宮頸癌精準(zhǔn)防治的研究新進(jìn)展

王黎明 汪輝

作者單位：430030 武漢 華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院婦產(chǎn)科

在世界范圍內(nèi)，宮頸癌是位列育齡期婦女發(fā)病率第二的惡性腫瘤，其導(dǎo)致的癌癥相關(guān)死亡位于所有女性惡性腫瘤第三位，嚴(yán)重威脅廣大婦女健康［1-2］。宮頸癌的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明，但高危型人乳頭狀瘤病毒（high-risk human papillomavirus，HR-HPV）作為最重要的病因，導(dǎo)致了超過(guò)90%的宮頸癌發(fā)生。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)是指綜合應(yīng)用現(xiàn)代遺傳學(xué)、分子影像學(xué)以及生物信息學(xué)等技術(shù)，結(jié)合患者生活環(huán)境和臨床數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病精準(zhǔn)診斷及治療，從而針對(duì)個(gè)體制定疾病預(yù)防和治療方案［3］。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)依靠宮頸癌各種組學(xué)的綜合分析，并結(jié)合患者所處的環(huán)境和遺傳背景綜合解讀，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)宮頸癌高效準(zhǔn)確地預(yù)防、診斷和治療的目標(biāo)，給宮頸癌早防早治指明新的道路。

1 宿主易感性對(duì)HPV導(dǎo)致宮頸癌的精準(zhǔn)研究

人乳頭狀瘤病毒（human papillomavirus，HPV）感染在性生活活躍女性中普遍存在，超過(guò)70%的女性一生中至少有一次HPV感染史，99.9%的HPV感染者病毒可自身清除，不會(huì)進(jìn)展為宮頸病變，僅有少部分HPV感染轉(zhuǎn)變成宮頸上皮內(nèi)瘤變（cervical intraepithelial neoplasia，CIN），甚至是宮頸癌［4］，說(shuō)明宿主因素在宮頸癌發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。尋找這部分易感人群，對(duì)宮頸癌防治至關(guān)重要。余曉鳳等［5］通過(guò)分析HR-HPV感染者外周血T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞及NK細(xì)胞的變化，得出宮頸HR-HPV感染伴宮頸病變及宮頸鱗癌患者體內(nèi)存在不同程度細(xì)胞免疫與固有免疫降低的結(jié)論，提示細(xì)胞免疫及固有免疫低下在HR-HPV持續(xù)感染，甚至在宮頸病變過(guò)程中起重要作用，檢測(cè)各類(lèi)淋巴細(xì)胞亞群的變化可進(jìn)一步研究宮頸HR-HPV感染的免疫機(jī)制，為臨床HR-HPV感染以及宮頸病變的免疫干預(yù)及預(yù)后提供客觀依據(jù)。王美藏等［6］通過(guò)對(duì)180例宮頸病變患者陰道內(nèi)環(huán)境進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)宮頸癌患者細(xì)菌性陰道炎、解脲支原體、衣原體感染率均明顯高于對(duì)照組，提示陰道內(nèi)環(huán)境對(duì)HR-HPV感染導(dǎo)致宮頸癌起協(xié)同作用。該研究還發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期存在大量厭氧菌的陰道環(huán)境有利于HPV持續(xù)感染，且陰道菌群失調(diào)后可導(dǎo)致HPV大量增殖，并最終導(dǎo)致宮頸出現(xiàn)細(xì)胞學(xué)變化。此外，Shi等［7］通過(guò)16 484例宮頸癌前病變、癌變和對(duì)照血樣標(biāo)本對(duì)中國(guó)人群宮頸癌進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)核心遺傳易感變異位點(diǎn)在宮頸癌易感性中起至關(guān)重要的作用，首次報(bào)道中國(guó)人群特有的4q12區(qū)段EXOC1（rs13117307）可能參與了CD4＋/CD8＋T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫逃逸反應(yīng)，17q12區(qū)段GSDMB（rs8067378）與自身免疫性疾病和腫瘤細(xì)胞增殖調(diào)控有關(guān)。同時(shí)驗(yàn)證了6p21.32區(qū)段的MHC-Ⅱ類(lèi)分子HLA-DPB等位基因多態(tài)性與宮頸癌前病變和宮頸癌遺傳易感性相關(guān)。綜上所述，包括免疫狀態(tài)及遺傳易感性在內(nèi)的宿主因素均在HR-HPV感染導(dǎo)致宮頸癌中起重要作用，因此或可通過(guò)建立預(yù)測(cè)模型，篩選其高危人群，通過(guò)對(duì)該人群進(jìn)行定點(diǎn)宮頸癌疫苗免疫以及重點(diǎn)防癌篩查，盡早發(fā)現(xiàn)宮頸病變患者，達(dá)到早防早治的目的。對(duì)重點(diǎn)人群的精準(zhǔn)免疫以及精準(zhǔn)早篩，亦可避免全民接種HPV疫苗過(guò)度免疫以及對(duì)CIN過(guò)度治療，減輕了患者負(fù)擔(dān)，并減少醫(yī)療支出。

