人乳头瘤病毒感染与宫颈癌关系研究进展第二部分

HPV感染与宫颈癌关系的研究进展华中科技大学同济医学院病原生物学系微生物教研室廖芳第一页，共42页。内容

一、概述

二、泌尿生殖道HPV感染的研究进展三、HPV感染与宫颈癌关系的研究进展

第二页，共42页。一、概述人乳头瘤病毒(humanpapillomavirus,HPV)是定向感染人体皮肤及黏膜复层鳞状上皮细胞的一类乳头瘤病毒。根据基因序列不同，目前已别离出120多种亚型。约40种涉及生殖道感染，20种与肿瘤有关。根据其感染后是否致癌分为低危型和高危型。第三页，共42页。

1995年国际癌症协会的学者们认为人乳头瘤病毒〔humanpapillomavirus,HPV〕是宫颈癌的主要原因；据国际癌症研究中心估计,每年大约有371,200的宫颈癌新发病例,占所有肿瘤的9.8%,仅次于乳腺癌;我国每年新发病例约万,占世界每年宫颈癌新发病例总数的28.8%,且近年来呈现地区增长及发病年龄提早的现象宫颈癌是常见的妇科恶性肿瘤第四页，共42页。〔一〕流行情况1、地理分布2、人群分布〔1〕年龄〔2〕职业〔3〕民(种)族〔4〕社会经济状况3、时间分布第五页，共42页。地理分布HPV的感染具有很强的地域性，世界范围内不同国家或地区HPV的感染率及型别分布均存在差异；我国HPV在女性宫颈中的平均感染率为46.51%〔统计：1998-年〕；南方地区42.06%，北方地区55.67%；全国前5位常见高危型：16、58、18、52和33；南方：16、18、58、52和33北方：16、58、52、33和18

第六页，共42页。〔二〕致宫颈癌的流行因素1、性行为2、月经及分娩因素3、吸烟4、内分泌因素5、HPV感染：国际癌症研究中心(IARC)专题讨论会(1995)年明确提出HPV感染是宫颈癌的主要危险因素6、单纯疱疹Ⅱ型病毒感染(HSV-2)7、性传播性疾病第七页，共42页。内容

一、概述

二、泌尿生殖道HPV感染的研究进展三、HPV感染与宫颈癌关系的研究进展

第八页，共42页。二、泌尿生殖道HPV感染的研究进展1、HPV特性2、HPV的分类3、HPV传播途径与感染特点

3.1年龄与HPV感染

3.2妊娠与HPV感染

3.3HPV感染的母婴传播

3.4男性HPV感染第九页，共42页。1.HPV特性①具有宿主和组织特异性；②人类是HPV的唯一宿主；③具有严格嗜上皮性的特点；主要进犯人的皮肤和粘膜上皮细胞,诱发细胞增生,导致不同程度的乳头瘤样病变,甚至恶性转化。其中泌尿生殖道感染较常见,不仅能引起女性宫颈癌,还能引起男性阴茎癌、肛门癌、婴幼儿肛门及生殖器部位的先天性锋利湿疣等相关性疾病.第十页，共42页。2、HPV的分类①HPV高危型:16、18、31、33、35、39、51、

45、52、56、58、59、68、73、82等15种

最常见是HPV16、18,主要引起女性宫颈上皮中、重度瘤变和宫颈浸润型鳞癌、阴道癌及外阴癌、男性鲍温样丘疹病、鲍温病/Queyrat增殖性红斑、阴茎癌、肛门癌②HPV低危型：6、11、40、42、43、44、54、61、70、72

最常见是HPV6、11型,主要引起良性的外生殖器疣、宫颈扁平性疣等良性病变第十一页，共42页。3、HPV传播途径与感染特点3.1年龄与HPV感染①生殖道HPV感染的高发年龄是18～28岁②HPV在年轻女性(小于20岁)和年长的女性(大于55岁)各有两个感染顶峰期3.2妊娠与HPV感染

