崔廣學 高曉磊 梁新華

1.赤峰學院附屬醫(yī)院口腔頜面外科，赤峰 024000；2.口腔疾病研究國家重點實驗室，國家口腔疾病臨床研究中心，四川大學華西口腔醫(yī)院口腔頜面外科，成都 610041

人乳頭瘤狀病毒在頭頸部鱗狀細胞癌中的研究進展

崔廣學1高曉磊2梁新華2

1.赤峰學院附屬醫(yī)院口腔頜面外科，赤峰 024000；2.口腔疾病研究國家重點實驗室，國家口腔疾病臨床研究中心，四川大學華西口腔醫(yī)院口腔頜面外科，成都 610041

高危型人乳頭瘤狀病毒是宮頸癌的主要致病因素，近年來研究發(fā)現人乳頭瘤狀病毒感染與頭頸部鱗狀細胞癌的發(fā)生也存在密切關系。本文對人乳頭瘤狀病毒相關性頭頸部鱗狀細胞癌的流行病學、致癌機制、診斷方法、治療及預后等方面的研究進展作一綜述。

人乳頭瘤狀病毒； 頭頸部鱗狀細胞癌； 致癌基因

頭頸部鱗狀細胞癌（head and neck squamous cell carcinomas，HNSCCs）發(fā)病率較高，全球每年約633 000人患病，導致約355 000人死亡[1]，5年存活率為40%～50%[2]，位居全身常見惡性腫瘤的第6位，是最常見惡性腫瘤之一[3]。煙酒是引發(fā)HNSCCs的重要因素之一，隨著西方發(fā)達國家煙酒消耗量的下降，其整體發(fā)病率有所降低[4]。1983年Syrjanen等從口腔鱗狀細胞癌（oral squamous cell carcinomas，OSCCs）組織中檢測出人乳頭瘤狀病毒（human papillomavirus，HPV）DNA，首次提出HPV與OSCCs的發(fā)生有關。隨后大量研究證明HPV與HNSCCs，尤其是口咽部鱗狀細胞癌（oropharyngeal squamous cell carcinomas，OPSCCs）密切相關。據報道，約有5%～20%的HNSCCs中可檢測到HPV，其中40%～90%來源于口咽部[2-3,5]，并且近些年其發(fā)生率迅速增長[6]。2007年，WHO首次確認HPV-16為口腔癌病因之一，但尚未制定相應的臨床指南。HPV（+）HNSCCs在流行病學、致癌機制、診斷方法、治療及預后等方面有其自身的特點，本文對此方面的最新研究進展進行綜述。

1 人乳頭瘤狀病毒

1983年HPV-16首次從宮頸癌組織中被成功分離出[3]，經過大量研究，人們對HPV的分子生物學等方面有了較完善的認識。HPV為無包膜的小分子DNA病毒，包括130多種亞型，廣泛感染人類上皮細胞，包括肛門生殖器道、尿道、皮膚、喉、氣管支氣管以及口腔黏膜的上皮細胞，可引起尋常疣、生殖器疣、復發(fā)性呼吸道乳頭狀瘤病、鱗狀上皮內病變、肛門癌、陰道癌及宮頸癌等疾病[5]。HPV分為高危型和低危型，目前研究最多的主要包括高危型HPV-16,18,31,33,35和低危型HPV-26,30,34,53。高危型HPV通常與惡性腫瘤密切相關，多存在于宮頸鱗狀細胞癌、頭頸鱗狀細胞癌及一些其他的生殖器惡性腫瘤中[1]。低危型HPV主要存在于口腔良性疣狀物及泌尿生殖系統(tǒng)上皮中，很少出現在惡性腫瘤中[5]。研究[7]報道，全球每年約有610 000例新增HPV相關性腫瘤，幾乎100%宮頸癌患者中含有HPV，部分肛門、生殖器及頭頸部腫瘤中含有HPV[8-9]。

HPV基因組分為三個區(qū)段。早期區(qū)（E1-E7）于病毒感染早期表達，在轉錄、質粒復制及翻譯過程中起到重要作用[1]。其中，E5、E6和E7負責編碼致癌蛋白，E6、E7在失活宿主體內腫瘤抑制蛋白（如p53和pRb）的過程中起到了主導作用[10]。同時，E6/ E7還可改變細胞周期，保證宿主體內角化細胞始終處于分化狀態(tài)，有利于病毒基因組的復制擴增及后續(xù)基因的持續(xù)表達，促進病毒細胞周期生長和病毒DNA復制整合[5]。晚期區(qū)（L）負責編碼衣殼蛋白（L1和L2），該類蛋白參與病毒基因組的包裝以及病毒的釋放。長控制區(qū)（LCR）包括基因轉錄和復制所需的調控因子[1]。

