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人乳頭狀瘤病毒(HPV)基因整合與宮頸病變

2021-04-12 20:30袁書(shū)凝錢程邢燕
關(guān)鍵詞:宿主基因組宮頸癌

袁書(shū)凝,錢程,邢燕

(南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院婦科,南京 210029)

1 概述

宮頸癌目前是全球女性第四常見(jiàn)的惡性腫瘤,僅次于乳腺癌,結(jié)直腸癌,肺癌[1,2]。 高危性人乳頭狀瘤病毒(high risk human papillomavirus,hr‐HPV)感染被認(rèn)為是宮頸癌發(fā)病的一個(gè)主要原因,HPV16與18是美國(guó)最常見(jiàn)的hr‐HPV感染亞型,而HPV16與52是中國(guó)最常見(jiàn)的hr‐HPV感染亞型[3]。近年來(lái),隨著細(xì)胞學(xué)、HPV篩查的普及,宮頸上皮內(nèi)瘤變和宮頸癌的早期發(fā)現(xiàn)率、早期診斷率和早期治療率均得到了極大提高,但是宮頸癌的發(fā)生率與死亡率仍然在上升[4]。大部分女性在一生中都會(huì)感染HPV,然而只有0.35%左右的HPV感染患者最終會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閷m頸癌。HPV感染初期,其基因組在細(xì)胞核染色體外復(fù)制,是一種游離的基因復(fù)制方式[5]。Groves 等[6]在高達(dá)85%的宮頸鱗狀細(xì)胞癌中發(fā)現(xiàn),hr‐HPV DNA可以整合進(jìn)入宿主細(xì)胞染色體即hr‐HPV的基因整合,使“一過(guò)性感染”變?yōu)椤俺掷m(xù)性感染”,是啟動(dòng)宮頸癌發(fā)生的一個(gè)必要非充分事件。同時(shí),有研究發(fā)現(xiàn)[7‐9],HPV的整合只出現(xiàn)在高級(jí)別宮頸病變中,隨著宮頸病變程度加重,HPV 基因組整合率也在逐漸增高,這提示HPV 基因組整合率可能是宮頸癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的重要標(biāo)志物之一。hr‐HPV的整合成為宮頸病變?cè)缙谠\斷和精準(zhǔn)治療的熱點(diǎn)。但是,目前對(duì)于HPV基因整合的分子生物學(xué)機(jī)制和整合位點(diǎn)等問(wèn)題仍然不十分清楚,因此,本文將對(duì)HPV基因整合的具體機(jī)制、與宮頸病變程度的關(guān)系,及其臨床意義進(jìn)行簡(jiǎn)要的綜述。

2 HPV的結(jié)構(gòu)和整合機(jī)制

HPV病毒,是一個(gè)雙鏈DNA結(jié)構(gòu),其中,結(jié)構(gòu)域中的E6蛋白和E7蛋白對(duì)于腫瘤的發(fā)生有著重要的調(diào)控作用,即分別抑制p53和pRb功能,阻斷細(xì)胞凋亡,使細(xì)胞周期失控。以微同源序列為代表的一系列學(xué)說(shuō)為我們提供了HPV整合的可能機(jī)制。HPV整合后的致癌機(jī)制,目前的研究認(rèn)為HPV E1、E2蛋白的缺失和結(jié)合部位甲基化導(dǎo)致的破壞,導(dǎo)致局部基因的不穩(wěn)定,啟動(dòng)癌癥的發(fā)生。其次,病毒‐宿主結(jié)合轉(zhuǎn)錄體的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定;HPV整合形成一個(gè)病毒‐細(xì)胞超級(jí)增強(qiáng)子,啟動(dòng)高水平原癌基因表達(dá);在HPV病毒整合之后可以破壞或更改細(xì)胞內(nèi)基因和/或他們的側(cè)翼序列的表達(dá)。

2.1HPV的結(jié)構(gòu)

