宮頸癌免疫學發(fā)病機制研究進展

王佳森，張妍，付曉雪，陳芳

宮頸癌是婦科最常見的惡性腫瘤，因社會經(jīng)濟狀況、公共衛(wèi)生條件等不同其發(fā)病率在各國間存在較大差異；在2018 年全球宮頸癌發(fā)病率及死亡率統(tǒng)計分析中發(fā)現(xiàn)，印度與中國發(fā)病總人數(shù)約占世界發(fā)病人數(shù)的1/3[1]。同時宮頸癌是可預防的人類惡性腫瘤之一，無論是從流行病學還是從致病機制角度來看，宮頸癌及宮頸鱗狀上皮內病變（squamous intraepitheliallesion，SIL）與人乳頭瘤病毒（human papilloma virus，HPV）感染密切相關[2]。約70%～80%的女性一生中都至少會感染1 次HPV，大多數(shù)的HPV 感染可被機體免疫清除，而高危型HPV 持續(xù)性感染才可能導致宮頸病變[3]，而且更高級別的宮頸病變代表著更高的HPV 基因表達率以及宿主染色體突變率，這可能取決于病毒本身和宿主因素的相互影響。近年來隨著分子生物學及免疫學的發(fā)展，宮頸癌的發(fā)病機制正逐漸得到認識?，F(xiàn)對宮頸癌在免疫學發(fā)病機制方面的研究進展進行綜述。

1 HPV

HPV 是一類無包膜的小DNA 病毒，其病毒外殼由主要蛋白L1 和次要蛋白L2 構成正二十面體結構，L1 蛋白能夠組裝成與天然病毒相似的類病毒顆粒（virus like particle，VLP），HPV 疫苗的研制均源于此，L2 蛋白參與病毒感染細胞的過程[4]。HPV 基因組包含6 個早期基因和2 個晚期基因，早期基因編碼E1、E2、E4、E5、E6 和E7 這6 種蛋白，晚期基因主要負責L1、L2 的生成。E1 調控HPV DNA 復制；而E2 除參與基因復制外，還在RNA 轉錄以及復制過程劃分病毒表觀基因組中起著關鍵作用[5]；E4 可能在病毒基因組擴增和絲裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinase，MAPK）途徑活化維持中起作用[6]；E5已被證明與E7 在細胞轉化中發(fā)揮協(xié)同作用，抑制免疫反應。E6、E7 表達是HPV 處于活動期的標志，也是細胞轉化的決定因素，其招募細胞內泛素連接酶E6AP，聯(lián)合誘導P53 降解[7]，E7 結合并抑制腫瘤抑制因子pRb，使細胞周期失控[8]。已發(fā)現(xiàn)的HPV 亞型已超過200 種，其中高危型HPV（如HPV16、18、31、33、45、52、58）持續(xù)感染與宮頸高級別鱗狀上皮內病變（high-grade squamous intraepithelial lesion，HSIL）顯著相關[9]。HPV 吸附于宮頸上皮細胞，此時若合并組織或細胞的微損傷，HPV 侵入，其DNA 整合到感染細胞的基因組中，在整合過程中通常會導致許多早期和晚期基因的缺失，整合后負調節(jié)蛋白E2基因的缺失會導致E6 和E7 表達升高，促進宮頸癌的發(fā)生及發(fā)展[10]。

2 固有免疫逃逸

在宮頸癌中，固有免疫功能下降是免疫逃逸發(fā)生的重要原因，其中自然殺傷（natural killer，NK）細胞、巨噬細胞（macrophages）以及樹突狀細胞（dendritic cell）的參與發(fā)揮了關鍵作用。

