雌激素及其受体协同HPV在宫颈癌肿瘤微环境中作用的研究进展

李贺同，任晶晶，王文豪，郝 敏

(山西医科大学第二医院 妇产科，山西 太原 030001)

人乳头瘤病毒(human papillomavirus, HPV)是引起宫颈癌的必要条件，全世界健康女性中HPV感染率约为10%，女性一生中感染HPV的概率高达80%～90%[1]。这些感染大多数没有临床症状或体征，会自行清除。尽管许多妇女感染了HPV，但大多数不会发展为宫颈癌。越来越多的证据表明，除了HPV外，可能还需要其他因素作为协同因子来完成从HPV感染到鳞状上皮内病变，最终发展成为侵袭性宫颈癌的进程。已经确定的宫颈癌风险因素包括长期使用激素类避孕药、高产次、吸烟等[2]。

大量流行病学证据支持高产次及口服避孕药的使用会增加宫颈癌发病风险。高产次一直被认为是宫颈癌发生的危险因素，产次高于7次及以上将增加4倍患宫颈癌风险，大型前瞻性研究表明孕期诊断宫颈癌的患者比非孕期有更高的死亡风险[3]。其可能的机制是在妊娠期间，宫颈转化区对HPV有较高的易感性，是最容易被HPV侵犯的区域。妊娠体内雌激素，孕激素以及人绒毛膜促性腺激素水平的升高可调节HPV感染进程，同时妊娠期生殖器官淋巴和血液循环加速以及免疫功能下降等因素均有助于宫颈癌发生。由于长期口服避孕药的使用，外源性激素使病毒整合至人类基因组风险增加，激素成分会上调HPV癌蛋白E6和E7转录导致宫颈癌前病变风险增加[4]。因此，流行病学证据支持内外源性雌激素与宫颈癌有关，但关于其在宫颈癌中的作用机制仍不清楚。

子宫颈是女性生殖道的一部分，正常月经周期中，宫颈上皮细胞随着雌激素水平的升高而增殖分化并保持无异型增生。雌激素和雌激素受体(estrogen receptor, ER)，尤其是ER对宫颈上皮的这种动态变化是必要的。雌激素及其代谢产物本身可作为致癌物通过诱导突变和DNA损伤促进肿瘤发展，在宫颈癌的发生发展中有一定作用，故将其在宫颈癌发生中作用机制综述如下。

1 雌激素及其受体与HPV

雌激素是一种维持机体正常生理功能的类固醇激素，其主要功能包括促进生殖系统发育，调节机体代谢水平及免疫调节。雌激素受体(ER)是雌激素发挥细胞效应的关键介质，分为两大类，一类是经典核受体，包括ERα和ERβ，位于细胞核内，通过对特异性靶基因转录的调控发挥雌激素基因型效应；第二类是位于质膜的膜性受体，包括经典核受体的膜成分以及G蛋白偶联受体等，通过第二信使调控基因转录，间接地发挥生物学效应。

雌激素结合并激活雌激素受体后通过经典和非经典信号途径介导基因组和非基因组促进基因表达和转录。1)经典途径：雌激素与受体结合后，会发生构象改变聚集成二聚体进入细胞核，结合靶基因调节区的雌激素效应元件(estrogen response elements, EREs)，募集辅助因子改变染色质结构，形成转录起始复合物启动基因转录和翻译，激活基因表达。2)非经典途径：雌激素受体通过与转录因子相互作用，从而形成转录因子活化蛋白或者结合增强子间接调节基因转录[5]。

HPV基因转录依赖于其上游调控区元件，其中一些基因编码具有转化活性的产物，其中一个转录因子结合位点是ERE。HPV启动子已被证明含有EREs回文序列。HPV基因组中已鉴定出存在与EREs序列高度相似的半回文、不完整回文或部分回文区域(5′GGTCANNNTGACC3′)[6]。这些序列在被激活的雌激素-ER复合物刺激下，会增强病毒基因组的转录，过表达的E6/E7癌蛋白通过激活致癌基因、抑制抑癌基因、干扰有丝分裂、调节miRNA表达量以及增加宿主体细胞突变等途径导致宫颈癌发生。