HPV病毒是一個(gè)封閉環(huán)狀的雙鏈DNA結(jié)構(gòu),由早期編碼區(qū)域、晚期編碼區(qū)域、非編碼區(qū)3部分組成。早期編碼區(qū)域產(chǎn)物為E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7蛋白,晚期編碼區(qū)域產(chǎn)物為衣殼蛋白與次要衣殼蛋白(L1、L2),非編碼區(qū)是病毒調(diào)節(jié)區(qū)域長(zhǎng)控制區(qū)(LCR),起增強(qiáng)子的作用。其中,L1和L2作為衣殼蛋白,有免疫原性,E1和E2蛋白負(fù)責(zé)病毒基因組復(fù)制、轉(zhuǎn)錄調(diào)控,E4蛋白誘導(dǎo)細(xì)胞角蛋白網(wǎng)絡(luò)的崩塌,E5蛋白可參與感染病毒抗原的遞呈,是HPV建立持續(xù)性感染的重要因素之一,E6蛋白與E7蛋白聯(lián)合發(fā)揮作用,抑制p53功能,從而阻斷細(xì)胞凋亡,E7蛋白通過(guò)組織pRB使細(xì)胞周期失控[10,11]。

2.2 HPV的整合機(jī)制

關(guān)于HPV的可能整合機(jī)制仍然眾說(shuō)紛紜,目前學(xué)界較為接受的觀點(diǎn):HPV是隨機(jī)整合入宿主的DNA序列,激活DNA損傷反應(yīng),驅(qū)動(dòng)原癌基因E6/E7的高表達(dá)。有許多研究發(fā)現(xiàn),HPV整合整合機(jī)制涉及多種可能機(jī)制,其中包括:氧化應(yīng)激學(xué)說(shuō)、環(huán)路理論、hr‐HPV整合體理論、微同源序列學(xué)說(shuō)、超級(jí)增強(qiáng)子學(xué)說(shuō)等。但是,其是否和疾病的不同階段有關(guān),或者存在聯(lián)合整合機(jī)制,仍然需要進(jìn)一步的研究探索。

2.2.1 氧化應(yīng)激學(xué)說(shuō)

病理生理學(xué)方面,高水平的活性氧導(dǎo)致DNA 、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)損傷,從而導(dǎo)致細(xì)胞損傷,啟動(dòng)癌癥[12]。HPV整合對(duì)于細(xì)胞生命來(lái)說(shuō),是一個(gè)終末事件。越來(lái)越多的研究證實(shí),HPV整合機(jī)制很有可能是以激活DNA損傷反應(yīng)(DNA damage response,DDR)的方式發(fā)生,并與HPV的復(fù)制過(guò)程密切相關(guān)[13]。由于介導(dǎo)DNA修復(fù)的酶和參與DNA復(fù)制的酶之間是有重疊的,包括HPV在內(nèi)的一些DNA病毒均已經(jīng)被證明可以通過(guò)激活和利用DNA修復(fù)機(jī)制來(lái)增強(qiáng)自身的復(fù)制。HPV病毒的DNA復(fù)制過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞核中,E1和E2復(fù)制蛋白的表達(dá)可以形成復(fù)制灶,招募DDR的成分,HPV進(jìn)入細(xì)胞核并在核域10(ND10)體附近啟動(dòng)復(fù)制和轉(zhuǎn)錄程序,而核域10與DNA損傷區(qū)域相關(guān)。我們認(rèn)為HPV整合開(kāi)始于氧化應(yīng)激導(dǎo)致的DNA損傷或者雙鏈斷裂,由病毒和環(huán)境因素介導(dǎo)的慢性氧化應(yīng)激導(dǎo)致DNA損傷,從而增加HPV整合入基因組的頻率。接下來(lái)的步驟由DNA損傷應(yīng)答所驅(qū)動(dòng)。Wongworawat等人[14]的研究表明,HPV 16的E6異構(gòu)體即 E6*能夠提高活性氧水平;氧化應(yīng)激學(xué)說(shuō)及慢性炎癥已被證明在宮頸病變過(guò)程中刺激病毒整合和病毒原癌基因失調(diào)中發(fā)揮著重要作用。由此可見(jiàn),未來(lái)的研究應(yīng)致力于預(yù)防和逆轉(zhuǎn)HPV整合。DNA損傷應(yīng)答,敲除HPV整合序列,siRNA方法,修飾細(xì)胞選擇整合基因組和表觀修飾機(jī)制將是日后的干預(yù)方法。

