人乳頭瘤病毒免疫學(xué)機(jī)制的研究進(jìn)展

唐娟 楊陽 王鶴曉 齊瑞群 高興華

人乳頭瘤病毒免疫學(xué)機(jī)制的研究進(jìn)展

唐娟 楊陽 王鶴曉 齊瑞群 高興華

人乳頭瘤病毒是一種常見的雙鏈閉環(huán)DNA病毒，主要引起皮膚黏膜的良惡性增殖性疾病，其相關(guān)疾病的發(fā)病率正逐年上升。病毒進(jìn)入人體后，機(jī)體啟動(dòng)天然免疫反應(yīng)和獲得性免疫反應(yīng)來清除病毒。角質(zhì)形成細(xì)胞、朗格漢斯細(xì)胞及巨噬細(xì)胞參與抗病毒免疫反應(yīng)中的抗原提呈、吞噬等。T淋巴細(xì)胞對(duì)于清除病毒感染具有重要作用。但是在某些情況下，機(jī)體并不能完全清除病毒，病毒通過逃逸機(jī)制得以持續(xù)存在導(dǎo)致惡變。因此，明確人乳頭瘤病毒所誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)及免疫逃逸機(jī)制對(duì)于研發(fā)藥物、分子治療及靶向治療具有重要作用。

人乳頭瘤病毒；DNA病毒；免疫；腫瘤；腫瘤逃逸

一項(xiàng)來自倫敦的研究，檢測了409例器官移植接受者34種HPV的血清抗體檢出率，發(fā)現(xiàn)無論是白種人、亞洲人還是黑種人，各組血清抗體檢出率在87%～94%之間。但是某些特定類型HPV的致病力在人種間有顯著差異［1］。

HPV的危險(xiǎn)因素有年齡（包括初次性交的年齡）、社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位和性伴侶的數(shù)量［2］。免疫抑制患者更易發(fā)病，接受移植后5年非黑素瘤皮膚癌發(fā)病率為 40%，疣的發(fā)生率為 90%［3］。

1.2 HPV感染所致皮膚?。篐PV感染人皮膚和黏膜后可引起尋常疣、扁平疣、跖疣、尖銳濕疣等良性贅生物。肛門與生殖器疣是生殖器區(qū)域最常見的良性腫瘤，其中 >90%的患者與HPV6和HPV11相關(guān)［4］。伊朗研究者檢測了100例女性生殖器疣樣本，HPV6和HPV11 DNA陽性的樣本所占比例分別是49%和67%［5］（也有患者被一種以上的病毒感染）。有研究者在鮑恩病的皮損中發(fā)現(xiàn)高危型HPV34及疣狀表皮發(fā)育不良型HPV21［6］。疣狀表皮發(fā)育不良的特點(diǎn)是異?；颍‥VER1/2）決定的易感性與人乳頭狀瘤毒持續(xù)廣泛的皮膚感染［7］。非黑素瘤皮膚癌包括，鱗狀細(xì)胞癌與基底細(xì)胞癌，高危型HPV（如16和18型）是非黑素瘤皮膚癌的風(fēng)險(xiǎn)因素［8］。使用免疫抑制劑、移植患者及艾滋病患者更易發(fā)生鱗狀細(xì)胞癌［9-10］。高危型HPV可引起外生殖器癌、高度子宮頸上皮內(nèi)瘤變及宮頸癌，全世界范圍內(nèi)高達(dá)99%的子宮頸鱗狀細(xì)胞癌有HPV感染。

