HPV相关肿瘤逃逸宿主适应性免疫应答的机制

胡芳洁，徐文英，陶小华

（1.九江学院附属医院急诊科，九江 332001；2.江西省皮肤病专科医院，皮肤病临床医学研究中心，国家皮肤与免疫疾病临床医学研究中心分中心建设单位，南昌 330000）

人乳头瘤病毒（Human papillomavirus，HPV）属于乳多空病毒科乳头瘤空泡病毒A属，能引起人体皮肤黏膜的鳞状上皮增殖。高危型HPV（如HPV-16、HPV-18等）与子宫颈癌、肛门癌、口腔癌等恶性肿瘤的发生密切相关，此类肿瘤统称为HPV相关肿瘤。多数免疫健全的感染者能够利用自身免疫有效清除病毒，但在部分患者中存在免疫逃逸现象，从而使感染进一步发展为肿瘤。近来发现，HPV通过多种机制逃逸宿主适应性免疫应答与HPV相关肿瘤发生有密切关联。

1 下调MHC分子以阻止细胞毒性T细胞激活

细胞毒性T细胞（Cytotoxic T cell，CTL）是抗肿瘤免疫的主要效应细胞，主要通过两条途径对突变细胞或肿瘤细胞进行特异性杀伤，一是穿孔素-颗粒酶途径，二是Fas-FasL和TNF-TNFR途径。CTL对外源性多肽抗原的辨认受到主要组织相容性复合体（MHC）-I与II类分子的限制。不同个体MHC等位基因产物不同，造成不同个体对同一抗原的应答强度出现差异，这是MHC以其多态性参与和调控免疫应答的一种重要机制。肿瘤中经常存在影响MHC-I类、II类分子抗原递呈途径的基因突变[1]。全基因组关联分析研究发现，人基因组中HLA位点的突变可能影响对HPV相关恶性肿瘤的易感性。HPV通过自身的基因表达程序调节抗原呈递途径，以防止感染期间病毒抗原呈递给MHC I类、II类分子。HPV E5蛋白导致晚期胞内体碱化，阻止肽结合的MHC I类、II类分子到达细胞表面，甚至可阻止非病毒性肿瘤相关抗原呈递到MHC分子上，从而阻止CTL激活[2]。通过研究头颈部鳞状细胞癌（Head and Neck Squamous Cell Carcinoma，HNSCC）发现，当HPV E5过度表达时可通过丧失抗原来获取对CTL抵抗，而金刚乙胺作为一种HPV E5抑制剂可上调MHC-I类分子表达从而逆转上述效应[3]。

2 调控CD4+T细胞活化

CD4+T细胞不仅在CTL激活中起重要辅助作用，本身也能产生细胞因子和趋化因子间接参与抗肿瘤免疫效应。当小鼠的CD4+T细胞被耗竭时，将导致CTL无法对HPV E7蛋白产生有效的免疫反应[4]。临床上艾滋病患者因CD4+T细胞缺失导致HPV相关恶性肿瘤的发生。在宫颈癌患者中，CD4+T细胞对HPV衍生肽刺激的反应失能，使机体对肿瘤产生免疫耐受[5]。进一步研究发现，CD4+T细胞抗HPV相关肿瘤作用主要与细胞表型有关，而不是绝对数量，其中CD4+CD161+T细胞亚群与宫颈癌生存率呈正相关[6，7]。在HPV相关口咽癌的研究中也发现在肿瘤浸润中的CD4+T细胞的绝对数量与预后无关[8]。宫颈癌患者的CD4+Th细胞反应似乎偏向于Th2免疫应答（体液免疫）而不是Th1免疫应答（细胞免疫），与外周血IFN-γ水平下降相一致[9]。在HPV相关口咽鳞状细胞癌中，CD161+T细胞和CD103+T细胞介导的Th1免疫应答与预后相关[6]。最近发现，基质成纤维细胞通过分泌CCL20介导促肿瘤性IL-17相关Th17免疫应答，在高级别宫颈肿瘤向浸润性癌的进展过程中也发现了这个现象，但尚不清楚TH17免疫应答是否在浸润性癌症阶段持续存在[10]。