2 雌激素及其受体与宫颈癌

2.1 雌激素协同HPV在宫颈癌发生中的作用

HPV致癌机制主要是病毒DNA整合入上皮细胞基因组，持续表达的E6和E7可分别作用于P53蛋白和pRb蛋白干扰细胞周期、抑制细胞凋亡使细胞永生化[7]。雌激素和HPV癌蛋白之间的关联可能协调了促炎和促血管生成的趋化因子、肿瘤生长信号、细胞间黏附分子、凋亡逃逸、间质上皮细胞转化，以及肿瘤微环境中相关成纤维细胞发挥促炎及促肿瘤效应[8]。

雌激素协同HPV通过调节非编码RNA在宫颈癌细胞增殖等方面发挥重要作用。LncRNA00899通过吸附miR-944作用于雌激素受体参与CaSki和SiHa宫颈癌细胞增殖，侵袭和迁移[9]。雌激素和HPV16 E7通过Ras和MEK/ERK通路使miR-21转录子激活进而上调miR-21抑制靶基因PTEN表达促进细胞增殖，降低miR-143表达可上调Bcl2抑制凋亡[10]。ERα36作为ERα的剪接变体，高表达可促进HPV阳性宫颈癌细胞增殖，侵袭和转移且与宫颈癌不良预后相关[11]。ERα和ERα36均可作用于细胞周期调节因子，ERα下调和ERα36上调可增强HPV E7激活的Wnt/β-catenin/MRTF-A信号通路促进宫颈癌发展[12]。荧光素酶及蛋白印迹实验表明ERα是miR-130a-3p直接靶点，进一步实验证实miR-130a-3p通过抑制ERα表达促进SiHa和HeLa细胞增殖和侵袭，促进宫颈癌进展[13]。同时，E2可通过调节线粒体呼吸链结构和功能来保护肿瘤细胞在恶性转化过程中免受应激诱导的凋亡同时调节肿瘤发生必需的信号通路以利于代谢适应和生存[14]。然而，有研究表明雌激素可通过抑制HPV转录长控制区下调E6/E7基因表达，进一步降低细胞对雌激素反应的敏感性进而减弱HPV阳性细胞增殖[15]。也有研究报道ERα也可在没有HPV E6/E7条件下促进癌前病变[16]。

2.2 雌激素协同HPV在宫颈癌起始部位转化区中的作用

由HPV引起的宫颈病变及宫颈癌超过90%发生在宫颈转化区，同时这个部位也是对雌激素最敏感的部位。该区域单层柱状上皮与复层鳞状上皮同时存在，增加了HPV感染上皮层基底细胞机会。位于转化区未成熟的化生鳞状上皮代谢活跃，使HPV致癌基因启动子表达增加，转化区细胞无法控制病毒致癌基因表达从而导致宫颈肿瘤的发展。与生殖道的其他部位相比，转基因HPV16小鼠转化区对雌激素诱发的鳞状细胞癌变敏感性高5倍[17]。活跃化生的转化区是宫颈癌前病变和浸润癌的好发部位。

对宫颈癌组织标本的研究表明，与宫颈阴道部相比，雌激素受体在宫颈转化区高表达。转化区未成熟鳞状化生上皮和基质中雌激素受体阳性细胞与宫颈外相比密度更高，提示转化区化生上皮对雌激素调节更敏感，增加宫颈癌风险[18]。ER是起源于宫颈转化区的储备细胞发生非典型鳞状上皮化生的重要条件。HPV癌基因可通过改变宿主基因表达同时借助雌激素和ERα诱导鳞状上皮化生，增加组织癌变风险。然而，也有实验研究认为转化区的解剖位置较深，不易被病毒感染，降低了雌激素介导的高级别病变风险[19]。

2.3 雌激素作为免疫调节剂在肿瘤微环境中间接促进HPV阳性宫颈癌发生发展

激素能够调节浸润肿瘤的免疫细胞及基质细胞在肿瘤组织微环境中的功能，从而间接促进肿瘤生长。雌二醇是抑制宫颈癌免疫应答的相关因素之一，雌激素增强基质细胞和免疫细胞在宫颈癌中致癌作用，同时发挥抗感染和调节免疫反应作用间接补充HPV介导的宫颈癌发生[5]。