2 HPV與免疫

2.1 抗HPV免疫反應(yīng)：巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞（NK細(xì)胞），自然殺傷T細(xì)胞等在抗HPV感染的第一道防線中具有重要作用。在感染早期，NK細(xì)胞殺傷病毒感染的靶細(xì)胞。巨噬細(xì)胞與病毒某些成分接觸，被激活后釋放炎癥因子、化學(xué)因子及干擾素（IFN）。巨噬細(xì)胞被細(xì)胞因子激活后通過IFN或依賴抗體的細(xì)胞毒性作用將病毒殺死。朗格漢斯細(xì)胞作為表皮內(nèi)抗原提呈細(xì)胞，能夠刺激靜息T淋巴細(xì)胞［11］。特異性的CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞趨化至皮膚炎癥灶后，與攜帶人白細(xì)胞抗原病毒抗原肽復(fù)合物的角質(zhì)形成細(xì)胞相互接觸，在輔助分子及細(xì)胞因子，如白細(xì)胞介素（IL）2等的共同作用下，以顆粒酶、腫瘤壞死因子（TNF）α-TNF受體和Fas-FasL的方式殺滅HPV感染的角質(zhì)形成細(xì)胞，從而清除病毒。有報(bào)道，特異性免疫反應(yīng)以HPV16 E2和E6蛋白為靶點(diǎn)通過細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞，清除被HPV16感染的細(xì)胞［12］。

鑒于體液免疫缺陷患者的HPV感染率與健康人沒有明顯差異，因此，體液免疫對(duì)抗HPV感染作用不大。近年來研究發(fā)現(xiàn)，中和性抗體的存在與HPV DNA 的低拷貝有關(guān)［13］。

2.2 HPV免疫逃逸機(jī)制：HPV感染人體后，機(jī)體通過各種途徑來啟動(dòng)免疫應(yīng)答。大部分個(gè)體能夠清除病毒，無明顯的臨床表現(xiàn)。但也有HPV感染持續(xù)存在的情況。其發(fā)生免疫逃逸的機(jī)制可能通過以下方式：HPV E6蛋白與腫瘤抑制基因的產(chǎn)物p53結(jié)合，阻斷并降解p53，進(jìn)一步抑制細(xì)胞周期及凋亡，同時(shí)E6能激活端粒酶，導(dǎo)致細(xì)胞無限增殖，與原癌基因c-jun結(jié)合，縮短G1期并加速G1到S期。E7與抑癌基因rb結(jié)合導(dǎo)致rb無活性，并使細(xì)胞周期蛋白抑制物p21和p27失效［14］。E6和E7蛋白下調(diào)宿主細(xì)胞干擾素基因的表達(dá)［15］，在病毒的免疫逃逸中發(fā)揮重要作用。由于病毒處于非裂解狀態(tài)，免疫系統(tǒng)無法啟動(dòng)早期免疫反應(yīng)。免疫缺陷個(gè)體HPV感染患病率增加，如人類免疫缺陷病毒感染引起的免疫抑制，表明CD4 T細(xì)胞在清除HPV感染過程中的重要作用［16］。

除上述方式外，HPV還阻礙模式識(shí)別受體的下游信號(hào)傳遞至細(xì)胞核，因而影響Ⅰ型IFN、促炎癥細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生［17］，在抗原識(shí)別過程中，缺乏炎癥細(xì)胞因子，包括IFN的共刺激信號(hào)，可能會(huì)導(dǎo)致免疫耐受而不是適當(dāng)?shù)拿庖叻磻?yīng)［18］。研究發(fā)現(xiàn)，朗格漢斯細(xì)胞與HPV病毒樣顆粒共同孵育，激活了朗格漢斯細(xì)胞中的PI3-K通路是HPV新的逃逸機(jī)制［19］。在細(xì)胞方面，HPV感染角質(zhì)形成細(xì)胞，并在其中復(fù)制，而角質(zhì)形成細(xì)胞遠(yuǎn)離免疫中心，生命周期較短，使得病毒不能遭到細(xì)胞破壞引發(fā)的炎癥和免疫反應(yīng)的攻擊［15］。被轉(zhuǎn)染HPV的樹突細(xì)胞出現(xiàn)遷移活性和細(xì)胞因子數(shù)量的改變，潛在的抑制或延遲對(duì)病毒抗原的免疫反應(yīng)［20］。然而，與樹突細(xì)胞相比，朗格漢斯細(xì)胞并不被HPV病毒樣顆粒激活，缺乏上調(diào)的激活標(biāo)記物和合成IL-12，在混合白細(xì)胞反應(yīng)中不能刺激T細(xì)胞活化以及產(chǎn)生HPV特異性免疫［21］。HPV E7在上皮細(xì)胞中的表達(dá)，導(dǎo)致局部的免疫抑制，免疫反應(yīng)微弱而無效［22］。肥大細(xì)胞的存在使得E7轉(zhuǎn)基因的移植物不被排斥，說明肥大細(xì)胞引起局部免疫抑制，使得HPV E7感染持續(xù)存在［23］，這是高危型HPV感染的重要特點(diǎn)。這種環(huán)境使得機(jī)體對(duì)HPV抗原產(chǎn)生免疫耐受，特異性效應(yīng)細(xì)胞被招募到受感染部位的數(shù)目較少，致使細(xì)胞活性下調(diào)［16］。