3 诱导调节性T细胞产生

调节性T细胞（regulatory T cell，Treg）通过下调免疫应答对机体的正常免疫应答产生干扰。HPV相关肿瘤可主动诱导荷瘤机体产生Treg等调节性细胞抑制机体的抗肿瘤免疫应答。据临床观察，HPV感染的患者中Treg水平多于正常人，且长期感染者的Treg水平明显高于转阴者。由此推测，当细胞免疫被抑制时，机体就不能调动自身的有效应答去消灭病毒，造成病毒持续感染[11－12]。一般认为，宫颈HPV感染一般仅局限于病变，极少发生病毒血症，因此局部免疫对宫颈HPV感染结局影响很大。但在宫颈癌患者的原发部位、转移淋巴结、外周血中均发现了表达低增殖反应Treg，提示宫颈癌患者产生了系统性免疫耐受，可能与肿瘤转移有关[13]。在HNSCC肿瘤中也发现了大量浸润性Treg，但HPV阳性与阴性的HNSCC中Treg水平各家报道不一致[14－15]。但无论HNSCC中的HPV状态如何，Treg与CD8+T细胞比率都是生存结局的预测因子[16－17]。

4 c Gas-STING通路调节

cGAS可识别外源性DNA分子，通过催化ATP和GTP转化生成cGAMP后，激活STING并诱导下游干扰素调节因子 （I nterferon R egulatory F actor，IRF）和NF-κB活化，进而分别调控干扰素和促炎细胞因子的产生。宿主通过cGAS-STING通路作用于DNA病毒发挥抗病毒感染作用，但DNA病毒也逐渐进化出了许多逃逸宿主免疫反应的途径，例如HPV18 E7蛋白通过其LCXCE序列对STING通路产生直接抑制作用[18]，HPV16 E7通过NOD样受体NLRX1调节STING通路的稳定性[19]，当耗竭NLRX1将增加小鼠的I型IFN依赖性T细胞浸润并控制肿瘤[20]。在HPV 16阳性的HNSCC中，对cGas-STING通路抑制可能是HPV 16 E7中LCXCE结构域介导[21]。从不同肿瘤组织的微阵列分析中发现，STING表达与肿瘤浸润淋巴细胞（tumor infiltrating lymphocyte，TIL）之间存在正相关。进一步通过多变量分析发现，肿瘤中STING表达而非微环境与生存结局呈正相关[22]。不仅如此，与HPV阴性HNSCC相比，HPV阳性HNSCC患者肿瘤样本中的STING mRNA水平更高，提示尽管HPV癌蛋白可能抑制STING，但感染HPV的细胞中STING的表达仍高于未感染的细胞，刺激STING信号通路可能会调节西妥昔单抗介导的NK细胞激活，并导致肿瘤消退[23]。

5 PD1/PD-L1免疫检查点调节

PD-1/PD-L1免疫检查点是一种保守的抑制机制，可调节免疫反应的强度和范围，在肿瘤的发生、发展过程中成为诱导肿瘤免疫耐受的主要原因之一。HPV相关肿瘤也可通过上调PD-1/PD-L1免疫检查点促进免疫耐受。对27例HNSCC肿瘤的初步分析表明，较HPV阴性肿瘤，PD-L1在HPV阳性肿瘤中的表达更高[24]。对214例口咽癌患者研究显示，85.2%的HPV阳性癌症表达肿瘤PD-L1，而HPV阴性癌症仅为57.1%；这项研究还证实，HPV阳性肿瘤比HPV阴性肿瘤更可能具有更高的TIL浸润强度[25]。此外，当TIL分泌IFN-γ时，PD-L1表达上调，这提示HPV阳性肿瘤中PD-L1表达的增加，可能加重肿瘤微环境炎症反应。通过TCGA和MSK-IMPACT队列汇总分析结果表明，当预测HNSCC结局时，HPV阳性比免疫检查点抑制剂反应更好，与免疫组织化学检测的PD-L1表达水平无关，且这种效应与HPV阳性HNSCC肿瘤微环境中炎症基因表达程序增加和CD8+T细胞浸润呈正相关[26]。

综上，高危型HPV与宫颈癌、肛门癌、口腔癌等恶性肿瘤发生有关。HPV相关肿瘤可通过下调MHC分子表达、抑制CD4+T细胞功能、诱导机体产生Treg、干扰信号通路等多种机制逃避宿主适应性免疫的识别和清除，导致肿瘤发生。建立有效的细胞免疫对于消除HPV持续性感染十分重要。进一步对HPV相关肿瘤逃避宿主适应性免疫应答的机制探讨，将为后续疫苗设计、抗肿瘤治疗及评估预后提供新思路。