人乳頭瘤病毒的研究進(jìn)展

許穎 馬毓梅 張杰英 劉麗霞

人乳頭瘤病毒(HPV)是一種嗜黏膜和皮膚的雙鏈DNA病毒，是最重要的腫瘤相關(guān)病毒之一，通過感染皮膚和黏膜鱗狀上皮細(xì)胞，引起感染上皮的增生性病變甚至腫瘤的發(fā)生［1］。最早確定的HPV相關(guān)腫瘤是宮頸癌［2］。70%宮頸癌可歸因于HPV中的致瘤高危株HPV16/18的感染;“低危型”HPV引起皮膚(或黏膜)疣等病變，根據(jù)感染類型和病變區(qū)域的解剖學(xué)特點(diǎn)，疣可呈現(xiàn)多樣性［3－5］。人體接觸HPV后是否發(fā)病取決于HPV類型、受感染部位、機(jī)體免疫力等因素［6］。近十年國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，HPV主要存在于生殖道中，還存在于其它部位如口咽部、呼吸道、食管、膀胱等，與其上皮增生甚至腫瘤有不同程度相關(guān)。本文就HPV的微觀結(jié)構(gòu)及其宏觀相關(guān)腫瘤綜述如下。

1 HPV概述

1.1 HPV的微觀結(jié)構(gòu)與分型 HPV是一種DNA病毒，該病毒易于感染皮膚和黏膜，分子結(jié)構(gòu)為雙鏈20面對(duì)稱立方體［7］。HPV基因組結(jié)構(gòu)分為早期區(qū)、晚期區(qū)及上游調(diào)節(jié)區(qū)3個(gè)編碼區(qū)。每區(qū)含有一系列可編碼的開放閱讀框架(ORF)，通過編碼產(chǎn)生功能、作用不同的多種病毒蛋白，感染上皮后導(dǎo)致增生以至腫瘤。早期區(qū)含有 6 個(gè) ORF:E1、E2、E4、E5、E6、E7。E1、E7相關(guān)病毒DNA的復(fù)制，和病毒繁殖有關(guān);E2相關(guān)病毒DNA轉(zhuǎn)錄的反式激活;E4相關(guān)病毒細(xì)胞結(jié)合;E5、E6與病毒的細(xì)胞轉(zhuǎn)化功能有關(guān)。晚期區(qū)含有2個(gè)ORF:Ll、L2。Ll、L2分別編碼病毒主要和次要衣殼蛋白。感染低危型HPV發(fā)生病變多數(shù)屬于良性，能自行消退，但易反復(fù)發(fā)作。通過電子顯微鏡檢查可以在感染的上皮及黏膜細(xì)胞核內(nèi)發(fā)現(xiàn)HPV(表現(xiàn)為核內(nèi)結(jié)晶，偶爾為絲狀包含物)，但特異性的診斷則依賴于免疫組化或應(yīng)用原位或DNA印跡雜交方法進(jìn)行的分子病毒學(xué)分析。HPV感染皮膚和黏膜鱗狀上皮細(xì)胞，引起感染上皮的增生性病變甚至惡性腫瘤的發(fā)生。根據(jù)HPV與CIN和浸潤(rùn)性鱗狀細(xì)胞癌的相關(guān)性，HPV分為幾種主要類型，分別為“高危型”、“可能高危型”、“低危型”，“高危型”病毒亞型主要有HPV16，18型，另外還有31，33，35，39，45，51，52，56，58，59，68，73 和 82 型，“可能高危型”病毒亞型包括26，53和66型，“低危型”病毒亞型主要有6，11，40，42，43，44 型等。感染“低危型”HPV 發(fā)生病變多數(shù)屬于良性，能自行消退，但易反復(fù)發(fā)作［8］。HPV主要通過直接或間接接觸污染物品或性傳播感染人類。病毒侵入人體后，停留于感染部位的皮膚和黏膜中，不產(chǎn)生病毒血癥。臨床常見的有:尋常疣(主要為1、2和4型)，可發(fā)生于任何部位，以手部最常見;趾疣(主要為2和4型)，生長(zhǎng)在胼胝下面，行走易引起疼痛;扁平疣(主要為3和10型)，好發(fā)于面部，手、臂、膝為多發(fā)性;尖銳濕疣(主要為6和11型)，好發(fā)于溫暖潮濕部位，以生殖器濕疣發(fā)病率最高，傳染性強(qiáng)，在性傳播疾病中有重要地位，且有惡性變的報(bào)道。

