人乳头瘤病毒的研究进展

许颖 马毓梅 张杰英 刘丽霞

人乳头瘤病毒(HPV)是一种嗜黏膜和皮肤的双链DNA病毒，是最重要的肿瘤相关病毒之一，通过感染皮肤和黏膜鳞状上皮细胞，引起感染上皮的增生性病变甚至肿瘤的发生［1］。最早确定的HPV相关肿瘤是宫颈癌［2］。70%宫颈癌可归因于HPV中的致瘤高危株HPV16/18的感染;“低危型”HPV引起皮肤(或黏膜)疣等病变，根据感染类型和病变区域的解剖学特点，疣可呈现多样性［3－5］。人体接触HPV后是否发病取决于HPV类型、受感染部位、机体免疫力等因素［6］。近十年国内外研究发现，HPV主要存在于生殖道中，还存在于其它部位如口咽部、呼吸道、食管、膀胱等，与其上皮增生甚至肿瘤有不同程度相关。本文就HPV的微观结构及其宏观相关肿瘤综述如下。

1 HPV概述

1.1 HPV的微观结构与分型 HPV是一种DNA病毒，该病毒易于感染皮肤和黏膜，分子结构为双链20面对称立方体［7］。HPV基因组结构分为早期区、晚期区及上游调节区3个编码区。每区含有一系列可编码的开放阅读框架(ORF)，通过编码产生功能、作用不同的多种病毒蛋白，感染上皮后导致增生以至肿瘤。早期区含有 6 个 ORF:E1、E2、E4、E5、E6、E7。E1、E7相关病毒DNA的复制，和病毒繁殖有关;E2相关病毒DNA转录的反式激活;E4相关病毒细胞结合;E5、E6与病毒的细胞转化功能有关。晚期区含有2个ORF:Ll、L2。Ll、L2分别编码病毒主要和次要衣壳蛋白。感染低危型HPV发生病变多数属于良性，能自行消退，但易反复发作。通过电子显微镜检查可以在感染的上皮及黏膜细胞核内发现HPV(表现为核内结晶，偶尔为丝状包含物)，但特异性的诊断则依赖于免疫组化或应用原位或DNA印迹杂交方法进行的分子病毒学分析。HPV感染皮肤和黏膜鳞状上皮细胞，引起感染上皮的增生性病变甚至恶性肿瘤的发生。根据HPV与CIN和浸润性鳞状细胞癌的相关性，HPV分为几种主要类型，分别为“高危型”、“可能高危型”、“低危型”，“高危型”病毒亚型主要有HPV16，18型，另外还有31，33，35，39，45，51，52，56，58，59，68，73 和 82 型，“可能高危型”病毒亚型包括26，53和66型，“低危型”病毒亚型主要有6，11，40，42，43，44 型等。感染“低危型”HPV 发生病变多数属于良性，能自行消退，但易反复发作［8］。HPV主要通过直接或间接接触污染物品或性传播感染人类。病毒侵入人体后，停留于感染部位的皮肤和黏膜中，不产生病毒血症。临床常见的有:寻常疣(主要为1、2和4型)，可发生于任何部位，以手部最常见;趾疣(主要为2和4型)，生长在胼胝下面，行走易引起疼痛;扁平疣(主要为3和10型)，好发于面部，手、臂、膝为多发性;尖锐湿疣(主要为6和11型)，好发于温暖潮湿部位，以生殖器湿疣发病率最高，传染性强，在性传播疾病中有重要地位，且有恶性变的报道。

1.2 HPV致病机制 “低危型”HPV感染发生病变多数属于良性，能自行消退，但易反复发作。其致病机理是病毒感染人体后，可潜伏在鳞状上皮基底细胞间，在棘细胞层复制，当病毒侵入细胞核，可引起细胞迅速分裂并伴随病毒的繁殖与播散，形成特征性的乳头瘤结构，感染晚期，基因出现结构蛋白装配颗粒，病毒主要集中在棘层中的细胞核内，出现凹空细胞增多，后期残余的人乳头瘤病毒DNA常可导致疾病复发。“可能高危型”和“高危型”HPV病毒的致病机理是癌基因 E6、E7编码的相关癌蛋白结合细胞内抑癌蛋白p53、pRB，促进细胞的p53蛋白产物降解，抑制p53、pRB蛋白功能，通过影响细胞周期调控从而导致肿瘤发生，继而癌变［9］。