2.2.2 環(huán)路理論

近來(lái),Akagi等人[15]的研究針對(duì)HPV整合通路提出了一個(gè)“環(huán)路”的理論,即HPV整合介導(dǎo)的DNA復(fù)制和重組,可能會(huì)形成宿主‐病毒DNA串聯(lián)體,破壞參與致癌作用和/或擴(kuò)增E6/E7的基因。串聯(lián)體是由宿主和病毒基因組序列組成,以相同的HPV斷點(diǎn)序列相連,可能是因?yàn)椴《緩?fù)制造成的DNA復(fù)制導(dǎo)致的。這樣的“環(huán)路”模型也許是因?yàn)樗拗鳗\病毒DNA串聯(lián)體可以通過(guò)連接帶切口的位點(diǎn),橋接非連續(xù)性基因組序列。接下來(lái),擴(kuò)增鏈的游離末端可以與非連續(xù)序列聯(lián)合、修復(fù),以重復(fù)、相同的斷點(diǎn)形成的串聯(lián)線性結(jié)構(gòu),導(dǎo)致染色體內(nèi)復(fù)制與重排。同時(shí),環(huán)路結(jié)構(gòu)與染色體重排是異常HPV整合體的副產(chǎn)物。

2.2.3 hr‐HPV整合體理論

Coleman等[16]的研究示轉(zhuǎn)錄沉默的hr‐HPV整合體是宮頸癌的一個(gè)重要中間階段,與受感染細(xì)胞中游離體共存。游離體起源的E2蛋白抑制整合體轉(zhuǎn)錄,游離體的清除與整合體沉默的減少和整合體的選擇有關(guān)。整合和整合體的克隆選擇可以認(rèn)為是兩個(gè)獨(dú)立的事件,整合的HPV因?yàn)榇聿《镜囊环N形式,對(duì)宿主病毒清除機(jī)制有免疫作用,導(dǎo)致感染細(xì)胞維持細(xì)胞原癌基因高表達(dá)和避免細(xì)胞死亡,可以被看作是可選擇的。

1/3的宮頸癌HPV整合體與區(qū)域性拷貝數(shù)變異(copy number variations,CNV)相聯(lián)系[17]。最初的整合起自病變擴(kuò)增基底細(xì)胞病毒和宿主DNA相鄰的序列,HPV操縱宿主DNA的損傷應(yīng)答,將病毒基因組融入宿主切口染色體,在細(xì)胞周期的特定階段復(fù)制自己的DNA[18],而且,目標(biāo)區(qū)域一定是在宿主核染色質(zhì)的轉(zhuǎn)錄區(qū)域,可以提供病毒原癌基因的表達(dá)[8]。

2.2.4 微同源序列學(xué)說(shuō)

