曾洪敏 綜述，常淑芳 審校

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院婦產(chǎn)科 400010)

宮頸癌是女性第四大常見(jiàn)的惡性腫瘤，也是女性惡性腫瘤死亡的第四大原因，據(jù)估計(jì)每年新發(fā)病例約570 000例，并且有311 000例因此死亡[1]。高危型人乳頭瘤病毒(HPV)持續(xù)感染是宮頸癌發(fā)生的必要條件。約90%女性在感染HPV后2年內(nèi)可自然清除[2]，殘余的高危型HPV持續(xù)感染可導(dǎo)致宮頸上皮內(nèi)瘤變(CIN)甚至宮頸癌。機(jī)體從最初感染HPV到患宮頸癌大概需要數(shù)十年時(shí)間，HPV感染并與宿主細(xì)胞DNA整合可能涉及多種機(jī)制，其中免疫逃避與HPV持續(xù)感染密切相關(guān)。本文就女性宮頸感染HPV后的免疫反應(yīng)及免疫逃避機(jī)制進(jìn)行綜述，為探索HPV致病機(jī)制和研發(fā)免疫治療方法提供依據(jù)。

1 HPV類型、基因結(jié)構(gòu)及致病機(jī)制

HPV是一種雙鏈環(huán)狀DNA病毒，由大約8 000個(gè)堿基對(duì)組成，基因組包括6個(gè)早期基因(E1、E2、E4、E5、E6、E7)、2個(gè)晚期基因(L1和L2)和1個(gè)非編碼區(qū)[3]。目前已經(jīng)測(cè)序了150多種HPV類型，并根據(jù)致癌潛能分為低危型和高危型[4]。其中55%和15%的浸潤(rùn)性宮頸鱗癌中可分別檢測(cè)到HPV16和18型[5]。

病毒DNA通常優(yōu)先感染黏膜基底細(xì)胞，若逃避宿主免疫識(shí)別最終可復(fù)制擴(kuò)散累積上皮細(xì)胞導(dǎo)致CIN[6]。高危型HPV的致癌活性取決于E6和E7蛋白的功能特性，二者可分別與p53和pRb抑癌蛋白相互作用進(jìn)而誘導(dǎo)其降解，導(dǎo)致抑癌途徑的功能性阻斷，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞周期的進(jìn)展[7]。雖然HPV癌蛋白E6、E7的表達(dá)可迅速使腫瘤抑制因子失活，但在自身免疫功能完整的個(gè)體中進(jìn)展為浸潤(rùn)性癌還需要病毒多年持續(xù)的感染。意味著除了病毒癌蛋白，HPV感染后宿主的免疫反應(yīng)在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中也占據(jù)著重要的地位。

2 HPV感染與免疫反應(yīng)

宮頸黏膜分泌的黏液構(gòu)成了機(jī)體抵御HPV的主要物理屏障。HPV通過(guò)局部損傷的宮頸黏膜入侵，激發(fā)機(jī)體的非特異性免疫和特異性免疫反應(yīng)來(lái)抵御病毒的侵襲，其中特異性細(xì)胞免疫反應(yīng)在抵御病毒增殖和抑制腫瘤進(jìn)展中起主要作用。

2.1 非特異性免疫

HPV感染女性宮頸后，固有免疫細(xì)胞通過(guò)其表面模式識(shí)別受體(PRRs)識(shí)別病原體，分泌免疫因子，參與免疫細(xì)胞相互作用、功能調(diào)節(jié)、細(xì)胞生長(zhǎng)及分化。

