高危型人乳頭瘤病毒與陰道微生態(tài)環(huán)境相關(guān)性的研究進展

門佳囡,王震,王丹凝綜述 叢慧芳審校

陰道微生態(tài)由陰道微生物、陰道解剖結(jié)構(gòu)、生殖道黏膜免疫系統(tǒng)及宿主的內(nèi)分泌系統(tǒng)共同構(gòu)成[1],是人體微生態(tài)的重要組成部分。其中陰道微生物是陰道微生態(tài)環(huán)境的核心,其豐富的種類及代謝產(chǎn)物與陰道形成了一個復(fù)雜、獨特和動態(tài)變化的微生態(tài)結(jié)構(gòu),且各微生物群落在生理狀態(tài)下以“共生共存、相互制約”的方式維持著動態(tài)平衡,維護著女性生殖道的健康。一旦這種動態(tài)平衡被打破,陰道微生態(tài)環(huán)境發(fā)生改變,導(dǎo)致致病微生物侵入,繼而誘發(fā)各種陰道感染性疾病的發(fā)生。其中以高危型人乳頭瘤病毒感染較受重視[2],文章就陰道微生態(tài)環(huán)境與高危型人乳頭瘤病毒感染的相關(guān)性進行闡述。

1 育齡期女性陰道微生態(tài)環(huán)境

在女性特殊解剖結(jié)構(gòu)中,陰道是生殖系統(tǒng)的重要組成部分,是連接內(nèi)、外生殖器的唯一開放性通道。陰道壁由復(fù)層鱗狀上皮所覆蓋,超過250余種微生物群落有層次、有秩序地定植于陰道上皮, 與宿主的內(nèi)分泌及免疫系統(tǒng)共同形成陰道微生態(tài)環(huán)境,發(fā)揮著生物屏障及免疫調(diào)節(jié)的作用。

育齡期女性陰道定植的微生物種類繁多,包括革蘭陽性需氧菌和兼性厭氧菌:乳桿菌、表皮葡萄球菌等;革蘭陰性需氧菌和兼性厭氧菌:加德納菌、大腸埃希菌等;專性厭氧菌:消化球菌、動彎桿菌等;其他:支原體、假絲酵母菌等,各群落間維持著厭氧菌與需氧菌之比為5∶1以保持正常陰道內(nèi)微生物平衡[3]。乳桿菌在健康育齡期女性陰道內(nèi)占優(yōu)勢地位,占總菌數(shù)的70%～95%[1],在維持陰道微生態(tài)平衡、預(yù)防感染方面發(fā)揮重要作用,具體體現(xiàn)為:(1)產(chǎn)生乳酸,維持陰道酸性環(huán)境,在健康的陰道內(nèi)環(huán)境中,雌激素通過不斷地刺激陰道壁的復(fù)層鱗狀上皮細(xì)胞,使其增生、角化,增加了陰道內(nèi)糖原的含量,并且糖原可在乳桿菌的作用下轉(zhuǎn)換成乳酸,從而維持陰道正常的酸性環(huán)境(pH≤4.5,多在3.8～4.4),起到防止致病微生物異常增殖的作用;(2)分泌H2O2,增加肽類抑菌物質(zhì)活性從而起到減少致病微生物的作用;(3)乳桿菌依靠競爭黏附機制與陰道黏膜上皮結(jié)合,生成生物膜,起著阻止致病微生物入侵陰道上皮,并刺激免疫系統(tǒng)維持陰道微生態(tài)平衡的作用。

除了微生物發(fā)揮作用外,陰道局部免疫系統(tǒng)也是維持陰道微生態(tài)平衡中重要的一環(huán)。固有免疫系統(tǒng)由組織屏障、模式識別受體、固有免疫細(xì)胞和固有免疫分子組成[4],由于對不同微生物的識別和反映方式基本相同,且沒有免疫記憶的特點,故又被稱為“非特異性免疫系統(tǒng)”。生理狀態(tài)下,由巨噬細(xì)胞、朗格漢斯細(xì)胞(Langerhans cells)和DCs等固有免疫細(xì)胞監(jiān)測陰道黏膜以阻止致病微生物入侵。若發(fā)現(xiàn)病原體,固有免疫系統(tǒng)隨即通過分泌抗微生物因子、吞噬作用等對其進行快速清除,同時模式識別受體(pattern recognition receptors,PRRs)識別到病原體,從而啟動適應(yīng)性免疫應(yīng)答[5]。適應(yīng)性免疫系統(tǒng)又稱“特異性免疫應(yīng)答”,以T 淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫,及B 淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫構(gòu)成[6],存在特異性、針對性強及強度大等特點。多項研究表明T淋巴細(xì)胞在治療腫瘤相關(guān)疾病的過程發(fā)揮重要作用,IL-12、IFN-γ 作為Th1型細(xì)胞因子的代表,是陰道微生態(tài)中重要的抗腫瘤因子[7]。

