王嬙，郭潔，宋殿榮

人乳頭瘤病毒（human papillomavirus，HPV）感染是威脅女性健康的性傳播感染，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們性觀念逐漸開放，其發(fā)病率有所上升。據(jù)估計，細胞學(xué)正常的女性中HPV感染的全球流行率為11.7%[1]，而中國性活躍的女性HPV感染率為14.3%[2]，并且HPV感染在25歲以下的女性中達到高峰，在55歲或更大的年齡時再次達到高峰[3]。此外，99.7%的宮頸癌中都能發(fā)現(xiàn)高危型HPV感染[4]。但單獨HPV感染不足以使上皮細胞直接惡變，還需要其他因素的協(xié)同或促進。目前的研究表明HPV感染的轉(zhuǎn)歸與宿主和病毒的自身因素以及陰道微環(huán)境的平衡狀態(tài)有關(guān)[5]。因此，現(xiàn)就陰道微環(huán)境與HPV感染的相關(guān)性進行綜述。

1 HPV的特性

HPV為乳多空病毒科乳頭瘤空泡病毒A屬，其病毒顆粒由直徑約為60 nm的20面體衣殼組成，包裹在衣殼蛋白內(nèi)的是含有8 000個堿基對的雙鏈HPV DNA?；蚪M中含有3個功能性編碼區(qū)，約10個開放閱讀框（ORF）：早期蛋白編碼區(qū)（E）包括E1、E2、E4、E5、E6、E7 和 E8，與 DNA 復(fù)制、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)和細胞轉(zhuǎn)化等有關(guān)；晚期蛋白編碼區(qū)（L）包括L1和L2基因；長控制區(qū)域（LCR）、上游調(diào)節(jié)區(qū)域（URR）或非編碼區(qū)域（NCR）含有DNA復(fù)制起點，主要調(diào)控病毒DNA的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制。

HPV是一類顯示高度的宿主特異性和親和力的無包膜小型雙鏈環(huán)狀DNA病毒，主要侵犯人體皮膚和黏膜的基底上皮細胞。目前感染黏膜上皮的HPV類型大約40個，依據(jù)HPV不同型別與腫瘤發(fā)生的危險性高低分為高危型和低危型。高危型HPV包括HPV16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66 和68等亞型，與大多數(shù)宮頸癌、陰莖癌、陰道癌、外陰癌、肛門癌、口咽癌以及癌前病變有關(guān)；低危型HPV包括HPV 6、11、42和43等亞型，主要與尖銳濕疣等良性病變有關(guān)。HPV主要感染鱗狀細胞中的基底層細胞以及鱗柱交界處的上皮細胞和化生細胞。高危型HPV感染鱗狀細胞中的基底層細胞并且感染持續(xù)一段時間后導(dǎo)致HPV-DNA與人體DNA整合，使局部鱗狀上皮細胞異常增殖，是引發(fā)宮頸癌的根本原因[6]。HPV感染具有組織趨向性，Monroy等[7]的研究表明HPV16易于感染鱗狀上皮細胞，從而導(dǎo)致宮頸鱗癌；HPV18傾向于感染宮頸腺體組織，可導(dǎo)致宮頸腺癌的發(fā)生。

HPV感染的主要途徑是性傳播，還包括垂直傳播和密切接觸傳播[8]。HPV通過性行為等產(chǎn)生的微小損傷感染組織，在主要蛋白（L1）和次要蛋白（L2）協(xié)助下內(nèi)化進入細胞，脫殼成功后進入細胞質(zhì)并開始轉(zhuǎn)錄，首先以低拷貝水平游離于基底和副基底細胞中，此時病毒處于潛伏狀態(tài)。在上皮細胞分化后，病毒復(fù)制到高拷貝水平并且表達衣殼蛋白（L1、L2），HPV E6、E7分別通過結(jié)合抑癌蛋白p53、視網(wǎng)膜母細胞瘤（pRB），誘導(dǎo)細胞不斷增殖、分化，使細胞周期失控，基因組不穩(wěn)定。當(dāng)中層和表層細胞中病毒拷貝到一定數(shù)量，基因復(fù)制完成并產(chǎn)生病毒性顆粒，裝配完成后釋放到細胞外，進而感染其他細胞。