2.1 NK 細胞病毒感染宿主細胞后激活干擾素調節(jié)因子（interferon regulatory factor，IRF），該因子驅動釋放出Ⅰ型干擾素（type Ⅰinterferon，IFN-Ⅰ）[11]，IFN-Ⅰ能夠抑制宿主細胞中病毒的復制并激活NK細胞，NK 細胞活化后分泌IFN-γ 和腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等細胞因子，執(zhí)行免疫監(jiān)視功能，并啟動細胞毒作用殺傷宿主細胞，NK細胞無需與抗原結合即可在病毒感染早期發(fā)揮作用，并且不受主要組織相容性復合體（major histocompatibility complex，MHC）表達限制[12]。研究表明，HPV16 E6、E7 蛋白下調宿主細胞IFN-Ⅰ的表達[13]，進而抑制固有免疫應答。有學者檢測了120 例宮頸癌患者和120 例健康女性外周血NK 細胞水平，結果顯示，健康女性NK 細胞水平高于宮頸癌患者[（22.17±3.09）% vs.（15.78±2.43）%，P＜0.001][14]。還有研究證實，在宮頸癌疾病進展過程中NK 細胞水平呈逐漸下降的趨勢，提示患者固有免疫抑制逐步加重，該研究還發(fā)現(xiàn)在宮頸病變組織中NK 細胞自然殺傷毒性細胞受體NKp30、NKp46 下調，預示HPV 可能通過該途徑降低了機體的固有免疫應答，從而導致宮頸癌發(fā)生免疫逃逸，促進疾病進展[15]。有研究表明，CD1d（cluster of differentiation 1d）分子介導的自然殺傷T（natural killer T，NKT）細胞是微生物的固有免疫和適應性免疫反應之間的天然橋梁，HPV16 感染宿主細胞后，合成E5 蛋白下調CD1d 的表達，這也可能是免疫逃逸的機制[16]。

2.2 巨噬細胞巨噬細胞是固有免疫應答反應晚期的主要效應細胞，其通過Toll 樣受體（Toll-like receptor，TLR）結合病毒成分而被激活，從而釋放包括白細胞介素1（interleukin-1，IL-1）、IL-6、IL-8、IL-12、TNF-α 和單核細胞趨化蛋白1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）在內的細胞因子，誘導炎癥反應。MCP-1 能夠趨化和激活單核細胞，擴大炎性反應進程。Hacke 等[17]研究發(fā)現(xiàn)，HPV E6、E7蛋白可通過降解P53 下調MCP-1 的分泌，減弱巨噬細胞趨化作用，從而導致病毒免疫逃逸。但也有研究認為，MCP-1 能夠誘導和刺激病理性血管生成[18]。因此，MCP-1 對宮頸癌進展的作用機制有待于進一步研究。

腫瘤組織中浸潤的巨噬細胞統(tǒng)稱為腫瘤相關巨噬細胞（tumor-associated macrophages，TAMs），TAMs又可根據(jù)其激活的輔助性T 細胞（T helper cell，Th細胞）類型不同分為M1 型和M2 型，近年因其在腫瘤進展過程中的作用受到廣泛關注。有研究顯示，在早期宮頸癌組織中，IL-6、MCP-1 和誘導型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）表達水平增加，促進單核細胞向M1 型巨噬細胞分化，促進腫瘤免疫，抑制腫瘤發(fā)生；在晚期宮頸癌組織中，IL-10和精氨酸酶1（arginase-1，Arg-1）等表達水平增加，促進單核細胞向M2 型巨噬細胞分化，可引發(fā)免疫耐受，促進腫瘤細胞增殖與轉移[19]。TAMs 還可通過分泌血管內皮生長因子（vascularendothelialgrowthfactor，VEGF）促進淋巴管及血管生成，對腫瘤進展也起到促進作用[20]。隨著靶向藥物的應用，有研究發(fā)現(xiàn)通過阻斷程序性死亡受體1（programmed death-1，PD-1）/程序性死亡受體配體1（programmed death ligand-1，PD-L1）通路可以增強T 細胞活性，降低M2 型巨噬細胞的表達，從而抑制腫瘤進展。粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（granulocyte macrophage-colony stimulating factor，GM-CSF）是最常見的生長因子之一，其與特異受體結合后，能夠促進骨髓細胞形成中性粒細胞集落和巨噬細胞集落，促進機體發(fā)揮免疫功能。在多種惡性腫瘤如頭頸部腫瘤、肺癌和結直腸癌中發(fā)現(xiàn)GM-CSF 表達上調[21]，而宮頸癌細胞GM-CSF 的表達水平與TAMs 數(shù)量呈正相關，且GM-CSF可以激活TAMs 釋放促腫瘤因子[22]，促進疾病進展。