①妊娠期妇女感染率高于非妊娠期妇女,尤其是HPV16、18型感染明显②产后感染率下降③妊娠合并糖尿病的患者更易感染HPV第十二页，共42页。3.3HPV感染的母婴传播①有研究已发现被感染的孕妇的外周血,羊水或剖宫产儿的阴茎包皮,口腔内均有HPV的存在②除产道传播外还存在宫内传播③由母亲直接传给婴儿,危害极大④多数报道认为HPV感染的孕妇,其新生儿HPV感染率可到达50%～73%⑤新生儿与母亲感染的HPV型别一致性也高达57%～69%第十三页，共42页。3.4男性HPV感染①HPV在男性主要以亚临床感染为主②人群中存在大量的无病症病毒携带者③研究者还发现年龄与男性HPV的感染率无相关性,这一点与女性不同④男性HPV的检出与种族划分和受教育程度有相关性,而与年龄无相关性⑤男性对女性宫颈癌发生起着重要作用。有多个性伴侣的男性是高危型HPV的“运载体〞第十四页，共42页。内容一、概述

二、泌尿生殖道HPV感染的研究进展

三、HPV感染与宫颈癌关系的研究进展

第十五页，共42页。三、HPV感染与宫颈癌关系的研究进展1、HPV与宫颈病变的关系2、宫颈癌病理变化3、HPV及致癌机制4、HPV感染的持续与去除第十六页，共42页。1、HPV与宫颈病变的关系

①生殖道HPV感染与宫颈癌的关系最早由德国病毒学家ZurHausen提出

②

流行病学和生物学研究已经明确HPV感染为宫颈癌前病变和浸润性宫颈癌发生的必要条件

第十七页，共42页。③流行病学证据：a几乎所有的CIN、宫颈鳞癌、宫颈腺癌中都可以查到HPV-DNA,尤其是某些基因型如16,18,31,45b高危型HPV相对低危型HPV与癌前病变的程度相关度高c在宫颈鳞癌中出现抗HPV16抗体d持续暴露于HPV16可以导致宫颈原位癌的发生,假设暴露停顿那么患癌风险消失eHPV感染的发生先于宫颈癌第十八页，共42页。④HPV感染的疾病通常划分为:埋伏感染期亚临床感染期临床病症期HPV相关的肿瘤期第十九页，共42页。2、宫颈癌病理变化发生部位：宫颈外口的鳞状上皮与宫颈管的粘膜柱状上皮交界处

子宫颈肥大，宫颈处可见菜把戏肿块，癌组织有坏死、脱落第二十页，共42页。HPV上皮非典型增生原位癌早期浸润癌

浸润癌鳞状上皮非典型增生鳞状细胞癌柱状上皮非典型增生腺癌第二十一页，共42页。3、HPV及致癌机制HPV基因组构造特点HPV基因编码蛋白的作用HPV致癌机制第二十二页，共42页。1)HPV基因组构造特点①双股环状DNA含7800~8000bp②DNA以共价闭合的超螺旋构造、开放的环状构造、线性分子三种形式存在③基因组分为早期(E)区、晚期(L)区、和非编码区(NCR).NCR=长控制区(longcontrolregion,LCR)=上游调控区(URR)第二十三页，共42页。④E区：含E1~E7个不同早期ORF,分别编码E1~E7蛋白;

L区：含2个晚期ORF,分别编码主要衣壳蛋白L1和次要衣壳蛋白L2;NCR：位于L1与E6之间,含600~900bp⑤全部的开放读码框架均在一条DNA链上第二十四页，共42页。第二十五页，共42页。2)HPV基因编码蛋白的作用人乳头瘤病毒ORF编码产物的作用ORF基因产物作用E1E1降解角蛋白网络,参与病毒扩散E2E2,E2cATP酶活性,调节早期基因转录E3E3生长因子受体E4E4降解角蛋白网络,参与病毒扩散E5E5转化基因,干扰抗原运转前提的加工,阻碍HLAⅠ对病毒抗原呈递E6E6转化基因,与P53结合E7E7转化基因,与pRB、p110、p107结合L1L1病毒主要衣壳蛋白，单独可组装成病毒样颗粒(VLP)L2L2次要衣壳蛋白,进步VLP组装效率

