宫颈癌免疫学发病机制研究进展

王佳森，张妍，付晓雪，陈芳

宫颈癌是妇科最常见的恶性肿瘤，因社会经济状况、公共卫生条件等不同其发病率在各国间存在较大差异；在2018 年全球宫颈癌发病率及死亡率统计分析中发现，印度与中国发病总人数约占世界发病人数的1/3[1]。同时宫颈癌是可预防的人类恶性肿瘤之一，无论是从流行病学还是从致病机制角度来看，宫颈癌及宫颈鳞状上皮内病变（squamous intraepitheliallesion，SIL）与人乳头瘤病毒（human papilloma virus，HPV）感染密切相关[2]。约70%～80%的女性一生中都至少会感染1 次HPV，大多数的HPV 感染可被机体免疫清除，而高危型HPV 持续性感染才可能导致宫颈病变[3]，而且更高级别的宫颈病变代表着更高的HPV 基因表达率以及宿主染色体突变率，这可能取决于病毒本身和宿主因素的相互影响。近年来随着分子生物学及免疫学的发展，宫颈癌的发病机制正逐渐得到认识。现对宫颈癌在免疫学发病机制方面的研究进展进行综述。

1 HPV

HPV 是一类无包膜的小DNA 病毒，其病毒外壳由主要蛋白L1 和次要蛋白L2 构成正二十面体结构，L1 蛋白能够组装成与天然病毒相似的类病毒颗粒（virus like particle，VLP），HPV 疫苗的研制均源于此，L2 蛋白参与病毒感染细胞的过程[4]。HPV 基因组包含6 个早期基因和2 个晚期基因，早期基因编码E1、E2、E4、E5、E6 和E7 这6 种蛋白，晚期基因主要负责L1、L2 的生成。E1 调控HPV DNA 复制；而E2 除参与基因复制外，还在RNA 转录以及复制过程划分病毒表观基因组中起着关键作用[5]；E4 可能在病毒基因组扩增和丝裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinase，MAPK）途径活化维持中起作用[6]；E5已被证明与E7 在细胞转化中发挥协同作用，抑制免疫反应。E6、E7 表达是HPV 处于活动期的标志，也是细胞转化的决定因素，其招募细胞内泛素连接酶E6AP，联合诱导P53 降解[7]，E7 结合并抑制肿瘤抑制因子pRb，使细胞周期失控[8]。已发现的HPV 亚型已超过200 种，其中高危型HPV（如HPV16、18、31、33、45、52、58）持续感染与宫颈高级别鳞状上皮内病变（high-grade squamous intraepithelial lesion，HSIL）显著相关[9]。HPV 吸附于宫颈上皮细胞，此时若合并组织或细胞的微损伤，HPV 侵入，其DNA 整合到感染细胞的基因组中，在整合过程中通常会导致许多早期和晚期基因的缺失，整合后负调节蛋白E2基因的缺失会导致E6 和E7 表达升高，促进宫颈癌的发生及发展[10]。

2 固有免疫逃逸

在宫颈癌中，固有免疫功能下降是免疫逃逸发生的重要原因，其中自然杀伤（natural killer，NK）细胞、巨噬细胞（macrophages）以及树突状细胞（dendritic cell）的参与发挥了关键作用。

2.1 NK 细胞病毒感染宿主细胞后激活干扰素调节因子（interferon regulatory factor，IRF），该因子驱动释放出Ⅰ型干扰素（type Ⅰinterferon，IFN-Ⅰ）[11]，IFN-Ⅰ能够抑制宿主细胞中病毒的复制并激活NK细胞，NK 细胞活化后分泌IFN-γ 和肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等细胞因子，执行免疫监视功能，并启动细胞毒作用杀伤宿主细胞，NK细胞无需与抗原结合即可在病毒感染早期发挥作用，并且不受主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）表达限制[12]。研究表明，HPV16 E6、E7 蛋白下调宿主细胞IFN-Ⅰ的表达[13]，进而抑制固有免疫应答。有学者检测了120 例宫颈癌患者和120 例健康女性外周血NK 细胞水平，结果显示，健康女性NK 细胞水平高于宫颈癌患者[（22.17±3.09）% vs.（15.78±2.43）%，P＜0.001][14]。还有研究证实，在宫颈癌疾病进展过程中NK 细胞水平呈逐渐下降的趋势，提示患者固有免疫抑制逐步加重，该研究还发现在宫颈病变组织中NK 细胞自然杀伤毒性细胞受体NKp30、NKp46 下调，预示HPV 可能通过该途径降低了机体的固有免疫应答，从而导致宫颈癌发生免疫逃逸，促进疾病进展[15]。有研究表明，CD1d（cluster of differentiation 1d）分子介导的自然杀伤T（natural killer T，NKT）细胞是微生物的固有免疫和适应性免疫反应之间的天然桥梁，HPV16 感染宿主细胞后，合成E5 蛋白下调CD1d 的表达，这也可能是免疫逃逸的机制[16]。