2 HPV在HNSCCs中的發(fā)病情況

研究[11]表明，發(fā)達國家80%的HNSCCs與吸煙飲酒有關，但仍有一小部分（15%～20%）患者并無煙酒嗜好。直到近些年，人們才逐漸認識到HPV可能是其危險因素之一。由于近幾十年發(fā)達國家煙酒消耗量的下降，HNSCCs整體發(fā)病率也隨之呈下降趨勢，但HPV相關性口咽癌的發(fā)病率卻呈持續(xù)上升趨勢[4]。一項頭頸鱗癌的監(jiān)視流行及最后結果數據（surveillance epidemiology and end results，SEER）顯示，1973—2003年與吸煙相關的HNSCCs患病率平均每年下降1.85%，而HPV相關性HNSCCs患病率則每年以0.8%的速度增長[1]。美國一項調查數據顯示，2011年HPV相關性HNSCCs患病率約為39.7%，與瑞士、澳大利亞及加拿大等發(fā)達國家的患病率相似[11]。

HPV相關性HNSCCs的發(fā)病率在解剖部位、地域、年齡以及性別等方面都有著顯著差別。OSCCs和OPSCCs是HNSCCs中最常見的兩種類型。研究[1]發(fā)現，2008年全球HNSCCs新增病例中HPV（+） HNSCCs約占263 900例，死亡人數約為128 000例；其中，約85 000例OPSCCs中有22 000例為HPV感染陽性。期間，HPV（+）OPSCCs患病率呈上升趨勢，高達60%～70%；而頭頸部其他部位患病率則明顯較低，如口腔6%～20%，喉部24%，鼻竇21%，鼻咽部31%[12]。上述數據說明，HPV（+）OPSCCs患病率明顯高于其他解剖部位，進而可以認為HPV與口咽癌的發(fā)生有著非常密切的關系。值得注意的是，絕大部分（90%～95%）HPV（+）OPSCCs為HPV-16型感染[13]。另外，HPV（+）OPSCCs發(fā)病率存在明顯地域差異。研究[7,14-15]顯示，美國、加拿大等國家HPV（+）OPSCCs發(fā)病率最高（60%），其次是大洋洲、歐洲及亞洲（36%～45%）。然而國內關于該方面研究結果報道較少，且缺少大樣本的統(tǒng)計研究。Cao等[16]在2000年利用聚合酶鏈反應（polymerase chain reaction，PCR）技術對40例HNSCCs樣本進行HPV感染率檢測，得到其陽性率為72.5%，且主要為HPV-16、18兩種類型；帕提曼等[17]同年對73例HNSCCs樣本進行HPV檢測，得到其陽性率為74%；張潔莉[18]用實時熒光定量PCR和原位雜交方法同時測定78例頭頸鱗癌腫瘤組織中人乳頭狀瘤病毒HPV-16/HPV-18 DNA，得出HPV感染發(fā)生率分別為62.8%和47.4%，其中口咽部腫瘤HPV陽性率最高（70%）。總體來說，發(fā)達國家HPV（+）HNSCCs患病率明顯高于發(fā)展中國家，而發(fā)展中國家也呈逐漸上升趨勢。

美國最近的一項全國健康和營養(yǎng)檢查調查顯示，HPV感染高發(fā)于30～34歲和60～64歲兩個年齡階段[3]，并且與HPV（-）OPSCCs相比，HPV（+）OPSCCs發(fā)病年齡更早，提前了4～10年[12]。HPV（+）OPSCCs患病率在性別上也存在差異，男性約為女性的3倍[3]。