在整合斷點(diǎn)研究基因組的測(cè)序發(fā)現(xiàn)了在人類基因組與HPV基因組基因組中的微同源序列區(qū)域。由此可見(jiàn),微同源序列介導(dǎo)的DNA修復(fù)通路,在AT富集區(qū)域能夠組成莖環(huán)結(jié)構(gòu),例如復(fù)制叉停頓、模版轉(zhuǎn)換(Fork Stalling and Template Switching, FoSTeS)、微同源介導(dǎo)的斷裂誘導(dǎo)復(fù)制(microhomology‐mediated break‐induced replication, MMBIR)[8]。通過(guò)比對(duì)宿主‐病毒DNA序列,我們發(fā)現(xiàn)3種方式,包括重疊,插入一些無(wú)序的核苷酸和直接連接。其中,重疊是最常見(jiàn)的一種方式,即細(xì)胞和病毒的序列有一些相同核苷酸[19]。HPV和人類基因組的微同源序列在整合位點(diǎn)附近富集,說(shuō)明病毒和人類基因組的融合可能發(fā)生在微同源介導(dǎo)的DNA修復(fù)通路。這一現(xiàn)象表明微同源(MH)介導(dǎo)的 DNA修復(fù)通路參與整合。在HPV病毒感染中,局部基因結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定,容易形成DNA碎裂或者是復(fù)制叉停頓,導(dǎo)致FoSTeS或者M(jìn)MBIR通路的發(fā)生。之后,HPV會(huì)挾持MH‐介導(dǎo)的DNA修復(fù)通路,使自身與破碎的宿主基因組融合,完成整合過(guò)程[8]。

2.2.5 超級(jí)增強(qiáng)子學(xué)說(shuō)

病毒的基因整合可以分為3類:I類整合是單個(gè)病毒基因組整合入宿主DNA;II類整合是數(shù)個(gè)重復(fù)的病毒基因組串聯(lián)整合入一個(gè)單個(gè)位點(diǎn),但中間無(wú)插入的宿主序列;III類整合,即是病毒‐宿主的插入共擴(kuò)增式整合,在HPV相關(guān)的惡性腫瘤非常常見(jiàn),是臨近細(xì)胞序列常會(huì)發(fā)生共擴(kuò)增和重排。核染色質(zhì)編碼病毒增強(qiáng)子和相鄰擴(kuò)增細(xì)胞序列富集于超級(jí)增強(qiáng)子標(biāo)志物H3K27ac和Brd4。HPV16整合體生成一個(gè)由病毒上游調(diào)控序列(URR)和細(xì)胞增強(qiáng)子串聯(lián)組成的超級(jí)增強(qiáng)子類的成分,二者協(xié)同,驅(qū)動(dòng)原癌基因E6/7的高表達(dá)。我們推測(cè)有轉(zhuǎn)錄活性的機(jī)制增強(qiáng)子,在合適條件下都可以被擴(kuò)增成為超級(jí)增強(qiáng)子[20]。這一超級(jí)增強(qiáng)子導(dǎo)致基因的選擇性表達(dá),從而導(dǎo)致原癌基因的高表達(dá)和腫瘤進(jìn)展。

