人乳頭瘤病毒的研究進展

許穎 馬毓梅 張杰英 劉麗霞

人乳頭瘤病毒(HPV)是一種嗜黏膜和皮膚的雙鏈DNA病毒，是最重要的腫瘤相關病毒之一，通過感染皮膚和黏膜鱗狀上皮細胞，引起感染上皮的增生性病變甚至腫瘤的發生［1］。最早確定的HPV相關腫瘤是宮頸癌［2］。70%宮頸癌可歸因于HPV中的致瘤高危株HPV16/18的感染;“低危型”HPV引起皮膚(或黏膜)疣等病變，根據感染類型和病變區域的解剖學特點，疣可呈現多樣性［3－5］。人體接觸HPV后是否發病取決于HPV類型、受感染部位、機體免疫力等因素［6］。近十年國內外研究發現，HPV主要存在于生殖道中，還存在于其它部位如口咽部、呼吸道、食管、膀胱等，與其上皮增生甚至腫瘤有不同程度相關。本文就HPV的微觀結構及其宏觀相關腫瘤綜述如下。

1 HPV概述

1.1 HPV的微觀結構與分型 HPV是一種DNA病毒，該病毒易于感染皮膚和黏膜，分子結構為雙鏈20面對稱立方體［7］。HPV基因組結構分為早期區、晚期區及上游調節區3個編碼區。每區含有一系列可編碼的開放閱讀框架(ORF)，通過編碼產生功能、作用不同的多種病毒蛋白，感染上皮后導致增生以至腫瘤。早期區含有 6 個 ORF:E1、E2、E4、E5、E6、E7。E1、E7相關病毒DNA的復制，和病毒繁殖有關;E2相關病毒DNA轉錄的反式激活;E4相關病毒細胞結合;E5、E6與病毒的細胞轉化功能有關。晚期區含有2個ORF:Ll、L2。Ll、L2分別編碼病毒主要和次要衣殼蛋白。感染低危型HPV發生病變多數屬于良性，能自行消退，但易反復發作。通過電子顯微鏡檢查可以在感染的上皮及黏膜細胞核內發現HPV(表現為核內結晶，偶爾為絲狀包含物)，但特異性的診斷則依賴于免疫組化或應用原位或DNA印跡雜交方法進行的分子病毒學分析。HPV感染皮膚和黏膜鱗狀上皮細胞，引起感染上皮的增生性病變甚至惡性腫瘤的發生。根據HPV與CIN和浸潤性鱗狀細胞癌的相關性，HPV分為幾種主要類型，分別為“高危型”、“可能高危型”、“低危型”，“高危型”病毒亞型主要有HPV16，18型，另外還有31，33，35，39，45，51，52，56，58，59，68，73 和 82 型，“可能高危型”病毒亞型包括26，53和66型，“低危型”病毒亞型主要有6，11，40，42，43，44 型等。感染“低危型”HPV 發生病變多數屬于良性，能自行消退，但易反復發作［8］。HPV主要通過直接或間接接觸污染物品或性傳播感染人類。病毒侵入人體后，停留于感染部位的皮膚和黏膜中，不產生病毒血癥。臨床常見的有:尋常疣(主要為1、2和4型)，可發生于任何部位，以手部最常見;趾疣(主要為2和4型)，生長在胼胝下面，行走易引起疼痛;扁平疣(主要為3和10型)，好發于面部，手、臂、膝為多發性;尖銳濕疣(主要為6和11型)，好發于溫暖潮濕部位，以生殖器濕疣發病率最高，傳染性強，在性傳播疾病中有重要地位，且有惡性變的報道。

1.2 HPV致病機制 “低危型”HPV感染發生病變多數屬于良性，能自行消退，但易反復發作。其致病機理是病毒感染人體后，可潛伏在鱗狀上皮基底細胞間，在棘細胞層復制，當病毒侵入細胞核，可引起細胞迅速分裂并伴隨病毒的繁殖與播散，形成特征性的乳頭瘤結構，感染晚期，基因出現結構蛋白裝配顆粒，病毒主要集中在棘層中的細胞核內，出現凹空細胞增多，后期殘余的人乳頭瘤病毒DNA常可導致疾病復發。“可能高危型”和“高危型”HPV病毒的致病機理是癌基因 E6、E7編碼的相關癌蛋白結合細胞內抑癌蛋白p53、pRB，促進細胞的p53蛋白產物降解，抑制p53、pRB蛋白功能，通過影響細胞周期調控從而導致腫瘤發生，繼而癌變［9］。