ERα可在T细胞和树突细胞等多种免疫细胞中广泛表达。ERα可以通过激活T细胞增殖、亚群分化以及T细胞介导的炎性反应等方面影响T细胞功能。调节性T细胞在肿瘤免疫中，能够诱导和维持免疫耐受的形成。HPV感染后的上皮细胞可吸附巨噬细胞，T细胞等免疫细胞引起免疫级联反应，同时通过基质E2/ER通路促进上皮细胞增殖，诱导血管生成，参与肿瘤间充质上皮转化[20]。浸润肿瘤的调节性T细胞表达ERα并且细胞内E2水平升高，免疫组化表明芳香化酶表达和E2均定位于HPV阳性肿瘤细胞和免疫微环境中并且肿瘤中存在E2积累，E2水平增加是由于对循环雌激素E1和E2的摄取和潴留增加，以及通过肿瘤局部芳香化酶的作用增加激素合成[21]。抑制瘤内雌二醇合成，基质E2/ER信号通路和免疫浸润细胞可能是宫颈癌免疫治疗新途径。

基质除了为肿瘤构建支架外，还可促进肿瘤进展。癌相关成纤维细胞(cancer associated fibro-blasts，CAFs)可通过介导与癌细胞的分子交联促进细胞增殖和迁移、血管生成、代谢、上皮间充质转化直接促进肿瘤生长，通过促进炎性反应间接促进肿瘤生长。ERα在宫颈癌组织基质成纤维样细胞中表达并在体外培养的CAFs中被证实与促肿瘤和促炎性信号通路相关，促进HPV阳性宫颈癌细胞增殖和血管生成[8]。通过成纤维细胞ERα干扰旁分泌信号可能有助于抑制肿瘤，这将是一种值得探索的方法。因此，有必要强调激素对间质和免疫浸润细胞在宫颈癌前病变中的作用，雌激素受体拮抗剂可作为宫颈癌前病变和侵袭性宫颈癌的免疫调节剂。

3 雌激素受体拮抗剂的应用

在经过验证的宫颈癌小鼠模型中表明抑制雌激素及雌激素受体信号通路在抑制宫颈癌方面可能是有效的，因此雌激素受体拮抗剂在治疗宫颈癌及癌前病变中可能有一定的作用。选择性雌激素受体调节剂(selective estrogen receptor modulators，SERMs)可通过抑制ERα降低雌激素敏感性进而抑制宫颈癌进程[22]。SERMs巴多昔芬可通过抑制间充质转化信号通路抑制宫颈癌细胞增殖、侵袭和转移[23]。SERMs奥美昔芬可通过停滞细胞周期，抑制E6/E7蛋白表达，减弱宫颈癌细胞致瘤和转移[24]。但ERα的应用目前还比较局限，有研究表明其可作为生物标志物评估HPV阳性口咽鳞状细胞癌患者总生存率，这些发现具有潜在临床意义[25]。

4 问题与展望

雌激素和ERα参与宫颈癌发生。雌激素通过促进HPV E6和E7表达进而促进宫颈癌启动，ERα对宫颈癌的进展和维持有重要作用。尽管其在宫颈癌中的详细机制尚未被明确，这些结论对研究了解雌激素、ERα和HPV致癌基因之间的功能分子途径至关重要。

从临床角度看,宫颈癌复发和转移患者需要新的治疗方法,可以考虑确定这些肿瘤对雌激素的依赖性以及对SERMs的反应程度，辅助抗雌激素治疗。已有研究表明了SERMs在抑制宫颈癌方面的作用，但目前大多数与SERMs有关的作用通过体外和体内研究获得,缺乏SERMs作为治疗宫颈癌的有效临床证据[22]。

虽然HPV疫苗将成功预防未来的HPV感染降低宫颈癌发病率，但目前没有有效抗病毒药物来治疗当前已存在的HPV感染。宫颈癌的早期监测和靶向治疗仍然是目前治疗的目标，因此有必要寻找除HPV之外的治疗靶点，开发宫颈癌的有效疗法。目前还没有评估宫颈癌对雌激素的依赖性以及抗雌激素治疗的价值，对雌激素及其受体参与宫颈癌分子机制的研究将为宫颈癌的治疗和预防提供新思路。