宫颈癌精准防治的研究新进展

王黎明 汪辉

作者单位：430030 武汉 华中科技大学同济医学院附属同济医院妇产科

在世界范围内，宫颈癌是位列育龄期妇女发病率第二的恶性肿瘤，其导致的癌症相关死亡位于所有女性恶性肿瘤第三位，严重威胁广大妇女健康［1-2］。宫颈癌的发病机制尚未完全阐明，但高危型人乳头状瘤病毒（high-risk human papillomavirus，HR-HPV）作为最重要的病因，导致了超过90%的宫颈癌发生。精准医学是指综合应用现代遗传学、分子影像学以及生物信息学等技术，结合患者生活环境和临床数据，实现对疾病精准诊断及治疗，从而针对个体制定疾病预防和治疗方案［3］。精准医学依靠宫颈癌各种组学的综合分析，并结合患者所处的环境和遗传背景综合解读，从而实现对宫颈癌高效准确地预防、诊断和治疗的目标，给宫颈癌早防早治指明新的道路。

1 宿主易感性对HPV导致宫颈癌的精准研究

人乳头状瘤病毒（human papillomavirus，HPV）感染在性生活活跃女性中普遍存在，超过70%的女性一生中至少有一次HPV感染史，99.9%的HPV感染者病毒可自身清除，不会进展为宫颈病变，仅有少部分HPV感染转变成宫颈上皮内瘤变（cervical intraepithelial neoplasia，CIN），甚至是宫颈癌［4］，说明宿主因素在宫颈癌发生、发展中起重要作用。寻找这部分易感人群，对宫颈癌防治至关重要。余晓凤等［5］通过分析HR-HPV感染者外周血T淋巴细胞、B淋巴细胞及NK细胞的变化，得出宫颈HR-HPV感染伴宫颈病变及宫颈鳞癌患者体内存在不同程度细胞免疫与固有免疫降低的结论，提示细胞免疫及固有免疫低下在HR-HPV持续感染，甚至在宫颈病变过程中起重要作用，检测各类淋巴细胞亚群的变化可进一步研究宫颈HR-HPV感染的免疫机制，为临床HR-HPV感染以及宫颈病变的免疫干预及预后提供客观依据。王美藏等［6］通过对180例宫颈病变患者阴道内环境进行分析，发现宫颈癌患者细菌性阴道炎、解脲支原体、衣原体感染率均明显高于对照组，提示阴道内环境对HR-HPV感染导致宫颈癌起协同作用。该研究还发现长期存在大量厌氧菌的阴道环境有利于HPV持续感染，且阴道菌群失调后可导致HPV大量增殖，并最终导致宫颈出现细胞学变化。此外，Shi等［7］通过16 484例宫颈癌前病变、癌变和对照血样标本对中国人群宫颈癌进行了全基因组关联分析，发现核心遗传易感变异位点在宫颈癌易感性中起至关重要的作用，首次报道中国人群特有的4q12区段EXOC1（rs13117307）可能参与了CD4＋/CD8＋T细胞介导的免疫逃逸反应，17q12区段GSDMB（rs8067378）与自身免疫性疾病和肿瘤细胞增殖调控有关。同时验证了6p21.32区段的MHC-Ⅱ类分子HLA-DPB等位基因多态性与宫颈癌前病变和宫颈癌遗传易感性相关。综上所述，包括免疫状态及遗传易感性在内的宿主因素均在HR-HPV感染导致宫颈癌中起重要作用，因此或可通过建立预测模型，筛选其高危人群，通过对该人群进行定点宫颈癌疫苗免疫以及重点防癌筛查，尽早发现宫颈病变患者，达到早防早治的目的。对重点人群的精准免疫以及精准早筛，亦可避免全民接种HPV疫苗过度免疫以及对CIN过度治疗，减轻了患者负担，并减少医疗支出。

2 HPV整合导致宫颈癌的精准研究

持续性HR-HPV感染是CIN甚至是宫颈癌的重要病因，但HR-HPV感染仅是宫颈癌发生过程中的必要因素和早期因素，宫颈癌发生过程中还有一个主要因素是HPV整合至人基因组中导致HPV癌蛋白早期编码蛋白E6和E7持续性表达，E7可破坏抑癌蛋白pRB和转录因子E2F复合体，从而释放E2F，致使细胞脱离和E2F相关的细胞周期阻滞。E6蛋白可抑制重要抑癌基因p53及其相关抑癌基因活化，从而抑制依赖p53的细胞生长［4,8］。魏文斐等［9］对48例宫颈癌及204例CIN进行重叠定量PCR检测发现，随CIN病变不断进展，患者的HPV-16整合感染率明显增加，而宫颈癌患者标本的HPV-16感染整合率显著高于CIN患者标本，HR-HPV整合感染状态与宫颈病变严重程度呈正相关，提示检测HR-HPV感染状态有利于提高宫颈癌筛查的靶向性，对高危人群进行分流，并早期预测宫颈病变的转归。越来越多的证据表明HPV倾向于整合至人类基因组的脆性位点如3P14等，导致这些位点的癌基因被激活、抑癌基因表达被抑制，从而引发宫颈癌发生［10］。Hu 等［11］利用全基因组测序和针对HPV的杂交捕获技术，对26个CIN、104个宫颈癌和5株细胞系进行分析，共找到3 667个HPV整合位点，试图寻找研究宫颈癌及癌前病变中HPV整合的规律。该研究不仅重复出以往报道存在高频整合的基因，还重新评估了这些基因上HPV的整合频率。此外，检测得到POU5F1B、FHIT及KLF12等高频整合位点，提出HPV“非随机整合”的新概念，证实HPV序列整合至宿主细胞基因组后可导致癌基因MYC和HMGA2过度表达，抑癌基因FHIT和LRP1B表达下调，随之宫颈细胞发生细胞转化，病理学形态改变，最终使宫颈上皮细胞发生癌变。该研究深入探索了HPV整合导致宫颈癌的作用机制，有助于对宫颈癌进行早期个体化治疗和精准预后评估。有研究则通过荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization，FISH）及DIPS-PCR等方法，在宫颈癌及CIN标本中鉴定出MYC及FHIT等高频整合位点［12-13］。而以往研究证明，HPV整合至人基因组关键部位是宫颈癌发生、发展的关键步骤，整合可导致相关基因表达异常，致使肿瘤发生［14］。综上认为，通过测序及对相应基因表达进行研究，能明确每个宫颈病变在发病过程中不同的基因改变，从而制定个体化的治疗方式；而对特定基因突变的病例，可尝试寻找合适的靶向药物，提高宫颈癌治疗效果，达到精准治疗及个体化治疗的目标。