Toll樣受體(TLRs)是可識(shí)別病原相關(guān)分子模式(PAMPs)的一種特殊跨膜受體，存在于免疫細(xì)胞和非免疫細(xì)胞的質(zhì)膜及細(xì)胞器表面，可識(shí)別脂質(zhì)、脂蛋白、蛋白質(zhì)、核酸等PAMPs。經(jīng)識(shí)別PAMPs而被活化的TLRs可誘導(dǎo)Ⅰ型干擾素(IFN-Ⅰ)的產(chǎn)生，IFN-Ⅰ可活化自然殺傷(NK)細(xì)胞從而產(chǎn)生IFN-γ致力于HPV清除。E6和E7作為HPV的兩種關(guān)鍵癌蛋白，其持續(xù)過(guò)表達(dá)可能下調(diào)TLR，從而減少細(xì)胞因子的形成[8-9]。其中TLR2與機(jī)體抗腫瘤、抗病毒功能呈正相關(guān)[10]。NK細(xì)胞無(wú)須激活即可殺傷失去主要組織相容性抗原C(MHC)“自我”標(biāo)識(shí)的細(xì)胞，在缺乏腫瘤抗原時(shí)也能裂解癌細(xì)胞，以實(shí)現(xiàn)更快的免疫應(yīng)答[11]。因此，MHCⅠ類分子表達(dá)低下在影響抗原提呈的同時(shí)，也能增強(qiáng)NK細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的識(shí)別[12]。另外，白細(xì)胞介素2(IL-2)可刺激激活NK細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等Th1細(xì)胞因子共同參與病毒的清除[13]。

樹(shù)突狀細(xì)胞(DCs)是免疫應(yīng)答過(guò)程中功能最強(qiáng)的抗原提呈細(xì)胞，負(fù)責(zé)攝取并加工抗原后將其呈遞至T淋巴細(xì)胞，激活特異性免疫應(yīng)答。因此，DCs是聯(lián)系固有免疫和適應(yīng)性免疫的樞紐。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)是腫瘤微環(huán)境中的關(guān)鍵炎性細(xì)胞之一，主要包括M1和M2兩個(gè)亞型。最新研究結(jié)果顯示，M2型TAMs浸潤(rùn)程度隨著宮頸癌的嚴(yán)重程度明顯升高，其預(yù)示著宮頸癌的不良預(yù)后[14]。IL-6主要由巨噬細(xì)胞分泌，可改變腫瘤細(xì)胞對(duì)巨噬細(xì)胞因子分泌的調(diào)控，并促進(jìn)巨噬細(xì)胞在腫瘤局部的募集，是連接慢性炎癥和腫瘤進(jìn)展的關(guān)鍵分子之一[15]。IL-10是輔助性T細(xì)胞分泌的一種免疫抑制因子，可阻礙抗腫瘤因子的產(chǎn)生，具有達(dá)到抗炎、促腫瘤生長(zhǎng)和增殖的作用。最新研究顯示[16]，IL-37作為一種潛在的抗炎和抗癌分子，能夠促成宮頸癌細(xì)胞的凋亡，阻礙其增殖和侵襲。但作用過(guò)程中具體的分子機(jī)制尚未明確，需更多的研究進(jìn)一步探索。

2.2 細(xì)胞免疫

眾多免疫細(xì)胞中，T細(xì)胞數(shù)量在宮頸外口中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位[17]。T細(xì)胞(主要為CD4和CD8 T細(xì)胞)在介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的清除過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[18]。腫瘤和病毒抗原的免疫應(yīng)答依賴于抗原遞呈細(xì)胞(APCs)向抗原特異性T細(xì)胞表達(dá)抗原肽，而APCs識(shí)別和提呈抗原肽激活T細(xì)胞需要MHC和抗原遞呈元件(APM)的共同參與。MHC的人類同源物是人類白細(xì)胞抗原(HLA)。APM成員蛋白協(xié)助HLA-Ⅰ類分子對(duì)內(nèi)源性抗原肽的結(jié)合、加工和轉(zhuǎn)運(yùn)，介導(dǎo)特異性T細(xì)胞免疫應(yīng)答。經(jīng)相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的肽段被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)氨基肽酶(ERAP)剪切至最適合的長(zhǎng)度，再經(jīng)伴侶蛋白負(fù)載至HLA-Ⅰ。APM成員蛋白和HLA-Ⅰ類分子水平異常均可改變正常的抗原呈遞過(guò)程。