第二十六页，共42页。3)HPV致癌作用及机制高危型的HPV感染与宫颈癌、膀胱癌、喉癌、食管癌、皮肤癌、肺癌、肉瘤等恶性肿瘤的发生相关,HPV的致瘤作用及致癌机制的研究已成为国内、外关注的重要课题,其中以HPV感染与宫颈癌关系的研究起步最早,最为深化.第二十七页，共42页。病毒与宫颈癌发生相关的根据：早期:①在大多数宫颈癌组织中可以检测出HPV16型DNA序列②在宫颈癌或宫颈上皮瘤样变组织中,可发现明显的HPV致病特征,可见到凹空细胞,并能检测到HPV壳蛋白抗原第二十八页，共42页。近年:①分子流行病学a.HPV16、18、33等高危型与宫颈上皮瘤样变Ⅱ、及Ⅲ浸润鳞状细胞癌(ISSC)亲密相关在宫颈癌患者中,HPV16型DNA阳性率＞80%b.HPV16、18型感染与宫颈上皮瘤样变Ⅱ、Ⅲ的c.在宫颈癌及癌前病变中,检测到HPV的mRNAd.在宫颈癌盆腔淋巴结中发现HPV相关序列e.多数宫颈癌细胞含有整合的HPVDNA第二十九页，共42页。②HPV转化细胞及转基因动物

HPV的转化功能最初是通过HPV16型转化NIH3T3细胞得到

a.HPV16、18型的E6、E7基因可转化NIH3T3细胞，并可与活化的ras基因共转染转化人原代上皮细胞

b.HPV16型引起前额上皮细胞的形态改变与宫颈上皮瘤样变无明显区别,同时伴随有病毒DNA整合,单倍体出现,染色体异常第三十页，共42页。c.当HPV16型E6、E7基因置于β-acting启动子之下,可引起转基因动物中枢上皮肿瘤形成,E6、E7mRNA仅在肿瘤细胞中转录,不在癌旁组织中转录d.当E6、E7基因置于α-晶状体蛋白启动子之下,那么可导致小眼畸型及白内障,并在转基因动物晶状体中形成肿瘤这些均说明HPV感染是诱发肿瘤的重要因素第三十一页，共42页。病毒的转化蛋白a.HPV16型的致瘤基因E6、E7ORF编码的E6、E7蛋白具有细胞转化作用,是主要的致瘤蛋白b.牛乳头瘤病毒1型的E5蛋白是主要的转化蛋白c.HPV的E5也有较弱的转化才能.第三十二页，共42页。E6蛋白:HPV16型E6蛋白是一个Mr较小的核磷蛋白,位于细胞核内,有两个锌指构造,是DNA结合蛋白.E6的氨基酸分为4个功能区,其中N端1~139氨基酸构造完好性决定E6蛋白的转化功能.E6蛋白致癌的关键是由于E6蛋白与P53蛋白结合导致P53降解及抑癌作用丧失,使P53失去对细胞周期亲密相关的P21(WAF1)、增殖细胞核抗原(PCNA)周期蛋白(cyclins)、周期蛋白依赖性激酶(CDK)的调节作用,细胞周期紊乱,DNA损伤累积造成细胞癌变.第三十三页，共42页。E7蛋白:HPV16型的E7蛋白是一个多功能的核磷蛋白,有锌指构造,是DNA结合蛋白;有98个氨基酸,位于细胞核内.E7蛋白致瘤作用的关键是干扰抑癌蛋白RB与转录因子E2F的结合,而导致细胞增殖周期的紊乱.而E2F控制着细胞增殖周期相关基因的表达.E7干扰E2F与PB和P107的结合,同时E7还可与P103、cyclinA、CDK2等细胞周期相关因子结合而导致细胞分裂周期紊乱，使细胞发生癌变.第三十四页，共42页。E5蛋白:大部分E5定位于细胞高尔基复合体、内质网，少量的E5蛋白位于细胞膜等膜性构造上.E5可引起鼠上皮细胞转化,促进人上皮细胞的分裂增殖.E5的跨膜区含有1个高保守的位于17位谷氨酸,它对E5酸性氨基酸,转化功能明显增强;假设变为碱性氨基酸那么转化功能减弱.第三十五页，共42页。病毒基因的整合:病毒在细胞中存在方式与其诱导细胞癌变才能亲密相关.在HPV相关良性病变中,病毒DNA多以游离状态存在.在癌前病变中,病毒DNA约一半处于整合状态.在恶性肿瘤中,病毒那么大部分以整合状态存在第三十六页，共42页。在HP