陰道微生物群與HPV感染及宮頸病變的相關(guān)性*

李明珠，魏麗惠

(北京大學(xué)人民醫(yī)院，北京 100044)

高危人乳頭狀瘤病毒(high risk human papillomavirus，HR-HPV)持續(xù)感染是宮頸癌發(fā)生的高危因素。99.7%的宮頸癌活檢證實(shí)有HR-HPV的感染[1]。此外，85%～90%的HR-HPV感染可自行清除，只有少部分HR-HPV感染進(jìn)展為宮頸癌前病變和癌癥[2]。除了HPV，其他因素包括初次性行為年齡、多產(chǎn)、避孕藥、吸煙以及其他性傳播感染(衣原體、淋病、梅毒和皰疹)等均已被證明會(huì)增加HPV感染女性宮頸病變進(jìn)展的風(fēng)險(xiǎn)[3]。近年研究顯示，陰道微生物群(cervicovaginal microbiome,CVM)在HR-HPV自然史中有重要作用[4]。本文將對(duì)不同CVM狀態(tài)與HPV感染及宮頸上皮內(nèi)瘤變(cervical intraepithelial neoplasias,CIN)發(fā)生發(fā)展的相關(guān)性進(jìn)行綜述。

1 陰道乳桿菌的作用

在女性下生殖道，優(yōu)勢(shì)分布的乳桿菌與維持女性陰道的健康有關(guān)。乳桿菌可產(chǎn)生乳酸，將局部微環(huán)境酸化至pH<4.5，使宿主免受病原體入侵。此外，乳桿菌產(chǎn)生的代謝物可刺激宿主產(chǎn)生抗菌肽和抗炎細(xì)胞因子。當(dāng)微生態(tài)發(fā)生失調(diào)時(shí)，乳桿菌被各種厭氧菌(如加德納菌、阿托伯菌、普氏菌等)所取代，通常與細(xì)菌性陰道病(bacterial vaginosis，BV)有關(guān)，從而誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生促炎免疫介質(zhì)和活性氧(reactive oxygen species，ROS)。ROS的氧化損傷可造成上皮細(xì)胞的基因組改變，影響細(xì)胞的增殖和凋亡。此外，細(xì)菌產(chǎn)物或代謝物也可直接導(dǎo)致細(xì)胞增殖和屏障破壞，如細(xì)菌酶可降解具有保護(hù)性的宮頸黏液層；還可能通過(guò)刺激Janus激酶(JAK)-信號(hào)轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)錄激活劑(STAT)途徑以及血管生成因子影響血管生成。

月經(jīng)周期中雌激素水平的變化會(huì)影響乳桿菌的分布。對(duì)于青春期前或絕經(jīng)后的女性，體內(nèi)雌激素水平較低時(shí)，陰道微生物群表現(xiàn)為乳桿菌缺乏，多種厭氧菌混合構(gòu)成。外陰陰道萎縮(vulvovaginal atrophy,VVA)可降低陰道分泌物中的糖原水平，導(dǎo)致與健康相關(guān)的乳酸菌種類(lèi)的水平降低。相比之下，在雌激素水平升高的妊娠狀態(tài)，陰道微生物群更穩(wěn)定，通常以?xún)?yōu)勢(shì)乳桿菌為主[5]。這種現(xiàn)象被認(rèn)為與陰道上皮中雌激素介導(dǎo)的糖原的產(chǎn)生和分泌相關(guān)，乳桿菌利用糖原分解產(chǎn)物作為其能量來(lái)源，即高水平的糖原促進(jìn)乳桿菌的生長(zhǎng)。事實(shí)上，縱向研究表明，陰道微生物群是一個(gè)動(dòng)態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)，在一些女性體內(nèi)，表現(xiàn)為短時(shí)間內(nèi)波動(dòng)，而在另一些女性體內(nèi)則相對(duì)穩(wěn)定[6]。

2 菌群狀態(tài)類(lèi)型與HPV感染及宮頸病變的相關(guān)性

Ravel在2011年提出菌群類(lèi)型(community state types,CST)的概念,采用16S測(cè)序方法，將陰道微生物群狀態(tài)分為5種CST類(lèi)型。CST Ⅰ型(卷曲乳桿菌L.crispatus)、Ⅱ型(加氏乳桿菌L.gasseri)、Ⅲ型(惰性乳桿菌L.iners)、V型(詹氏乳桿菌L.jensenⅡ)，CST Ⅳ以非乳桿菌為主[7]。CST Ⅳ型進(jìn)一步細(xì)分為CST Ⅳ-a、Ⅳ-b，其中Ⅳ-a型乳桿菌比例適中，厭氧菌比例較低,以鏈球菌、普化菌為主，而Ⅳ-b型阿托波菌、普氏菌、Sneathia菌和加德納菌比例較高。研究發(fā)現(xiàn)，較高的CST I型卷曲桿菌豐度與較低的HPV患病率和較高正常細(xì)胞檢出率相關(guān)[8]。CST Ⅱ型與快速HPV清除率相關(guān)[9]。與CST I型相比，CST Ⅲ型作為一種過(guò)渡類(lèi)型，也有較高的高危HPV患病率和宮頸病變發(fā)生率，CST Ⅳ-b型的HPV清除率較慢。CST-Ⅳ型與HPV感染和CIN相關(guān)[10]。