3 免疫治療

目前，有兩種疫苗Gardasil和Cervarix已經(jīng)上市，可有效預(yù)防幾種類型的HPV感染［24］。研究發(fā)現(xiàn)，注射四價(jià)抗HPV6/11/16/18疫苗（Gardasil）后，NK細(xì)胞，CD3+CD56+淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞表達(dá)IL-2增加。NK細(xì)胞、CD3+CD56+淋巴細(xì)胞表達(dá)NKG2D、NKp30和NKp46也顯著增加［25］。外用咪喹莫特，能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，誘發(fā)機(jī)體的抗病毒反應(yīng)，療效較好，且復(fù)發(fā)率低。細(xì)胞因子是由免疫細(xì)胞及相關(guān)細(xì)胞產(chǎn)生，可激活免疫細(xì)胞、參與抗癌免疫反應(yīng)，直接抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。目前，用于治療子宮頸癌的細(xì)胞因子有IL-2、IL-12、干擾素和集落刺激因子等。

在HPV相關(guān)腫瘤局部增加樹突細(xì)胞的數(shù)量，可明顯抑制腫瘤進(jìn)展。過繼性細(xì)胞免疫治療是一種注射免疫活性細(xì)胞，增強(qiáng)腫瘤患者的免疫功能，從而達(dá)到抗腫瘤效果的一種免疫治療方法。

4 結(jié)語

HPV發(fā)病率高，最引起研究者關(guān)注的原因之一是HPV持續(xù)感染與一些腫瘤的發(fā)生有密切關(guān)系。HPV感染人體以后，機(jī)體發(fā)生各種免疫反應(yīng)來清除病毒，但HPV通過不同的免疫逃逸機(jī)制來逃逸機(jī)體的免疫監(jiān)視及清除。

［1］Casabonne D,WaterboerT,MichaelKM,etal.The seroprevalence of human papillomavirus by immune status and by ethnicity in London［J］.Infect Agent Cancer,2009,4（1）:14.

［2］Thomas J,Primeaux T.Is p16 immunohistochemistry a more costeffective method for identification of human papilloma virusassociated head and neck squamous cell carcinoma? ［J］.Ann Diagn Pathol,2012,16（2）:91-99.

［3］Leigh IM, Glover MT. Skin cancer and warts in immunosuppressed renal transplant recipients［J］.Recent Results Cancer Res,1995,139:69-86.

［4］Fujs Komlo觢K,Ko觢orok P,Kocjan BJ,et al.Genetic diversity of HPV-6 in concurrentmultipleanogenitalwarts ［J］.Acta Dermatovenerol Alp Pannonica Adriat,2013,22（1）:31-33.

［5］Jamshidi M,Shekari M,Nejatizadeh AA,et al.The impact of human papillomavirus（HPV）types 6,11 in women with genital warts［J］.Arch Gynecol Obstet,2012,286（5）:1261-1267.

