女性陰道微生態(tài)與HPV感染相關(guān)性研究進(jìn)展

鄭介婷 張子康 操龍斌 張召 邱峰★

2006年至今，全球發(fā)表微生物相關(guān)學(xué)術(shù)論著總數(shù)超過5 000 篇，是全球自然科學(xué)界中關(guān)注的熱點(diǎn)［1］。隨著培養(yǎng)組學(xué)、高通量測序技術(shù)等在人體微生態(tài)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，腸道、生殖泌尿道、口腔、皮膚等部位的微生物在宿主及環(huán)境中的各種作用逐漸被揭示［2-3］。其中，女性陰道內(nèi)正常菌群種類豐富、數(shù)量龐大，有序定殖在管壁上皮粘膜表面，有效抵御著感染和有害環(huán)境的形成［4］。這些微生物相互制約、相互協(xié)作，共同維持陰道微生態(tài)的動(dòng)態(tài)平衡［5］。近期，陰道微生態(tài)與各種婦科疾病之間的相關(guān)研究越來越多，陰道微生物、陰道免疫調(diào)節(jié)作用和宿主基因之間的相互作用和關(guān)系也不斷被報(bào)道［6-7］。

女性生殖道微生態(tài)可分為外生殖道微生態(tài)區(qū)系統(tǒng)和內(nèi)生殖道微生態(tài)區(qū)系統(tǒng)，而外陰菌群是整個(gè)生殖道菌群最復(fù)雜的區(qū)域（圖1）。研究報(bào)道顯示，全球75%的女性曾患過生殖道感染，30%的生殖道感染者會(huì)發(fā)展為婦科重大疾病，這些均與陰道微生態(tài)的穩(wěn)定密切相關(guān)［8］。臨床發(fā)現(xiàn)，90%以上的宮頸癌病例與HPV 感染有關(guān)，但影響HPV 持續(xù)存在的因素尚清楚［9］。近期研究表明，HPV 感染與陰道微環(huán)境關(guān)系密切［10］。本文擬對女性陰道微生態(tài)菌群多樣性的研究進(jìn)展及其與生殖道感染性疾病的關(guān)系，尤其是與本團(tuán)隊(duì)長期研究的HPV 感染相關(guān)的研究進(jìn)行綜述，以期明確女性陰道微生物菌群在女性生殖道健康和疾病中的作用，并展望多種微生態(tài)制劑治療方法在女性生殖健康領(lǐng)域的應(yīng)用。

圖1 女性生殖道微生態(tài)在分布區(qū)域示意圖Figure 1 Schematic diagram of distribution area of female reproductive tract microecology

1 陰道微生態(tài)及其檢測方法

陰道微生物組成復(fù)雜、動(dòng)態(tài)變化性強(qiáng)，是引起女性泌尿生殖道感染的主要來源［11］。女性陰道微生態(tài)系統(tǒng)是由陰道微生物、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)系統(tǒng)、陰道解剖結(jié)構(gòu)及宮頸局部免疫系統(tǒng)共同組成，形成一條天然的微生態(tài)屏障。正常情況下，健康的陰道中含有大量的乳酸菌與其他微生物［12］。陰道微生態(tài)的組成和變化受眾多因素影響，其中女性激素水平的變化是最重要的內(nèi)部影響因素［13］。在健康女性的某一段時(shí)間內(nèi)，陰道微生物的組成卻是一致和穩(wěn)定的，這也是保證和維持女性生殖健康的主要屏障之一［14］。

陰道微生態(tài)檢測目前主要分為兩大類：一類是基于鏡檢的臨床診斷檢測，另一類是基于高通量的基礎(chǔ)研究檢測。臨床診斷檢測主要通過涂片染色鏡檢及病原菌培養(yǎng)兩種方法對陰道分泌物進(jìn)行檢測，可明確陰道感染的類型［15］。分泌物樣本的培養(yǎng)是另外一種臨床診斷常用方法，常見的病源菌、支原體、衣原體、酵母菌等均可通過培養(yǎng)的方法進(jìn)行鑒定［16-17］。而基礎(chǔ)領(lǐng)域研究陰道微生態(tài)的主要方法，是基于高通量測試技術(shù)、LC-MS 技術(shù)為主的新型檢測方法。高通量測序主要包括16S rRNA 檢測、宏基因組檢測、宏轉(zhuǎn)錄組檢測。宏基因組檢測可以達(dá)到種的水平，并提供更多的菌種代謝相關(guān)性信息［18］。

