HPV致癌机制研究

HPV致癌机制研究

大多数人乳头状瘤病毒（HPV）感染者在初次感染后都会自愈，即使存在持续感染，由于自限性也不会发展成癌症。从HPV病毒的初次感染到癌症的发生是一个复杂漫长的过程，包括病毒持续感染、病毒基因整合、抑癌基因的灭活等，此外，肿瘤免疫逃逸亦是重要原因。未收录医院普通内科王清图

HPV感染过程

HPV可引起皮肤和黏膜表面分层鳞状上皮细胞的慢性感染。

病毒须侵犯上皮组织基底细胞层的增殖细胞产生增殖能力后才建立感染，而上皮组织上层的微创伤可为病毒侵入基底细胞提供条件，这些创伤会在性交中频繁发生。

病毒建立感染后，少量游离的病毒基因组隐匿在表皮下层并转录成低水平的RNA。而病毒的复制、蛋白质高水平的表达和组装均发生在表皮上层终末分化的细胞中，其中病毒组装发生并一直存在于细胞核，直至细胞脱落。子代病毒的产生一般无自觉症状或只引起低度发育异常，整个病毒复制周期与细胞分化过程密切相关。

年轻、性活跃的女性常见生殖道HPV感染，可感染生殖道皮肤、阴道和子宫颈。若子宫颈开始并没有被感染，病毒会局部扩散，通过滋生接种感染宫颈，此时则有发展成宫颈病变的危险。

高危型HPV感染

高危型HPV游离基因通过非同源重组整合至宿主DNA后，主要的改变是原癌基因E6和E7的高水平稳定表达分别导致抑癌基因p53和Rb失活，引发更为严重的病变。在长期感染过程中，上述两种原癌基因如同驱动器，通过复杂的机制，导致组织病变，发生癌症（见图示）。

HPVE6作用机制

HPVE6蛋白主要通过以下4种机制促使细胞增殖和永生化：①与p53蛋白结合并抑制其功能；②使促凋亡蛋白Bak的表达下调，导致感染细胞抗凋亡并增加染色体不稳定性；③激活端粒酶并抑制Src酪氨酸家族激酶的降解，后者被认为在HPV转化中起作用；④与含PDZ结构域的蛋白靶向结合导致细胞转化和癌变。

近年研究发现，E6蛋白能靶向作用于含PDZ结构域的蛋白。从宫颈癌标本中分离的高危型HPVE6蛋白的羧基端都包含一个保守的Ⅰ类PDZ结构域结合碱基序列，而低危型HPVE6蛋白均不含该序列。该序列对维持E6蛋白很强的转化活性有关键作用。迄今为止，已确定多种E6蛋白靶向作用的含PDZ结构域蛋白，包括果蝇肿瘤抑制因子Dlg、Scribble的人类同源物hDlg/Dlg1、hScribble及紧密连接蛋白MUPP1。

重要的是，E6蛋白靶向结合于含PDZ结构域蛋白的能力独立于其降解p53功能之外。因为含PDZ结构域的蛋白通常被认为在细胞极性的维持、胞间连接和多种蛋白信号转导复合物的形成中有一定作用，E6蛋白与其靶向结合可能导致细胞极性或细胞间质转型相关的细胞形态改变，从而导致细胞转化和癌变。

HPVE7作用机制

HPVE7蛋白氨基端有保守的CR1区和CR2区，E7蛋白通过CR2区的LXCXE碱基序列与Rb及其相关的大分子蛋白p107、p130结合，导致这些蛋白降解失活。研究表明，E7蛋白介导的Rb蛋白降解需半胱氨酸蛋白酶Calpain的参与。E7蛋白将Calpain募集至Rb蛋白，并促进Calpain在羧基端对Rb蛋白进行裂解，导致转录因子E2F释放，该过程也可能是随后Rb蛋白经蛋白酶体途径降解的先决条件。

CR1区对E7蛋白诱导的细胞转化至关重要。最近研究发现，E7蛋白可通过CR1区与Rb蛋白相关因子p600相互作用。若对E7与p600蛋白结合部位进行缺损性突变，导致其不能使Rb蛋白失活，转化活性也因此而丧失。在宫颈癌细胞中沉默p600基因后可导致细胞锚定非依赖性生长抑制。因此，E7蛋白与p600的相互作用在细胞转化中非常重要。

转录共激活因子p300及其相关因子（P/CAF）对Rb蛋白的乙酰化是Rb介导的终末细胞退出细胞周期和非依赖于E2F转录活性抑制途径的细胞分化所必需的。有研究表明，E7蛋白与P/CAF相互作用后可降低后者的乙酰转移酶活性。因此，除了导致Rb蛋白的失活外，E7蛋白对P/CAF活性的下调可能抑制角质形成细胞的分化，促进细胞生长。同时，由于P/CAF具有p53转录共激活因子的功能，P/CAF活性的下调亦可间接抑制p53介导的促细胞分化功能。

E7蛋白还可刺激细胞周期蛋白A（CyclinA）和细胞周期蛋白E（CyclinE）的表达，并抑制细胞周期依赖性蛋白激酶抑制因子p21和p27的功能，从而干扰正常细胞周期的调控机制。E7蛋白还可通过中心粒的扩增而使染色体形成非整倍染色体，有利于肿瘤形成。

HPVE5作用机制

虽然高危型HPVE6和E7基因在HPV相关肿瘤的致病机制中有核心作用，而在含整合状态HPVDNA的肿瘤细胞中，E5基因一般会丢失。但有证据表明，在HPV16型相关的肿瘤细胞中依然存在染色体外的病毒基因组拷贝，HPVE5基因也与肿瘤的发生有关，其可阻止DNA损伤后的细胞凋亡。

有研究显示，在20例非浸润性宫颈癌标本中有12例（60%）检测到HPV16型E5蛋白，其中3例仅含附加子（游离的病毒基因），9例不仅含附加子且含有整合的HPVDNA。HPVE5蛋白的出现与表皮因子生长受体（EGFR）和ErbB4蛋白的高水平表达密切相关。E5蛋白可刺激EGFR的活性，而活化的EGFR及其家族成员能转化细胞。这可以证明E5蛋白的表达也是导致细胞癌变的机制之一。

大部分HPV感染并无症状，是一过性的，只有那些高危型HPV的持续感染才与肿瘤的发生有关。然而，持续性HPV感染者也只有少部分发生癌变，这说明仅有HPV感染是不够的，还须其他因素，包括宿主的免疫状况、其他病毒感染、基因突变、药物、遗传易感性、生活方式等的共同作用，经过多步骤、多阶段才能发展成肿瘤。

(中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所田厚文)

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