2 陰道微環(huán)境

陰道解剖結(jié)構(gòu)、微生物菌群、局部免疫及機體的內(nèi)分泌調(diào)節(jié)功能共同構(gòu)成了陰道微環(huán)境。陰道位于膀胱、尿道和直腸之間，其上端包繞宮頸陰道部，并與宮頸陰道部之間形成陰道穹，下端開口于陰道前庭后部。陰道壁自內(nèi)向外由黏膜、肌層和纖維組織膜構(gòu)成。黏膜層由非角化復(fù)層鱗狀上皮覆蓋，無腺體，有許多橫行皺襞，受性激素影響有周期性變化。健康女性陰道菌群分布于陰道黏膜層，是由多種厭氧菌和需氧菌構(gòu)成，且兩者的比例為5∶1。我國健康育齡女性陰道常見的乳桿菌為卷曲乳桿菌（Lactobacillus crispatus）、惰性乳桿菌（Lactobacillus iners）、加氏乳桿菌（Lactobacillus gasseri）和詹氏乳桿菌（Lactobacillus jensenii）。

Di Paola等[9]分別對55例HPV陽性和17例HPV陰性的女性宮頸陰道分泌物進行16S核糖體RNA基因的焦磷酸測序，確定了4個主要微生物群落（community state types，CST）：CST Ⅰ以卷曲乳桿菌為主；CSTⅡ以加氏乳桿菌為主；CSTⅢ以惰性乳桿菌為主；CSTⅣ以乳桿菌含量低于60%，且以大量絕對或兼性厭氧菌（加德納菌屬、普氏菌屬、阿托波氏菌等）為主。

女性陰道是一個開放性腔道，極易受到外界和內(nèi)部因素干擾。一旦陰道微生態(tài)系統(tǒng)的平衡遭到破壞，就會引起內(nèi)源性、外源性微生物入侵，進而導(dǎo)致各種生殖道感染性疾病的發(fā)生。如由于陰道內(nèi)能產(chǎn)生過氧化氫的乳桿菌減少，陰道加德納菌、普雷沃菌等厭氧菌增多，陰道pH值增加，導(dǎo)致細菌性陰道病（bacterial vaginosis，BV）的發(fā)生。

3 陰道微環(huán)境與HPV感染的關(guān)系

3.1 菌群及其代謝物與HPV感染的關(guān)系

3.1.1 優(yōu)勢菌與HPV的關(guān)系 女性陰道微環(huán)境中含有多種微生物，其中以革蘭陽性乳桿菌為優(yōu)勢菌。乳桿菌的主要功能包括：降低陰道pH，維持酸性環(huán)境；形成保護性菌膜，抑制病原微生物，以及激活免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫應(yīng)答以清除病毒[10]。乳桿菌吸附、定植于陰道上皮細胞，通過分解陰道表層上皮細胞分泌的糖原來獲取營養(yǎng)物質(zhì)與能量，并產(chǎn)生乳酸和過氧化氫（H2O2）來維持陰道的酸性環(huán)境。乳桿菌黏附在陰道黏膜表面形成生物膜，防止致病微生物的黏附與異常增殖，其產(chǎn)生的乳酸能殺滅致病微生物與病毒，防止內(nèi)源性致病菌異常增殖、外源性致病菌侵入以及性傳播疾病的發(fā)生[11]。陰道微環(huán)境紊亂，陰道內(nèi)乳桿菌的優(yōu)勢地位發(fā)生變化，則會導(dǎo)致致病微生物的入侵。Brotman等[12]對32例育齡女性進行每周2次為期16周的陰道拭子采集并進行HPV檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以加氏乳桿菌為優(yōu)勢菌的陰道菌群能增加HPV的清除率。Dareng等[13]的研究顯示，在人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）陰性的婦女中高危型HPV感染與乳桿菌減少伴厭氧菌（尤其是普氏菌屬和纖毛菌屬）增加有關(guān)。另有學(xué)者通過比較HPV陰性組、HPV清除組和HPV持續(xù)感染組陰道菌群的豐度和多樣性，發(fā)現(xiàn)約氏乳桿菌（Lactobacillus johnsonii）在HPV持續(xù)感染組的比例增加，這表明約氏乳桿菌與HPV持續(xù)感染有關(guān)[14]。Reimers等[15]的研究發(fā)現(xiàn)，在HIV陰性和HIV陽性伴CD4+T細胞＞500 cells/mm3和HIV陽性免疫抑制的婦女中，HPV檢出率低與卷曲乳桿菌的相對豐度高有關(guān)，且不依賴于pH。因此，陰道內(nèi)不同種類的乳桿菌對HPV感染的影響不同，卷曲乳桿菌和加氏乳桿菌會降低HPV的感染，而約氏乳桿菌會促進HPV感染。