［6］Ekeowa-Anderson AL,Harwood CA,Perrett CM,et al.Vulval intraepithelialneoplasia and periungualBowen′s disease concordantformucosal （HPV-34） and epidermodysplasia verruciformis （HPV-21） human papillomavirus types ［J］.Clin Exp Dermatol,2007,32（3）:304-307.

［7］Gubinelli E,Posteraro P,Cocuroccia B,et al.Epidermodysplasia verruciformis with multiple mucosal carcinomas treated with pegylated interferon alfa and acitretin ［J］.J Dermatolog Treat,2003,14（3）:184-188.

［8］Andersson K,Luostarinen T,Strand AS,et al.Prospective study of genital human papillomaviruses and nonmelanoma skin cancer［J］.Int J Cancer,2013,133（8）:1840-1845.

［9］Connolly K,Manders P,Earls P,et al.Papillomavirus-associated squamous skin cancers following transplant immunosuppression:one Notch closer to control ［J］.Cancer Treat Rev,2014,40（2）:205-214.

［10］de Camargo CC,Tasca KI,Mendes MB,et al.Prevalence of anogenital warts in men with HIV/AIDS and associated factors［J］.Open AIDS J,2014,8:25-30.

［11］Yan M,Peng J,Jabbar IA,et al.Despite differences between dendritic cells and Langerhans cells in the mechanism of papillomavirus-like particle antigen uptake,both cells crossprime T cells［J］.Virology,2004,324（2）:297-310.

［12］Sasagawa T,Takagi H,Makinoda S.Immune responses against human papillomavirus （HPV） infection and evasion of host defense in cervical cancer ［J］.J Infect Chemother,2012,18（6）:807-815.

［13］Kawana K,Yasugi T,Kanda T,et al.Neutralizing antibodies against oncogenic human papillomavirus as a possible determinant of the fate of low-grade cervical intraepithelial neoplasia ［J］.Biochem Biophys Res Commun,2002,296 （1）:102-105.

［14］Zivadinovic R,Petric A,Lilic G,et al.Persistent human papillomavirus infection in the etiology of cervical carcinoma:the role of immunological,genetic,viral and cellular factors ［J］.Srp Arh Celok Lek,2014,142（5-6）:378-383.

［15］Stanley M.Immune responses to human papillomavirus［J］.Vaccine,2006,24（Suppl 1）:S16-22.

［16］Stanley MA,Sterling JC.Host responses to infection with human papillomavirus［J］.Curr Probl Dermatol,2014,45:58-74.

［17］Karim R,Tummers B,Meyers C,et al.Human papillomavirus（HPV） upregulatesthe cellulardeubiquitinase UCHL1 to suppress the keratinocyte′s innate immune response［J/OL］.PLoS Pathog.2013,9（5）:e1003384［2013-05-23］.http://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1003384.

［18］Fahey LM,Raff AB,Da Silva DM,et al.A major role for the minor capsid protein of human papillomavirus type 16 in immune escape［J］.J Immunol,2009,183（10）:6151-6156.

［19］Fausch SC,FaheyLM,DaSilvaDM,etal.Human papillomavirus can escape immune recognition through Langerhans cell phosphoinositide 3-kinase activation ［J］.J Immunol,2005,174（11）:7172-7178.

［20］Khaiboullina SF,Morzunov SP,Hall MR,et al.Human dendritic cells transfected with a human papilloma virus-18 construct display decreased mobility and upregulated cytokine production［J］.Int J Oncol,2013,43（5）:1701-1709.

［21］Fausch SC,DaSilvaDM,RudolfMP,etal.Human papillomavirus virus-like particles do not activate Langerhans cells:a possible immune escape mechanism used by human papillomaviruses［J］.J Immunol,2002,169（6）:3242-3249.

［22］Tran le S,Bergot AS,Mattarollo SR,et al.Human papillomavirus e7 oncoprotein transgenic skin develops an enhanced inflammatory response to 2,4-dinitrochlorobenzene by an arginase-1-dependent mechanism ［J］.J Invest Dermatol,2014,134（9）:2438-2446.

