HPV疫苗研究進(jìn)展

摘要：宮頸癌致病因素是高危型人乳頭瘤病毒（HPV）的持續(xù)感染。高危型HPV基因組編碼三個(gè)蛋白，E5，E6和E7，E6和E7主要在高級(jí)別病變和宮頸癌中表達(dá)，并是宮頸癌惡性表型發(fā)生和形成的必要條件。疫苗的靶點(diǎn)是所有早期癌蛋白，因此癌蛋白E6、E7是HPV疫苗治療的主要干預(yù)靶點(diǎn)。目前，國(guó)際上已有多種HPV相關(guān)疫苗進(jìn)入動(dòng)物和臨床試驗(yàn)階段，HPV疫苗將在預(yù)防HPV感染及治療由HPV感染所引起的相關(guān)疾病方面發(fā)揮重要作用。

關(guān)鍵詞：人乳頭瘤病毒；疫苗；進(jìn)展

宮頸癌發(fā)病率居?jì)D科惡性腫瘤首位，但由于宮頸脫落細(xì)胞學(xué)檢查的普及，宮頸癌前病變及宮頸癌得到及早發(fā)現(xiàn)與治療，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家還開展了人乳頭瘤病毒（human papillomavirus，HPV）疫苗的接種，使浸潤(rùn)癌發(fā)病率明顯減少。子宮頸上皮內(nèi)瘤變（cervical intraepithelial neoplasia，CIN）的診斷大大提高宮頸癌患者的生存率以及改善患者對(duì)治療的反應(yīng)[1]。持續(xù)的HPV感染增加癌細(xì)胞轉(zhuǎn)化風(fēng)險(xiǎn)，持續(xù)高危型HPV感染可改變細(xì)胞周期，使細(xì)胞易出現(xiàn)基因不穩(wěn)定和致癌基因突變。在大多數(shù)情況下，免疫細(xì)胞可以清除這些感染，然而，只有一小部分的HPV感染者會(huì)發(fā)展為宮頸癌。因此免疫缺失，突變或內(nèi)在的基因組不穩(wěn)定性可能是導(dǎo)致宮頸癌的發(fā)展。現(xiàn)在，可以通過檢測(cè)E6和E7 mRNA的表達(dá)評(píng)估宮頸癌[1，2]。

目前已確定的HPV型別有170種[3]。國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）進(jìn)行的一項(xiàng)研究顯示，有超過30000的宮頸癌患者參與此項(xiàng)研究，感染型別的調(diào)查結(jié)果顯示：主要型別是16，18，58，33，45，31，59，39，52，35，51，56，其中HPV 16型感染>50%，HPV 16和18感染者>70%[1]，說明HPV 16和18是宮頸浸潤(rùn)癌最常見的類型[4]。

疫苗治療是通過刺激細(xì)胞毒性T細(xì)胞作用于靶細(xì)胞、上調(diào)MHC-I的表達(dá)來消除或減少感染HPV的細(xì)胞，疫苗介導(dǎo)的免疫治療是經(jīng)過至少兩個(gè)階段直接作于癌變細(xì)胞，預(yù)防性疫苗旨在通過HPV抗體抑制HPV粘附細(xì)胞或進(jìn)入細(xì)胞，從而阻止細(xì)胞感染HPV。治療性疫苗旨在通過細(xì)胞免疫和體液免疫，減少或消除體內(nèi)已受HPV感染的細(xì)胞甚至腫瘤細(xì)胞，并防止癌前病變繼續(xù)惡化[5]。疫苗的靶點(diǎn)是所有早期癌蛋白，E6、E7蛋白是HPV陽性的腫瘤細(xì)胞表達(dá)的癌蛋白，因此癌蛋白E6、E7是HPV疫苗治療的主要干預(yù)靶點(diǎn)[6]。HPV E6、E7癌蛋白是目前臨床研究的熱點(diǎn)[7，8]。在此，對(duì)目前疫苗研究情況進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。