3 HPV在HNSCCs中的致癌機制

HPV致癌能力主要依賴兩種重要的致癌蛋白E6和E7，作為腫瘤細胞性DNA復制的新成員，HPV致癌蛋白E6/E7的表達對病毒細胞生存周期至關重要。Akagi等[19]利用全組基因測序技術（whole-genome sequencing，WGS）對10例HPV（+）/HPV（-）標本的DNA/RNA進行測序，發(fā)現HPV成分可直接參與腫瘤細胞基因結構性變異過程，包括部分擴增、基因重排、缺失和（或）基因易位，以上基因改變通常破壞鄰近致癌基因的結構和表達，同時也誘導E6/E7蛋白的擴增與表達。一方面，E7蛋白結合并降解pRb，誘導有絲分裂信號的傳遞導致細胞周期蛋白依賴性激酶（cyclin-dependent kinase，CDK）增加，引起pRB/E2F復合體中的E2F（一種細胞分化基因轉錄調控因子）釋放，進而激活有絲分裂期相關基因組，導致腫瘤細胞不斷增殖；另一方面，E7引起pRb失活，導致p16（CDK抑制劑）失去調節(jié)而過度表達。因此，學者[1,5,11,20]認為p16的過度表達可作為檢測HPV感染的生物學標記之一。另外，Ragin等[20]猜測HPV（+）HNSCCs中缺乏11q13擴增現象可能是因為HPV E7作用于pRb的這一過程使得細胞增殖對CCND1（cyclin D1，使CDK4/6磷酸化，并且降低RB1蛋白活性，趨使細胞從靜止狀態(tài)向有絲分裂階段轉化，導致細胞周期失去控制而無限增殖）的依賴性減少。學者[11]研究發(fā)現，HPV E7還可以與p21（由p53誘導的CDK抑制因子）相結合，使其失去活性，驅使細胞進入有絲分裂期。E6蛋白協(xié)同泛素連接酶形成E6相關性蛋白（E6-associated protein，E6AP），使p53泛素化，導致其編碼的蛋白體酶變性[5,11]。研究[21]發(fā)現，E6可以調節(jié)β-catenin的位置轉換（從細胞膜轉移到細胞核中），而β-catenin與淋巴結轉移密切相關，這為解釋HPV（+）OPSCCs淋巴轉移率較高提供了新的依據。Moody等[10]研究發(fā)現，除E6/E7蛋白外，HPV還存在著其他致癌途徑，如端粒酶、DNA損傷相關因子通路、細胞中心體復制相關分子及信號蛋白等。

HPV（+）HNSCCs的分子病理與大部分HPV（-）HNSCCs有顯著的不同。研究[5,11,20]發(fā)現，HPV（-）HNSCCs中常見11q13擴增、TP53變異以及CDKN2A/p16變異（或啟動子甲基化），其中，CDKN2A/p16通過RB1去磷酸化及基因突變，導致HNSCCs中p16表達缺乏；而HPV（+）HNSCCs中可觀察到大量野生型TP53及p16的過度表達，卻罕見11q13擴增現象。

4 HPV的檢測及診斷方法

隨著人們對HPV（+）HNSCCs研究的不斷深入，其檢測方法無論在靈敏性還是特異性上都不斷提高。HPV（+）HNSCCs在病理、臨床表現、治療及預后等方面與HPV（-）HNSCCs有明顯差異，因此HPV檢測在HNSCCs治療中的重要性愈來愈受到人們的重視。最近的一項關于北美地區(qū)的研究[22]報道，約有68%的頭頸外科醫(yī)生要求檢測OPSCCs中HPV感染狀況，并且32%醫(yī)生已經對OSCCs日常HPV感染狀態(tài)進行了檢測。

HPV的檢測方法主要包括：1）PCR檢測HPV DNA/RNA；2）原位雜交檢測HPV DNA/RNA；3）免疫組織化學染色p16。以上檢測方法各有所長，同時在靈敏性和特異性方面又參差不齊，需要根據具體情況及研究目的進行正確選擇[5,22-25]。

美國病理學家協(xié)會推薦：1）對于完全或大部分非角化的腫瘤，免疫組織化學檢測p16呈高度、散在表達（如70%的細胞質和細胞核中存在p16表達）時，足以確定HPV陽性，無需再檢測HPV DNA；2）若p16為陰性或集中區(qū)域的陽性表達，則需要檢測HPV DNA；3）對于角化的腫瘤，p16存在高度、散在表達時，需要進行HPV DNA檢測試驗確定結果；4）角化腫瘤中p16呈陰性或集中區(qū)域的陽性表達則可明確診斷為HPV陰性，無需再檢測HPV DVA[26]。