2 HPV与宫颈癌

宫颈癌是国际上公认的最常见妇科恶性肿瘤之一，已经成为严重威胁女性健康的疾病之一。经研究宫颈癌已占目前已发现的所有女性肿瘤的6%，与乳腺癌成为公认的引起妇女癌症相关死亡的重要原因。

从近年来的科学研究发现约有99%的宫颈癌组织中可检出HPV［10］。经基础和临床研究，已明确宫颈癌前病变和浸润性宫颈癌发生的必要条件是HPV感染［11］。研究已明确显示，HPV与宫颈癌及癌前病变密切相关，“高危型”人乳头瘤病毒(HRHPV)是宫颈癌发病的主要原因，关系最为密切［12］。HPV的检出率与病变程度关系密切，随着病变程度的加重检出率随之上升。根据美国HPV感染情况的流行病学调查:HPV感染是一种最为常见的性传播疾病，感染的风险和性伴侣的个数有密切联系，随着性伴侣个数的增加风险随之上升，正确使用避孕套可大大降低HPV感染率［13，14］。HPV初次感染大多无症状，在此时易于传染给他人，年轻女性HPV感染大多为一过性，其中70%左右的感染者一年内病毒自动清除，约90%感染者两年内自动清除［15］。根据美国女性人群流行病学调查研究分析得出:HPV持续感染的有关因素是多个性伴侣、多产、免疫力低下、感染多种亚型病毒、口服避孕药以及不良生活习惯如吸烟等［16］。当HPV持续感染时，宫颈上皮出现轻度不典型增生，逐步发展至中-重度不典型增生，直至出现癌变，病程的演变时间长短不一，一般约在6～20年［17］。在其它生殖系统如阴道上皮、外阴也可出现类似的病变过程。HPV感染引起的上皮内瘤变有时可自行消退，但病变程度与消退率的成正相关性，高度病变发展成宫颈癌的几率大大增加。临床研究，约70%的CIN1可自行消退，约10%CIN1可进一步发展，最终导致CIN3，仅有1%发展至浸润性鳞状细胞癌［18］。

3 HPV与食管癌

国际上公认食管癌是人类常见的消化道恶性肿瘤之一，对中国近几年食管癌年平均死亡率进行统计:年平均死亡率达到15.59/10 万，是世界上食道癌死亡率最高的国家之一［19，20］。食管鳞状上皮不典型增生是食管癌的重要癌前病变，由不典型增生到癌变一般需要几年甚至十几年。其发展一般都经过上皮不典型增生、原位癌、浸润癌等阶段。在食管癌的病因学研究中，越来越多的研究发现HPV感染在食管癌的发生过程中具有一定作用。1982年Syrjanen等对食管鳞状细胞乳头瘤(SCPE)的组织形态学的研究过程中发现其具有细胞体积大、空泡状、核深染等改变，与HPV感染的生殖系统湿疣组织形态学改变有极其相似之处。并据此首次提出HPV感染可能与SCPE的发生存在一定的相关性。20世纪90年代初，伴随分子生物学的发展，研究者将原位杂交、PCR等分子生物学技术应用于食管癌与HPV感染相关性的研究，通过寻找食管鳞状细胞癌中HPVDNA序列来证实食管癌与HPV感染的相关性，但得到了明显不同的结果，不同地区检出率在0～60%，差异很大。20世纪90年代末，中国、芬兰、挪威等国家的研究者发表了关于HPV与食管癌相关性的血清流行病学报告，提示HPV16抗体阳性者食管癌发病危险性确实较高。曹邦伟等［21］研究者对HPV感染与食道癌发生关联做了Meta分析研究，对国内外该主题研究的多个独立实验进行综合统计分析评价，最终分析结果显示HPV感染与食管癌病因之间存在一个显著的风险关联:综合OR值为3.30(95%CI:2.13-5.11)。综上所述，HPV感染在食管癌的发生、发展过程中具有病因作用，但细胞的癌变相当复杂，具有多基因、多因素、多阶段的特点，其高发地区的长期不良的生活或饮食习惯如进食含亚硝胺类较多的食物或霉变食品、长期喜进烫食、吸烟、饮酒等不良嗜好可能也会导致食管癌的发生。