2.3 HPV整合后可能的致癌機(jī)制

HPV的整合啟動(dòng)癌癥發(fā)生可能有如下幾個(gè)機(jī)制:①E2蛋白的缺失以及E2蛋白結(jié)合部位的甲基化導(dǎo)致的破壞[21],這兩者同時(shí)取消了E2蛋白介導(dǎo)的E6與E7蛋白啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄抑制,從而使E6、E7表達(dá)異常,導(dǎo)致重要細(xì)胞周期檢查點(diǎn)的失活,驅(qū)動(dòng)癌癥的發(fā)生。E6與E7作為原癌基因,聯(lián)合發(fā)揮作用,分別抑制p53和pRb功能。病毒原癌基因E6的產(chǎn)物抑制p53和BAK蛋白,及IRF‐3等一些細(xì)胞因子,從而降低INF‐b和PDZ的轉(zhuǎn)錄,同時(shí)其水平與端粒酶和MAPK通路正相關(guān),使細(xì)胞擴(kuò)增,促進(jìn)細(xì)胞永生化;E7主要抑制pRb,pRb是p16的抑制劑,pRb的失活導(dǎo)致p16水平的上升,促使細(xì)胞增殖,導(dǎo)致癌變。②病毒‐宿主結(jié)合轉(zhuǎn)錄體的形成,復(fù)合E6/E7轉(zhuǎn)錄體較病毒E6/E7轉(zhuǎn)錄體更穩(wěn)定[22]。③E1蛋白的缺失導(dǎo)致其復(fù)制活動(dòng)的終止,造成DNA損傷,在E1和/或E2區(qū)域被破壞的情況下,這些復(fù)制蛋白不會(huì)從整合的基因組中表達(dá),但會(huì)從共同復(fù)制的、染色體外的HPV基因組中表達(dá),啟動(dòng)局部基因的不穩(wěn)定性[16],促進(jìn)癌變。④HPV病毒在宮頸癌細(xì)胞中有轉(zhuǎn)錄活性,大部分的病毒轉(zhuǎn)錄方向與病毒基因一致,82%的mRNA序列示病毒基因在宿主基因的下游。整合區(qū)域的轉(zhuǎn)錄活性較未整合區(qū)域高。整合導(dǎo)致HPV上游調(diào)控序列(upstream regulatory sequence,URR)轉(zhuǎn)錄因子的募集和通讀轉(zhuǎn)錄,使病毒‐宿主mRNA轉(zhuǎn)錄和病毒整合位點(diǎn)下游的表達(dá)小幅增加。HPV整合操縱和多聚化細(xì)胞增強(qiáng)子,從而產(chǎn)生一個(gè)病毒‐細(xì)胞超級(jí)增強(qiáng)子,啟動(dòng)高水平原癌基因表達(dá)。HPV基因組或調(diào)節(jié)因素的串聯(lián)重復(fù),內(nèi)部拷貝存在轉(zhuǎn)錄性的基因沉默,有利于HPV基因整合后的選擇性表達(dá),有時(shí)有活性的基因組的串聯(lián)序列能作為一個(gè)轉(zhuǎn)錄超級(jí)增強(qiáng)子,導(dǎo)致病毒逃逸,腫瘤進(jìn)展和避免感染細(xì)胞死亡[20]。⑤在發(fā)生整合位置的附近與癌癥有關(guān)基因的水平改變,HPV病毒整合之后可以破壞或更改細(xì)胞內(nèi)基因和/或他們的側(cè)翼序列的表達(dá)[21],整合后的HPV整合點(diǎn)附近的基因水平較未整合處表達(dá)更高[23],以致啟動(dòng)癌癥的發(fā)生[18]。

3 HPV整合狀態(tài)的檢測(cè)方法及整合位點(diǎn)

HPV的病毒整合通常發(fā)生在致癌基因、普通脆性位點(diǎn)(common fragile sites, CFSs)附近、CpG區(qū)域附近及轉(zhuǎn)錄活性區(qū)。HPV的整合狀態(tài)通常由熒光原位雜交、Southern印跡雜交、DIPS‐PCR技術(shù)、多重實(shí)時(shí)熒光PCR法、乳頭瘤病毒致癌基因轉(zhuǎn)錄子擴(kuò)增法(Amplification of Papillomavirus Oncogene Transcripts,APOT)、E2/E6比值等來(lái)測(cè)量?;谝陨蟼鹘y(tǒng)的基因測(cè)序方法,馬丁等人發(fā)現(xiàn)了整合位點(diǎn)存在于POU5F1B,F(xiàn)HIT,KLF12,KLF5,LRP1B,LEPREL1[8]。然而,以上測(cè)序方法存在著時(shí)間長(zhǎng)、所需樣本多、敏感性低,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,在擴(kuò)增HPV方面效果不佳,且成本高昂等缺點(diǎn)。