病原體入侵時(shí)DCs大量活化，CD4 T細(xì)胞經(jīng)DCs呈遞的抗原肽激活后，可進(jìn)一步分化為T(mén)h1和Th2細(xì)胞發(fā)揮各自的作用。IFN-γ、TNF-α等Th1型細(xì)胞因子主要參與細(xì)胞免疫反應(yīng)，IL-6、IL-10等Th2型細(xì)胞因子主要誘導(dǎo)體液免疫反應(yīng)，同時(shí)抑制細(xì)胞免疫反應(yīng)。Th1型細(xì)胞因子IFN-γ的表達(dá)增加有助于高危型HPV的清除，宮頸病變局部病灶內(nèi)IFN-γ可能是清除高危型HPV的預(yù)后標(biāo)志物。

2.3 體液免疫

HPV感染人體生殖道黏膜后，體液免疫反應(yīng)的發(fā)生晚于細(xì)胞免疫反應(yīng)，由被激活的CD4 T細(xì)胞分化而來(lái)的Th2細(xì)胞能促進(jìn)B淋巴細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)局部生殖道黏膜分泌抗體IgA，同時(shí)可誘導(dǎo)全身免疫反應(yīng)使外周血中產(chǎn)生IgG，二者在宮頸病變中的表達(dá)水平均降低[19]。另外也有研究報(bào)道，HPV相關(guān)的IgA抗體主要在HPV持續(xù)感染的機(jī)體中產(chǎn)生[20]。體液免疫在抗病毒過(guò)程中起著不可缺少的作用，但其具體作用機(jī)制仍未完全明確，仍需要更多的研究進(jìn)一步探索。

3 免疫逃避機(jī)制

3.1 病毒基因表達(dá)特點(diǎn)介導(dǎo)的免疫逃避

3.1.1病毒早期基因低水平表達(dá)

HPV感染宮頸上皮基底細(xì)胞后，病毒早期基因的表達(dá)維持在較低水平，這一過(guò)程由E2基因控制。而低水平的病毒癌蛋白會(huì)影響局部APCs對(duì)感染細(xì)胞的有效識(shí)別，進(jìn)而阻礙誘導(dǎo)有效的免疫應(yīng)答。但在疾病進(jìn)展過(guò)程中，當(dāng)HPV基因組與宿主DNA整合時(shí)，通常會(huì)導(dǎo)致E2基因座的破壞，其對(duì)E6和E7基因表達(dá)的抑制作用得到解除，因此，E6和E7癌蛋白表達(dá)水平上升使得被感染細(xì)胞易發(fā)生細(xì)胞轉(zhuǎn)化[21]。

3.1.2病毒致癌基因僅在上皮遠(yuǎn)端層表達(dá)

由于HPV的關(guān)鍵事件發(fā)生在完全分化的角質(zhì)形成細(xì)胞中，即E6、E7癌基因表達(dá)及富有免疫原性的病毒衣殼(由L1和L2晚期蛋白形成)的表達(dá)只發(fā)生在宮頸上皮遠(yuǎn)端層。而富含免疫活性的細(xì)胞主要存在于基底層以下的更深層部位，角質(zhì)形成細(xì)胞遠(yuǎn)離了免疫活性部位而發(fā)生死亡和脫落。在接近上皮表面的這一層中，免疫細(xì)胞數(shù)量受限，這是使HPV在即使表達(dá)了致癌基因也難以逃避免疫識(shí)別和再感染的另一個(gè)機(jī)制[21]。

3.1.3宿主細(xì)胞中趨化因子和TLR基因表達(dá)的改變

HPV可以干擾DNA甲基化，以改變宿主細(xì)胞基因表達(dá)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄下調(diào)。有研究報(bào)道，HPV E7的啟動(dòng)子高甲基化導(dǎo)致CXCL14的下調(diào)和抗腫瘤免疫反應(yīng)的抑制[22]。CXCL14是機(jī)體中一種重要的免疫趨化因子，可誘導(dǎo)募集多種免疫細(xì)胞參與抗病毒免疫反應(yīng)。最近有研究闡述了HPV基因組的高甲基化狀態(tài)，尤其是HPV16基因組中的E2結(jié)合位點(diǎn)(E2BSs)，可能潛在地阻斷E2的抑制功能，從而誘導(dǎo)E6和E7癌基因的表達(dá)水平上升，以介導(dǎo)細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化[23]。