2.2 巨噬细胞巨噬细胞是固有免疫应答反应晚期的主要效应细胞，其通过Toll 样受体（Toll-like receptor，TLR）结合病毒成分而被激活，从而释放包括白细胞介素1（interleukin-1，IL-1）、IL-6、IL-8、IL-12、TNF-α 和单核细胞趋化蛋白1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）在内的细胞因子，诱导炎症反应。MCP-1 能够趋化和激活单核细胞，扩大炎性反应进程。Hacke 等[17]研究发现，HPV E6、E7蛋白可通过降解P53 下调MCP-1 的分泌，减弱巨噬细胞趋化作用，从而导致病毒免疫逃逸。但也有研究认为，MCP-1 能够诱导和刺激病理性血管生成[18]。因此，MCP-1 对宫颈癌进展的作用机制有待于进一步研究。

肿瘤组织中浸润的巨噬细胞统称为肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophages，TAMs），TAMs又可根据其激活的辅助性T 细胞（T helper cell，Th细胞）类型不同分为M1 型和M2 型，近年因其在肿瘤进展过程中的作用受到广泛关注。有研究显示，在早期宫颈癌组织中，IL-6、MCP-1 和诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）表达水平增加，促进单核细胞向M1 型巨噬细胞分化，促进肿瘤免疫，抑制肿瘤发生；在晚期宫颈癌组织中，IL-10和精氨酸酶1（arginase-1，Arg-1）等表达水平增加，促进单核细胞向M2 型巨噬细胞分化，可引发免疫耐受，促进肿瘤细胞增殖与转移[19]。TAMs 还可通过分泌血管内皮生长因子（vascularendothelialgrowthfactor，VEGF）促进淋巴管及血管生成，对肿瘤进展也起到促进作用[20]。随着靶向药物的应用，有研究发现通过阻断程序性死亡受体1（programmed death-1，PD-1）/程序性死亡受体配体1（programmed death ligand-1，PD-L1）通路可以增强T 细胞活性，降低M2 型巨噬细胞的表达，从而抑制肿瘤进展。粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（granulocyte macrophage-colony stimulating factor，GM-CSF）是最常见的生长因子之一，其与特异受体结合后，能够促进骨髓细胞形成中性粒细胞集落和巨噬细胞集落，促进机体发挥免疫功能。在多种恶性肿瘤如头颈部肿瘤、肺癌和结直肠癌中发现GM-CSF 表达上调[21]，而宫颈癌细胞GM-CSF 的表达水平与TAMs 数量呈正相关，且GM-CSF可以激活TAMs 释放促肿瘤因子[22]，促进疾病进展。

2.3 树突状细胞树突状细胞是功能最强的抗原提呈细胞（antigen presenting cells，APC），能高效摄取、加工处理和提呈抗原，其最大的特点是能够显著刺激初始T 细胞活化，是机体T 细胞免疫应答的始动者。有研究指出肿瘤细胞产生的相关因子，如IL-10[23]、巨噬细胞集落刺激因子（macrophage-colony stimulating factor，M-CSF）、GM-CSF[24]和VEGF[25]等能够阻止树突状细胞的分化成熟，影响抗原提呈过程，从而抑制适应性免疫应答。侯萍等[26]发现，Ⅱ期宫颈癌组织中肿瘤浸润性树突状细胞密度、MHCⅡ阳性百分比、CD54 阳性百分比均较Ⅰ期宫颈癌患者低，这说明随着宫颈癌进展，不成熟树突状细胞占比增加。由此，进一步了解宫颈癌组织的微环境，探索细胞因子与树突状细胞之间的相互作用机制以促进树突状细胞呈递抗原，可能为宫颈癌免疫治疗开拓新途径。

3 T 淋巴细胞介导免疫逃逸

APC 捕获HPV 蛋白后合成抗原肽，其与APC 表面的MHCⅡ类分子结合，提呈给CD4+T 细胞，促使后者分化为Th 细胞和调节性T 细胞（regulatory T cell，Treg 细胞）。

