陳永菊， 黃子賢， 陳睿， 陳偉良

中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院口腔頜面外科，廣東 廣州（510120）

人類乳頭瘤病毒（human papillomavirus，HPV）持續(xù)感染是目前誘導(dǎo)口咽癌（oropharyngeal carcinoma）的常見病因，其作為口咽癌的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因子引起越來越多的關(guān)注。HPV 陽(yáng)性口咽癌具有特異的發(fā)病機(jī)制及臨床表現(xiàn)，且預(yù)后更為良好。多項(xiàng)研究指出HPV 陽(yáng)性口咽癌良好預(yù)后及無病生存率與放療敏感有關(guān)，因此探討HPV 陽(yáng)性口咽癌對(duì)放療敏感的作用機(jī)制極為重要。本文將對(duì)HPV 陽(yáng)性口咽癌對(duì)放療敏感的作用機(jī)制作一綜述，以期為臨床個(gè)性化治療提供理論依據(jù)。

1 HPV 生物學(xué)特性及致病機(jī)制

HPV 為乳頭多瘤空泡病毒科乳頭瘤病毒屬，閉合環(huán)狀雙鏈DNA 病毒，大小8 kb，其病毒顆粒由核酸和衣殼蛋白組成，無外包膜包備。該病毒類型目前已超過200 種，其中黏膜感染的12 種HPV類型被世界衛(wèi)生組織歸類為致癌物質(zhì)，最常見的為HPV-16 型，HPV-18 型［1］。高危型HPV 通常含三個(gè)功能基因分區(qū)，即非編碼調(diào)控區(qū)域（long control region，LCR），早期編碼區(qū)（E1、E2、E4-E7）和晚期編碼區(qū)域（L1、L2）；其中E1-E2，E4-E7 負(fù)責(zé)基因復(fù)制、發(fā)病機(jī)制的發(fā)生和細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化；L1、L2 負(fù)責(zé)構(gòu)造病毒衣殼的形成及裝備。

HPV 是常見的性傳播病毒，常通過皮膚、黏膜組織等微小的損傷而進(jìn)入基底層細(xì)胞，隨著基底層細(xì)胞的分裂和向表層分化合成子代病毒，最后經(jīng)細(xì)胞的退行性改變而釋放到胞外。然而，持續(xù)性的高危HPV 病毒感染將會(huì)使自身病毒基因組整合到細(xì)胞染色體上，并導(dǎo)致病毒致癌基因E6 和E7的持續(xù)高表達(dá)。E6 和E7 蛋白是相對(duì)較小的蛋白，E6 與人乳頭瘤病毒E6 相關(guān)蛋白（E6-associated protein，E6AP）結(jié)合，通過三聚體E6/E6AP/p53 復(fù)合物的形成，導(dǎo)致p53 蛋白降解，使細(xì)胞內(nèi)部積累更多突變［2-3］。E7 結(jié)合到視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白（Rb）并破壞其與E2F 轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合，導(dǎo)致E2F 激活細(xì)胞并進(jìn)入細(xì)胞周期的合成階段（S 階段）。以上過程導(dǎo)致受損的DNA 無法進(jìn)行正常的凋亡或老化，細(xì)胞基因組DNA 突變累積，最終導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。

2 HPV 陽(yáng)性口咽癌病因?qū)W與流行病學(xué)

HPV 能夠?qū)е露喾N常見癌癥，包括宮頸癌、陰道癌、外陰癌、陰莖癌以及肛門癌和口咽癌［4］。病理學(xué)數(shù)據(jù)提示口咽部腫瘤，尤其是舌根和扁桃體部位，與HPV 相關(guān)的頻率更高［5］。HPV 陽(yáng)性口咽癌的風(fēng)險(xiǎn)因素往往與有多位口交性伴侶有關(guān)，與吸煙、飲酒無明顯相關(guān)性。

美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心數(shù)據(jù)顯示，每年近3.5 萬人被診斷HPV 相關(guān)癌癥，其中近14 100 例為男性，且多為口咽癌。更有調(diào)查研究顯示：每年60 萬例頭頸癌病例中約85 000 例HPV 相關(guān)口咽腫瘤［6］。

3 HPV 陽(yáng)性口咽癌對(duì)放療敏感

HPV 陽(yáng)性口咽癌具有明顯的預(yù)后良好性，無病生存率較高及較低的復(fù)發(fā)率。美國(guó)癌癥聯(lián)合委員會(huì)（American Joint Committee on Cancer，AJCC）第八版將HPV陽(yáng)性和陰性口咽癌患者單獨(dú)分期，并將HPV 陽(yáng)性腫瘤分期進(jìn)行降級(jí)［7］，并認(rèn)為HPV 陽(yáng)性口咽癌存在的良好的預(yù)后與HPV陽(yáng)性細(xì)胞對(duì)放射敏感有關(guān)，體外實(shí)驗(yàn)表明，放療后HPV陽(yáng)性細(xì)胞的平均存活率明顯低于HPV陰性細(xì)胞［8］。腫瘤的放射增敏有多種機(jī)制：①誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡；②抑制DNA 損傷修復(fù)；③免疫微環(huán)境改善等。

