人乳头瘤病毒与食管鳞癌的关系

人乳头瘤病毒与食管鳞癌的关系 人乳头瘤病毒与食管鳞癌的关系 【关键词】 人乳头瘤病毒;食管鳞癌;恶变 食管鳞癌是人类最常见的十大恶性肿瘤之一，全世界每年新发病例约3 1.04万，发病率在世界不同地理区域差别很大[1]。我国是食管鳞癌高发区，发病率居世界首位。1982年Syrjanen首先通过对60例食管鳞癌进行组织形态学观察发现，约40%具有HPV感染的特征性改变，随后有关HPV与食道癌关系的报道颇多，不少学者证实HPV感染与食管鳞癌的发生存在一定的相关性，但也有部分学者持相反观点。文献报道的HPV感染率在不同的国家、不同的地区或同一地区差异极大[3 5]。造成这些差异的原因可能与研究者使用的HPV检测、不同种族对HPV的遗传易感性以及食管鳞癌病因的多样性等有关。现就HPV感染与食管鳞癌发生关系的相关研究综述 1 HPV的生物学特性 HPV是一类主要寄生于鳞状上皮层的小分子DNA病毒，属乳头状病毒科，外型成正二十面体，外有壳体包绕，不含脂质，无包膜，直径约为50,60nm。HPV 基因组是双链闭环DNA，其长度为7200,8000bp，分子量约5.2×10KDa。HPV基因组结构按功能可分为3个编码区: 早期区(E区)、晚期区(L区)和上游调节区(URR)。E区有6个开放读框(ORF)，约占4Kb，依次编码E 6、E 7、E 1、E 2、E 4、和E5蛋白，E区基因编码产物的生物学功能主要涉及病毒基因组复制、转录调节和诱导宿主细胞发生转化。E1涉及病毒DNA的复制;E2 是一种涉及病毒DNA转录的反式激活因子;E5影响细胞生长因子受体;E6和E7可导致宿主细胞转化，是病毒的主要癌蛋白。L区约占3Kb，所含基因在病毒基因组复制起始后开始表达,其中有2个主要ORF负责编码病毒的主要衣壳蛋白L1和次要衣壳蛋白L2，L1和L2基因只有在病毒增殖性感染的细胞中才能表达。URR区为非编码区(NCR)，也称长控制区(long control region, LCR)，位于L1和E6之间，长约1Kb，是基因组变异较大的一个区段，在型别之间也有差异，含有HPV基因组DNA的复制起点和基因表达所必需的调控元件。所有型别的HPV在上游调节区中都含有重复序列，可增强基因转录，进而影响病毒的致病力。被认为致癌性最强的HPV 16，其URR区保守序列为TTTGGCTT，与角朊细胞依赖性增强子的一部分相同，与HPV的表皮向性以及HPV 16 DNA以环状结构存在于癌细胞中有关。一般认为HPV DNA在良性和癌前病变中以游离形式存在，而在恶性肿瘤中以单拷贝或多拷贝整合于宿主细胞基因中。整合部分常发生于E 1、E 2、E4和E5区，这些区域DNA片段可随整合而从病毒基因组中丢失。当E6和E7整合入宿主细胞时，最有可能导致癌变。 2 HPV致食管鳞癌的机制 目前研究人员认为HPV致食管鳞癌的机制主要包括: 高危型HPV的E6和E7蛋白的致癌及促癌作用、HPV DNA与宿主细胞基因组的整合、HPV感染导致的朗罕(Langerhans，LC)细胞数量减少等[6 8]。 2.1 高危型HPV的E6和E7蛋白的致癌及促癌作用 HPV早期编码区包括E 1、E 2、E 4、E 5、E6及E7 6个早期基因，其中E6及E7蛋白在恶性转化中起关键作用，E6蛋白约有150个氨基酸，E7约有100个氨基酸，两者均有的锌指结构与病毒复制的调控、细胞恶性转化密切相关。E6致癌机制有: (1)可有效地抑制p53活性，E6蛋白一方面通过泛素依赖的蛋白酶系统促进p53蛋白的降解;另一方面与p53蛋白特异性结合,抑制其进入胞核发挥作用，使p53功能丧失，导致G1/S期限制点功能丧失，染色体稳性下降，细胞无法纠正DNA损伤; (2)激活端粒酶,使细胞逃避衰老过程中的增殖限制，最终使正常细胞永生化; (3)通过与干扰素调控因子 3结合，降低干扰素β的表达，使病毒逃逸正常免疫反应; (4)粘附到肿瘤坏死因子上，防止细胞被其诱导凋亡; (5)与E6靶蛋白 1、p21等相互作用,影响细胞凋亡。E7致癌机制有: (1)与视网膜母细胞瘤蛋白(pRb)结合使细胞永生化。pRb是控制细胞周期的肿瘤抑制蛋白，可与细胞内转录因子E2F结合,抑制其转录活性。