预防性HPV疫苗的研究进展

天津市滨海新区大港医院（300270）任慧蓉

宫颈癌是女性常见的恶性肿瘤之一，导致女性死亡的第2位恶性肿瘤，每年大约死亡50万人。据2008年全球估计新发宫颈癌病例52.98万，死亡病例25.51万人，其中85%的新发病例在发展中国家（Jemal，2011）。而在西方发达国家，随着宫颈癌筛查方法的有效实施，使得发达国家宫颈癌的发病率及死亡率明显下降[1]，但在那些社会经济不发达的地区宫颈癌却相当常见，且多为晚期、预后很差，这说明宫颈癌的发病率有明显的地区差异。流行病学及病毒学资料已经证实HPV感染与宫颈癌的发生发展有密切的内在联系[2]。据报道，宫颈癌中HPV DNA的检出率达99%以上，因此，免疫治疗用于预防和治疗宫颈癌已成为近年来的研究热点，而分子生物学及免疫学等多学科的发展及其在动物模型中对HPV疫苗研究取得的进展，进一步推动了HPV（human papillomavirus，人乳头瘤病毒）疫苗在治疗宫颈癌方面的研究。

1 HPV病毒

HPV是一类感染表皮和黏膜鳞状上皮的双链环状DNA病毒，含有大约8000个碱基对，基因长7.5～8.0kb，含8个开放阅读框（Open reading frames，ORFs），分3个基因区，即早期区（Early region，E区）、晚期区（Late region，L区）与非编码区（Uncoding region，UCR）或上游调控区（URR）。E区编码E1、E2、E4、E5、E6、E7等早期蛋白，参与病毒DNA的复制、转录、翻译调控和转化等功能；L区编码主要衣壳蛋白L1和次要衣壳蛋白L2；UCR区含有HPV基因组DNA的复制起点和HPV表达所必需的调控元件[3]。

2 HPV的地域分布及感染特点

HPV病毒按照其致癌特性分为高危型和低危型[4]，HPV16，18，31，33，35，45，51，52，56，58，59，66属高危型，它们与CINⅡ级与CINⅢ级密切相关，其中HPV16和18与71%的宫颈癌有关[5]。HPV病毒通过不引发病理性的细胞凋亡以及不暴露于免疫系统而很好地逃避免疫应答，且经过漫长的进化后，已经出现了致癌性更强的变异体，这就成为宫颈癌在特定人群中高发的原因之一，即宫颈癌与持续存在的HPV变异体有关，而目前研制的疫苗对HPV变异体是否有效还在进一步研究中。

3 预防性HPV疫苗

3.1 HPV疫苗免疫机制 HPV疫苗可分为预防性疫苗和治疗性疫苗，主要有3组病毒蛋白可诱导机体产生有效的免疫应答：①病毒癌基因E6和E7，两者可在宫颈癌中持续表达；②其他早期蛋白，如E1、E2、E4和E5；③病毒衣壳蛋白L1和L2，可表达于上皮基底层。

3.2 预防性疫苗 目前预防性疫苗种类较少，是一种亚单位疫苗。现有的此类疫苗是由病毒衣壳蛋白L1或L1与L2组成，在细胞内可自我组装成病毒样颗粒（virus-like particle，VLP）。VLPs具有与完整病毒相同的抗原空间表位，可激发机体的CD4+T细胞介导的体液免疫应答，刺激机体产生高效价保护性中和抗体。因此，VLPs是一种合理的预防性疫苗。由于其产物由病毒结构蛋白组成，故VLPs不具传染性和致癌性且使用安全。VLPs结构对于L1疫苗很重要，主要原因[6]为：①L1抗原决定簇被中和抗体识别具有构象依赖，且变性L1不会诱导中和抗体产生，故疫苗可由高度纯化的VLPs构成，L1保持其天然构象；②VLPs表面为重复序列编码的抗原肽，相对于结构单一的抗原更能有效地诱导抗体产生。

纯预防性疫苗适用于未感染HPV的人群，尤其是性活动初始的个体，这类疫苗可在黏膜及其分泌物中产生足够高的抗体滴度，由组织中的固有B细胞合成的同型渗出物IgG和分泌型IgA在动物模型中显示了很好的作用。HPV16L1 VLP疫苗对预防HPV感染、持续存在及CIN具有100%的有效性。

感染部位免疫球蛋白的数量是产生保护作用的关键环节。Nardelli-Haefliger等进行了一项月经周期中宫颈分泌免疫球蛋白数量的研究，发现在排卵期前后免疫球蛋白浓度降低了9倍左右，但口服避孕药的妇女无明显变化。免疫球蛋白数量的减少是否会降低保护作用仍在研究中，但已有研究证明排卵前期宫颈部位较高的抗体滴度以及观察100%有效率的疫苗均证实保护作用并未降低[7]。

