人乳头瘤病毒免疫学机制的研究进展

唐娟 杨阳 王鹤晓 齐瑞群 高兴华

人乳头瘤病毒免疫学机制的研究进展

唐娟 杨阳 王鹤晓 齐瑞群 高兴华

人乳头瘤病毒是一种常见的双链闭环DNA病毒，主要引起皮肤黏膜的良恶性增殖性疾病，其相关疾病的发病率正逐年上升。病毒进入人体后，机体启动天然免疫反应和获得性免疫反应来清除病毒。角质形成细胞、朗格汉斯细胞及巨噬细胞参与抗病毒免疫反应中的抗原提呈、吞噬等。T淋巴细胞对于清除病毒感染具有重要作用。但是在某些情况下，机体并不能完全清除病毒，病毒通过逃逸机制得以持续存在导致恶变。因此，明确人乳头瘤病毒所诱导的免疫反应及免疫逃逸机制对于研发药物、分子治疗及靶向治疗具有重要作用。

人乳头瘤病毒；DNA病毒；免疫；肿瘤；肿瘤逃逸

一项来自伦敦的研究，检测了409例器官移植接受者34种HPV的血清抗体检出率，发现无论是白种人、亚洲人还是黑种人，各组血清抗体检出率在87%～94%之间。但是某些特定类型HPV的致病力在人种间有显著差异［1］。

HPV的危险因素有年龄（包括初次性交的年龄）、社会经济地位和性伴侣的数量［2］。免疫抑制患者更易发病，接受移植后5年非黑素瘤皮肤癌发病率为 40%，疣的发生率为 90%［3］。

1.2 HPV感染所致皮肤病：HPV感染人皮肤和黏膜后可引起寻常疣、扁平疣、跖疣、尖锐湿疣等良性赘生物。肛门与生殖器疣是生殖器区域最常见的良性肿瘤，其中 >90%的患者与HPV6和HPV11相关［4］。伊朗研究者检测了100例女性生殖器疣样本，HPV6和HPV11 DNA阳性的样本所占比例分别是49%和67%［5］（也有患者被一种以上的病毒感染）。有研究者在鲍恩病的皮损中发现高危型HPV34及疣状表皮发育不良型HPV21［6］。疣状表皮发育不良的特点是异常基因（EVER1/2）决定的易感性与人乳头状瘤毒持续广泛的皮肤感染［7］。非黑素瘤皮肤癌包括，鳞状细胞癌与基底细胞癌，高危型HPV（如16和18型）是非黑素瘤皮肤癌的风险因素［8］。使用免疫抑制剂、移植患者及艾滋病患者更易发生鳞状细胞癌［9-10］。高危型HPV可引起外生殖器癌、高度子宫颈上皮内瘤变及宫颈癌，全世界范围内高达99%的子宫颈鳞状细胞癌有HPV感染。

2 HPV与免疫

2.1 抗HPV免疫反应：巨噬细胞、自然杀伤细胞（NK细胞），自然杀伤T细胞等在抗HPV感染的第一道防线中具有重要作用。在感染早期，NK细胞杀伤病毒感染的靶细胞。巨噬细胞与病毒某些成分接触，被激活后释放炎症因子、化学因子及干扰素（IFN）。巨噬细胞被细胞因子激活后通过IFN或依赖抗体的细胞毒性作用将病毒杀死。朗格汉斯细胞作为表皮内抗原提呈细胞，能够刺激静息T淋巴细胞［11］。特异性的CD8+细胞毒性T细胞趋化至皮肤炎症灶后，与携带人白细胞抗原病毒抗原肽复合物的角质形成细胞相互接触，在辅助分子及细胞因子，如白细胞介素（IL）2等的共同作用下，以颗粒酶、肿瘤坏死因子（TNF）α-TNF受体和Fas-FasL的方式杀灭HPV感染的角质形成细胞，从而清除病毒。有报道，特异性免疫反应以HPV16 E2和E6蛋白为靶点通过细胞毒T淋巴细胞，清除被HPV16感染的细胞［12］。

鉴于体液免疫缺陷患者的HPV感染率与健康人没有明显差异，因此，体液免疫对抗HPV感染作用不大。近年来研究发现，中和性抗体的存在与HPV DNA 的低拷贝有关［13］。

2.2 HPV免疫逃逸机制：HPV感染人体后，机体通过各种途径来启动免疫应答。大部分个体能够清除病毒，无明显的临床表现。但也有HPV感染持续存在的情况。其发生免疫逃逸的机制可能通过以下方式：HPV E6蛋白与肿瘤抑制基因的产物p53结合，阻断并降解p53，进一步抑制细胞周期及凋亡，同时E6能激活端粒酶，导致细胞无限增殖，与原癌基因c-jun结合，缩短G1期并加速G1到S期。E7与抑癌基因rb结合导致rb无活性，并使细胞周期蛋白抑制物p21和p27失效［14］。E6和E7蛋白下调宿主细胞干扰素基因的表达［15］，在病毒的免疫逃逸中发挥重要作用。由于病毒处于非裂解状态，免疫系统无法启动早期免疫反应。免疫缺陷个体HPV感染患病率增加，如人类免疫缺陷病毒感染引起的免疫抑制，表明CD4 T细胞在清除HPV感染过程中的重要作用［16］。