乳桿菌的代謝產(chǎn)物能激活免疫系統(tǒng)。乳桿菌產(chǎn)生的主要有機酸代謝產(chǎn)物乳酸的抗炎作用由pH≤3.86的質(zhì)子化形式介導(dǎo)，有研究將乳酸的pH調(diào)節(jié)至3.9并直接作用于陰道上皮細胞和宮頸上皮細胞系，發(fā)現(xiàn)抗炎因子白細胞介素1（IL-1）受體拮抗劑（IL-1RA）的產(chǎn)生顯著增加[16]。此外，L-乳酸和D-乳酸還可通過抑制Toll樣受體激動劑，減少促炎因子IL-6、腫瘤壞死因子（TNF）、T細胞激活性低分泌因子（RANTES）、IL-8和巨噬細胞炎性蛋白 3ɑ（MIP3ɑ）的產(chǎn)生，從而保護生殖道上皮細胞免受炎癥刺激[16]。這說明乳桿菌可通過免疫調(diào)節(jié)介導(dǎo)乳酸對生殖道上皮細胞的抗炎狀態(tài)，并保護其免受HPV的入侵[16]。

乳桿菌可以抑制宮頸癌細胞的增殖和遷移。Wang等[17]研究發(fā)現(xiàn)卷曲乳桿菌、詹氏乳桿菌和加氏乳桿菌的上清液通過調(diào)節(jié)HPV16 E6和E7致癌基因以及與細胞周期相關(guān)的基因來抑制宮頸癌細胞的生長。卷曲乳桿菌和加氏乳桿菌的上清液對宮頸癌Hela細胞有細胞毒性，且不依賴pH和乳酸[18]。另有研究將活化的乳桿菌作用宮頸癌HeLa和U14細胞24、48 h后顯著抑制了宮頸癌細胞的遷移能力；當(dāng)荷瘤小鼠腹腔注射活化的乳桿菌后，腫瘤質(zhì)量和體積均減?。≒＜0.01），并檢測到具有維持細胞間黏附、上皮組織極性和結(jié)構(gòu)完整性的E-鈣黏蛋白表達升高，這可能是乳桿菌抑制宮頸癌細胞遷移的作用機制[19]。

乳桿菌可以抑制宮頸上皮內(nèi)瘤變（cervical intraepithelial neoplasias，CIN）的發(fā)生發(fā)展。Oh 等[20]對70例CIN女性和50例對照女性的宮頸微生物進行了分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)陰道呈現(xiàn)以陰道阿托波氏菌、陰道加德納菌以及惰性乳桿菌為優(yōu)勢菌，卷曲乳桿菌減少為特征微環(huán)境時，患CIN的風(fēng)險將增加。