新型基因測(cè)序方法,例如全基因組測(cè)序(whole genome sequencing,WGS)以及高通量病毒整合檢測(cè)(high‐throughout viral input detection,HIVID)是現(xiàn)今常用的兩種方法來(lái)檢測(cè)HPV整合位點(diǎn)的常用手段[24]。HIVID相較于WGS而言對(duì)序列的檢測(cè)更加精確,它能先測(cè)量原癌基因的表達(dá)水平,同時(shí)測(cè)定整合位點(diǎn)與HPV病毒狀態(tài)。全基因組測(cè)序表明HPV整合體通過(guò)側(cè)面連接和橋接大量宿主基因擴(kuò)增和重排,包括基因刪除、倒置、染色體倒位、染色體易位和染色體內(nèi)重排?;贖IVID方法,馬丁等的研究發(fā)現(xiàn)了整合位點(diǎn)存在于POU5F1B、FHIT、KLF12、KLF5、LRP1B、LEPREL1,包括新的整合熱點(diǎn)位置,例如HMGA2、DLG2和SEMA3D[8]。FHIT和LRPIB蛋白表達(dá)的下降與內(nèi)含子HPV整合有關(guān),而MYC與HMGA2表達(dá)的上升與相鄰正常組織中HPV整合有關(guān)。MYC是編碼一種能影響細(xì)胞周期生長(zhǎng),自然死亡,細(xì)胞轉(zhuǎn)化的蛋白質(zhì)。HPV捕獲和二代測(cè)序法聯(lián)合對(duì)于檢測(cè)HPV亞型有很高的特異性和靈敏度,檢測(cè)HPV的整合率,更進(jìn)一步的檢測(cè)病毒和細(xì)胞連接的序列。 TaME‐seq是擴(kuò)增HPV中一個(gè)很有效的手段,能使測(cè)序成本大大下降。它能同步測(cè)試HPV基因組變異率和整合序列分析,它對(duì)序列的的廣覆蓋率能夠發(fā)現(xiàn)較少見(jiàn)的變異和整合位點(diǎn)[25]。ViFi(Viral Integration and Fushion Identification)是一種新型技術(shù),可以檢測(cè)從WGS獲得的整合位點(diǎn)和RNA序列數(shù)據(jù)中獲得的人類‐病毒復(fù)合物mRNA。近期研究表明miRNA在HPV相關(guān)惡性腫瘤中,HPV的陽(yáng)性、陰性與miRNA的表達(dá)水平密切相關(guān)。一個(gè)理論是整合的HPV產(chǎn)生的轉(zhuǎn)錄復(fù)合體可能吸收部分miRNA,另一種可能是轉(zhuǎn)錄復(fù)合體能更好的破壞宿主細(xì)胞通路[26]。

此外,在HeLa細(xì)胞系和宮頸癌標(biāo)本中,HPV整合位點(diǎn)和相鄰宿主基因組結(jié)構(gòu)變異有很大的關(guān)聯(lián)[8]。HPV整合位點(diǎn)與染色體易位處相鄰,HPV插入與染色體易位的距離超過(guò)1Mb。HPV插入點(diǎn)與拷貝數(shù)變異(copy number variation,CNV)相鄰,在某些病例中,HPV插入位點(diǎn)較病毒拷貝數(shù)要少。這一矛盾可能是因?yàn)椴《菊象w和臨近基因組序列的擴(kuò)增,導(dǎo)致了多余的、相同的位點(diǎn)。HPV整合在DNA、RNA樣本中存在著很大的差異,F(xiàn)HIT,KLF5和LINC00392是DNA樣本中常見(jiàn)的整合位點(diǎn),RAD51B, CASC8,CASC21, ERBB2, TP63, TEX41, RAP2B, 和MYC是RNA樣本中常見(jiàn)的整合位點(diǎn)[15]。DNA樣本中斷點(diǎn)基因更易傾向于存在于內(nèi)含子和啟動(dòng)子區(qū)域,在膽堿能突觸通路進(jìn)行富集,而RNA樣本中斷點(diǎn)基因更易傾向于存在于外顯子,富集于癌癥轉(zhuǎn)錄失調(diào)、黏著連接的通路中[27]。某些染色體區(qū)段被發(fā)現(xiàn)在整合過(guò)程中發(fā)生富集,染色體3、2、8、1是發(fā)生整合最常見(jiàn)的位點(diǎn),例如3q28、2q22.3、3p14.2、8q24.21、13q22.1、14q24.1、17p11.1、17q23.1和17q23.2等。相比之下,HPV18感染更易導(dǎo)致整合,HPV18感染導(dǎo)致的宮頸病變更易在MYC基因存在的8q24.21發(fā)生整合[11]。HPV整合中,樣本中斷點(diǎn)基因的平均數(shù)和整合率一樣,都與疾病進(jìn)展正相關(guān)。斷點(diǎn)基因可以發(fā)生在病毒基因組的任何位置,更傾向于發(fā)生在E1基因而不是E2基因,LCR區(qū)域較少。