陰道微生態(tài)環(huán)境的動態(tài)平衡維護著女性生殖道的健康,任意環(huán)節(jié)被破壞均可導(dǎo)致陰道內(nèi)穩(wěn)態(tài)的失衡,生物屏障作用減弱或遭到破壞,導(dǎo)致陰道微生物結(jié)構(gòu)紊亂、異常的炎性反應(yīng)及異常免疫應(yīng)答,致使疾病的發(fā)生。 故臨床多采用陰道微生態(tài)評價系統(tǒng)進行分析[1],包括包括形態(tài)學(xué)檢測和功能學(xué)檢測兩個部分。形態(tài)學(xué)檢測用來評價以下幾個方面:(1)菌群密集度,即樣本中微生物分布的密度;(2)菌群多樣性,即樣本的微生物種類;(3)優(yōu)勢菌群,即鏡下含量多的微生物;(4)機體炎性反應(yīng),即樣本是否存在炎性反應(yīng)、致病微生物、白細(xì)胞或膿細(xì)胞滲出、吞噬現(xiàn)象等[8]。功能學(xué)檢測主要包括陰道pH、過氧化氫、白細(xì)胞酯酶以及唾液酸苷酶的測定。其中,過氧化氫濃度可以反映乳桿菌的功能;白細(xì)胞酯酶則與受到細(xì)菌、衣原體等病原體破壞的白細(xì)胞數(shù)量相關(guān),反映了致病微生物的數(shù)量;唾液酸苷酶用以反映厭氧菌的功能。

2 HR-HPV與陰道微生態(tài)環(huán)境

2.1 HR-HPV、宮頸癌、陰道微生態(tài)環(huán)境及三者關(guān)系 人乳頭瘤病毒(human papillomavirus,HPV)屬于女性陰道中常見的病原體,主要存在于皮膚黏膜處,能夠使皮膚黏膜發(fā)生異常增生。多數(shù)情況下其感染時間短暫,能夠依靠皮膚黏膜的免疫功能很快被清除。一旦發(fā)生HPV長期持續(xù)的感染,將會引起上皮細(xì)胞的異常增生或是癌變,特別是HR-HPV的持續(xù)性感染是子宮頸上皮內(nèi)瘤變(CIN)及宮頸癌發(fā)病的必要條件[9]。

根據(jù)2018年全球癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,宮頸癌在女性惡性腫瘤中的發(fā)病率及死因排行均高居第4位[10],是嚴(yán)重威脅女性健康的惡性腫瘤之一。目前已知HR-HPV持續(xù)感染是其發(fā)病的最主要因素,初次性生活過早(<16歲)、性生活活躍、不潔也被認(rèn)為是發(fā)病的高危因素,除此之外,陰道微生物紊亂、免疫炎性因子的增加以及陰道pH值增加等多種因素協(xié)同作用,促使了宮頸的正常細(xì)胞向癌細(xì)胞轉(zhuǎn)化[11]。針對HR-HPV感染,90%患者能夠通過自身免疫力清除,僅10%會形成持續(xù)感染,這其中以16/18型發(fā)生持續(xù)感染的幾率最高[12],在亞洲國家中58/52型也占有很大一部分比例,需引起高度重視。單瑋等[13]匯總近年國內(nèi)共51 021例宮頸癌患者的HPV感染分型調(diào)查研究,結(jié)果顯示HPV16感染率高居首位,58/52/18感染率相近且緊隨其后,證實了這一現(xiàn)狀。防治宮頸癌發(fā)病的重要環(huán)節(jié)在于預(yù)防、清除HR-HPV的持續(xù)感染,但目前針對HR-HPV持續(xù)感染的發(fā)生機制尚未有明確闡述,以往研究顯示,陰道微生物結(jié)構(gòu)紊亂導(dǎo)致病原微生物破壞生殖道保護性黏液屏障,增加了HR-HPV的易感性[14-15]。另外HR-HPV感染也會影響宿主免疫反應(yīng),造成其發(fā)生免疫逃逸,降低HR-HPV的清除率。長此以往,甚至增加誘發(fā)宮頸癌前病變或?qū)m頸癌的幾率。