1 蛋白質(zhì)類或肽類疫苗

迄今為止，幾種蛋白質(zhì)或肽的疫苗正在處于臨床試驗(yàn)階段。蛋白或肽類HPV疫苗比其他減毒活疫苗安全，尤其是對(duì)免疫力低下者，并且MHC特異性不受限制，但此類疫苗細(xì)胞免疫反應(yīng)弱、表達(dá)水平低。蛋白質(zhì)含有所有多個(gè)HLA抗原表位，肽類疫苗的作用是通過結(jié)合不同的等位基因HLA分子，進(jìn)而誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生細(xì)胞毒性T細(xì)胞反應(yīng)。另一方面，蛋白質(zhì)類疫苗主要通過MHC-II加工抗原呈遞途徑，誘導(dǎo)初始CTL反應(yīng)。蛋白質(zhì)類或肽類疫苗抗原性弱，一般需要輔以佐劑，TLR激動(dòng)劑[9]作為蛋白疫苗的佐劑。肽類疫苗不僅可以提高患者的免疫能力，而且可以破壞MHC的限制性，提高細(xì)胞毒性T細(xì)胞的反應(yīng)強(qiáng)度。作為佐劑TLR激動(dòng)劑亦可激活先天免疫和適應(yīng)性免疫能力。目前，通過小鼠模型證實(shí)，肽類疫苗如TLR 9、TLR3和TLR4激動(dòng)劑為佐劑，將其注入已感染HPV16的小鼠，通過利用CTL抗原決定族融合到輔助T細(xì)胞抗原決定簇或泛DR抗原決定簇，誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生強(qiáng)烈的細(xì)胞免疫應(yīng)答并抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)。這些結(jié)果表明，肽類疫苗以樹突狀細(xì)胞為輔助靶點(diǎn)是可行的。最新研究，TLR激動(dòng)劑聚肌苷酸胞苷酸和CD8+T細(xì)胞表位的HPV 16 E7（aa49-57）通過調(diào)節(jié)單克隆性抗CD40共刺激分子，清除小鼠癌癥模型中HPV感染的腫瘤細(xì)胞[10]。Granadillo等[11]研究證實(shí)，HPV 16 E7肽類疫苗可誘導(dǎo)小鼠強(qiáng)烈的T細(xì)胞反應(yīng)并抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。

此外，肽類疫苗穩(wěn)定，制備簡(jiǎn)單，易于生產(chǎn)，且具有很高的安全性。研究的重點(diǎn)是解決肽類疫苗的主要限制性，即如何有效保持肽類疫苗的低抗原性，還能加強(qiáng)其抗原呈遞能力，增強(qiáng)免疫應(yīng)答。研究證實(shí)，肽類疫苗免疫耐受的HPV16感染細(xì)胞，CD4+、CD25+、Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的數(shù)目明顯增多[12]，而Foxp3+T細(xì)胞的存在與腫瘤免疫受損有關(guān)，因此，可通過干擾免疫系統(tǒng)的負(fù)調(diào)節(jié)機(jī)制來增強(qiáng)免疫應(yīng)答。一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn)II期研究表明，HPV16型高級(jí)別CIN患者經(jīng)這種疫苗治療后，特異性T細(xì)胞數(shù)目明顯增多，證明了肽類疫苗的有效性[13]。

2 細(xì)菌或病毒載體疫苗

細(xì)菌，如乳酸乳球菌，干酪乳桿菌，沙門氏菌和芽孢桿菌卡介苗；病毒載體包括牛痘病毒（VV），腺病毒，腺相關(guān)病毒，α-病毒載體，和它的衍生物，都已被作為活載體，此類活載體疫苗可引起較強(qiáng)的抗原特異性免疫反應(yīng)。

病毒載體用于HPV抗原的表達(dá)中，如腺病毒，α-病毒和牛痘病毒。牛痘病毒是歷史上第一個(gè)治療性HPV疫苗的病毒載體。最近禽病毒已經(jīng)發(fā)展成為疫苗開發(fā)的新載體。雖然禽病毒的復(fù)制被限制在鳥類體內(nèi)，但大多數(shù)哺乳動(dòng)物細(xì)胞允許禽病毒進(jìn)入，并可轉(zhuǎn)基因表達(dá)禽病毒，而且其疫苗具有免疫的非交叉反應(yīng)，因此避免了與既往感染天花的患者發(fā)生交叉免疫反應(yīng)。禽痘病毒具有較好的免疫原性，研究證實(shí)，禽痘病毒載體疫苗可以抑制C57BL6小鼠宮頸癌細(xì)胞HPV16 E7的表達(dá)，并可誘導(dǎo)特異性的CTL反應(yīng)[14]，進(jìn)而抑制腫瘤的生長(zhǎng)。

在另一項(xiàng)研究中，表達(dá)E6和E7抗原、IL-2的重組牛痘病毒疫苗（TG4001/R3484）對(duì)CIN 2/3進(jìn)行療效評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，觀察6個(gè)月有10例受試者（48%）病變減輕，觀察12個(gè)月，8例CIN 2/3的患者的宮頸上皮內(nèi)瘤變消失，而且也檢測(cè)不出HPV16感染[15]。

3 聯(lián)合疫苗

高危型HPV持續(xù)感染，導(dǎo)致HPV-DNA整合到宿主基因，是引起宮頸腫瘤的重要原因[16]，然而，只有一小部分的HPV感染者會(huì)發(fā)展為宮頸癌。在大多數(shù)情況下，免疫細(xì)胞可以清除這些感染，說明患者局部微環(huán)境在病情進(jìn)展中有重要作用，聯(lián)合疫苗就是旨在改變病變局部免疫反應(yīng)，增強(qiáng)HPV的清除能力，阻斷HPV感染，其主要通過放療或化療，使病變局部細(xì)胞處于同一細(xì)胞周期，增強(qiáng)免疫反應(yīng)，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。Tseng等[17]在臨床前研究中建立了試驗(yàn)?zāi)Ｐ停肏PV疫苗聯(lián)合低劑量放療有效治療了腫瘤。此外，還有臨床前模型證實(shí)[18-19]，利用化療藥物與DNA疫苗聯(lián)合有效的治療HPV感染，如低劑量的環(huán)磷酰胺可改變局部免疫能力，消除持續(xù)低危型HPV感染。此疫苗主要適應(yīng)人群為健康人，從發(fā)病的源頭入手，有希望成為預(yù)防宮頸癌的首選疫苗。因此，HPV疫苗的研制已轉(zhuǎn)向放療和化療的聯(lián)合方法。