3.1.2 菌群多樣性與HPV的關(guān)系 在人體口腔、胃腸道等其他部位，微生物菌群多樣性、豐度高被認(rèn)為是健康的表現(xiàn)，而正常陰道微生物菌群是僅以少數(shù)幾種乳桿菌為優(yōu)勢菌，多樣性和豐度均較低。若陰道內(nèi)菌群多樣性增加，則會引起陰道微環(huán)境失衡，增加HPV易感性。HPV感染與菌群變化會導(dǎo)致HPV持續(xù)感染、陰道微環(huán)境失調(diào)以及致瘤性環(huán)境形成。此外，宮頸病變的發(fā)展與陰道微生物群高度多樣性有關(guān)[21]。CIN級別的升高與陰道微生態(tài)菌群多樣性呈正相關(guān)[22]，與乳桿菌的相對豐度呈負相關(guān)。Lam等[23]通過對晚期鱗癌患者的標(biāo)本進行微生物組分析，發(fā)現(xiàn)最多的微生物是芽孢桿菌科、鹽桿菌科和普雷沃氏菌科，將二路普雷沃菌與宮頸癌HeLa細胞系進行培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)其在促炎途徑中上調(diào)了3種基因，分別是溶酶體相關(guān)膜蛋白3（LAMP3）、信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白 1（STAT1）和多肽轉(zhuǎn)運體基因 1（TAP1），推測腫瘤內(nèi)微生物群可能通過誘導(dǎo)免疫反應(yīng)驅(qū)動因子來促進宮頸癌的發(fā)生。

研究表明核心微生物群落組成的變化可能與HPV感染有關(guān)[24]。一項橫斷面研究顯示，HPV感染的女性比正常女性陰道加德納菌和阿托波氏菌的檢出率更高。同時，HPV感染者的陰道菌群多樣性和組成比HPV陰性者更復(fù)雜[25]。有學(xué)者對上海郊區(qū)3 502例女性進行HPV和BV感染情況的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)與HPV陰性組比，HPV陽性組中BV的發(fā)生率更高（15.5%vs.3.1%，P＜0.001）；與BV陰性組比，BV陽性組中HPV 感染居多（83.3%vs.46.2%，P＜0.001），而且宮頸病變主要發(fā)生在HPV和/或BV感染者中，這表明HPV和BV協(xié)同作用于宮頸，可能會增加宮頸病變發(fā)生的風(fēng)險[26]。因此，重視女性陰道微生物群的特征變化可能有助于降低HPV感染或持續(xù)感染的風(fēng)險。

3.2 pH與HPV的關(guān)系 正常陰道的酸性環(huán)境是維持陰道微環(huán)境穩(wěn)態(tài)的首要機制，這決定了陰道內(nèi)寄生的細菌一般都呈嗜酸性或耐酸，并且抑制HPV的入侵。正常陰道的pH值通過維持細菌素和H2O2的活性，可增強陰道微環(huán)境對HPV的抵抗力。有研究將100例絕經(jīng)前婦女分成HPV陰性對照、HPV陽性對照、低度不典型增生（LGD，即CIN 1）、高度異型增生（HGD，即 CIN2/3）和浸潤性宮頸癌（ICC）組，其中陰道pH值異常（＞4.5）的女性所占比例分別為55%、78%、73%、93%、100%（P=0.003）[27]，這表明 pH值與宮頸病變嚴(yán)重程度有關(guān)。Clarke等[28]評估了9 165例18～97歲的女性陰道pH與HPV感染及相關(guān)的細胞學(xué)異常間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)HPV感染與陰道pH（4.0～5.5）主要在＜35歲的女性中呈正相關(guān)，在＞35歲的女性中沒有相關(guān)性；并且在35歲以下和65歲以上的女性中發(fā)現(xiàn)陰道pH升高（≥5.0）會增加30%的多種HPV基因型感染以及低度鱗狀上皮內(nèi)病變（LSIL）感染的風(fēng)險，這一結(jié)果也表明不同年齡女性陰道PH改變可能會提高HPV感染率。

3.3 局部免疫與HPV感染的關(guān)系 健康完整的陰道黏膜是阻止致病菌入侵機體的第一道免疫防線，其表面是免疫和物理屏障，可防止?jié)撛诘牟≡w與陰道上皮細胞接觸。陰道局部免疫的作用包括從感染的病灶中清除微生物，并且產(chǎn)生抗微生物的中和抗體，以及涉及結(jié)合先天和后天黏膜反應(yīng)的動態(tài)免疫網(wǎng)絡(luò)。參與先天免疫的細胞包括自然殺傷（NK）細胞、巨噬細胞、樹突細胞和嗜酸性粒細胞等。適應(yīng)性免疫是T細胞呈遞和抗原呈遞細胞（APC）或B細胞抗體分泌刺激后的病原體特異性應(yīng)答。這種免疫應(yīng)答由APC驅(qū)動，包括巨噬細胞、樹突細胞、朗格漢斯細胞及子宮頸和子宮內(nèi)膜的上皮細胞，其效應(yīng)組分是CD4+T細胞以及其分泌的細胞因子、CD8+T細胞（細胞毒性效應(yīng)細胞）和免疫球蛋白[29]。