4 HPV与乳腺癌

目前乳腺癌是世界女性发病率最高的癌症，已经成为女性的头号杀手。我国乳腺癌发病率的上升速度极快，且各地区水平不平衡，沿海地区比内地发病高。乳腺癌的病因有:遗传因素、不育、生育次数少、第一胎足月产年龄晚、初潮年龄早、良性乳腺疾病史、口服避孕药、放射线暴露等。近年来BRCA I和BRCAⅡ特定基因公认与乳腺癌癌变相关，乳腺癌形成的分子机制和环境因素仍不明确［22］。近十多年，HPV的感染可引发宫颈癌这一观点已明确，有研究者对HPV感染和乳腺癌的相关性做了大量的工作，但由于检测标准和技术手段的不同，结果相差很大。柯杨用PCR及ISH方法对乳腺癌及一些良性乳腺组织进行HPV16感染检测［23］，提示HPV有可能与乳腺癌的发生有关，在乳腺癌CerbB-2阳性的病例中发现其中56%HPV DNA检测同时为阳性，而HPVDNA阳性的乳腺癌肿瘤70%的标本中CerbB-2阳性，CerbB-2的激活是否与HPV感染相关，其相关性程度需进一步研究明确。

5 其他肿瘤

1987年，Ostrow等检测了多种人类癌瘤组织中的HPVDNA序列，结果表明约2%的癌组织含HPVDNA，除上述几种肿瘤外，还有结肠癌、舌基底上皮样癌、颈部转移癌等。与HPV感染有关的肿瘤还有肛门一直肠鳞癌、外阴癌、卵巢癌、皮肤鳞癌、口腔粘膜多种病变及肿瘤。可见，HPV感染与人类多种器官的肿瘤有关，然而在各种肿瘤发生学中的作用尚不清楚。

伴随研究者对HPV的微观结构及致肿瘤性和致肿瘤机理研究的逐步深入，有研究者提出用疫苗预防的手段治疗HPV引起的感染和疾病。使用HPV疫苗对HPV感染者进行免疫，可以增强感染者免疫组织对病毒的免疫应答。在今后的研究中有必要对这些患者某种恶性肿瘤的发生率降低情况予以观察，用来证明HPV的细胞感染可以发展为癌的理论。1991年，周健夫妇与Ian·Frazer的共同努力下，抗HPV病毒的疫苗研究取得了医学史上的重大突破，HPV病毒样颗粒首次通过DNA技术合成，经过长达十余年的临床研发，2006年，预防性宫颈癌疫苗在美国上市。2008年诺贝尔奖获得者德国科学家楚尔·豪森研究发现HPV是宫颈癌的“元凶”并因此获得了诺贝尔医学奖。宫颈癌因此成为人类所认知的第一个病因明确的“癌症病毒”的癌症，这一研究成果为人类做出了巨大贡献，为其他癌症的指出一个全新的研究方向。

综上所述，HPV是肿瘤的致病因子之一，其致病机制非常复杂，虽然对其生物学特性、致病原理、感染演变、检测方法、治疗及预防有了一定的了解，但HPV的许多研究领域我们尚未涉及，有待于研究人员深入研究。就目前明确其与宫颈癌的致病关系，因此我们必须加强女性宫颈癌的筛查工作和相关知识的宣传工作，提高宫颈癌的早期发现率，同时加强HPV高危人群的监测、随访、定期复查和治疗工作，这对预防宫颈癌、提高患者生活质量具有重大意义。

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