2 陰道微生態(tài)與常見婦科感染

2.1 細(xì)菌性陰道病與陰道微生態(tài)

細(xì)菌性陰道病（Bacterial vaginosis，BV）是育齡期婦女最常見的陰道感染性疾病之一。它本質(zhì)上是一種由乳桿菌減少、陰道纖毛菌與陰道加德納氏菌等厭氧菌增多引起的陰道微生態(tài)失調(diào)綜合征［19］。隨著對陰道微生態(tài)的持續(xù)關(guān)注與研究，引起B(yǎng)V 發(fā)生的細(xì)菌種屬逐漸被發(fā)現(xiàn)，BV 的致病與誘發(fā)其他婦科感染性疾病的機(jī)制越來越明確。BV患者陰道內(nèi)比正常女性多出40 多個(gè)屬［11］，這些微生物的增加可產(chǎn)生大量蛋白降解酶，破壞陰道與宮頸粘膜屏障，促使大量外部微生物進(jìn)入陰道環(huán)境，誘導(dǎo)一系列其他婦科感染。根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果，BV 并不是女性陰道中某一種或幾種細(xì)菌與宿主相互作用的結(jié)果，而是由多種微生物組成的病原性微生物群落造成的，其具體的機(jī)制還需要更多的研究人員關(guān)注［20］。

2.2 外陰陰道假絲酵母菌與陰道微生態(tài)

外陰陰道假絲酵母菌病（Vulvo vginal candidiasis，VVC）主要由白色念球菌、光滑念球菌、熱帶假絲酵母、近平滑念球菌等引起。有趣的是，與正常人群相比，VVC 陰道內(nèi)優(yōu)勢菌群沒有顯著差異，這可能與細(xì)菌、真菌不同的代謝與生長模式有關(guān)。有報(bào)道顯示，無論是口服還是陰道內(nèi)使用基于乳酸菌的益生菌，均沒有得到有效的治療數(shù)據(jù)［11］。而Reid G 等［21］人研究表明特定乳桿菌菌株對復(fù)雜型VVC 的預(yù)防與治療效果顯著。深入探究VVC 患者陰道微生態(tài)的結(jié)構(gòu)及其與宿主的相互作用關(guān)系，對闡明VVC 的發(fā)病機(jī)制具有重要作用。

2.3 滴蟲性陰道炎與陰道微生態(tài)

滴蟲性陰道炎（Trichomona1vaginitis，TV）與陰道微生態(tài)的相關(guān)性研究較少。目前有報(bào)道稱，陰道滴蟲的存在會(huì)消耗陰道上皮細(xì)胞的糖原，導(dǎo)致宮頸上皮組織壞死，促進(jìn)陰道與宮頸粘膜表面的破壞，大大增加HPV 等病毒的入侵與定植［22］。但Meng 等［23］人研究發(fā)現(xiàn)TV 與HPV 感染無相關(guān)性；Ghosh 等［24］人也發(fā)現(xiàn)TV 與宮頸癌的發(fā)生和演變不具有相關(guān)性。目前，TV 的發(fā)生發(fā)展與陰道微生態(tài)的關(guān)系不明，還需更多的工作者關(guān)注。

2.4 宮頸炎與宮頸微生態(tài)

支原體、衣原體、淋病奈瑟氏菌感染是宮頸炎的主要誘導(dǎo)因素，促使子宮內(nèi)粘性膿液增多。研究表明，宮頸微生物的結(jié)構(gòu)不同于陰道微生物，其總體數(shù)量與類型均低于陰道微生物，這可能與宮頸所具有的獨(dú)特環(huán)境有關(guān)［11］。Marrazzo 等［25］人的研究發(fā)現(xiàn)，BV 合并宮頸炎患者陰道內(nèi)產(chǎn)H2O2的乳桿菌減少，但陰道其他的優(yōu)勢菌沒有顯著變化，這表明引起宮頸炎癥的各種病原體的定植可能與產(chǎn)生H2O2的乳桿菌有密切相關(guān)，并影響陰道的自凈功能。宮頸炎的發(fā)生必然與陰道微生態(tài)多樣性密切相關(guān)，為此需要更多的基礎(chǔ)研究與臨床研究工作者更細(xì)致深入的探究。