3.1 Th 细胞与Treg 细胞Th 细胞包括Th1 细胞、Th2 细胞、Th17 细胞和滤泡辅助性T 细胞（follicular helper T cells，Tfh 细胞）等。Th1 细胞通过释放IFN-γ和TNF-β 激活和募集巨噬细胞，来杀伤宿主细胞或肿瘤细胞，活化后的巨噬细胞表面MHCⅡ类分子及黏附分子表达上调并释放IL-12，又促进Th1 细胞活化。Th2 细胞通过抑制NK 细胞的活化、减少肿瘤细胞抗原的表达等来抑制细胞免疫的抗肿瘤效应。余杨等[27]的研究发现，随着宫颈病变进展，血清中Th细胞逐渐由Th1 优势转为Th2 主导，即Th1/Th2 漂移学说，该现象可能是导致肿瘤逃逸、恶性病变进展的因素。Th17 细胞以特异性分泌IL-17 而命名，Treg细胞是具有免疫应答负调节作用的T 细胞，这2 种T 细胞亚群都是通过分泌相关细胞因子及与其他免疫细胞相互作用参与肿瘤免疫。正常组织中，Th17细胞与Treg 细胞反向调节，并保持平衡[28]。周萍等[29]分别检测了43 例宫颈癌患者、56 例宫颈SIL 患者和53 例慢性宫颈炎患者外周血中Th17 细胞和Treg 细胞的表达水平，发现宫颈癌组高于宫颈SIL 组及慢性宫颈炎组[Th17：（13.64±2.79）%vs.（8.66±1.45）%vs.（4.12±0.98）%，P＜0.05；Treg：（18.42±3.21）% vs.（14.4±1.22）%vs.（7.64±1.32）%，P＜0.05]。Lin 等[30]将38 例不同期别、不同肿瘤分化程度、不同组织学类型的宫颈癌患者纳入研究，发现期别越晚、恶性程度越高的患者CD4+T 细胞失衡越明显，并发现宫颈癌患者Th17 细胞较Treg 细胞增加明显，Th17/Treg 比例升高。可见，Th17 细胞可能对肿瘤生长起到积极促进作用，但其在肿瘤免疫过程中的机制尚不明确。

CD4+T 细胞在IL-6、TNF-α 作用下转化生成Th22 细胞，Th22 细胞是IL-22 的主要来源。IL-22可促进宫颈癌肿瘤细胞中蛋白激酶B 磷酸化，进而诱导下游分子如B 细胞淋巴瘤2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）基因表达，促进肿瘤细胞生长[31]。有研究发现，宫颈癌患者外周血Th22 细胞明显升高，并且其升高幅度与宫颈癌进展呈正相关，说明Th22 细胞可能促进了宫颈癌的进展；同时还发现Th22 细胞与Th17细胞水平呈正相关，说明在宫颈癌致病过程中，两者可能发挥协同作用[32-33]。关于Th22 细胞在宫颈癌发展中的具体机制仍需进一步探索，未来其与IL-22 可能为宫颈癌的免疫干预提供治疗新方向。

3.2 细胞毒性T 淋巴细胞（cytotoxic T lymphocytes，CTL）体内所有有核细胞均表达MHCⅠ类分子，故体内各种组织细胞均可作为非专职性APC 表达抗原肽-MHCⅠ类分子复合物，该复合物被CD8+T 细胞识别，诱导分化为CTL。CTL 在细胞因子（如IL-2、IL-12、IFN-γ）作用下激活为效应T 细胞来杀伤宫颈SIL 细胞或表达HPV 抗原的癌细胞。有研究采集宫颈癌患者外周血单核细胞，介导HPV16/18 E6、E7转染树突状细胞，并将诱导产生的CTL 回输给患者，发现CTL 治疗转阴率高，为处于缓解或稳定状态HPV 感染的宫颈癌患者提供了新的治疗途径[34]。但该试验样本量小，探索CTL 有效性仍需大样本研究。Campo 等[35]研究发现，HPV16 E5 蛋白通过下调参与抗原提呈的人类白细胞抗原Ⅰ（human leukocyte antigen-Ⅰ，HLA-Ⅰ）分子，避免CTL 攻击。另有研究发现，宫颈癌细胞表面HLA-Ⅰ分子表达缺陷的患者较正常表达者的5 年生存率降低（61%vs.83%，P＜0.05），提示HLA-Ⅰ分子表达缺陷影响宫颈癌患者的生存预后[36]。可见，HLA-Ⅰ分子在宫颈癌抗原提呈及机体免疫方面可能发挥了重要作用。

4 结语与展望

从HPV 侵入机体到宫颈癌发生、发展，在以HPV E6、E7 为主的蛋白始动作用下，人体发生着错综复杂的免疫杀伤和免疫逃逸过程，而且HPV 在不同级别宫颈病变中的行为有所不同，这主要取决于病毒本身和宿主因素的影响。但病毒免疫逃逸与肿瘤免疫逃逸之间的关系、晚期宫颈癌中免疫微环境进一步改变的原因、免疫杀伤下降的具体机制尚不明确。因此，进一步了解宫颈癌组织的微环境，寻找可以稳定宫颈免疫微环境的因子，调节各免疫细胞的构成比，阻断免疫逃逸，促进HPV 及肿瘤抗原提呈，可能成为宫颈癌免疫治疗的新方向。