除上述方式外，HPV还阻碍模式识别受体的下游信号传递至细胞核，因而影响Ⅰ型IFN、促炎症细胞因子和趋化因子的产生［17］，在抗原识别过程中，缺乏炎症细胞因子，包括IFN的共刺激信号，可能会导致免疫耐受而不是适当的免疫反应［18］。研究发现，朗格汉斯细胞与HPV病毒样颗粒共同孵育，激活了朗格汉斯细胞中的PI3-K通路是HPV新的逃逸机制［19］。在细胞方面，HPV感染角质形成细胞，并在其中复制，而角质形成细胞远离免疫中心，生命周期较短，使得病毒不能遭到细胞破坏引发的炎症和免疫反应的攻击［15］。被转染HPV的树突细胞出现迁移活性和细胞因子数量的改变，潜在的抑制或延迟对病毒抗原的免疫反应［20］。然而，与树突细胞相比，朗格汉斯细胞并不被HPV病毒样颗粒激活，缺乏上调的激活标记物和合成IL-12，在混合白细胞反应中不能刺激T细胞活化以及产生HPV特异性免疫［21］。HPV E7在上皮细胞中的表达，导致局部的免疫抑制，免疫反应微弱而无效［22］。肥大细胞的存在使得E7转基因的移植物不被排斥，说明肥大细胞引起局部免疫抑制，使得HPV E7感染持续存在［23］，这是高危型HPV感染的重要特点。这种环境使得机体对HPV抗原产生免疫耐受，特异性效应细胞被招募到受感染部位的数目较少，致使细胞活性下调［16］。

3 免疫治疗

目前，有两种疫苗Gardasil和Cervarix已经上市，可有效预防几种类型的HPV感染［24］。研究发现，注射四价抗HPV6/11/16/18疫苗（Gardasil）后，NK细胞，CD3+CD56+淋巴细胞和单核细胞表达IL-2增加。NK细胞、CD3+CD56+淋巴细胞表达NKG2D、NKp30和NKp46也显著增加［25］。外用咪喹莫特，能够刺激机体产生多种细胞因子，诱发机体的抗病毒反应，疗效较好，且复发率低。细胞因子是由免疫细胞及相关细胞产生，可激活免疫细胞、参与抗癌免疫反应，直接抑制肿瘤细胞的增殖和转移。目前，用于治疗子宫颈癌的细胞因子有IL-2、IL-12、干扰素和集落刺激因子等。

在HPV相关肿瘤局部增加树突细胞的数量，可明显抑制肿瘤进展。过继性细胞免疫治疗是一种注射免疫活性细胞，增强肿瘤患者的免疫功能，从而达到抗肿瘤效果的一种免疫治疗方法。

4 结语

HPV发病率高，最引起研究者关注的原因之一是HPV持续感染与一些肿瘤的发生有密切关系。HPV感染人体以后，机体发生各种免疫反应来清除病毒，但HPV通过不同的免疫逃逸机制来逃逸机体的免疫监视及清除。

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Human papillomavirus-related immunological mechanisms

Tang Juan,Yang Yang,Wang Hexiao,Qi Ruiqun,Gao Xinghua.
Department of Dermatology,First Hospital of China Medical University,Shenyang 110001,China

Gao Xinghua,Email:gaobarry@hotmail.com

Human papillomavirus （HPV）,a common double-stranded and closed circular DNA virus,mainly causes benign or malignant proliferative diseases of the skin and mucous membranes.The incidence of HPV-related diseases has been increasing year by year.After the virus enters the human body,innate and acquired immune responses are initiated to eliminate it.Keratinocytes,Langerhans cells and macrophages participate together in antigen presentation and phagocytosis in antiviral immune responses.T-lymphocytes play an important role in eliminating the virus.However,in some cases,the virus cannot be cleared completely,and persists in the human body through immune escape mechanisms,resulting in malignant transformation.Therefore,it is of great importance to clarify HPV-induced immune reactions and relevant immune escape mechanisms for drug development,molecular therapy and targeted therapy.

Human papillomavirus;DNA viruses;Immunity;Neoplasms;Tumor escape

人乳头瘤病毒（HPV）是一种嗜上皮病毒，在自然界广泛分布，具有较强的传染性。HPV感染人体后常导致多种皮肤病，如寻常疣、扁平疣、尖锐湿疣、疣状表皮发育不良、鳞状细胞癌等。关于HPV致病机制尚不十分明确，研究提示，HPV感染可能与信号通路、基因变异、朗格汉斯细胞及角质形成细胞的功能抑制等有关。

1 概述

1.1 分型与流行病学：HPV DNA分为早期区（E）、晚期区（L）和非编码区。E区控制病毒复制、转录调节，L区编码病毒衣壳的结构蛋白，非编码区调控基因的转录。HPV分型基于L1区核苷酸序列的差异，如果L1区10%以上的核酸序列与其他HPV不同，则定义为新型HPV，若同源性达到90%以上，则定义为病毒亚型。按照生物学行为不同，HPV可被分为高危型及低危型。高危型主要引起肛门生殖道的恶性肿瘤，低危型主要引起皮肤黏膜的良性增殖性疾病。高危型如HPV16、18、31和33等可引起外生殖器癌、高度子宫颈上皮内瘤变及宫颈癌。按照侵犯部位不同，又可将HPV分为皮肤型及黏膜型，常见的疾病主要有各种皮肤疣、日光性角化病、非黑素细胞性皮肤肿瘤；黏膜型主要引起的疾病有宫颈癌与尖锐湿疣。

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2015.05.020

卫生公益性行业科研基金（201202013）

110001沈阳，中国医科大学附属第一医院皮肤科

高兴华，Email:gaobarry@hotmail.com

2014-11-13）