3 陰道微生態(tài)與宮頸HPV 感染不同進(jìn)程

近年來，大量文獻(xiàn)報(bào)道陰道微生態(tài)中微生物的種類結(jié)構(gòu)和環(huán)境的變化與HPV 初次感染、HPV 持續(xù)感染、宮頸粘膜局部免疫、鱗狀上皮內(nèi)病變、宮頸上皮內(nèi)瘤樣病變等密切相關(guān)［26-27］。如圖2所示，陰道微生態(tài)的失調(diào)會(huì)促使HPV 易感、而HPV 感染也會(huì)加速陰道微生態(tài)的紊亂，但兩者之間的關(guān)系尚不完全清楚。考慮到現(xiàn)在臨床上對持續(xù)性HPV 感染并沒有特別好的治療方法，細(xì)致的探究HPV 感染進(jìn)程中陰道微生態(tài)的具體變化與相互影響的機(jī)制，有助于探究以預(yù)防和治療為主的陰道微生態(tài)制劑通過糾正陰道微生態(tài)的平衡，激活宮頸局部免疫自我清除HPV病毒的可能性。

畢慶慶等［28］人發(fā)現(xiàn)HPV 陰性組和HPV 感染后轉(zhuǎn)陰患者的陰道微生物類型相對單一，主要以厚壁菌門、乳桿菌為主；但HPV 持續(xù)感染患者的陰道微生物多樣性非常復(fù)雜，不動(dòng)桿菌屬、普雷沃菌屬、假單胞菌屬和鞘氨醇單胞菌屬等具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。王秀芳等［29］人發(fā)現(xiàn)HR-HPV 感染患者的菌群密集度分級(jí)、菌群多樣性、乳酸菌分級(jí)、需氧菌性陰道病、細(xì)菌性陰道病、外陰陰道假絲酵母菌病檢出率與低危型性人乳頭病毒感染患者均具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。羅燕艷等［30］對334 例門診HPV感染患者的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)宮頸HR-HPV感染者的陰道微生態(tài)失衡會(huì)影響陰道清潔度、菌群多樣性、優(yōu)勢菌、H2O2及PH 值等。

某些陰道微生物菌株可能在HPV 感染后發(fā)揮保護(hù)或致病作用，從而抑制或促進(jìn)宮頸癌的發(fā)展。例如，卷曲乳桿菌對預(yù)防鱗狀上皮內(nèi)瘤病變具有保護(hù)作用，以及占優(yōu)勢的惰性乳桿菌可抑制CST IV的發(fā)展等［31］。這些結(jié)果都為以微生態(tài)制劑為主的新型HPV 感染治療提供了很好的理論參考意義。然而，當(dāng)前的主要問題集中在HPV 感染前后陰道微生態(tài)各種差異究竟是如何加速或者抑制HPV、上皮細(xì)胞病變，各個(gè)不同的菌株究竟是通過什么途徑來影響宮頸局部免疫，這個(gè)過程中宮頸免疫、微生物、代謝物、微環(huán)境、上皮細(xì)胞等究竟是如何相互影響的？這些難點(diǎn)可能需要相關(guān)基礎(chǔ)研究和臨床診斷工作者繼續(xù)探究，為有效治療持續(xù)性HPV 感染患者、為預(yù)防HPV 感染提供更多、更好的手段。

圖2 陰道菌群與HPV 感染與否不同進(jìn)程的相對豐度的熱圖菌群類型與豐度的差異Figure 2 The differences in the relative abundance of vaginal flora and flora types and abundances of different processes with or without HPV infection