2 HPV與宮頸癌

宮頸癌是國際上公認的最常見婦科惡性腫瘤之一，已經成為嚴重威脅女性健康的疾病之一。經研究宮頸癌已占目前已發現的所有女性腫瘤的6%，與乳腺癌成為公認的引起婦女癌癥相關死亡的重要原因。

從近年來的科學研究發現約有99%的宮頸癌組織中可檢出HPV［10］。經基礎和臨床研究，已明確宮頸癌前病變和浸潤性宮頸癌發生的必要條件是HPV感染［11］。研究已明確顯示，HPV與宮頸癌及癌前病變密切相關，“高危型”人乳頭瘤病毒(HRHPV)是宮頸癌發病的主要原因，關系最為密切［12］。HPV的檢出率與病變程度關系密切，隨著病變程度的加重檢出率隨之上升。根據美國HPV感染情況的流行病學調查:HPV感染是一種最為常見的性傳播疾病，感染的風險和性伴侶的個數有密切聯系，隨著性伴侶個數的增加風險隨之上升，正確使用避孕套可大大降低HPV感染率［13，14］。HPV初次感染大多無癥狀，在此時易于傳染給他人，年輕女性HPV感染大多為一過性，其中70%左右的感染者一年內病毒自動清除，約90%感染者兩年內自動清除［15］。根據美國女性人群流行病學調查研究分析得出:HPV持續感染的有關因素是多個性伴侶、多產、免疫力低下、感染多種亞型病毒、口服避孕藥以及不良生活習慣如吸煙等［16］。當HPV持續感染時，宮頸上皮出現輕度不典型增生，逐步發展至中-重度不典型增生，直至出現癌變，病程的演變時間長短不一，一般約在6～20年［17］。在其它生殖系統如陰道上皮、外陰也可出現類似的病變過程。HPV感染引起的上皮內瘤變有時可自行消退，但病變程度與消退率的成正相關性，高度病變發展成宮頸癌的幾率大大增加。臨床研究，約70%的CIN1可自行消退，約10%CIN1可進一步發展，最終導致CIN3，僅有1%發展至浸潤性鱗狀細胞癌［18］。

3 HPV與食管癌

國際上公認食管癌是人類常見的消化道惡性腫瘤之一，對中國近幾年食管癌年平均死亡率進行統計:年平均死亡率達到15.59/10 萬，是世界上食道癌死亡率最高的國家之一［19，20］。食管鱗狀上皮不典型增生是食管癌的重要癌前病變，由不典型增生到癌變一般需要幾年甚至十幾年。其發展一般都經過上皮不典型增生、原位癌、浸潤癌等階段。在食管癌的病因學研究中，越來越多的研究發現HPV感染在食管癌的發生過程中具有一定作用。1982年Syrjanen等對食管鱗狀細胞乳頭瘤(SCPE)的組織形態學的研究過程中發現其具有細胞體積大、空泡狀、核深染等改變，與HPV感染的生殖系統濕疣組織形態學改變有極其相似之處。并據此首次提出HPV感染可能與SCPE的發生存在一定的相關性。20世紀90年代初，伴隨分子生物學的發展，研究者將原位雜交、PCR等分子生物學技術應用于食管癌與HPV感染相關性的研究，通過尋找食管鱗狀細胞癌中HPVDNA序列來證實食管癌與HPV感染的相關性，但得到了明顯不同的結果，不同地區檢出率在0～60%，差異很大。20世紀90年代末，中國、芬蘭、挪威等國家的研究者發表了關于HPV與食管癌相關性的血清流行病學報告，提示HPV16抗體陽性者食管癌發病危險性確實較高。曹邦偉等［21］研究者對HPV感染與食道癌發生關聯做了Meta分析研究，對國內外該主題研究的多個獨立實驗進行綜合統計分析評價，最終分析結果顯示HPV感染與食管癌病因之間存在一個顯著的風險關聯:綜合OR值為3.30(95%CI:2.13-5.11)。綜上所述，HPV感染在食管癌的發生、發展過程中具有病因作用，但細胞的癌變相當復雜，具有多基因、多因素、多階段的特點，其高發地區的長期不良的生活或飲食習慣如進食含亞硝胺類較多的食物或霉變食品、長期喜進燙食、吸煙、飲酒等不良嗜好可能也會導致食管癌的發生。