2.2 HR-HPV與陰道微生物結(jié)構(gòu)紊亂 正常陰道微生態(tài)環(huán)境中,占據(jù)優(yōu)勢地位的乳桿菌維持著陰道酸性環(huán)境,并且通過其產(chǎn)生的H2O2、細(xì)胞素及表面活性物質(zhì)等,抑制或殺滅附著于陰道上皮細(xì)胞的致病微生物。當(dāng)陰道微生態(tài)遭到或分娩、或陰道沖洗、或外力因素的破壞,乳桿菌失去優(yōu)勢地位,使陰道微生物結(jié)構(gòu)混亂,多樣性增加,有害代謝產(chǎn)物不斷增加,致病微生物過度增殖,從而導(dǎo)致陰道生物屏障功能受損,抵御外來病原體入侵的能力降低,此時HR-HPV持續(xù)感染協(xié)同其他致癌因素與失衡的陰道微生態(tài)共同作用于宮頸,損傷宮頸黏膜,繼而加速宮頸轉(zhuǎn)化區(qū)宮頸鱗—柱交界區(qū)細(xì)胞排列紊亂、分化不良或不典型增生的發(fā)生,導(dǎo)致了宮頸癌的發(fā)生與發(fā)展[16-17]。Wei等[18]將59例中國女性分為健康組、HR-HPV組、LSIL組、HSIL組以及宮頸癌組,觀察各組陰道微生物群落及優(yōu)勢菌群,結(jié)果顯示隨著病情逐漸發(fā)展,原本占據(jù)優(yōu)勢地位的乳桿菌豐度降低,各群落結(jié)構(gòu)紊亂,種類增加。細(xì)菌性陰道病(bacterial vaginosis,BV)也為陰道微生物群紊亂所致常見疾病之一。Brusselaers等[19]、Xu等[20]分別通過回顧性分析及橫向?qū)Ρ妊芯靠偨Y(jié)得出BV陽性的女性HR-HPV感染率隨之增加。這是由于BV患者微生物群失衡,加德納菌、混合性厭氧菌繁殖能力增強,病理產(chǎn)物迅速繁殖,毒力增強,破壞了生物膜,導(dǎo)致宮頸黏液降解,從而增加了HR-HPV的易感性;乳桿菌濃度下降,陰道pH值增高,中性粒細(xì)胞的吞吐作用和刺激反應(yīng)迅速減低,增加HR-HPV在陰道上皮的異常黏附;加之厭氧菌代謝產(chǎn)生胺及有致癌作用的亞硝基胺,能夠誘導(dǎo)上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化,共同協(xié)助HR-HPV感染。國內(nèi)多項臨床試驗也證實HR-HPV感染與BV的發(fā)生具有密切相關(guān)性[21]。滴蟲性陰道炎(truchomonas vaginitis,TV)被認(rèn)為與HR-HPV持續(xù)性感染相關(guān),因毛滴蟲分泌蛋白酶,破壞上皮細(xì)胞,且分泌炎性因子刺激陰道內(nèi)炎性反應(yīng),多方面加速HR-HPV易感性。一項研究證實[22],TV可增加HR-HPV感染風(fēng)險,并且二者共同作用可使子宮頸細(xì)胞微環(huán)境發(fā)生異常改變。2017年我國華中地區(qū)展開的目的在于評估陰道感染性疾病對HR-HPV影響的大型臨床研究[23],通過對310 545例女性的觀察證實了TV與HR-HPV感染相關(guān),二者合并感染增加子宮頸上皮內(nèi)瘤變的風(fēng)險。霉菌性陰道炎(vulvovaginal candidiasis,VVC)也是育齡期女性常見陰道炎,以白色念珠菌為主的酵母菌為主要病原菌。感染后產(chǎn)生炎性反應(yīng),繼而組織通透性增加,生成水解酶、蛋白酶等侵襲性酶,破壞陰道上皮細(xì)胞。有研究顯示[24],VVC的治愈有利于HR-HPV的清除,但目前與HR-HPV感染的相關(guān)性仍缺乏定論。

支原體和衣原體等病原體感染時會吸附于生殖道黏膜,釋放有毒的代謝產(chǎn)物(氨及過氧化物等),造成生殖道黏膜上皮細(xì)胞損傷及炎性反應(yīng),降低局部免疫力,同時,其代謝產(chǎn)物使局部環(huán)境pH值升高,有利于HPV的吸附和侵入,增加其被清除的周期。Klein等[25]收集了144例坦桑尼亞婦女宮頸病變樣本,通過16S rRNA基因的V3-V4高變區(qū)進行測序,證明高級別鱗狀上皮內(nèi)病變(HSIL)患者中最豐富的微生物群為生殖支原體,支原體已成為宮頸炎性反應(yīng)的獨立影響因素。Ritu等[26]經(jīng)研究證實,支原體的感染率與HR-HPV的陽性率具有正相關(guān)性。Denise等[27]通過對169例患者的橫向?qū)Ρ妊芯?觀察到沙眼衣原體與HR-HPV之間存在密切關(guān)聯(lián),為沙眼衣原體可能是宮頸癌發(fā)生的輔助因素的假設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。Xie等[28]則通過試驗評估十大病原體與HR-HPV感染相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)沙眼衣原體及解脲支原體可能是HR-HPV持續(xù)存在的危險因素。因此認(rèn)為支原體和衣原體對于HR-HPV的感染具有協(xié)同作用,增加了HR-HPV陽性患者病情進一步發(fā)展的風(fēng)險。部分患者因全身性疾病,應(yīng)用大量抗生素、抗腫瘤藥物或免疫抑制劑,使陰道菌群失調(diào),免疫調(diào)節(jié)失常,也會造成陰道感染性疾病的發(fā)生。如自身免疫力低下患者,內(nèi)源性白假絲酵母感染率高,乳桿菌占比低,增加生殖道炎性反應(yīng)和HPV感染概率[29-31]。綜上,已有足夠的證據(jù)支持HR-HPV的持續(xù)感染與陰道微生態(tài)失衡之間存在關(guān)聯(lián)。