3.1 放療通過TP53 激活誘導(dǎo)HPV 陽(yáng)性口咽癌細(xì)胞凋亡

腫瘤的放射增敏可通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的機(jī)制進(jìn)行。有研究認(rèn)為，HPV 陽(yáng)性腫瘤對(duì)放化療敏感的原因，可能是保留完整的未發(fā)生突變的衰老和凋亡的分子介質(zhì)。TP53 是一種的重要的抑癌基因，大小為53 kD，定位于染色體17p13 上，編碼p53蛋白在細(xì)胞周期調(diào)控及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡方面發(fā)揮重要的作用。而TP53 突變預(yù)示著較差的預(yù)后［9］。目前超過50%的腫瘤患者中發(fā)現(xiàn)TP53 基因存在缺失或突變，且在HPV 陰性頭頸癌中，TP53 突變達(dá)到80%，并導(dǎo)致其編碼p53 蛋白功能受損，且使腫瘤表現(xiàn)更強(qiáng)的侵襲性及放療抵抗性［10］。

研究認(rèn)為，放療可導(dǎo)致DNA 的雙鏈斷裂，并進(jìn)一步誘導(dǎo)共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)管擴(kuò)張突變基因（ataxia telangiectasia mutated，ATM）及共濟(jì)失調(diào)性毛細(xì)血管擴(kuò)張和Rad3-相關(guān)性（ATM-Rad3-Related，ATR）的過表達(dá)，然后直接或間接的誘導(dǎo)p53 磷酸化及穩(wěn)定，并導(dǎo)致細(xì)胞的凋亡程序的進(jìn)行［11］。而多項(xiàng)研究已證明，HPV 陽(yáng)性口咽癌存在未發(fā)生突變的TP53，其良好的預(yù)后及生存率可能歸因于低表達(dá)的野生型p53。研究者對(duì)HPV 陽(yáng)性細(xì)胞和HPV 陰性細(xì)胞放射后進(jìn)行全基因組微陣列分析，與HPV陰性細(xì)胞比較，HPV 陽(yáng)性細(xì)胞表現(xiàn)出4.6 倍的TP53基因表達(dá)，且HPV 陽(yáng)性細(xì)胞接受放療后顯示延長(zhǎng)的G2/M 細(xì)胞周期停滯及激活的p53 信號(hào)介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。此外，研究發(fā)現(xiàn)，HPV 陽(yáng)性口咽癌細(xì)胞接受放療后，損傷嚴(yán)重的DNA 將通過激活TP53 的表達(dá)，誘發(fā)進(jìn)一步的細(xì)胞凋亡程序，p53 凋亡路徑主要包括：p53-caspase 通路，p53-Bax-caspase 通路和p53-Fas-caspase 級(jí)聯(lián)反應(yīng)路徑［12］。但也有研究表明，放療誘導(dǎo)的HPV 陽(yáng)性細(xì)胞死亡與誘導(dǎo)的p53 通路活化并無相關(guān)［13］。因此，尚不能認(rèn)為p53 是主要HPV 陽(yáng)性口咽癌放射敏感性的因素，但可認(rèn)為HPV陽(yáng)性腫瘤中存在的野生TP53 基因在放療后誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡及腫瘤消除發(fā)揮重要作用。

3.2 放療通過DNA 損傷修復(fù)抑制誘導(dǎo)HPV 陽(yáng)性口咽癌細(xì)胞凋亡

放療主要通過誘導(dǎo)DNA 損傷進(jìn)一步消除癌細(xì)胞，DNA 修復(fù)系統(tǒng)對(duì)于放療的敏感性至關(guān)重要。因此，腫瘤細(xì)胞的放療敏感不僅依賴于DNA 損傷，更需要結(jié)合DNA 修復(fù)缺陷共同進(jìn)行。放療造成的DNA 損傷主要是雙鏈斷裂（double-strand break，DSB），即DNA 兩條鏈的骨架—磷酸二酯鍵發(fā)生了斷裂，為最嚴(yán)重的DNA 損傷類型［4］。一般情況下，DNA 損傷常伴隨著修復(fù)，DSB 的最常見的DNA 損傷修復(fù)（DNA damage repair，DDR）途徑主要包括同源重組（homologous recom-bination，HR）修復(fù)及非同源末端連接（non-homologous end joining，NHEJ）修復(fù)［15］。HR 修復(fù)是一種較精確的修復(fù)方式，只能修復(fù)發(fā)生在細(xì)胞周期的合成期（S 期）和第二間期（G2期）。NHEJ 修復(fù)是一種常發(fā)生于哺乳動(dòng)物中的修復(fù)方式，廣泛的修復(fù)細(xì)胞各周期，最常見于G1期［16］。而DNA 依賴性蛋白激酶（DNA-dependent protein kinase，DNA-PK）屬于PI3K-mTOR 蛋白激酶家族的成員，是NHEJ 修復(fù)途徑的關(guān)鍵酶［17］。