2.3 樹突狀細胞樹突狀細胞是功能最強的抗原提呈細胞（antigen presenting cells，APC），能高效攝取、加工處理和提呈抗原，其最大的特點是能夠顯著刺激初始T 細胞活化，是機體T 細胞免疫應答的始動者。有研究指出腫瘤細胞產(chǎn)生的相關因子，如IL-10[23]、巨噬細胞集落刺激因子（macrophage-colony stimulating factor，M-CSF）、GM-CSF[24]和VEGF[25]等能夠阻止樹突狀細胞的分化成熟，影響抗原提呈過程，從而抑制適應性免疫應答。侯萍等[26]發(fā)現(xiàn)，Ⅱ期宮頸癌組織中腫瘤浸潤性樹突狀細胞密度、MHCⅡ陽性百分比、CD54 陽性百分比均較Ⅰ期宮頸癌患者低，這說明隨著宮頸癌進展，不成熟樹突狀細胞占比增加。由此，進一步了解宮頸癌組織的微環(huán)境，探索細胞因子與樹突狀細胞之間的相互作用機制以促進樹突狀細胞呈遞抗原，可能為宮頸癌免疫治療開拓新途徑。

3 T 淋巴細胞介導免疫逃逸

APC 捕獲HPV 蛋白后合成抗原肽，其與APC 表面的MHCⅡ類分子結合，提呈給CD4+T 細胞，促使后者分化為Th 細胞和調節(jié)性T 細胞（regulatory T cell，Treg 細胞）。

3.1 Th 細胞與Treg 細胞Th 細胞包括Th1 細胞、Th2 細胞、Th17 細胞和濾泡輔助性T 細胞（follicular helper T cells，Tfh 細胞）等。Th1 細胞通過釋放IFN-γ和TNF-β 激活和募集巨噬細胞，來殺傷宿主細胞或腫瘤細胞，活化后的巨噬細胞表面MHCⅡ類分子及黏附分子表達上調并釋放IL-12，又促進Th1 細胞活化。Th2 細胞通過抑制NK 細胞的活化、減少腫瘤細胞抗原的表達等來抑制細胞免疫的抗腫瘤效應。余楊等[27]的研究發(fā)現(xiàn)，隨著宮頸病變進展，血清中Th細胞逐漸由Th1 優(yōu)勢轉為Th2 主導，即Th1/Th2 漂移學說，該現(xiàn)象可能是導致腫瘤逃逸、惡性病變進展的因素。Th17 細胞以特異性分泌IL-17 而命名，Treg細胞是具有免疫應答負調節(jié)作用的T 細胞，這2 種T 細胞亞群都是通過分泌相關細胞因子及與其他免疫細胞相互作用參與腫瘤免疫。正常組織中，Th17細胞與Treg 細胞反向調節(jié)，并保持平衡[28]。周萍等[29]分別檢測了43 例宮頸癌患者、56 例宮頸SIL 患者和53 例慢性宮頸炎患者外周血中Th17 細胞和Treg 細胞的表達水平，發(fā)現(xiàn)宮頸癌組高于宮頸SIL 組及慢性宮頸炎組[Th17：（13.64±2.79）%vs.（8.66±1.45）%vs.（4.12±0.98）%，P＜0.05；Treg：（18.42±3.21）% vs.（14.4±1.22）%vs.（7.64±1.32）%，P＜0.05]。Lin 等[30]將38 例不同期別、不同腫瘤分化程度、不同組織學類型的宮頸癌患者納入研究，發(fā)現(xiàn)期別越晚、惡性程度越高的患者CD4+T 細胞失衡越明顯，并發(fā)現(xiàn)宮頸癌患者Th17 細胞較Treg 細胞增加明顯，Th17/Treg 比例升高?？梢?，Th17 細胞可能對腫瘤生長起到積極促進作用，但其在腫瘤免疫過程中的機制尚不明確。