2.3 HR-HPV與陰道局部免疫調(diào)節(jié)失常 陰道局部免疫系統(tǒng)是陰道微生態(tài)環(huán)境的重要一環(huán),其中先天性免疫具有免疫屏障的作用,保證陰道微生物失衡時對入侵的病毒進行防御;特異性免疫則是以T細(xì)胞和B細(xì)胞為關(guān)鍵細(xì)胞,執(zhí)行免疫應(yīng)答的功能[32]。一旦陰道微生態(tài)失衡,誘發(fā)局部免疫防護功能被破壞,免疫應(yīng)答失常導(dǎo)致HR-HPV異常黏附機會增加,HR-HPV存在于細(xì)胞之中繼而損傷宮頸上皮細(xì)胞,導(dǎo)致機體免疫系統(tǒng)失衡,最終誘發(fā)宮頸病變。因此需要有效的免疫防御、免疫應(yīng)答以抵抗、清除HR-HPV的侵襲。研究證實[33],陰道微生態(tài)情況、宮頸局部調(diào)節(jié)性T細(xì)胞免疫功能與HR-HPV持續(xù)感染獨立相關(guān),且可能增加宮頸癌發(fā)生幾率。一項從細(xì)胞學(xué)觀察HR-HPV感染對陰道免疫影響的研究顯示[34]:機體感染HR-HPV后,輔助T細(xì)胞占比明顯減少,局部 T細(xì)胞亞群紊亂,導(dǎo)致免疫調(diào)節(jié)作用失常,證實了HR-HPV對免疫系統(tǒng)的影響作用。

除此之外,陰道乳桿菌作為陰道微生物中優(yōu)勢菌群,通過發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用完成其抗病毒、抗腫瘤的機制。其對固有免疫調(diào)節(jié)是通過生物膜的屏障作用、激活吞噬細(xì)胞、免疫細(xì)胞發(fā)揮作用,達到控制陰道炎性反應(yīng)。適應(yīng)性免疫的作用主要靠影響T細(xì)胞及B細(xì)胞的增值與分化從而發(fā)揮作用[35]。若乳桿菌失去其優(yōu)勢菌群的地位,引起陰道微生物結(jié)構(gòu)混亂且多樣性增加,繼而導(dǎo)致陰道免疫調(diào)節(jié)作用發(fā)揮失常。Usyk等[36]基于16S rRNA高通量測序開發(fā)了MolBV評分用以評價BV陰道微生態(tài)環(huán)境,通過對57例女性研究結(jié)果得知,增加細(xì)胞因子IL-1β / IP-10比率與MolBV評分密切相關(guān),并基于此證實受BV影響的陰道局部免疫狀態(tài)與HR-HPV持續(xù)性感染及清除率有相關(guān)性。

3 小 結(jié)

綜上所述,HR-HPV感染作為宮頸癌發(fā)病的首要因素,需引起人們足夠重視。大量研究顯示陰道微生態(tài)環(huán)境是人體抵御HR-HPV感染及定植的關(guān)鍵環(huán)節(jié),由于陰道微生物群落改變、陰道局部免疫系統(tǒng)破壞導(dǎo)致陰道微生態(tài)失衡,使得HR-HPV感染并發(fā)生免疫逃逸,入侵上皮細(xì)胞進而增生、擴散;同時,HR-HPV的感染進一步擾亂陰道微生態(tài)形成惡性循環(huán),最終造成宮頸黏膜受損,繼而誘發(fā)宮頸癌前病變,甚至發(fā)生宮頸癌。因此探尋陰道微生態(tài)環(huán)境與HR-HPV感染及宮頸癌發(fā)生機制,以此指導(dǎo)臨床治療HR-HPV感染及預(yù)防宮頸癌發(fā)生迫在眉睫。