研究發(fā)現(xiàn)，HPV 陽(yáng)性口咽癌細(xì)胞存在DNA 雙鏈斷裂修復(fù)缺陷，尤其是NHEJ 修復(fù)缺陷，并認(rèn)為HPV 相關(guān)癌蛋白表達(dá)可抑制NHEJ 的修復(fù)。更有研究證明HPV 陽(yáng)性口咽癌細(xì)胞系在DDR 抑制狀態(tài)下具有顯著的放療敏感性。因此，結(jié)合DDR 抑制與放療應(yīng)用已成為較大的臨床課題并應(yīng)用于臨床腫瘤治療。此外，在HPV 陽(yáng)性腫瘤中，DDR 被抑制后可使持續(xù)激活的p53 發(fā)揮促進(jìn)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期停滯的作用［18］。在Hela 細(xì)胞的研究顯示，DNA-PK 的抑制或沉默使其對(duì)放療更加敏感。因此可認(rèn)為，HPV 陽(yáng)性腫瘤放療更為敏感可能與HPV E6 和E7 癌蛋白對(duì)DNA 修復(fù)的損害有關(guān)，E7可直接對(duì)抗并抑制HR 修復(fù)，E6 則通過依賴或非依賴p53 的方式使NHEJ 調(diào)節(jié)紊亂。

3.3 放療通過免疫激活誘導(dǎo)HPV 陽(yáng)性口咽癌細(xì)胞凋亡

放療通過樹突狀細(xì)胞產(chǎn)生免疫原性，并將細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞（cytotoxic T lymphocytes，CTL）募集入腫瘤微環(huán)境，共同促進(jìn)抗腫瘤作用［19］。HPV陽(yáng)性腫瘤對(duì)放療或放化療產(chǎn)生積極的影響與HPV的感染誘導(dǎo)的免疫增強(qiáng)有關(guān)［20］。研究顯示，HPV陽(yáng)性口咽癌對(duì)放療敏感可能原因是存在的更為明顯的腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞（tumour infiltrating lymphocytes，TIL），主要是CD8 陽(yáng)性TIL，使腫瘤表現(xiàn)出更為有效的輻射后免疫反應(yīng)和放療敏感性。然而，為了逃避宿主的免疫反應(yīng)，TIL 可以通過分泌γ-干擾素（interferon-γ，IFN-γ）促進(jìn)程序性死亡配體1（programmed death ligand-1，PD-L1）的表達(dá)，因此，HPV 陽(yáng)性口咽癌中PD-L1 表達(dá)更為顯著［21］。程序性死亡受體1（programmed death -1，PD-1）與PD-L1均為重要的免疫逃逸檢查點(diǎn)分子，可通過啟動(dòng)T 細(xì)胞的程序性死亡，使腫瘤細(xì)胞獲得免疫逃逸。

免疫檢查點(diǎn)抑制劑（immune checkpoint inhibitors，ICIs）的開發(fā)成為近期研究熱點(diǎn)，免疫檢查點(diǎn)的抑制是一類用于阻斷或下調(diào)免疫反應(yīng)蛋白的藥物。且多項(xiàng)臨床試驗(yàn)已證明抗PD-1/PD-L1治療在頭頸部腫瘤患者中具有明顯的作用和可接受的安全性。此外，結(jié)合ICIs 與放射治療被證明可以誘導(dǎo)“免疫原性”形式的腫瘤細(xì)胞死亡。研究顯示，在HPV 陽(yáng)性口咽癌中，抗PD-1/PD-L1 抗體（pembrolizumab）的應(yīng)用效果更好，尤其是與放療結(jié)合應(yīng)用［22］。一項(xiàng)臨床研究結(jié)果顯示，HPV 陽(yáng)性腫瘤且PD-1/TILs表達(dá)高的患者表現(xiàn)出更好的預(yù)后，在結(jié)合放療與ICIs（pembrolizumab）的應(yīng)用后，因此，可認(rèn)為HPV陽(yáng)性口咽癌中，高表達(dá)的PD-1/PD-L1預(yù)示著更好的治療效果［21］，但具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

4 小 結(jié)

在HPV 陽(yáng)性口咽癌中放療中HPV 相關(guān)癌蛋白的表達(dá)可抑制DNA 損傷修復(fù)，使其修復(fù)受損，而發(fā)生斷裂的DNA 雙鏈在修復(fù)缺損狀態(tài)下誘導(dǎo)并促進(jìn)p53 的持續(xù)表達(dá)，并發(fā)揮誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的作用。此外，免疫反應(yīng)的特異性誘導(dǎo)及激活增強(qiáng)了HPV陽(yáng)性口咽癌的放療效果。這些機(jī)制的結(jié)合作用分別或共同參與促進(jìn)HPV 陽(yáng)性口咽癌對(duì)放療敏感及預(yù)后良好作用，可為臨床個(gè)性化及降級(jí)治療提供依據(jù)。