2 HPV整合導(dǎo)致宮頸癌的精準(zhǔn)研究

持續(xù)性HR-HPV感染是CIN甚至是宮頸癌的重要病因，但HR-HPV感染僅是宮頸癌發(fā)生過(guò)程中的必要因素和早期因素，宮頸癌發(fā)生過(guò)程中還有一個(gè)主要因素是HPV整合至人基因組中導(dǎo)致HPV癌蛋白早期編碼蛋白E6和E7持續(xù)性表達(dá)，E7可破壞抑癌蛋白pRB和轉(zhuǎn)錄因子E2F復(fù)合體，從而釋放E2F，致使細(xì)胞脫離和E2F相關(guān)的細(xì)胞周期阻滯。E6蛋白可抑制重要抑癌基因p53及其相關(guān)抑癌基因活化，從而抑制依賴(lài)p53的細(xì)胞生長(zhǎng)［4,8］。魏文斐等［9］對(duì)48例宮頸癌及204例CIN進(jìn)行重疊定量PCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，隨CIN病變不斷進(jìn)展，患者的HPV-16整合感染率明顯增加，而宮頸癌患者標(biāo)本的HPV-16感染整合率顯著高于CIN患者標(biāo)本，HR-HPV整合感染狀態(tài)與宮頸病變嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，提示檢測(cè)HR-HPV感染狀態(tài)有利于提高宮頸癌篩查的靶向性，對(duì)高危人群進(jìn)行分流，并早期預(yù)測(cè)宮頸病變的轉(zhuǎn)歸。越來(lái)越多的證據(jù)表明HPV傾向于整合至人類(lèi)基因組的脆性位點(diǎn)如3P14等，導(dǎo)致這些位點(diǎn)的癌基因被激活、抑癌基因表達(dá)被抑制，從而引發(fā)宮頸癌發(fā)生［10］。Hu 等［11］利用全基因組測(cè)序和針對(duì)HPV的雜交捕獲技術(shù)，對(duì)26個(gè)CIN、104個(gè)宮頸癌和5株細(xì)胞系進(jìn)行分析，共找到3 667個(gè)HPV整合位點(diǎn)，試圖尋找研究宮頸癌及癌前病變中HPV整合的規(guī)律。該研究不僅重復(fù)出以往報(bào)道存在高頻整合的基因，還重新評(píng)估了這些基因上HPV的整合頻率。此外，檢測(cè)得到POU5F1B、FHIT及KLF12等高頻整合位點(diǎn)，提出HPV“非隨機(jī)整合”的新概念，證實(shí)HPV序列整合至宿主細(xì)胞基因組后可導(dǎo)致癌基因MYC和HMGA2過(guò)度表達(dá)，抑癌基因FHIT和LRP1B表達(dá)下調(diào)，隨之宮頸細(xì)胞發(fā)生細(xì)胞轉(zhuǎn)化，病理學(xué)形態(tài)改變，最終使宮頸上皮細(xì)胞發(fā)生癌變。該研究深入探索了HPV整合導(dǎo)致宮頸癌的作用機(jī)制，有助于對(duì)宮頸癌進(jìn)行早期個(gè)體化治療和精準(zhǔn)預(yù)后評(píng)估。有研究則通過(guò)熒光原位雜交（fluorescence in situ hybridization，F(xiàn)ISH）及DIPS-PCR等方法，在宮頸癌及CIN標(biāo)本中鑒定出MYC及FHIT等高頻整合位點(diǎn)［12-13］。而以往研究證明，HPV整合至人基因組關(guān)鍵部位是宮頸癌發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵步驟，整合可導(dǎo)致相關(guān)基因表達(dá)異常，致使腫瘤發(fā)生［14］。綜上認(rèn)為，通過(guò)測(cè)序及對(duì)相應(yīng)基因表達(dá)進(jìn)行研究，能明確每個(gè)宮頸病變?cè)诎l(fā)病過(guò)程中不同的基因改變，從而制定個(gè)體化的治療方式；而對(duì)特定基因突變的病例，可嘗試尋找合適的靶向藥物，提高宮頸癌治療效果，達(dá)到精準(zhǔn)治療及個(gè)體化治療的目標(biāo)。