目前，关于L1转基因植物的研究也在进行中。Warzecha等[8]发现，使用HPV16L1及HPV11L1的转基因土豆喂养动物后可引发动物体内的保护性免疫。另有报道称，英国使用昆虫细胞表达体系表达重组的HPV16L1 VLPs，经人体试验证实可激发机体产生抗原特异性的IgG抗体，而通过这两种方法引发的体内免疫应答作用是不相上下的。

还有部分预防性疫苗采用DNA疫苗。目前，一种病毒载体的预防性疫苗以单剂量的免疫方式进行动物实验，利用水疱性口炎病毒载体融合兔乳头状瘤病毒（Cottontail rabbit papillomavirus，CRPV）L1免疫后，可激发动物体内高水平的抗L1抗体而保护机体不受CRPV的感染，且保护作用呈L1剂量依赖性。一项动物实验比较几种不同类型的HPV预防性疫苗（包括VLPs，嵌和体VLPs，质粒DNA，腺病毒载体）发现，经HPV16L1 VLPs免疫后体内可产生强烈的中和抗体及L1特异性Th2的体液免疫应答，而经HPV16质粒DNA或经腺病毒载体表达的HPV16L1免疫后可产生强烈的Th1/Tc1辅助性免疫应答，但产生中和抗体很弱，这说明以HPV16L1 VLP为基础的疫苗可产生强烈的中和抗体，而这正是有效预防HPV感染所必不可少的[9]。

HPV16的次要衣壳蛋白L2含有一个多肽序列，而这个多肽序列可激发针对HPV16和HPV52的交叉性中和抗体。一项正常人群的安慰剂对照试验旨在评估HPV16L2内的合成肽序列（该序列含有108～120个氨基酸）的安全性和免疫原性，结果证明了其较好的耐受性。在0.5mg剂量组，5名受试者中有4名体内激发了抗HPV16L2的抗体以及抗HPV52L1/L2的中和抗体，而在0.1mg剂量组和安慰剂组中则未发现[10]。

3.3 预防性HPV疫苗的现状 美国已上市的、由GSK公司开发的HPV疫苗为包含HPV16和HPV18的VLPs双价疫苗，使用杆状病毒感染的昆虫表达体系表达重组的HPV16L1 VLPs，并使用其专利佐剂AS04。由Merck公司开发的HPV疫苗为四价疫苗，包含HPV16/18/11/6的VLPs，单一铝盐为佐剂。使用佐剂可以减少注射剂量和在冷藏时使疫苗稳定。临床试验结果证明，上述几种疫苗均具有良好的耐受性，且没有严重的不良反应，抗体效价比自然感染HPV的患者高50倍。

3.4 预防性HPV疫苗的不足 虽然预防性HPV VLPs疫苗对于减少宫颈癌发生具有高效性及安全性，但其应用还存在一些问题。

3.4.1 疫苗诱导的保护作用持续时间还不明确。多数Ⅱ期和Ⅲ期临床试验结果数据显示，完全免疫后机体保护作用维持时间平均约为1.5年。Mao[11]等学者使用HPV16单价疫苗抗宫颈上皮瘤不典型增生（CIN），在约3.5年内可维持机体近100%的保护。

3.4.2 对疫苗没有包含的其他HPV型别感染的交叉保护能力还不清楚。交叉保护能力很重要，约30%宫颈癌和CINⅢ期损伤是由其他型别HPV所致。GSK疫苗可在局部对HPV45感染具有保护作用，但这种交叉保护作用可能不完全且短暂。

3.4.3 尚不能确定这种疫苗是否能为男性提供保护作用。VLPs能为女性提供保护是由于抗体可广泛渗出到宫颈黏液中，其抗体水平可达到血清中的10%。而多数男性外生殖器表皮对于HPV易感，而不是黏膜，因此前者的保护机制不适用于男性[12]。

4 展望

到目前为止，HPV疫苗研究已经取得了很大的进展。少数疫苗已经被批准上市，但是还存在一些问题尚待研究和解决。①由于HPV的型别较多，因此适合各型别HPV的疫苗筛选存在很大困难；②对于疫苗的安全性还需要相当长一段时间来进行研究；③最佳免疫途径、最适剂量等还有待探索；④适宜接种人群、性别、年龄及疫苗提供的保护期限，接种后是否要做宫颈涂片监测、多长时间进行一次等都是HPV疫苗所需要进一步解决的问题。但随着对该病原体的深入研究和科技的发展进步，有望在以后研发的HPV疫苗将更造福于全人类。

综上所述，人乳头瘤病毒是一种无包膜的DNA病毒，目前已发现100多型别，主要感染生殖道黏膜和口腔、咽部上皮黏膜细胞等，是宫颈癌的主要病因，在我国妇女宫颈癌组织中HPV感染率大于95%，其中高危型HPV如16、18型占90%以上，世界范围内每年有40万新发宫颈癌病例，20万人死于该病。HPV感染与宫颈上皮不典型增生及黏膜生殖道尖锐湿疣发病关系密切。因此，研制HPV疫苗来预防HPV感染和治疗HPV感染引起的相关疾病对于保护广大妇女身体健康具有重要价值。