议[48]。尼妥珠单抗是人源性的抗体，与西妥昔单抗相比其毒性相对较低，不易作用于正常组织，不良反应相对较少[49]。Yuan等[50]对19项随机对照研究中1 201例接受EGFR抗体药物治疗的鼻咽癌患者进行Meta分析，结果发现：西妥昔单抗组中鼻咽原发病灶的完全缓解率、总体缓解率要远低于尼妥珠单抗组。

血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是缺氧条件下肿瘤新生血管的关键因子[51]。抗血管生成药物主要通过阻断VEGFVEGFR通路来达到治疗的结果。截止2015年，美国食品和药物管理局（Food and Drug Administration，FDA）批准用于临床的VEGF-VEGFR通路阻断药物有贝伐珠单抗、索拉非尼和舒尼替尼[52]。Fury等[53]对42例Ⅲ～Ⅳ期HNSCC患者（其中39例为OPSCC）行贝伐珠单抗联合大剂量顺铂及调强放射治疗，结果发现：2年总生存率为88%，2年疾病无进展率为75.9%，显示了贝伐珠单抗针对OPSCC的可行性，但是未来还需完善相关的临床试验，促进贝伐珠单抗在OPSCC中的应用。

3.3.2 靶向介导的免疫治疗 免疫治疗是继手术治疗、放射和化学治疗后又一广泛应用于肿瘤治疗的方法。程序性细胞死亡受体-1（programmed cell death protein 1，PD-1）是位于T细胞的抑制性受体，在与程序性细胞死亡配体-1（programmed cell death ligand 1，PD-L1）结合后，会抑制T细胞的功能与作用，促进肿瘤细胞的增殖、转移等。而阻断PD-1/PD-L1，恢复人体免疫功能，发挥T细胞的作用，则有利于疾病的治疗。而HPV相关OPSCC患者，其PD-1+T细胞的表达远远高于阴性者，却拥有良好的预后。有学者[54-57]提出：PD-1+T细胞的高表达正是免疫系统处在活跃状态的表现。在恶性黑色素瘤中，外泌型PD-L1可与PD-1结合，造成CD8+T细胞的失活、凋亡。在患病早期，特别是干扰素γ的治疗后，外泌型PD-L1会导致肿瘤微环境的改变，出现PD-1/PD-L1阻断治疗效果不佳的情况，因此，利用PD-1抑制剂及早阻断PD-1/PD-L1通路利于患者的治疗[58]。由此看出，PD-1/PD-L1分子只有在配对后，才会导致T细胞功能的下降，PD-1+T细胞与PD-L1分子之间的空间接触作为OPSCC预后标志的观点应运而生。假设交互作用分布（hypothesised interaction distribution，HID）方法可以量化肿瘤微环境中分子间的空间信息，从而反应免疫逃逸的情况及预测OPSCC的预后，但该方法仍需要大量实验和临床研究的支持[59]。阻断PD-1的治疗方法是目前免疫治疗非常有效的方法，但有时却会引起肿瘤的快速发展，称为快速进展性疾病（hyperprogressive disease，HPD）。因此，在OPSCC免疫治疗研究及应用中，需要研究者付出更多的努力来避免这一情况的发生[60]。有研究显示：EGFR与肿瘤的免疫作用有一定的相关性，但其相关机制仍需深入的研究。HPV相关OPSCC患者采用放射和化学治疗时，PD-1/PD-L1的表达会随之上升。但PD-1、PD-L1、EGFR之间尚未发现明确的关系，深入研究EGFR和PD-1/PD-L1之间的相关性可以提供更多不同组合形式的治疗方法[61]。

细胞毒T淋巴细胞抗原-4（cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4，CTLA-4）是免疫反应的又一重要通路，CTLA-4与CD-28表达于调节性T细胞表面，竞争性与抗原提呈细胞表面的B7受体结合，其中CTLA-4为抑制性分子，其竞争力要远远大于CD-28，造成了T细胞表达的下降[62]。在HNSCC的患者中，其原发灶组织中CTLA-4的表达水平要远远高于外周血，说明肿瘤组织中的免疫抑制作用更强[63]。CTLA-4抑制剂可以有效阻断这一通路，增强患者的免疫功能，从而达到治疗的目的。FDA目前已将Ipilimumab（CTLA-4抑制剂）应用于恶性黑色素瘤的治疗中，并且大量的实验验证了其在肺癌中的作用，但仍需大量的研究来证实Ipilimumab在HNSCC乃至OPSCC的有效性[64]。

3.4 疫苗的应用

HPV是宫颈癌的主要致病因素，HPV疫苗预防宫颈癌的治疗方法已经应用于临床[65]。HPV疫苗分为九价疫苗 （6、11、16、18、31、33、45、52、58）、四价疫苗（6、11、16、18）、二价疫苗（16、18），接种年龄建议为9～26岁，其中九价疫苗可预防96%的宫颈癌，四价与二价疫苗可预防70%的宫颈癌[66-68]。但仍未有有效的研究证明：HPV疫苗可预防其他与之相关的疾病，应用HPV疫苗预防HPV相关OPSCC成为目前的研究热点之一。HPV疫苗是根据HPV衣壳蛋白L1构建的失活病毒空壳，可引起体内免疫反应产生抗体，进而起到预防的作用。Ahn等[69]的研究发现：HPV疫苗对于小鼠口咽部HPV16感染及相关OPSCC均有预防作用。然而，仍未有完善的实验及分析证明HPV疫苗可以有效的预防HPV相关OPSCC。基于此 ， Lehtinen 等[70]邀 请 了 38 631 名 出生 于 1995、1996年的志愿者进行分组试验，并对完成3～6年随访的4 871名女性的口咽样本进行统计学分析，结果发现：A-S04-HPV16/18疫苗对于HPV OPSCC的防治是有一定意义的，这推动了疫苗预防的完善和应用。考虑到HPV16这一治病因素的危害性，HPV16的早期诊断显得格外重要。在HPV16相关OPSCC发病前数十年，HPV16 E6血清阳性实验可作为检测HPV致癌因子所致免疫反应的指标之一[71]。作为医生，更应该承担起向群众普及HPV16相关口咽鳞状细胞癌和疫苗预防知识的责任与义务，将预防作为疾病治疗的第一道防线[72]。

4 总结与展望

总之，OPSCC的治疗目前还是以手术治疗为主，放射和化学治疗为辅的综合序列治疗。目的旨在提高患者生存质量，减少其复发。HPV16相关OPSCC具有独特的临床病理特征，延伸出更为精确的治疗方法，如较低毒性放射和化学治疗手段、免疫治疗、TES等。同时，HPV疫苗也可作为一种新型的预防HPV相关OPSCC的有效措施，但仍需大量的研究来确保其安全性及有效性。通过HPV16相关OPSCC机制的研究，推动了对HPV相关恶性肿瘤的研究进展。目前，寻找HPV相关OPSCC及其他恶性肿瘤新的治疗靶点，降低患者治疗的不良反应是寻找更为优良的治疗方法的必经之路。

利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。