HPV病毒的存在可導(dǎo)致陰道微生物群的失衡。據(jù)研究,HPV感染可增加宮頸陰道菌群中細(xì)菌的多樣性，降低乳桿菌百分比，改變陰道的pH值。此外，促炎細(xì)胞因子的分泌和活性氧的產(chǎn)生以及HPV對(duì)免疫細(xì)胞的激活都可能導(dǎo)致陰道菌群的改變[11]。與HPV陰性女性相比，單純HPV感染的女性表現(xiàn)為陰道微生物群的多樣性(含有大量加氏乳桿菌和一些BV相關(guān)的細(xì)菌,如加德納菌等)[12]。與健康個(gè)體相比，宮頸病變女性的乳酸菌優(yōu)勢(shì)度下降，陰道pH值顯著升高,陰道微生物群多樣性顯著增加。此外，研究顯示，持續(xù)感染HPV16女性比一過(guò)性HPV16感染女性有更高的微生物轉(zhuǎn)化率。這表明持續(xù)HPV感染并發(fā)展為CIN2+的女性陰道微環(huán)境更不穩(wěn)定[13]。此外，在宮頸病變進(jìn)展預(yù)測(cè)方面，年輕女性未經(jīng)治療的CIN2的CVM顯示，基線(xiàn)時(shí)CVM以乳酸桿菌為主的女性更有可能在12個(gè)月出現(xiàn)疾病逆轉(zhuǎn)，乳酸桿菌缺失、特定的厭氧類(lèi)群(如普氏菌、加德納菌)與CIN2持續(xù)存在和較慢轉(zhuǎn)歸有關(guān)。與CST I或Ⅲ型相比，基線(xiàn)時(shí)CST Ⅳ組女性病變逆轉(zhuǎn)慢[14]。另一項(xiàng)研究顯示，LEEP術(shù)后3個(gè)月，普氏菌顯著向CST Ⅲ型(惰性乳桿菌)群落轉(zhuǎn)移[15]。

3 不同陰道炎與HPV感染及宮頸病變的相關(guān)性

BV的特征為乳桿菌的過(guò)度消耗，以及過(guò)度生長(zhǎng)的各種專(zhuān)性厭氧菌。研究發(fā)現(xiàn)，BV與HPV感染風(fēng)險(xiǎn)增加和清除率降低相關(guān)[16]。一項(xiàng)哥斯達(dá)黎加HPV疫苗臨床試驗(yàn)顯示[4]，加德納菌具有抑制免疫力特性，為HR-HPV感染進(jìn)展的主要標(biāo)記物，細(xì)菌多樣性與CIN2+的進(jìn)展顯著相關(guān)。阿托波菌同樣與CIN的發(fā)生有關(guān)。此外，Sneathia作為梭菌門(mén)的一員，是宮頸病變過(guò)程中富集的病原微生物，隨著宮頸病變級(jí)別的增加而增加，其特異性可能成為HPV持續(xù)和宮頸病變進(jìn)展的元基因組標(biāo)記，但該項(xiàng)研究主要針對(duì)西班牙裔女性[17]。生物膜作為一種自我產(chǎn)生的細(xì)胞外聚合基質(zhì)包裹的微生物菌落，是BV的一個(gè)典型特征，在HPV感染患者中形成更為頻繁[18]。