1.2 HPV致病機(jī)制 “低危型”HPV感染發(fā)生病變多數(shù)屬于良性，能自行消退，但易反復(fù)發(fā)作。其致病機(jī)理是病毒感染人體后，可潛伏在鱗狀上皮基底細(xì)胞間，在棘細(xì)胞層復(fù)制，當(dāng)病毒侵入細(xì)胞核，可引起細(xì)胞迅速分裂并伴隨病毒的繁殖與播散，形成特征性的乳頭瘤結(jié)構(gòu)，感染晚期，基因出現(xiàn)結(jié)構(gòu)蛋白裝配顆粒，病毒主要集中在棘層中的細(xì)胞核內(nèi)，出現(xiàn)凹空細(xì)胞增多，后期殘余的人乳頭瘤病毒DNA?？蓪?dǎo)致疾病復(fù)發(fā)?！翱赡芨呶Ｐ汀焙汀案呶Ｐ汀盚PV病毒的致病機(jī)理是癌基因 E6、E7編碼的相關(guān)癌蛋白結(jié)合細(xì)胞內(nèi)抑癌蛋白p53、pRB，促進(jìn)細(xì)胞的p53蛋白產(chǎn)物降解，抑制p53、pRB蛋白功能，通過影響細(xì)胞周期調(diào)控從而導(dǎo)致腫瘤發(fā)生，繼而癌變［9］。

2 HPV與宮頸癌

宮頸癌是國(guó)際上公認(rèn)的最常見婦科惡性腫瘤之一，已經(jīng)成為嚴(yán)重威脅女性健康的疾病之一。經(jīng)研究宮頸癌已占目前已發(fā)現(xiàn)的所有女性腫瘤的6%，與乳腺癌成為公認(rèn)的引起婦女癌癥相關(guān)死亡的重要原因。

從近年來的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)約有99%的宮頸癌組織中可檢出HPV［10］。經(jīng)基礎(chǔ)和臨床研究，已明確宮頸癌前病變和浸潤(rùn)性宮頸癌發(fā)生的必要條件是HPV感染［11］。研究已明確顯示，HPV與宮頸癌及癌前病變密切相關(guān)，“高危型”人乳頭瘤病毒(HRHPV)是宮頸癌發(fā)病的主要原因，關(guān)系最為密切［12］。HPV的檢出率與病變程度關(guān)系密切，隨著病變程度的加重檢出率隨之上升。根據(jù)美國(guó)HPV感染情況的流行病學(xué)調(diào)查:HPV感染是一種最為常見的性傳播疾病，感染的風(fēng)險(xiǎn)和性伴侶的個(gè)數(shù)有密切聯(lián)系，隨著性伴侶個(gè)數(shù)的增加風(fēng)險(xiǎn)隨之上升，正確使用避孕套可大大降低HPV感染率［13，14］。HPV初次感染大多無癥狀，在此時(shí)易于傳染給他人，年輕女性HPV感染大多為一過性，其中70%左右的感染者一年內(nèi)病毒自動(dòng)清除，約90%感染者兩年內(nèi)自動(dòng)清除［15］。根據(jù)美國(guó)女性人群流行病學(xué)調(diào)查研究分析得出:HPV持續(xù)感染的有關(guān)因素是多個(gè)性伴侶、多產(chǎn)、免疫力低下、感染多種亞型病毒、口服避孕藥以及不良生活習(xí)慣如吸煙等［16］。當(dāng)HPV持續(xù)感染時(shí)，宮頸上皮出現(xiàn)輕度不典型增生，逐步發(fā)展至中-重度不典型增生，直至出現(xiàn)癌變，病程的演變時(shí)間長(zhǎng)短不一，一般約在6～20年［17］。在其它生殖系統(tǒng)如陰道上皮、外陰也可出現(xiàn)類似的病變過程。HPV感染引起的上皮內(nèi)瘤變有時(shí)可自行消退，但病變程度與消退率的成正相關(guān)性，高度病變發(fā)展成宮頸癌的幾率大大增加。臨床研究，約70%的CIN1可自行消退，約10%CIN1可進(jìn)一步發(fā)展，最終導(dǎo)致CIN3，僅有1%發(fā)展至浸潤(rùn)性鱗狀細(xì)胞癌［18］。