接觸HPV后，正常陰道菌群會激活巨噬細胞、NK細胞等多種免疫細胞，誘導(dǎo)產(chǎn)生TNF-2、IL-12、NO等效應(yīng)因子以清除病毒[10]。但由于全身抗原特異性T細胞反應(yīng)很弱而且往往是短暫的，所以HPV感染后不能在機體引起強烈的免疫反應(yīng)，故多呈潛伏感染，沒有任何臨床癥狀。HR-HPV E6和E7蛋白破壞角質(zhì)形成細胞的炎癥反應(yīng)導(dǎo)致宿主免疫應(yīng)答的無效性[30]，導(dǎo)致陰道局部免疫細胞功能和免疫因子表達失調(diào)，機體自身免疫和局部免疫功能破壞，這不僅增加HPV易感性，也降低了免疫系統(tǒng)對于HPV自然消除的速率。隨著HPV持續(xù)感染，宮頸病變的程度逐漸加重，又會導(dǎo)致局部免疫力下降[31]。

Gao等[25]對100例絕經(jīng)前非妊娠的女性陰道灌洗液中21種免疫介質(zhì)進行檢測，發(fā)現(xiàn)不論是否以乳桿菌為優(yōu)勢菌的陰道微環(huán)境，IL-36γ是唯一與宮頸癌呈正相關(guān)的細胞因子。這表明IL-36γ是微生物入侵后上皮細胞和免疫激活的驅(qū)動因素，可能在宿主防御入侵的病原體中發(fā)揮關(guān)鍵作用。另有學(xué)者利用細菌和病毒產(chǎn)物（鞭毛蛋白、FSL-1、聚乙二醇（I∶C）處理人類3-D陰道和宮頸上皮細胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在上皮細胞中表達和分泌的IL-36γ通過誘導(dǎo)促炎細胞因子（IL-1B、IL-6、CCL20 和 TNFα）、趨化因子的產(chǎn)生來刺激先天免疫反應(yīng)，從而促進黏膜炎癥反應(yīng)發(fā)生，這也表明當(dāng)微生物入侵后IL-36γ的分泌增加在宿主防御HPV感染及宮頸病變發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用[32]。

有研究將117例HR-HPV感染患者分為無宮頸鱗狀上皮內(nèi)病變（NSIL）、低度鱗狀上皮內(nèi)病變（LSIL）和高度鱗狀上皮內(nèi)病變（HSIL）組，分別測量陰道灌洗液中 IL-6、IL-2、IL-4、IL-17A、IL-10、TNF和γ干擾素（IFN-γ）的水平，并計算IL-6和IL-2的細胞因子評分，發(fā)現(xiàn)疾病嚴(yán)重程度與IL-6水平呈正相關(guān)，與IL-2水平呈負相關(guān)，且細胞因子評分高的HPV陽性患者在3年內(nèi)發(fā)生HSIL的風(fēng)險增加[33]。這項研究在一定程度上反映出細胞因子在預(yù)測宮頸病變中的作用，而細胞因子評分是否能作為預(yù)測宮頸病變進展的指標(biāo)還需更多臨床和基礎(chǔ)研究的證實。

Shannon等[34]對59例女性的宮頸脫落細胞進行HPV檢測并于6個月后重復(fù)HPV檢測，發(fā)現(xiàn)HPV清除者比HPV陰性和持續(xù)HPV感染者的朗格漢斯細胞數(shù)目增多（P=0.015），這表明HPV的清除與朗格漢斯細胞數(shù)目增多有關(guān)。其機制可能是朗格漢斯細胞直接識別表皮細胞中的HPV蛋白，且隨著朗格漢斯細胞數(shù)目增多，朗格漢斯細胞上表達的E鈣黏蛋白增多，促進HPV清除。因此保持局部免疫細胞與免疫因子的正常功能有助于抑制HPV感染，防止宮頸病變的發(fā)生。