需氧性陰道炎(aerobic vaginitis,AV)，又稱(chēng)溶解性陰道炎(desquamative inflammatory vaginitis,DIV)，與HPV感染的相關(guān)性報(bào)道不多。研究顯示，AV的檢出率在低級(jí)別鱗狀上皮內(nèi)病變(low grade squamous intraepithelial lesion,LSIL)組明顯高于正常組，但與HPV感染無(wú)明顯相關(guān)[19]。中、重度AV(而非BV)與宮頸細(xì)胞學(xué)異常的風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)，但與HPV感染無(wú)關(guān)，無(wú)論是否中、重度AV，CIN2+的檢出率均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[20]。多數(shù)研究認(rèn)為，外陰陰道假絲酵母菌病(vulvovaginal candidiasis,VVC)與HPV感染無(wú)顯著相關(guān)性，尚未發(fā)現(xiàn)VVC陽(yáng)性女性發(fā)生宮頸癌的風(fēng)險(xiǎn)增加。無(wú)論HPV陽(yáng)性或陰性，VVC感染并未增加宮頸病變風(fēng)險(xiǎn)[21]。滴蟲(chóng)性陰道炎(trichomonas vaginitis,TV)與HPV感染是否相關(guān)存在爭(zhēng)議。有研究認(rèn)為，TV與HPV感染無(wú)關(guān)[22]。也有研究發(fā)現(xiàn)，TV陽(yáng)性與TV陰性女性相比，前者HPV感染風(fēng)險(xiǎn)增加[23]。合并TV感染可增加HPV16女性中CIN 2～3的風(fēng)險(xiǎn)[24]。關(guān)于支原體(ureaplasma urealyticum,UU)和衣原體(chlamydia trachomatic,CT)感染，研究認(rèn)為HPV陽(yáng)性比HPV陰性女性更容易感染CT，并且與CIN的風(fēng)險(xiǎn)明顯相關(guān)[25]。同樣，UU在HPV陽(yáng)性組的檢出率(6.5%)顯著高于HPV陰性組(1.2%)[26]，CT和UU與HPV感染可能具有協(xié)同作用。

4 益生菌治療與HPV感染及宮頸病變的相關(guān)性

微生物群的組成可以影響腫瘤治療的療效和毒性作用，以及腫瘤治療后的生活質(zhì)量。特異性益生菌已被用于一些癌癥的動(dòng)物模型治療，有報(bào)道稱(chēng)其可減少腫瘤增殖和調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)。通過(guò)益生菌或微生物群移植來(lái)調(diào)節(jié)微生物組，同樣可能有助于提高對(duì)癌癥治療的反應(yīng)性和生活質(zhì)量[27]。同樣，應(yīng)用益生菌可抑制病原體，促進(jìn)陰道微生物群的健康狀態(tài)。一項(xiàng)針對(duì)18～45歲BV女性人群的隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照試驗(yàn)顯示，常規(guī)陰道應(yīng)用甲硝唑治療后5天后隨機(jī)使用乳桿菌及安慰劑11周(第一周連續(xù)4天，每日1次，第二周以后，每周2次)，隨訪(fǎng)至第24周，乳桿菌組的BV復(fù)發(fā)率明顯低于安慰劑組[28]。

有關(guān)益生菌與HPV體外試驗(yàn)顯示，HPV16陽(yáng)性的SiHa宮頸癌細(xì)胞與雙歧桿菌共培養(yǎng)時(shí)，可抑制HPV E6和E7 mRNA的生成。CST Ⅰ型(卷曲乳桿菌)與Ⅱ型(加氏乳桿菌)對(duì)HPV18陽(yáng)性的HeLa細(xì)胞也具有細(xì)胞毒性作用，但是對(duì)正常宮頸細(xì)胞無(wú)相應(yīng)作用[29]。研究顯示，HPV陽(yáng)性的LSIL女性患者，與未治療組相比，口服益生菌組可明顯改善細(xì)胞異常，但兩組在清除HPV方面無(wú)顯著差異[30]。另外一項(xiàng)針對(duì)BV或HPV感染并伴有細(xì)胞學(xué)異常女性的研究顯示，同時(shí)使用甲硝唑和益生菌治療，長(zhǎng)期益生菌治療組(6個(gè)月)可改善細(xì)胞學(xué)異常，并且與短期益生菌治療(3個(gè)月)相比，HPV清除率增加[31]。HPV與宮頸癌發(fā)展相關(guān)，益生菌可能用于預(yù)防宮頸病變及宮頸癌的發(fā)生，但仍需進(jìn)一步大規(guī)模臨床試驗(yàn)證實(shí)。隨著糞便菌群移植的有效性得到公認(rèn)，陰道菌群移植(vaginal microbiota transplantation,VMT)也是未來(lái)益生菌治療的一個(gè)有趣的研究領(lǐng)域。

宮頸陰道微生物是一個(gè)動(dòng)態(tài)的微生物網(wǎng)絡(luò)，能調(diào)節(jié)宿主的免疫反應(yīng)，影響HPV感染和CIN的發(fā)展。特定陰道微生物群可能作為宮頸病變的生物標(biāo)記物。使用益生菌或VMT對(duì)微生物群的調(diào)控可能是未來(lái)誘導(dǎo)HPV清除、CIN逆轉(zhuǎn)和阻止向?qū)m頸癌進(jìn)展的有前景的選擇。