除DNA甲基化外，HPV改變組蛋白的修飾是另一種調(diào)節(jié)基因表達(dá)的遺傳機(jī)制。在正常生理情況下，TLR9可以感知雙鏈DNA，而HPV38 E7蛋白可以下調(diào)TLR9[24]。在人類上皮細(xì)胞感染期，組蛋白脫甲基酶(JARID1B)和組蛋白脫乙酰基酶(HDAC1)都被募集到TLR9基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的上游，導(dǎo)致TLR9下調(diào)，從而減弱對(duì)感染細(xì)胞中DNA的檢測(cè)[21]。

3.2 宿主蛋白質(zhì)功能異常導(dǎo)致的免疫逃避

3.2.1角質(zhì)形成細(xì)胞中IFN表達(dá)異常

干擾素調(diào)控因子(IRF)是干擾素誘導(dǎo)基因的重要轉(zhuǎn)錄因子，通過(guò)病毒癌蛋白與IRF的結(jié)合，HPV感染的角質(zhì)形成細(xì)胞中的干擾素表達(dá)嚴(yán)重下調(diào)[21]。有研究發(fā)現(xiàn)，HPV16 E7癌蛋白抑制IFN-γ誘導(dǎo)STAT1的磷酸化，導(dǎo)致細(xì)胞中IRF1和抗原處理相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)體亞單位1(TAP1)表達(dá)受阻[25]。其中TAP1作為抗原呈遞元件的重要成分，其表達(dá)改變可影響抗病毒的細(xì)胞免疫應(yīng)答。

3.2.2cGAS-STING、TLR和核因子-κB(NF-κB)信號(hào)通路調(diào)節(jié)異常

有研究表明，HPV18 E7可阻斷環(huán)鳥(niǎo)苷單磷酸-腺苷單磷酸合酶-干擾素基因刺激物(cGAS-STING)抗DNA病毒的防御通路[26]。cGAS可感知胞質(zhì)DNA，然后募集STING并誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)的抗病毒狀態(tài)[21]。NF-κB是另一種重要的炎癥信號(hào)調(diào)節(jié)通路，NF-κB激活后的高表達(dá)被認(rèn)為有助于慢性炎癥向?qū)m頸癌發(fā)展，其有望成為判斷宮頸癌進(jìn)展的分子標(biāo)記[27]。如前所述，HPV38 E7可下調(diào)可識(shí)別病毒DNA的TLR9。而HPV16 E6又可以通過(guò)各種TLRs成員激活NF-κB通路以促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[28]。說(shuō)明HPV可通過(guò)以上途徑有效地降低機(jī)體對(duì)病毒的防御功能。