3 宮頸癌多組學(xué)的精準(zhǔn)研究

隨著分子生物學(xué)高速發(fā)展，高通量技術(shù)不斷被應(yīng)用到基因組、轉(zhuǎn)錄組、表觀遺傳組、蛋白組和代謝組等組學(xué)研究中，對(duì)細(xì)胞、組織及有機(jī)體有了更全面而深刻的認(rèn)識(shí)。在宮頸癌研究中，多組學(xué)研究被應(yīng)用于各個(gè)方面，為尋找宮頸癌發(fā)病過(guò)程中的關(guān)鍵基因突變及靶向治療藥物提供了新路徑［15-17］。Ojesina等［18］對(duì) 115 例宮頸癌和癌旁組織進(jìn)行全外顯子測(cè)序、79例癌和癌旁組織進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序、14例癌和癌旁組織進(jìn)行全基因組測(cè)序，發(fā)現(xiàn)MAPK1、HLA-B和FBXW7基因存在不同方式突變，給宮頸癌靶向藥物的篩選提供了新思路。在宮頸癌中，HPV感染所致的基因組和轉(zhuǎn)錄組改變最終表現(xiàn)為蛋白質(zhì)組的改變。宮頸組織的蛋白質(zhì)組學(xué)研究能發(fā)現(xiàn)適用于腫瘤篩查及靶向治療的候選生物靶點(diǎn)。Higareda-Almaraz等［19］研究腫瘤細(xì)胞系的蛋白質(zhì)組學(xué)，發(fā)現(xiàn)宮頸癌中有數(shù)十個(gè)蛋白表達(dá)發(fā)生較大改變，功能涉及細(xì)胞遷移、黏附、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化等。此外，宮頸癌患者的組織樣本中代謝產(chǎn)物亦有一定變化。Sitter等［20］采用高清晰磁共振波譜聯(lián)合主成分分析對(duì)8例宮頸癌患者的腫瘤組織及配對(duì)的8例正常宮頸組織進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)腫瘤組織中膽堿及氨基酸碎片含量較高，而糖類(lèi)含量偏低。隨著個(gè)體化治療以及精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)不斷發(fā)展，宮頸癌研究的重點(diǎn)已轉(zhuǎn)移到尋找可用于早診早治和靶向治療的宮頸癌生物標(biāo)志物，宮頸癌病因?qū)W及治療的研究離不開(kāi)多組學(xué)聯(lián)合助力，組學(xué)技術(shù)在宮頸癌中的應(yīng)用勢(shì)必找到新的道路。

