β人乳頭瘤病毒與皮膚鱗狀細胞癌的相關(guān)性研究進展

許翠 龍嘉 楊佳 蔣明軍 李黎明

β人乳頭瘤病毒與皮膚鱗狀細胞癌的相關(guān)性研究進展

許翠 龍嘉 楊佳 蔣明軍 李黎明

人乳頭瘤病毒根據(jù)侵犯部位的不同可分為黏膜型和皮膚型。皮膚型人乳頭瘤病毒多為β人乳頭瘤病毒，其與皮膚鱗狀細胞癌的相關(guān)性尚有爭議。近年來隨著皮膚鱗狀細胞癌發(fā)病率的增加，其發(fā)病機制及β人乳頭瘤病毒與皮膚鱗狀細胞癌的病因?qū)W關(guān)系引起了重視。流行病學資料顯示，β人乳頭瘤病毒與皮膚鱗狀細胞癌相關(guān)，但是也有部分證據(jù)不支持。隨著研究的深入，有研究指出，β人乳頭瘤病毒可能作為協(xié)同致癌因子誘導皮膚鱗狀細胞癌的產(chǎn)生，但不參與腫瘤的維持發(fā)展過程。

腫瘤，鱗狀細胞；人乳頭瘤病毒；流行病學；分子生物學；研究

在惡性腫瘤的病因?qū)W研究中，病毒的致癌作用已日漸受到關(guān)注。近年來，特定病毒與皮膚腫瘤的關(guān)系已得到認可。有文獻報道，β人乳頭瘤病毒（HPV）與皮膚鱗狀細胞癌（CSCC）可能相關(guān)，但由于β-HPV病毒種類多樣，正常皮膚表面β-HPV混合感染率較高，機體對各型β-HPV的免疫交叉反應可能不同，使得β-HPV與CSCC的關(guān)系變得復雜［1］。為證明某種病毒與某種疾病之間存在病因?qū)W關(guān)系，至少需要兩方面的證據(jù)，即流行病學證據(jù)和分子生物學證據(jù)。

1 β-HPV的概念與型別

乳頭瘤病毒是一種閉合環(huán)狀雙鏈DNA病毒，在多種哺乳動物、鳥類、爬行動物中發(fā)現(xiàn)，其中僅感染人的乳頭瘤病毒稱為HPV。目前已分離鑒定出174型HPV，且新的型別在不斷發(fā)現(xiàn)中［2］，HPV的基因組約包含8 000個核苷酸堿基對，分為編碼區(qū)和非編碼區(qū)，編碼區(qū)又分為早期區(qū)和晚期區(qū)，早期區(qū)編碼的蛋白為E1-E8蛋白，與病毒的免疫逃逸、病毒基因的復制和宿主細胞的轉(zhuǎn)化有關(guān)，主要在基底層細胞中表達。晚期編碼的蛋白為病毒的結(jié)構(gòu)蛋白：主要衣殼蛋白L1和次要衣殼蛋白L2，僅表達于已分化的角質(zhì)形成細胞中。非編碼區(qū)含有HPV DNA復制起始位點和基因表達必需的調(diào)控元件，調(diào)節(jié)病毒DNA復制和病毒基因表達。