3 HPV與食管癌

國(guó)際上公認(rèn)食管癌是人類常見的消化道惡性腫瘤之一，對(duì)中國(guó)近幾年食管癌年平均死亡率進(jìn)行統(tǒng)計(jì):年平均死亡率達(dá)到15.59/10 萬，是世界上食道癌死亡率最高的國(guó)家之一［19，20］。食管鱗狀上皮不典型增生是食管癌的重要癌前病變，由不典型增生到癌變一般需要幾年甚至十幾年。其發(fā)展一般都經(jīng)過上皮不典型增生、原位癌、浸潤(rùn)癌等階段。在食管癌的病因?qū)W研究中，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)HPV感染在食管癌的發(fā)生過程中具有一定作用。1982年Syrjanen等對(duì)食管鱗狀細(xì)胞乳頭瘤(SCPE)的組織形態(tài)學(xué)的研究過程中發(fā)現(xiàn)其具有細(xì)胞體積大、空泡狀、核深染等改變，與HPV感染的生殖系統(tǒng)濕疣組織形態(tài)學(xué)改變有極其相似之處。并據(jù)此首次提出HPV感染可能與SCPE的發(fā)生存在一定的相關(guān)性。20世紀(jì)90年代初，伴隨分子生物學(xué)的發(fā)展，研究者將原位雜交、PCR等分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用于食管癌與HPV感染相關(guān)性的研究，通過尋找食管鱗狀細(xì)胞癌中HPVDNA序列來證實(shí)食管癌與HPV感染的相關(guān)性，但得到了明顯不同的結(jié)果，不同地區(qū)檢出率在0～60%，差異很大。20世紀(jì)90年代末，中國(guó)、芬蘭、挪威等國(guó)家的研究者發(fā)表了關(guān)于HPV與食管癌相關(guān)性的血清流行病學(xué)報(bào)告，提示HPV16抗體陽性者食管癌發(fā)病危險(xiǎn)性確實(shí)較高。曹邦偉等［21］研究者對(duì)HPV感染與食道癌發(fā)生關(guān)聯(lián)做了Meta分析研究，對(duì)國(guó)內(nèi)外該主題研究的多個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)分析評(píng)價(jià)，最終分析結(jié)果顯示HPV感染與食管癌病因之間存在一個(gè)顯著的風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián):綜合OR值為3.30(95%CI:2.13-5.11)。綜上所述，HPV感染在食管癌的發(fā)生、發(fā)展過程中具有病因作用，但細(xì)胞的癌變相當(dāng)復(fù)雜，具有多基因、多因素、多階段的特點(diǎn)，其高發(fā)地區(qū)的長(zhǎng)期不良的生活或飲食習(xí)慣如進(jìn)食含亞硝胺類較多的食物或霉變食品、長(zhǎng)期喜進(jìn)燙食、吸煙、飲酒等不良嗜好可能也會(huì)導(dǎo)致食管癌的發(fā)生。