4 HPV與乳腺癌

目前乳腺癌是世界女性發病率最高的癌癥，已經成為女性的頭號殺手。我國乳腺癌發病率的上升速度極快，且各地區水平不平衡，沿海地區比內地發病高。乳腺癌的病因有:遺傳因素、不育、生育次數少、第一胎足月產年齡晚、初潮年齡早、良性乳腺疾病史、口服避孕藥、放射線暴露等。近年來BRCA I和BRCAⅡ特定基因公認與乳腺癌癌變相關，乳腺癌形成的分子機制和環境因素仍不明確［22］。近十多年，HPV的感染可引發宮頸癌這一觀點已明確，有研究者對HPV感染和乳腺癌的相關性做了大量的工作，但由于檢測標準和技術手段的不同，結果相差很大。柯楊用PCR及ISH方法對乳腺癌及一些良性乳腺組織進行HPV16感染檢測［23］，提示HPV有可能與乳腺癌的發生有關，在乳腺癌CerbB-2陽性的病例中發現其中56%HPV DNA檢測同時為陽性，而HPVDNA陽性的乳腺癌腫瘤70%的標本中CerbB-2陽性，CerbB-2的激活是否與HPV感染相關，其相關性程度需進一步研究明確。

5 其他腫瘤

1987年，Ostrow等檢測了多種人類癌瘤組織中的HPVDNA序列，結果表明約2%的癌組織含HPVDNA，除上述幾種腫瘤外，還有結腸癌、舌基底上皮樣癌、頸部轉移癌等。與HPV感染有關的腫瘤還有肛門一直腸鱗癌、外陰癌、卵巢癌、皮膚鱗癌、口腔粘膜多種病變及腫瘤。可見，HPV感染與人類多種器官的腫瘤有關，然而在各種腫瘤發生學中的作用尚不清楚。

伴隨研究者對HPV的微觀結構及致腫瘤性和致腫瘤機理研究的逐步深入，有研究者提出用疫苗預防的手段治療HPV引起的感染和疾病。使用HPV疫苗對HPV感染者進行免疫，可以增強感染者免疫組織對病毒的免疫應答。在今后的研究中有必要對這些患者某種惡性腫瘤的發生率降低情況予以觀察，用來證明HPV的細胞感染可以發展為癌的理論。1991年，周健夫婦與Ian·Frazer的共同努力下，抗HPV病毒的疫苗研究取得了醫學史上的重大突破，HPV病毒樣顆粒首次通過DNA技術合成，經過長達十余年的臨床研發，2006年，預防性宮頸癌疫苗在美國上市。2008年諾貝爾獎獲得者德國科學家楚爾·豪森研究發現HPV是宮頸癌的“元兇”并因此獲得了諾貝爾醫學獎。宮頸癌因此成為人類所認知的第一個病因明確的“癌癥病毒”的癌癥，這一研究成果為人類做出了巨大貢獻，為其他癌癥的指出一個全新的研究方向。

綜上所述，HPV是腫瘤的致病因子之一，其致病機制非常復雜，雖然對其生物學特性、致病原理、感染演變、檢測方法、治療及預防有了一定的了解，但HPV的許多研究領域我們尚未涉及，有待于研究人員深入研究。就目前明確其與宮頸癌的致病關系，因此我們必須加強女性宮頸癌的篩查工作和相關知識的宣傳工作，提高宮頸癌的早期發現率，同時加強HPV高危人群的監測、隨訪、定期復查和治療工作，這對預防宮頸癌、提高患者生活質量具有重大意義。

1 French D，Cermele C，Vecchione A，et al.HPV infection and microsa tellite instability in squamous lesions of the uterine cervix.Anticancer Res，2000，20:3417-3421.