4 HPV整合與宮頸病變的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)

通過(guò)宮頸上皮細(xì)胞的微損傷感染,HPV病毒顆粒進(jìn)入并播散至宮頸上皮基底層,HPV從衣殼中釋放,進(jìn)入細(xì)胞核,即成為游離基因。HPV在感染宮頸上皮細(xì)胞后存在三種存在形式,包括游離型、整合型以及混合型。HPV處于整合狀態(tài)時(shí)能在體內(nèi)存在較長(zhǎng)一段時(shí)間,使之不易被宿主免疫系統(tǒng)發(fā)現(xiàn),成為“持續(xù)性感染”,在高級(jí)別上皮內(nèi)瘤變及宮頸癌中更常見(jiàn)。隨著宮頸病變程度的加重,整合型的比率逐漸增加,游離型比率逐漸降低,特別是在宮頸癌中,多重整合占大多數(shù);在宮頸炎癥和CIN中,以單一整合為主[6,9,28]。但是,HPV整合狀態(tài)與宮頸病變進(jìn)展相關(guān)性仍有待研究,有報(bào)道顯示HPV整合發(fā)生在宮頸病變的起始階段(如CIN I),混合型較完全整合型更有可能預(yù)示著疾病進(jìn)展。而與腺癌相比,鱗癌有著更多的HPV整合率。HPV整合在受感染的細(xì)胞中提供了一個(gè)選擇性生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì),與治療失敗與縮短的無(wú)病生存率相關(guān)[7,29,30]。Joo 等人對(duì)204位宮頸癌接受化療的患者利用原位雜交與PCR方法進(jìn)行檢測(cè)HPV整合狀態(tài)及預(yù)后情況,他們發(fā)現(xiàn):HPV整合是一個(gè)預(yù)測(cè)宮頸癌后無(wú)病生存期的生物標(biāo)志物[29]。由此可見(jiàn),HPV的整合狀態(tài)可以被看作疾病進(jìn)展的標(biāo)志之一。

在HPV分型方面,HPV16、18、45相較HPV31、33而言有更多的整合潛能,從而更易引發(fā)高級(jí)別病變進(jìn)展為宮頸癌[31]。HPV16常整合入2p23.2的基因間區(qū)域,穿插25kb的擴(kuò)增相鄰細(xì)胞DNA。有研究表明[32‐36],HPV16的高病毒載量預(yù)示成為CIN2/3或?qū)m頸癌的風(fēng)險(xiǎn)更高,更短的復(fù)發(fā)平均間隔時(shí)間和更低的總體生存率。擁有游離HPV形式的病人相對(duì)來(lái)說(shuō)有最高的生存率和復(fù)發(fā)平均間隔時(shí)間。接下來(lái)預(yù)后由好至壞是混合HPV形式,HPV‐,整合HPV形式的病人[37]。已有研究發(fā)現(xiàn),HPV16、58、33是中國(guó)西北部最常見(jiàn)的整合亞型[3]。