乳頭瘤病毒的感染具有種屬特異性，根據(jù)種屬的不同可以分為16個屬，其中5個屬與人類相關(guān)，即 α、β、γ、μ、ν，最常見的為 α 和 β 屬。α-HPV 包 括 HPV 2、6、7、10、16、18、32、34、53、61等?，F(xiàn)已證實，高危型的α-HPV是引起宮頸癌及其癌前病變的必要條件。β-HPV又可分為β-1（HPV5、8、12、14、19、20、21、24、25、36、47、93、98、99、105、118、124），β-2（HPV 9、15、17、22、23、37、38、80、100、104、107、110、111、113、120、122），β-3（HPV 49、75、76、115），β-4（HPV 92）和 β-5（HPV 96）［3］。近年研究者從CSCC中分離出一種新型HPV，命名為HPV174，其基因組結(jié)構(gòu)具有皮膚型HPV的特點，被歸類到β-2中［4］。β-HPV包括疣狀表皮發(fā)育不良型HPV，主要侵犯人類皮膚組織，其與CSCC的相關(guān)性尚有爭議。人們首先在疣狀表皮發(fā)育不良患者中發(fā)現(xiàn)，β-HPV與皮膚鱗狀細胞癌的相關(guān)性，疣狀表皮發(fā)育不良是一種罕見的常染色體顯性遺傳性皮膚病，對某些HPV高度易感，尤以5型和8型最常見。在疣狀表皮發(fā)育不良患者發(fā)展為CSCC中，HPV 陽性率高達 90%［5］。

作者單位：210042 南京，中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 皮膚病研究所中心實驗室

2 β-HPV與CSCC相關(guān)的流行病學證據(jù)

有多種檢測方法可以測定CSCC患者的β-HPV感染情況，主要包括血清中抗體的檢測和標本（皮膚棉拭子、毛囊、腫瘤組織）中病毒DNA的檢測。通常DNA的檢測更為準確，尤其是用膠帶剝離表面皮膚后的腫瘤組織，排除了作為皮膚表面污染物這一可能的HPV混雜因素。而CSCC患者血清中抗體的出現(xiàn)與否，可能與有既往HPV感染史、存在多發(fā)HPV感染灶、某種HPV感染不會引起抗體的產(chǎn)生以及機體的自身免疫狀態(tài)有關(guān)，因此用血清學資料來表明β-HPV與CSCC之間的病因?qū)W關(guān)系是不充分的，但是由于該方法創(chuàng)傷性小，且利于大規(guī)模的運用，可以作為標本DNA檢測方法的補充［1］。

2.1 兩者之間具有相關(guān)性的流行病學證據(jù)：大部分血清學試驗表明，CSCC患者中可以檢出一種或多種HPV抗體，多種抗體的存在使罹患CSCC的風險增高［6-7］。其次為組織學證據(jù)，即檢測組織（皮膚表面、毛囊、腫瘤）中β-HPV DNA。有研究發(fā)現(xiàn)，CSCC和光線性角化病患者皮膚棉拭子的HPV檢出率顯著高于健康人［8］。近期一項眉毛拔除的病例對照研究表明，CSCC患者的毛囊中相對于正常對照更容易檢出一種或者多種β-HPV DNA［9］。CSCC患者用膠帶剝離表面皮膚后的腫瘤組織中，β-HPV陽性率顯著高于正常對照［10］。病例對照研究的系統(tǒng)綜述表明，β-1、β-2、β-3和β-4中某些型別的HPV在CSCC中的檢出率明顯高于正常對照［11］。組織學的這3種檢測方法各有利弊。皮膚棉拭子迅速、無風險、一次研究可獲得大量人群的樣本、可重復多次研究，但不能區(qū)別β-HPV是皮膚表面的污染物還是真正的感染，更不能鑒別是暫時還是持續(xù)感染。毛囊是β-HPV潛伏感染可能的儲存池，拔發(fā)實驗風險較小，一次可獲得多個樣本，但該試驗只能局限于特定部位，且與CSCC的相關(guān)性不強。腫瘤組織中，β-HPV DNA的檢測被認為是HPV檢測的金標準，但具有一定的創(chuàng)傷性、費用較高、不能重復多次研究、不適合大規(guī)模隊列研究［1］。最新的一項Meta分析表明，HPV與CSCC具有相關(guān)性，且在免疫抑制個體中具有更高的病毒載量［12］。