4 HPV與乳腺癌

目前乳腺癌是世界女性發(fā)病率最高的癌癥，已經(jīng)成為女性的頭號(hào)殺手。我國(guó)乳腺癌發(fā)病率的上升速度極快，且各地區(qū)水平不平衡，沿海地區(qū)比內(nèi)地發(fā)病高。乳腺癌的病因有:遺傳因素、不育、生育次數(shù)少、第一胎足月產(chǎn)年齡晚、初潮年齡早、良性乳腺疾病史、口服避孕藥、放射線暴露等。近年來BRCA I和BRCAⅡ特定基因公認(rèn)與乳腺癌癌變相關(guān)，乳腺癌形成的分子機(jī)制和環(huán)境因素仍不明確［22］。近十多年，HPV的感染可引發(fā)宮頸癌這一觀點(diǎn)已明確，有研究者對(duì)HPV感染和乳腺癌的相關(guān)性做了大量的工作，但由于檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)手段的不同，結(jié)果相差很大?？聴钣肞CR及ISH方法對(duì)乳腺癌及一些良性乳腺組織進(jìn)行HPV16感染檢測(cè)［23］，提示HPV有可能與乳腺癌的發(fā)生有關(guān)，在乳腺癌CerbB-2陽性的病例中發(fā)現(xiàn)其中56%HPV DNA檢測(cè)同時(shí)為陽性，而HPVDNA陽性的乳腺癌腫瘤70%的標(biāo)本中CerbB-2陽性，CerbB-2的激活是否與HPV感染相關(guān)，其相關(guān)性程度需進(jìn)一步研究明確。

5 其他腫瘤

1987年，Ostrow等檢測(cè)了多種人類癌瘤組織中的HPVDNA序列，結(jié)果表明約2%的癌組織含HPVDNA，除上述幾種腫瘤外，還有結(jié)腸癌、舌基底上皮樣癌、頸部轉(zhuǎn)移癌等。與HPV感染有關(guān)的腫瘤還有肛門一直腸鱗癌、外陰癌、卵巢癌、皮膚鱗癌、口腔粘膜多種病變及腫瘤?？梢?，HPV感染與人類多種器官的腫瘤有關(guān)，然而在各種腫瘤發(fā)生學(xué)中的作用尚不清楚。

伴隨研究者對(duì)HPV的微觀結(jié)構(gòu)及致腫瘤性和致腫瘤機(jī)理研究的逐步深入，有研究者提出用疫苗預(yù)防的手段治療HPV引起的感染和疾病。使用HPV疫苗對(duì)HPV感染者進(jìn)行免疫，可以增強(qiáng)感染者免疫組織對(duì)病毒的免疫應(yīng)答。在今后的研究中有必要對(duì)這些患者某種惡性腫瘤的發(fā)生率降低情況予以觀察，用來證明HPV的細(xì)胞感染可以發(fā)展為癌的理論。1991年，周健夫婦與Ian·Frazer的共同努力下，抗HPV病毒的疫苗研究取得了醫(yī)學(xué)史上的重大突破，HPV病毒樣顆粒首次通過DNA技術(shù)合成，經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)十余年的臨床研發(fā)，2006年，預(yù)防性宮頸癌疫苗在美國(guó)上市。2008年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者德國(guó)科學(xué)家楚爾·豪森研究發(fā)現(xiàn)HPV是宮頸癌的“元兇”并因此獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。宮頸癌因此成為人類所認(rèn)知的第一個(gè)病因明確的“癌癥病毒”的癌癥，這一研究成果為人類做出了巨大貢獻(xiàn)，為其他癌癥的指出一個(gè)全新的研究方向。

綜上所述，HPV是腫瘤的致病因子之一，其致病機(jī)制非常復(fù)雜，雖然對(duì)其生物學(xué)特性、致病原理、感染演變、檢測(cè)方法、治療及預(yù)防有了一定的了解，但HPV的許多研究領(lǐng)域我們尚未涉及，有待于研究人員深入研究。就目前明確其與宮頸癌的致病關(guān)系，因此我們必須加強(qiáng)女性宮頸癌的篩查工作和相關(guān)知識(shí)的宣傳工作，提高宮頸癌的早期發(fā)現(xiàn)率，同時(shí)加強(qiáng)HPV高危人群的監(jiān)測(cè)、隨訪、定期復(fù)查和治療工作，這對(duì)預(yù)防宮頸癌、提高患者生活質(zhì)量具有重大意義。

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