4 宮頸上皮內(nèi)瘤變及宮頸癌的精準(zhǔn)治療

CIN現(xiàn)有的治療方法主要有宮頸錐形切除術(shù)及高頻電波刀電圈切除術(shù)。而宮頸癌治療則主要采用手術(shù)及放化療，行根治性子宮＋雙附件切除術(shù)＋上盆腔淋巴結(jié)清掃±腹主動(dòng)脈旁淋巴結(jié)取樣或清掃，術(shù)后輔助放療或以鉑類(lèi)為基礎(chǔ)的放化療。但常規(guī)治療方法常造成過(guò)度治療或治療不足［21］。貝伐單抗作為重組人源化抗VEGF的單克隆抗體，可與腫瘤細(xì)胞上的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子特異性結(jié)合，從而抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，已被美國(guó)FDA批準(zhǔn)用于卵巢癌、復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移性宮頸癌的一線治療，但相應(yīng)的毒副反應(yīng)及價(jià)格昂貴限制了其廣泛應(yīng)用［22］。宮頸癌的精準(zhǔn)治療目的在于將個(gè)體疾病的遺傳學(xué)等多方面信息進(jìn)行匯總分析，并將分析結(jié)果應(yīng)用于指導(dǎo)宮頸癌治療。類(lèi)轉(zhuǎn)錄激活因子效應(yīng)物核酸酶（transcription activator-like effector nuclease，TALEN）、鋅指核酸酶（zinc-finger nuclease，ZFN）及CRISPR/Cas9（clustered regularly interspaced shortpalindromic repeat/CRISPR-associated nuclease 9）等基因剪切技術(shù)的興起，為宮頸癌精準(zhǔn)治療提供了更多選擇。Hu等［23］通過(guò)構(gòu)建靶向HPV E6/E7 DNA序列特定位點(diǎn)的TALEN，特異性切割HPV E6/E7序列，誘導(dǎo)E6/E7癌基因框移突變，實(shí)現(xiàn)了敲除癌基因的目的。該研究還建立了小鼠陰道內(nèi)轉(zhuǎn)染體系，在K14-HPV 16轉(zhuǎn)基因（CIN-宮頸癌模型）小鼠模型陰道內(nèi)轉(zhuǎn)染靶向HPV E7的TALEN，結(jié)果可明顯降低或消除小鼠宮頸局部HPV病毒負(fù)荷，成功逆轉(zhuǎn)宮頸癌前病變。此外，有研究分別構(gòu)建了針對(duì)HPVE6/E7序列的ZFN和CRISPR/Cas9，并轉(zhuǎn)染宮頸癌細(xì)胞系，發(fā)現(xiàn)ZFN和CRISPR/Cas9可明顯殺滅宮頸癌細(xì)胞，發(fā)揮抑制宮頸癌的作用［24-25］。分子剪切技術(shù)的興起，為宮頸癌的精準(zhǔn)治療提供了更好的方法，避免了手術(shù)及放化療的“一刀切”，可針對(duì)宮頸癌病因HPV進(jìn)行基因水平敲除，從根源上去除HPV。在前期針對(duì)宮頸癌治療的一系列實(shí)驗(yàn)中，該技術(shù)均表現(xiàn)出較好效果，為后期臨床應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5 小結(jié)

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的高速發(fā)展，使我們對(duì)宮頸癌防治的認(rèn)知有了質(zhì)的改變，這種認(rèn)知的改變，使宮頸癌早防早治有了新的思路。然而，宮頸癌防治中仍存在較多亟需解決的問(wèn)題，例如如何篩選HPV感染導(dǎo)致宮頸癌的高危人群、尋找宮頸癌發(fā)生、發(fā)展以及轉(zhuǎn)移中具有高度特異性及敏感性的腫瘤標(biāo)志物、宮頸癌治療中個(gè)體化方案的制定以及如何將現(xiàn)有研究成果應(yīng)用于臨床等。但相信在眾多科研人員的共同努力下，宮頸癌必將成為可控可治的腫瘤。