2.2 兩者之間缺乏相關(guān)性的流行病學證據(jù)：腫瘤組織中病毒的mRNA表達水平可以反映其病毒活力。有研究通過對CSCC患者腫瘤組織中β-HPVmRNA表達水平的測定，發(fā)現(xiàn)在腫瘤組織中，盡管有β-HPV DNA的存在，但是其mRNA表達水平很低［13］。許多研究發(fā)現(xiàn)，CSCC患者腫瘤組織中的病毒載量很低，接近正常組織。而β-HPV在光線性角化病中比CSCC中更常見，并且光線性角化病組織中的病毒載量更高［14］，光線性角化病被認為是有可能發(fā)展成CSCC的癌前病變。

多數(shù)流行病學證據(jù)表明，β-HPV可能是CSCC的一種重要致病因素。目前研究認為，β-HPV感染與紫外線照射、免疫抑制等因素相互作用誘導CSCC，但腫瘤組織中的低病毒載量和β-HPV的低表達均說明β-HPV在腫瘤的維持發(fā)展中作用甚微。有研究者提出，HPV是通過“攻擊和逃跑”的模式來發(fā)揮作用的［15］。一項關(guān)于CSCC原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移部位淋巴結(jié)的組織病理檢查表明：這兩個部位檢出的β-HPV型別完全不同，說明β-HPV可能與腫瘤的發(fā)展、轉(zhuǎn)移無關(guān)［16］。HPV在誘導腫瘤形成的早期階段發(fā)揮作用，而隨著腫瘤的發(fā)展，β-HPV逐漸從腫瘤中丟失，可以解釋HPV在光線性角化病等早期病變中更常見，也可以解釋CSCC腫瘤組織中的低病毒載量和病毒的低表達。

3 β-HPV可能的致病機制

目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾種β-HPV可能的致病機制，但是尚不完善，不同型別β-HPV的致病機制也不完全相同［17］。

3.1 β-HPV E6蛋白的功能：長期接受紫外線照射后會引起皮膚角質(zhì)形成細胞DNA的損傷，研究發(fā)現(xiàn)，大部分β-HPV的E6蛋白可以抑制DNA損傷的修復和細胞的凋亡。主要包括兩條途徑：一是HPV 5、8、20、22、38、76、92、96 的 E6 蛋白可以通過蛋白酶依賴途徑引起B(yǎng)CL2家族成員促凋亡蛋白BAK的降解或抑制紫外線照射后BAK的聚集［18］，BAK作為重要的促凋亡蛋白，當照射引起DNA損傷時表達增加，E6使其降解后，DNA損傷引起的基因突變得以保存。此外，HPV 5、8的E6蛋白通過降解組蛋白乙?；竝300，抑制共濟失調(diào)毛細血管擴張突變基因蛋白、共濟失調(diào)毛細血管擴張突變基因Rad3相關(guān)蛋白激酶的活性［19］。共濟失調(diào)毛細血管擴張突變基因Rad3相關(guān)蛋白激酶可以感知DNA的損傷，并將損傷信號下傳至下游靶蛋白p53等，完成DNA的修復或者啟動細胞凋亡。大部分β-HPV不引起p53的降解，但可通過與p300相互作用直接或者間接抑制p53活性，從而使細胞對基因突變的耐受力增加，降低了基因組的穩(wěn)定性，多種突變的累積導致了腫瘤的發(fā)生［20］。

體外實驗發(fā)現(xiàn)，HPV8的E6蛋白通過與Mastermind樣蛋白相互作用抑制果蠅翅緣缺刻信號通路（NOTCH）信號通路，在上皮細胞中NOTCH具有腫瘤抑制活性，且在上皮細胞分化過程中被激活。NOTCH被抑制后阻礙了細胞的分化過程，參與了細胞的復制與癌變［21］。有研究發(fā)現(xiàn)，HPV 5的E6蛋白通過降解SMAD3/4轉(zhuǎn)錄復合體抑制SMAD3的反式激活，從而抑制了轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）β1信號通路。TGF-β1信號通路可以誘導細胞周期依賴性激酶抑制劑（p16、p17、p21、p27等）的合成，從而調(diào)控細胞周期［22］。