3 宫颈癌多组学的精准研究

随着分子生物学高速发展，高通量技术不断被应用到基因组、转录组、表观遗传组、蛋白组和代谢组等组学研究中，对细胞、组织及有机体有了更全面而深刻的认识。在宫颈癌研究中，多组学研究被应用于各个方面，为寻找宫颈癌发病过程中的关键基因突变及靶向治疗药物提供了新路径［15-17］。Ojesina等［18］对 115 例宫颈癌和癌旁组织进行全外显子测序、79例癌和癌旁组织进行转录组测序、14例癌和癌旁组织进行全基因组测序，发现MAPK1、HLA-B和FBXW7基因存在不同方式突变，给宫颈癌靶向药物的筛选提供了新思路。在宫颈癌中，HPV感染所致的基因组和转录组改变最终表现为蛋白质组的改变。宫颈组织的蛋白质组学研究能发现适用于肿瘤筛查及靶向治疗的候选生物靶点。Higareda-Almaraz等［19］研究肿瘤细胞系的蛋白质组学，发现宫颈癌中有数十个蛋白表达发生较大改变，功能涉及细胞迁移、黏附、上皮间质转化等。此外，宫颈癌患者的组织样本中代谢产物亦有一定变化。Sitter等［20］采用高清晰磁共振波谱联合主成分分析对8例宫颈癌患者的肿瘤组织及配对的8例正常宫颈组织进行分析，发现肿瘤组织中胆碱及氨基酸碎片含量较高，而糖类含量偏低。随着个体化治疗以及精准医学不断发展，宫颈癌研究的重点已转移到寻找可用于早诊早治和靶向治疗的宫颈癌生物标志物，宫颈癌病因学及治疗的研究离不开多组学联合助力，组学技术在宫颈癌中的应用势必找到新的道路。

4 宫颈上皮内瘤变及宫颈癌的精准治疗

CIN现有的治疗方法主要有宫颈锥形切除术及高频电波刀电圈切除术。而宫颈癌治疗则主要采用手术及放化疗，行根治性子宫＋双附件切除术＋上盆腔淋巴结清扫±腹主动脉旁淋巴结取样或清扫，术后辅助放疗或以铂类为基础的放化疗。但常规治疗方法常造成过度治疗或治疗不足［21］。贝伐单抗作为重组人源化抗VEGF的单克隆抗体，可与肿瘤细胞上的血管内皮生长因子特异性结合，从而抑制肿瘤细胞生长，已被美国FDA批准用于卵巢癌、复发或转移性宫颈癌的一线治疗，但相应的毒副反应及价格昂贵限制了其广泛应用［22］。宫颈癌的精准治疗目的在于将个体疾病的遗传学等多方面信息进行汇总分析，并将分析结果应用于指导宫颈癌治疗。类转录激活因子效应物核酸酶（transcription activator-like effector nuclease，TALEN）、锌指核酸酶（zinc-finger nuclease，ZFN）及CRISPR/Cas9（clustered regularly interspaced shortpalindromic repeat/CRISPR-associated nuclease 9）等基因剪切技术的兴起，为宫颈癌精准治疗提供了更多选择。Hu等［23］通过构建靶向HPV E6/E7 DNA序列特定位点的TALEN，特异性切割HPV E6/E7序列，诱导E6/E7癌基因框移突变，实现了敲除癌基因的目的。该研究还建立了小鼠阴道内转染体系，在K14-HPV 16转基因（CIN-宫颈癌模型）小鼠模型阴道内转染靶向HPV E7的TALEN，结果可明显降低或消除小鼠宫颈局部HPV病毒负荷，成功逆转宫颈癌前病变。此外，有研究分别构建了针对HPVE6/E7序列的ZFN和CRISPR/Cas9，并转染宫颈癌细胞系，发现ZFN和CRISPR/Cas9可明显杀灭宫颈癌细胞，发挥抑制宫颈癌的作用［24-25］。分子剪切技术的兴起，为宫颈癌的精准治疗提供了更好的方法，避免了手术及放化疗的“一刀切”，可针对宫颈癌病因HPV进行基因水平敲除，从根源上去除HPV。在前期针对宫颈癌治疗的一系列实验中，该技术均表现出较好效果，为后期临床应用打下坚实基础。

5 小结

精准医学的高速发展，使我们对宫颈癌防治的认知有了质的改变，这种认知的改变，使宫颈癌早防早治有了新的思路。然而，宫颈癌防治中仍存在较多亟需解决的问题，例如如何筛选HPV感染导致宫颈癌的高危人群、寻找宫颈癌发生、发展以及转移中具有高度特异性及敏感性的肿瘤标志物、宫颈癌治疗中个体化方案的制定以及如何将现有研究成果应用于临床等。但相信在众多科研人员的共同努力下，宫颈癌必将成为可控可治的肿瘤。