學者[22]利用HNSCCs患者口腔沖洗液中的生物標記物對HPV感染情況進行了檢測，該方法是基于對HPV感染位置特異性的發(fā)現，即大部分HPV感染位于扁桃體及舌根部位。因該方法具有非創(chuàng)性及較高性價比，并且可以檢測腫瘤早期狀態(tài)及監(jiān)測其進展，吸引了眾多注意力，然而尚需要更多實驗來證實其臨床實用性與可靠性[1,24]。

5 HPV相關性HNSCCs/OPSCCs的臨床表現及診療

與HPV（-）HNSCCs相比，HPV（+）HNSCCs患者的整體生存率提高，局部控制效果好，預后改善明顯，術后復發(fā)率也明顯降低[1,11,23,25]。學者[4,11]認為，HPV感染狀態(tài)可作為預測術后局部控制效果、疾病個體生存率以及整體生存率的強有力的指標。學者[27]認為，HPV感染狀態(tài)可作為OPSCCs患者生存情況的一個獨立的預測指標。最近研究[28-30]證實，腫瘤干細胞（cancer stem cells，CSCs）具有干細胞樣特性，在腫瘤致癌、生長、侵襲等過程中有著重要的作用，并且耐受臨床上的放化療治療，因而可以解釋癌癥患者預后較差。Rietbergen等[31]研究發(fā)現，CSCs富集標志物CD44在HPV（+）HNSCCs中的表達水平較HPV（-）HNSCCs低，該研究結果可解釋HPV（+）HNSCCs患者預后較好的現象。

目前HPV（+）HNSCCs與其他頭頸部腫瘤的治療方法無明顯差別，然而基于HPV相關性腫瘤在致病機制、臨床、治療以及預后等方面的特點，未來有可能將HPV感染作為治療的參考因素之一。HPV（+）OPSCCs的治療方法包括經咽自動化手術（transoral robotic surgery，TORS）、低密度化療和（或）放療、免疫治療及探索預測治療反應的標志物等[32]。

Herrero等[33]對7 400例年輕女性注射HPV疫苗后口腔病毒感染的情況進行研究，結果表明疫苗有效率達93%，并且效果可持續(xù)4年之久。然而，HPV疫苗用于預防OPSCCs尚未得到廣泛認可，盡管如此，高危型HPV疫苗的發(fā)現仍然給未來控制OPSCCs的發(fā)生和發(fā)展帶來了極大的前景[26]。

6 展望

HPV（尤其是高危型HPV）是HNSCCs的病因之一，其致病機制逐漸清晰，同時HPV在其相關腫瘤的治療及預后中的作用也愈加被人們所認識。PCR檢測HPV DNA結合p16免疫組織化學熒光可作為準確判斷HPV感染情況的標準檢測方法[3,23,25]，然而最終要達到的目的是檢測到HPV的同時能夠辨別其是否參與了腫瘤的致癌過程[1]，所以未來仍然需要完善檢測方法，并且明確HPV DNA中參與癌變過程的標志物，以及HPV感染與煙酒消耗等因素在HNSCCs中的協(xié)同相關性等。

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（本文編輯 李彩）

Role of human papillomavirus in head and neck squamous cell carcinomas

Cui Guangxue1, Gao Xiaolei2, Liang Xinhua2. (1. Dept. of Oral and Maxillofacial Surgery, Affiliated Hospital of Chifeng University, Chifeng 024000, China; 2. State Key Laboratory of Oral Diseases, National Clinical Research Center for Oral Diseases, Dept. of Oral and Maxillofacial Surgery, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University, Chengdu 610041, China)

Human papillomavirus (HPV) is a major causative agent of cervical cancers. Over the past several decades, increasing number of studies established strong association of HPV with a subset of head and neck squamous cell carcinomas (HNSCCs). In the present study, we reviewed evidence, including epidemiology, carcinogens, diagnosis, treatment, and prognosis, showing that HPV-positive HNSCCs exhibit a variety of distinct characteristics for understanding tumor biology and improving cancer treatment.

human papillomavirus; head and neck squamous cell carcinomas; carcinogene

R 739.8

A

10.7518/hxkq.2017.02.015

Supported by: The National Natural Science Foundation of China (81361120399). Correspondence: Liang Xinhua, E-mail: lxh88866@scu.edu.cn.

2016-05-15；

2016-08-10

國家自然科學基金（81361120399）

崔廣學，主任醫(yī)師，碩士，E-mail：cuiguangxuegood@ 163.com

梁新華，教授，博士，E-mail：lxh88866@scu.edu.cn