HPV整合作為疾病進(jìn)展的標(biāo)志事件之一,已經(jīng)被用于臨床診斷及治療。在診斷方面,超過(guò)4個(gè)的HPV16整合位點(diǎn)宮頸癌病例后來(lái)都被診斷為III期宮頸癌,表明HPV整合與晚期宮頸癌是相聯(lián)系的。有研究建議[37],對(duì)有hr‐HPV感染,HPV整合但是TCT陰性的病人,常規(guī)陰道鏡的實(shí)施也是必要的,以此來(lái)防止誤診的發(fā)生;對(duì)有hr‐HPV感染,HPV整合,宮頸活檢為CIN I的病人,常規(guī)建議LEEP或者宮頸環(huán)切;對(duì)有hr‐HPV感染,而HPV整合檢測(cè)及細(xì)胞學(xué)檢查均為陰性的病人,建議短期觀察。HPV整合位點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)為HPV精準(zhǔn)治療提供了方向,hr‐HPV E6 E7 mRNA的檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)非鏡下病變的HPV整合[38],但其對(duì)臨床工作的意義仍停留在在理論層面。在治療方面,HPV‐的宮頸癌亞型對(duì)放療的反應(yīng)最差,其假說(shuō)可能是TP53基因在50%的宮頸癌案例中都有突變,導(dǎo)致了他們更有侵略性。另外,手術(shù)前使用放療和化療對(duì)于宮頸癌中HPV整合率的降低有一定影響。宮頸病變病毒表位的表達(dá)可能會(huì)擁有免疫原性,給精準(zhǔn)治療提供了方向,例如免疫檢查點(diǎn)抑制劑——CTLA4或PD1抑制劑治療[39]。盡管外科手術(shù)及放療技術(shù)的進(jìn)步,仍然有高達(dá)50%的局部進(jìn)展性宮頸癌都會(huì)在治療后2年內(nèi)復(fù)發(fā)[40],此時(shí),補(bǔ)救性二次手術(shù)及二次放療的選擇變得十分局限。分子個(gè)性化治療和預(yù)測(cè)性生物標(biāo)志物能夠改善患者預(yù)后,減小細(xì)胞毒性,使非選擇性和靶向治療的患者獲益,從而達(dá)到精準(zhǔn)治療的目標(biāo)。

5 小結(jié)

綜上所述,hr‐HPV的整合與宮頸病變息息相關(guān)。HPV通過(guò)氧化應(yīng)激、環(huán)路結(jié)構(gòu)、形成hr‐HPV整合體、微同源序列、超級(jí)增強(qiáng)子等機(jī)制進(jìn)行整合。通過(guò)E6、E7蛋白表達(dá)的異常調(diào)節(jié),導(dǎo)致重要細(xì)胞周期檢查點(diǎn)的失活和宿主內(nèi)基因不穩(wěn)定性的提高,從而驅(qū)動(dòng)癌癥的發(fā)生。新的檢測(cè)技術(shù)可能會(huì)為給我們帶來(lái)HPV整合的新位點(diǎn)。HPV整合狀態(tài)可以被看作一個(gè)疾病進(jìn)展的標(biāo)志,同時(shí)也是一個(gè)預(yù)測(cè)宮頸癌預(yù)后的生物標(biāo)志物。由此,HPV整合狀態(tài)未來(lái)將被廣泛用于宮頸病變的早期診斷和精準(zhǔn)治療。然而,目前關(guān)于HPV基因整合的研究大多基于細(xì)胞系分析,并不能代表宮頸癌的自然史。此外,目前關(guān)于HPV整合的研究大多是基于發(fā)病率最高的HPV16和18型,而對(duì)于其他的hr‐HPV并沒(méi)有足夠的數(shù)據(jù)證實(shí)。各種HPV的整合是如何參與宮頸病變的不同階段,何種HPV在疾病發(fā)展仍能維持游離狀態(tài),哪種類型更易發(fā)生整合,各種HPV感染是如何相互作用的,HPV整合對(duì)于宮頸癌的發(fā)生是否是必要的都有待進(jìn)一步深入研究。整合位點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)、相關(guān)通路的研究對(duì)于宮頸癌的精準(zhǔn)治療和預(yù)后的判斷有著重大的意義。利用新型測(cè)序和分子生物學(xué)方法有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)宮頸病變和宮頸癌的個(gè)體化精準(zhǔn)治療。

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