［23］Bergot AS,Ford N,Leggatt GR,et al.HPV16-E7 expression in squamous epithelium creates a localimmune suppressive environment via CCL2-and CCL5-mediated recruitment of mast cells ［J/OL］.PLoS Pathog,2014,10 （10）:e1004466［2014-10-23］. http://journals.plos.org/plospathogens/article?id =10.1371/journal.ppat.1004466.

［24］Verma R,Khanna P.Human papilloma virus vaccines:need to be introduced in India ［J］.Hum Vaccin Immunother,2013,9（1）:97-99.

［25］Colmenares V,Noyola DE,Monsiváis-Urenda A,et al.Human papillomavirus immunization is associated with increased expression of different innate immune regulatory receptors ［J］.Clin Vaccine Immunol,2012,19（7）:1005-1011.

Human papillomavirus-related immunological mechanisms

Tang Juan,Yang Yang,Wang Hexiao,Qi Ruiqun,Gao Xinghua.
Department of Dermatology,First Hospital of China Medical University,Shenyang 110001,China

Gao Xinghua,Email:gaobarry@hotmail.com

Human papillomavirus （HPV）,a common double-stranded and closed circular DNA virus,mainly causes benign or malignant proliferative diseases of the skin and mucous membranes.The incidence of HPV-related diseases has been increasing year by year.After the virus enters the human body,innate and acquired immune responses are initiated to eliminate it.Keratinocytes,Langerhans cells and macrophages participate together in antigen presentation and phagocytosis in antiviral immune responses.T-lymphocytes play an important role in eliminating the virus.However,in some cases,the virus cannot be cleared completely,and persists in the human body through immune escape mechanisms,resulting in malignant transformation.Therefore,it is of great importance to clarify HPV-induced immune reactions and relevant immune escape mechanisms for drug development,molecular therapy and targeted therapy.

Human papillomavirus;DNA viruses;Immunity;Neoplasms;Tumor escape

人乳頭瘤病毒（HPV）是一種嗜上皮病毒，在自然界廣泛分布，具有較強(qiáng)的傳染性。HPV感染人體后常導(dǎo)致多種皮膚病，如尋常疣、扁平疣、尖銳濕疣、疣狀表皮發(fā)育不良、鱗狀細(xì)胞癌等。關(guān)于HPV致病機(jī)制尚不十分明確，研究提示，HPV感染可能與信號(hào)通路、基因變異、朗格漢斯細(xì)胞及角質(zhì)形成細(xì)胞的功能抑制等有關(guān)。

1 概述

1.1 分型與流行病學(xué)：HPV DNA分為早期區(qū)（E）、晚期區(qū)（L）和非編碼區(qū)。E區(qū)控制病毒復(fù)制、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)，L區(qū)編碼病毒衣殼的結(jié)構(gòu)蛋白，非編碼區(qū)調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。HPV分型基于L1區(qū)核苷酸序列的差異，如果L1區(qū)10%以上的核酸序列與其他HPV不同，則定義為新型HPV，若同源性達(dá)到90%以上，則定義為病毒亞型。按照生物學(xué)行為不同，HPV可被分為高危型及低危型。高危型主要引起肛門生殖道的惡性腫瘤，低危型主要引起皮膚黏膜的良性增殖性疾病。高危型如HPV16、18、31和33等可引起外生殖器癌、高度子宮頸上皮內(nèi)瘤變及宮頸癌。按照侵犯部位不同，又可將HPV分為皮膚型及黏膜型，常見的疾病主要有各種皮膚疣、日光性角化病、非黑素細(xì)胞性皮膚腫瘤；黏膜型主要引起的疾病有宮頸癌與尖銳濕疣。

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2015.05.020

衛(wèi)生公益性行業(yè)科研基金（201202013）

110001沈陽，中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院皮膚科

高興華，Email:gaobarry@hotmail.com

2014-11-13）