4 陰道微生態(tài)、宮頸局部免疫在HPV 感染后清除中的作用

臨床發(fā)現(xiàn)HPV 持續(xù)感染最終導(dǎo)致宮頸癌的患者只占少數(shù)，大多數(shù)HPV 感染可被宿主快速清除，即陰性轉(zhuǎn)歸，原因未明［32］。近期越來越多的證據(jù)表明，陰道菌群、HPV 感染進(jìn)程和宮頸局部免疫系統(tǒng)相互作用，密切影響陰道環(huán)境的穩(wěn)態(tài)和女性下陰道的健康［33］。宿主粘膜免疫反應(yīng)和生殖器炎癥在清除性傳播感染疾病的病原體及預(yù)防再次感染方面發(fā)揮重要作用。有數(shù)據(jù)表明HPV 的宿主免疫清除與女性生殖道中的Th1 促炎應(yīng)答相關(guān)，體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)外周血CD8+T 細(xì)胞與HPV 蛋白的應(yīng)答相關(guān)［34］。這些結(jié)果表明宿主免疫應(yīng)答對HPV 的免疫清除必不可少。除了宿主自身的免疫系統(tǒng)外，由陰道菌群等組成的陰道微環(huán)境在實(shí)現(xiàn)陰道上皮細(xì)胞的保護(hù)和陰道局部免疫微環(huán)境的穩(wěn)定過程中是否也發(fā)揮了作用？見圖3。

圖3 HPV 感染后人體免疫微環(huán)境的變化及其激活的免疫清除過程Figure 3 Changes of human immune microenvironment after HPV infection and the process of activated immune clearance

臨床發(fā)現(xiàn)HPV 感染的婦女常伴各種下生殖道病原體的感染。這可能是由于BV 陽性的女性免疫力相比BV 陰性的女性更低，因而更容易感染HPV［35］。陰道微生物群的結(jié)構(gòu)是動(dòng)態(tài)的，并且可以發(fā)生CST 之間的轉(zhuǎn)變。Brotman 等發(fā)現(xiàn)HPV 陽性女性陰道的菌群主要集中在CSTs III 和CSTs IV，并指出CST II 和加氏乳桿菌（L.gasseri）可能與快速清除急性HPV 感染有關(guān)，可作為潛在的治療菌用于維持子宮頸的健康［36］。因此，我們團(tuán)隊(duì)推測陰道菌群與HPV 感染后的轉(zhuǎn)歸和預(yù)后密切相關(guān)。陰道微生物中的部分細(xì)菌產(chǎn)生的脂肪酸、脂多糖代謝物可直接識(shí)別激活NF-κB。盡管如此，基于HPV 感染的相關(guān)陰道菌群對宮頸局部免疫的調(diào)控機(jī)制的研究還寥寥無幾，因此，明確影響HPV 感染轉(zhuǎn)歸和預(yù)后的關(guān)鍵陰道菌群及其作用機(jī)制具有重大意義。我們團(tuán)隊(duì)推測陰道菌群可以通過SAFA等代謝產(chǎn)物激活宿主TLR4/NF-kβ 信號(hào)通路并調(diào)節(jié)宮頸局部免疫，從而幫助宿主清除HPV 感染，而陰道菌群失調(diào)則可能是HPV 逃逸宿主免疫的重要機(jī)制（相關(guān)研究正在開展）。

5 結(jié)論與展望

目前，大量的基礎(chǔ)與臨床研究工作已經(jīng)證明，女性陰道微生態(tài)與以HPV 感染為代表的婦科感染性疾病密切相關(guān)。但與陰道宿主擁有的數(shù)以百萬計(jì)的微生物相比，現(xiàn)在我們對陰道微生態(tài)的研究還過于膚淺。通過深入了解陰道微生物群影響各種婦科感染的具體過程，有可能最大限度地提高女性的第一道防線，這將最終有助于開發(fā)實(shí)用和低成本的療法，以減少性傳播感染，特別是HPV等病毒的易感性。同時(shí)，隨著各種現(xiàn)代高通量測序技術(shù)與生物信息分析技術(shù)的發(fā)展，“陰道微生物—陰道/宮頸局部免疫激活—外源感染體的清除”這個(gè)過程的機(jī)制將會(huì)被逐步揭開。此外，伴隨著各種針對陰道炎癥的微生態(tài)制劑的深入開發(fā)與大隊(duì)列的臨床探究，在改善女性陰道微生態(tài)整體環(huán)境，必將為以HPV 為代表的婦科感染性疾病的的治療、為宮頸病變甚至宮頸癌的預(yù)防提供一條安全又有效的新途徑。筆者相信，隨著女性對婦科保健意識(shí)的提升、對HPV 等疫苗的大范圍接受以及微生態(tài)制劑的廣泛推廣，我國的婦科感染性疾病、宮頸癌等發(fā)病率將會(huì)大幅度下降。