4 展望

近10年，HPV疫苗光輝的應(yīng)用前景使HPV疫苗的研究進(jìn)展迅猛，許多疫苗已完成Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(yàn)，準(zhǔn)備進(jìn)行更深入的研究。但其臨床副作用、對(duì)環(huán)境的安全性，如何優(yōu)化載體等，是目前研究亟待解決的問題。因此，要研制出一種理想的HPV治療疫苗并在臨床廣泛應(yīng)用尚需時(shí)日。

參考文獻(xiàn)：

[1]Woodman C B，Collins S I，Young L S.The natural history of cervical HPV infection：Unresolved issues[J].Nat Rev Cancer 2007，7（1）：11-22.

[2]Chaturvedi A K，Engels E A，Pfeiffer R M，et al.Human papillomavirus and rising oropharyngeal cancer incidence in the United States[J].J Clin Oncol，2011，29（32），4294-4301.

[3]Van D K，Tan Q，Xirasagar B Set al.The Papillomavirus Episteme：A central resource for papillomavirus sequence data and analysis[J].Nucleic Acids Res，2013，41，D571-D578.

[4]Jin XW，Sikon A，Yen-Lieberman B.Cervical cancer screening：Less testing，marter testing[J].Cleve Clin J Med，2011，78（11）：737-747

[5]劉昱，趙麗君，魏麗惠.宮頸癌治療性HPV疫苗的研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代婦產(chǎn)科進(jìn)展，2013，22，（9）：767-769.

[6]Badaracco G，Venuti A.Human papillomavirus therapeutic vaccines in head and neck tumors[J].Expert Rev Anticancer Ther，2007，7（5）：753-766.

[7]Schiller J T，Day P M，Kines R C.Current understanding of the mechanism of HPV infection[J].Gynecol Oncol.，2010，118（1 suppl），S12-S17.

[8].Roman，A.；Munger，K.The papillomavirus E7 proteins[J].Virology，2013，445，138-168.

[9]Kang TH，Monie A，Wu LS.Enhancement of protein vaccine potency by in vivo electroporation mediated intramuscular injection[J].Vaccine，2011，29（5）：1082-1089

[10]Barrios K，Celis E.TriVax-HPV.An improved peptide-based therapeutic vaccination strategy against human papillomavirus-induced cancers[J].Cancer Immunol Immunother，2012，61（8）：1307-1317

[11]Granadillo M，Vallespi MG，Batte A，et al.A novel fusion protein-based vaccine comprising a cell penetrating and immunostimulatory peptide linked to human papillomavirus（HPV）type 16 E7 antigen generates potent immunologic and anti-tumor responses in mice[J].Vaccine，2011，29（5）：920-930

[12]Welters MJ，Kenter GG，De Vos Van Steenwijk PJ.Success or failure of vaccination for HPV16-positive vulvar lesions correlates with kinetics and phenotype of induced T-cell responses[J].Proc Natl Acad Sci USA，2010，107（26）：11895-11899.

[13]De Vos Van Steenwijk PJ，Ramwadhdoebe TH，Lowik MJ.A placebo-controlled randomized HPV16 synthetic long-peptide vaccination study in women with high-grade cervical squamous intraepithelial lesions[J].Cancer Immunol Immunother，2012，61（9）：1485-1492

[14]Radaelli A，De Giuli Morghen C，Zanotto C，et al.A prime/boost strategy by DNA/fowlpox recombinants expressing a mutant E7 protein for the immunotherapy of HPV-associated cancers[J].Virus Res，2012，170：44-52.

[15]Brun JL，Dalstein V，Leveque J，et al.Regression of high-grade cervical intraepithelial neoplasia with TG4001 targeted immunotherapy[J].Am J Obstet Gynecol，2011，204（2）：169e1-169e8.

[16]吳浩飛，王慶江，孟勝利，等.治療性HPV疫苗的研究進(jìn)展[J].中國(guó)生物制品學(xué)雜志，2013，26，（11）：1686-1691.

[17]Tseng CW，Trimble C，Zeng Q，et al.Low-dose radiation enhances therapeutic HPV DNA vaccination in tumor-bearing hosts[J].Cancer Immunol Immunother，2008，58（5）：737-748

[18]Peng S，Monie A，Pang X，et al.Vascular disrupting agent DMXAA enhances the antitumor effects generated by therapeutic HPV DNA vaccines[J].J Biomed Sci 2011，18（1）：21-21.

[19]Zeng Q，Peng S，Monie A，et al.Control of cervicovaginal HPV-16 E7-expressing tumors by the combination of therapeutic HPV vaccination and vascular disrupting agents[J].Hum Gene Ther 2011，22（7）：809-819編輯/金昊天