2 Bosch FX，Lorincz A，Mufloz N，et al.The causal relation between human papillomavirus and cervical cancer.J Clin Pathol，2002，55:244-265.

3 王亞輝，任巍，李保貴.尖銳濕疣患者H PV型別分析.醫藥論壇雜志，2008，29:78-80.

4 陶萍萍，卞美璐.女性生殖道人乳頭狀瘤病毒基因型研究進展.中國實用婦科與產科雜志，2005，21:506-509.

5 王鶴，喬友林.人乳頭瘤病毒型別及其相關疾病.中國醫學科學院學報，2007，29:678-683.

6 范余娟，蒙亞晴，羅雪慧，等.女性外陰尖銳濕疣HPV感染類型及其與臨床復發關系研究.中國計劃生育和婦產科，2011，3:14-15.

7 French D，Cermele C，Vecchione A，et al.HPV infection and microsa T ellite instability in squamous lesions of the uterine cervix.Anticancer Res，2000，20:3417-3421.

8 袁偉，賈常莎，尖銳濕疣組織中微衛星DNA的改變與HPV感染的相關性.中國皮膚性病學雜志，2011，8:600.

9 Zur Hausen H.Papillomaviruses and cancer:from basic studies to clinical application.Nat Rev Cancer，2002，2:342-350.

10 Adersson S，Rylander E，Larsson B，et al.The role of human papilloma virus in cervical carcinoma carcinogenesis.European Cancer，2001，37:246-250.

11 Zur Hausen H.Papilloma virus causing cancer:Evasion from host-cell control in early events in carcinogenesis.J Natl Cancer Inst，2000，92:690.

12 Duensing S，Munger K.Centro some abnormalities and genomic instability induced by human papilloma virus on proteins.Prog Cell Cycle Res，2003，5:383-391.

13 Winer RL，Lee SK，Hughes JP，et al.Genital human papilloma virus infection:incidence and risk factors in a cohort of female university students.Am J Epidemiol，2003，15:218-226.

14 Sellors JW，Karwalajtys TL，Kaczorowski J，et al.Incidence，clearance and predictors of human papillomavirus infection in women.CMAJ，2003，168:421-425.

15 Castellsague X，Munoz N.Chapter 3:Cofactors in human papillomavirus carcinogenesis-role of parity，oral contraceptives and tobacco smoking.J Natl Cancer Inst Monogr，2003，27:20-28.

16 Munoz N，Bosch FX，de Sanjose S，et al.Epidemiologic classification of human papillomavirus types associated with cervical cancer.N Engl J Med，2003，34:518-527

17 Braaten KP，Laufer MR.Human Papillomavirus(HPV)，HPV-Re1ated Disease，and the HPV Vaccine.Rev Obstet Gynecol，2008，19:2-10.

18 陳曉君.人乳頭狀瘤病毒檢測用于宮頸上皮內瘤樣變CIN1進展風險的評估.齊齊哈爾醫學院學報，2010，31:3389-3390.

19 WuM，Liu AM，Kampman E，et al.Green tea drinking，high teat emperature and esophageal cancer in high-and low-risk areas of Jiangsu Province，China:a population based case control study.Int J Cancer，2009，124:1907-1913.

20 Xu XC.Risk factors and gene expression in esophageal cancer.MethodsMol Biol，2009，47:335-360.

21 曹邦偉，于晶琳，荷歡.中國人群中HPV感染與食道癌發生關聯的Meta 分析.首都醫科大學學報，2010，4:258-261.

22 柯楊.乳頭狀瘤病毒與人類腫瘤.北京大學學報(醫學版)，2002，34:599-602.

23 Guo M，Lu ZM，Sun SL，et al.HPV infection and its relationship with breast cancer with or without erbB-2 over expression.China Med J(E-lectronic edition)，2001，25:379-384.