3.4 雌孕激素波動與HPV感染的關(guān)系 陰道微環(huán)境是一個復(fù)雜而動態(tài)的系統(tǒng)，隨女性性成熟階段的不同而發(fā)生變化。在女性整個育齡期，陰道微生物成分的波動與月經(jīng)周期中雌激素和孕激素的周期性分泌有關(guān)。更年期女性由于體內(nèi)雌激素水平下降，陰道萎縮導(dǎo)致了乳桿菌耗盡，進而增加了HPV的易感性。育齡期女性在高雌激素狀態(tài)下促進陰道上皮細胞的成熟、增殖以及糖原的積累。糖原被人α淀粉酶分解代謝并轉(zhuǎn)化為較小的聚合物，即麥芽糖、麥芽三糖和α糊精，然后作為乳桿菌的營養(yǎng)支持最終代謝為乳酸，從而使陰道處于pH為3.5～4.5的微環(huán)境中以保護女性生殖道免于HPV感染。孕激素不僅能降低乳桿菌的數(shù)量及陰道清潔度，還直接抑制T細胞分化為Th1，增強Th2的表達，降低陰道局部免疫力，使陰道微環(huán)境易于被病原微生物破壞。

雌激素通過上調(diào)HPV致癌基因的表達來促進腫瘤的生長和持續(xù)。Park等[35]研究發(fā)現(xiàn)持續(xù)的雌激素誘導(dǎo)轉(zhuǎn)基因小鼠的宮頸鱗柱交界細胞和陰道上皮細胞增殖，激活HPV18 E6、E7表達，促進宮頸病變的發(fā)生。另有研究比較了宮頸鱗癌和正常女性中HPV16與體內(nèi)雌激素變化，發(fā)現(xiàn)異常高水平的內(nèi)源性雌二醇（＞40 pg/mL）可能進一步增加HPV16型感染者進展為宮頸癌的風(fēng)險[36]，其原因為HPV16-E7和雌二醇負調(diào)節(jié)顆粒酶B（GrB）的表達和活性，并增加角質(zhì)形成細胞中絲氨酸蛋白酶抑制劑（protease inhibitor-9，PI-9）的表達，使癌前細胞獲得細胞毒性，并有助于癌細胞的免疫逃避[37]。

雌孕激素波動可以通過影響陰道微環(huán)境中乳桿菌的功能和數(shù)量，從而改變機體對HPV易感性；還可通過刺激HPV基因表達，以及降低陰道局部免疫等方式，促進宮頸病變的發(fā)生發(fā)展。因此，隨著女性生理階段的變化，機體對HPV的易感性存在變化。

4 結(jié)語

正常的陰道微環(huán)境是抵御HPV感染的第一道防線。陰道微環(huán)境發(fā)生變化或失衡一方面可引發(fā)宮頸黏膜損傷、局部免疫異常，給HPV感染可乘之機，另一方面其在HPV持續(xù)感染和宮頸病變進展中亦起到推波助瀾的作用。同時，HPV感染也可能誘導(dǎo)陰道微環(huán)境失衡，兩者相互影響，互為因果?？梢?，維持陰道微環(huán)境的平衡有助于降低HPV感染及宮頸病變的發(fā)生，從而保護女性生殖健康。因此，探討陰道微環(huán)境變化與宮頸HPV感染的關(guān)系，及其在宮頸病變發(fā)生中的作用對預(yù)防和治療宮頸癌前病變及宮頸癌有非常重要的研究意義和臨床價值。今后應(yīng)結(jié)合女性生理階段及對生育的要求，針對不同陰道微生態(tài)失衡狀態(tài)開展相關(guān)基礎(chǔ)和臨床研究，實施分層、長期管理，同時積極探索預(yù)防及降低HPV感染的新途徑，從根本上預(yù)防宮頸癌。