3.2 β-HPV E7蛋白的功能：多種類型β-HPV的E7蛋白可以通過干擾宿主細胞的核因子κB信號通路，參與CSCC的發(fā)生，但目前的研究結(jié)果存在爭議。有研究認為，β-HPV的E6和E7蛋白激活核因子κB信號通路，從而使永生化的角質(zhì)形成細胞逃逸由腫瘤壞死因子（TNF）α和紫外線照射引起的凋亡［23］，也有研究認為，β-HPV（HPV 20、37、38、92、93、96）E7 蛋白抑制核因子 κB 信號通路［24］。結(jié)論的不同可能與研究者使用的宿主細胞種類、檢測方法以及HPV型別等因素有關(guān)。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，HPV38的E7蛋白可以促進ΔNp73α/IκB激酶β/DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1/EZH2復合體的形成，抑制p53調(diào)節(jié)目的基因的表達［25］。β-HPV的其他型別，如HPV 20、49等均可在體外誘導角質(zhì)形成細胞永生化，有研究提出，HPV38 E7蛋白和HPV16 E7蛋白具有相似的生物學特性，可與視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白結(jié)合并引起視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白降解［26］，HPV49 E6蛋白可通過E6/E6AP途徑引起p53降解［27］。

4 結(jié)語

近年來病毒與腫瘤的病因?qū)W關(guān)系得到了人們的廣泛關(guān)注，特定病毒的感染可以引起相應腫瘤也得到了一致認同，這為預防和治療腫瘤提供了新思路和可行的解決辦法，如針對宮頸癌的預防性高危型α-HPV疫苗的推廣。但是由于目前研究技術(shù)的限制、β-HPV型別的復雜性、正常人群感染β-HPV的普遍性等因素，尚不能明確闡述β-HPV與皮膚鱗狀細胞癌的病因?qū)W關(guān)系。目前的研究支持β-HPV可能是一種協(xié)同致癌因素，紫外線照射引起角質(zhì)形成細胞DNA損傷，導致被照射部位呈免疫抑制狀態(tài)，β-HPV使損傷的角質(zhì)形成細胞DNA不能及時修復，而HPV DNA在脫離免疫監(jiān)視的情況下大量復制，進一步抑制細胞DNA修復，破壞宿主細胞基因組的穩(wěn)定性，增加對基因突變的耐受力，突變的DNA逐漸增多，最后發(fā)展為鱗狀細胞癌。另外，β-HPV的感染通過干擾宿主細胞中調(diào)節(jié)增殖、分化、凋亡的信號通路，提供了利于腫瘤發(fā)生、發(fā)展的環(huán)境。

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Association between β human papillomavirus and cutaneous squamous cell carcinoma

Xu Cui,Long Jia,Yang Jia,Jiang Mingjun,Li Liming.Central Laboratory,Institute of Dermatology,Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College,Nanjing 210042,China

Human papillomavirus（HPV） can be classified into mucosal and cutaneous types according to tissue tropism.Most cutaneous HPV types belong to β-HPV,whose association with cutaneous squamous cell carcinoma（CSCC）is still controversial.Recently,with the increase in incidence of CSCC,its pathogenesis and etiological association with β-HPV have drawn great attention.Epidemiological evidences have shown that β-HPV is associated with CSCC despite of a few contradictory reports.With further insights into their relationship,it has been proposed that β-HPV may act as a co-carcinogenic agent inducing the occurrence of CSCC,but do not participate in the maintenance and development of CSCC.

Neoplasms,squamous cell;Human papillomavirus;Epidemiology;Molecular biology;Research

s:Jiang Mingjun,Email:drmingjunjiang@163.com;Li Liming,Email:llm0706@163.com

2015-03-30）

國家自然科學基金（31470274）；江蘇省臨床醫(yī)學科技專項（BL2012003）

Fund programs:National Natural Science Foundation of China（31470274）;Jiangsu Provincial Special Programof Medical Science（BL2012003）

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2016.02.016

蔣明軍，Email:drmingjunjiang@163.com；李黎明，Email:llm0706@163.com