而E7可与pRb竞争性结合,使E2F/pRb复合体解离，E2F得以持续保持转录活性,使细胞增殖周期失控; (2)与p107结合，使CyclinA/CDK2关闭E2F转录的功能丧失，使DNA无限复制; (3)E7蛋白还能直接作用于细胞周期重要调节蛋白，周期蛋白A(cyclinA)、周期蛋白E、CDK 2、p21和p27，使细胞周期紊乱。总的说来，E6和E7作为原癌蛋白分别与肿瘤抑制物p53和pRb结合，是HPV致宿主细胞癌变的重要机制。HPV各型间致瘤程度不同可能与病毒的E6和E7蛋白对p53和pRb的抑制活性不同有关。 2.2 HPV与宿主基因组整合的致癌作用 HPV在感染细胞中存在两种形式，一种是病毒DNA整合到宿主细胞染色体中，另一种是病毒DNA游离于宿主细胞染色体外。研究表明，HPV感染宿主细胞后的致癌作用与HPV DNA整合入宿主细胞有关。病毒整合入宿主细胞不仅使病毒癌蛋白得到长期稳定的表达，插入的病毒DNA还可造成宿主基因由于DNA重排而紊乱，使细胞出现恶性转化。在高危型HPV整合过程中，常在E1/E2处断裂，整合入宿主染色体，因此常丢失E2，E2是E 6、E7的调节蛋白，它在整合中的丧失使E 6、E7表达增加，提高其转化能力。另一方面，病毒以整合方式转录的E6和E7 mRNA末端可嵌合宿主细胞的一些序列，使其稳定性增强，更强化了E 6、E7蛋白的表达。 2.3 朗罕细胞数量减少 LC是骨髓来源的树突状细胞(Dendritic cell, DC)，为主要的抗原递呈细胞(Antigen presenting cell, APC)，它与其他细胞协同作用，为 皮肤及粘膜提供免疫监视。LC是唯一位于皮肤及鳞状上皮粘膜内的抗原递呈细胞。有研究发现，HPV感染可导致LC细胞明显减少，影响机体局部的免疫状态，造成宿主对病毒的耐受，再在其他致癌因素协同作用下导致食管鳞癌的发生。 此外，有研究表明肿瘤的发生与患者自身的HLA表型或抑癌基因p53的多态性等个体因素有关，何宝昌等[10]研究发现p53基因第72密码子多态性可能是安阳地区HPV相关食管鳞癌的易感因素之一，携带p53 Arg/Arg基因型的个体更容易发生HPV相关的食管鳞癌。 3 HPV与食管鳞癌关系的研究方法和结果 探讨HPV与食管鳞癌关系的研究方法有: 形态学观察、免疫组化、原位杂交法、杂交捕获法、PCR和基因芯片法等[3,11,12]。不同的方法各有优缺点，PCR和基因芯片法由于敏感性高，特异性较好，检测快速，是目前最常用的检测方法，但引物的直接影响HPV检出率。陆哲明等[12]在L 1、E 6、E7区设计了不同的引物，并对食管鳞癌中的HPV检测结果进行对比。结果发现使用L1区的引物，HPV的阳性率要比E 6、E7的明显降低。但2017年Farhadi M等[13]的研究却得到相反的结果，他们发现使用针对L1区的引物比针对E 6、E7区的引物阳性率要高。 近年来，国内外有关HPV与食管鳞癌关系的研究报道较多，但各研究结果差别较大。国内对HPV与食管鳞癌关系的研究相对较多，并常以食管鳞癌高发区的病例作为研究对象，包括河南的林县、安阳、磁县及广东的汕头等;此外，还显示不同的病例来源、不同的检测方法和不同地区的研究结果差异较大，在食管鳞癌组织中HPV的感染率从0,88.9%不等。许春雷等[14]采用免疫组化方法的检测食管鳞癌中HPV16‎‎的阳性率最高，达88.9%;其次是Zhu等采用原位杂交(In situ hybridization，ISH)方法检测阳性率为8 1.4%;应用PCR方法检测的最高阳性率是陆哲明报道的63.3%[12];后两者的研究病例均来源于河南安阳。但也有两篇文献报道在食管鳞癌组织中未检测到1例HPV感染，即HPV的阳性率为0[15，16]，见表1。 4 结语 综上所述，较多的研究表明HPV感染与食管鳞癌的发生相关，HPV致食管鳞癌的确切机制尚未完全明了。此外，各文献报道的食管鳞癌中HPV的感染率差异很大，其中最主要原因在于所采用的研究方法不同。因此选择检测类型广、灵敏度高、特异性强的检测方法是研究HPV与食管鳞癌关系的关键所在。表1 食管鳞癌中HPV的检测结果。