3.3 抗原提呈過(guò)程受阻引起的免疫逃避

經(jīng)APCs提呈的病毒抗原肽主要由HLA-Ⅰ類分子加工處理后呈遞給CD8 T細(xì)胞。具體過(guò)程包括：抗原被APCs表面的HLA-Ⅰ攝取至細(xì)胞質(zhì)后，由細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的免疫蛋白酶體降解成由氨基酸組成的肽段，再經(jīng)抗原處理相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白(TAP)運(yùn)輸至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，此時(shí)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)氨基肽酶(ERAP)將肽段剪切至最適合HLA-Ⅰ的長(zhǎng)度，最后由伴侶蛋白協(xié)助裝載至HLA-Ⅰ被轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞外與T細(xì)胞結(jié)合。病毒識(shí)別不僅受HLA-Ⅰ類分子表達(dá)的影響，通常還通過(guò)以ERAP、TAP等APM成員蛋白為目標(biāo)來(lái)阻礙細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)的識(shí)別及殺傷作用。已有研究結(jié)果顯示，HPV16 E7癌蛋白可導(dǎo)致TAP1和HLA-Ⅰ表達(dá)水平均下降，且認(rèn)為細(xì)胞表面HLA-Ⅰ的下調(diào)與TAP1的表達(dá)減少相關(guān)[29]。ERAP1被認(rèn)為是編輯肽段的關(guān)鍵分子，但在針對(duì)宮頸病變的眾多研究結(jié)果中，其表達(dá)含量差異較大。有研究表明，在宮頸癌中ERAP1的表達(dá)下調(diào)[30]。而另外的研究則提示，ERAP1在CIN和宮頸癌中過(guò)表達(dá)，且隨著疾病的嚴(yán)重程度表達(dá)逐漸增加[31]。過(guò)表達(dá)的ERAP1可進(jìn)行性破壞抗原表位，同時(shí)可導(dǎo)致HPV16特異性的CD8 T細(xì)胞反應(yīng)減弱，從而影響宿主免疫系統(tǒng)對(duì)抗原的識(shí)別和殺傷作用[21]。另外，組織中程序性死亡配體1(PD-L1)蛋白的表達(dá)及T細(xì)胞上PD-1蛋白的激活可引起免疫耐受，從而抑制T細(xì)胞受體(TCR)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而阻礙T細(xì)胞的活性，而HPV癌蛋白E5、E6和E7可激活PD-1/PD-L1通路[32]。

4 HPV與炎癥

HPV感染是慢性宮頸炎發(fā)病機(jī)制中的重要因素，而宮頸炎的發(fā)生會(huì)增加HPV陽(yáng)性表達(dá)的可能。主要因?yàn)閷m頸炎患者生殖道上皮較薄，正常的黏液分泌減少，因此性生活易導(dǎo)致HPV入侵從而增加感染概率，且HPV感染后，免疫功能將失去平衡，進(jìn)一步增加宮頸炎發(fā)生率[33]。HPV癌蛋白E5、E6和E7也通過(guò)調(diào)節(jié)環(huán)氧化酶(COX)-2和前列腺素(PG)E2的表達(dá)激活COX-PG通路、誘導(dǎo)促炎因子(IL-6、IL-8、TNF-α)產(chǎn)生等機(jī)制[34]，參與慢性炎癥的發(fā)展，炎癥誘發(fā)的氧化應(yīng)激(OS)促進(jìn)炎癥過(guò)程的持續(xù)，在病毒整合和促進(jìn)癌變過(guò)程中起一定作用[4]。在HPV相關(guān)的腫瘤中，病毒癌蛋白對(duì)OS的建立具有調(diào)節(jié)作用，病毒早期癌蛋白表達(dá)的最終作用是誘導(dǎo)OS，促進(jìn)病毒體的組裝和完成病毒生命周期[35]。

5 總結(jié)和展望

HPV感染是宮頸病變發(fā)生和進(jìn)展的主要危險(xiǎn)因素，激發(fā)的宿主免疫應(yīng)答，在抵御病毒和對(duì)抗腫瘤過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用。持續(xù)感染的HPV可通過(guò)逃避宿主免疫系統(tǒng)的監(jiān)視和殺傷，導(dǎo)致進(jìn)一步惡變。HPV感染機(jī)制復(fù)雜，其免疫逃避策略成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，力求為研究新的免疫靶向治療方法提供理論支持。然而針對(duì)HPV感染后的相關(guān)免疫反應(yīng)還存在一些問(wèn)題待解決，如：IL-37作為一種潛在的抗病毒、抗腫瘤分子，其具體機(jī)制是什么？體液免疫反應(yīng)在抵御HPV感染過(guò)程中的具體作用等？隨著未來(lái)對(duì)HPV感染后免疫反應(yīng)的更深入研討，將會(huì)為從源頭上遏制和改善HPV感染及其所致的宮頸病變提供新的思路。