CD4+T 細胞在IL-6、TNF-α 作用下轉化生成Th22 細胞，Th22 細胞是IL-22 的主要來源。IL-22可促進宮頸癌腫瘤細胞中蛋白激酶B 磷酸化，進而誘導下游分子如B 細胞淋巴瘤2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）基因表達，促進腫瘤細胞生長[31]。有研究發(fā)現(xiàn)，宮頸癌患者外周血Th22 細胞明顯升高，并且其升高幅度與宮頸癌進展呈正相關，說明Th22 細胞可能促進了宮頸癌的進展；同時還發(fā)現(xiàn)Th22 細胞與Th17細胞水平呈正相關，說明在宮頸癌致病過程中，兩者可能發(fā)揮協(xié)同作用[32-33]。關于Th22 細胞在宮頸癌發(fā)展中的具體機制仍需進一步探索，未來其與IL-22 可能為宮頸癌的免疫干預提供治療新方向。

3.2 細胞毒性T 淋巴細胞（cytotoxic T lymphocytes，CTL）體內所有有核細胞均表達MHCⅠ類分子，故體內各種組織細胞均可作為非專職性APC 表達抗原肽-MHCⅠ類分子復合物，該復合物被CD8+T 細胞識別，誘導分化為CTL。CTL 在細胞因子（如IL-2、IL-12、IFN-γ）作用下激活為效應T 細胞來殺傷宮頸SIL 細胞或表達HPV 抗原的癌細胞。有研究采集宮頸癌患者外周血單核細胞，介導HPV16/18 E6、E7轉染樹突狀細胞，并將誘導產(chǎn)生的CTL 回輸給患者，發(fā)現(xiàn)CTL 治療轉陰率高，為處于緩解或穩(wěn)定狀態(tài)HPV 感染的宮頸癌患者提供了新的治療途徑[34]。但該試驗樣本量小，探索CTL 有效性仍需大樣本研究。Campo 等[35]研究發(fā)現(xiàn)，HPV16 E5 蛋白通過下調參與抗原提呈的人類白細胞抗原Ⅰ（human leukocyte antigen-Ⅰ，HLA-Ⅰ）分子，避免CTL 攻擊。另有研究發(fā)現(xiàn)，宮頸癌細胞表面HLA-Ⅰ分子表達缺陷的患者較正常表達者的5 年生存率降低（61%vs.83%，P＜0.05），提示HLA-Ⅰ分子表達缺陷影響宮頸癌患者的生存預后[36]?？梢?，HLA-Ⅰ分子在宮頸癌抗原提呈及機體免疫方面可能發(fā)揮了重要作用。

4 結語與展望

從HPV 侵入機體到宮頸癌發(fā)生、發(fā)展，在以HPV E6、E7 為主的蛋白始動作用下，人體發(fā)生著錯綜復雜的免疫殺傷和免疫逃逸過程，而且HPV 在不同級別宮頸病變中的行為有所不同，這主要取決于病毒本身和宿主因素的影響。但病毒免疫逃逸與腫瘤免疫逃逸之間的關系、晚期宮頸癌中免疫微環(huán)境進一步改變的原因、免疫殺傷下降的具體機制尚不明確。因此，進一步了解宮頸癌組織的微環(huán)境，尋找可以穩(wěn)定宮頸免疫微環(huán)境的因子，調節(jié)各免疫細胞的構成比，阻斷免疫逃逸，促進HPV 及腫瘤抗原提呈，可能成為宮頸癌免疫治療的新方向。