第3期 丁璐等:HPV致宫颈癌机制研究进展 低后可随机整合到宿主基因组中,随后沉默E基因,细胞增殖,抑制死亡受体诱导的细胞凋亡,以及调控 从而减少其对E6、E7基因的抑制,使E6、E7蛋白过与细胞黏附和免疫功能有关的基因复制和转录。 表达,辅以F5蛋白的表达,从而诱导感染细胞无限增1.2晚期编码区(L区 殖甚至癌变。研究表明高危型HV的持续感染与高 L区有L1、L22个晚期基因,约占基因组40% 级别子宫颈病变(high- grade intraepithelial lesion,分别编码Ll、L2蛋白。HPV的衣壳蛋白由主要蛋 HSIL)2及宫颈癌的发生密切相关。研究发现,白L1和次要蛋白L2组成。电镜三维结构显示 90%的宫颈癌与高危型HPV持续感染密切相关,其HPV病毒是由72个五聚体构成的T=7的正20面 中HPV16、18型的相关度最高。宫颈癌在全球女性体,在该结构中L2蛋白与L1蛋白以1:5~1:10的 恶性肿瘤发病率中排名第4,在15~44岁女性恶性肿比列分布,每个五聚体由5个L1蛋白单体聚合而成 瘤发病率中高达第二S,是女性生殖系统最常见的而L2蛋白则包埋于每个五聚体的中心区域。L1 恶性肿瘤,每年全球约有530000例的初诊宫颈癌病蛋白可以自组装成病毒样颗粒( virus- like particle, 例,其中约有130000例是中国人。因此,研究ⅥPs),可作为一种特异性免疫抗原,具有较高的免 HPV的结构及致瘤机制,对减少我国宫颈癌的发病疫原性,可以诱发机体产生高低度的中和抗体和细胞 率及降低死亡率尤为重要。 免疫的表位,从而使细胞免受HPV病毒的再次攻 1HPV结构 击。L2蛋白包埋与每个五聚体的核心区域,只留 N-末端残基于五聚体表面,从而在细胞吸附和细胞 HPⅤ是无包膜的具有嗜上皮性的双链环状复制过程中发挥作用,除此以外,L2蛋白还可在内吞 DNA病毒(长度约8000bp),病毒由核酸和衣壳蛋入胞、入核囊泡转运等过程中发挥一定作用。 白组成,其中核酸为闭合环状DNA基因组,可分为1.3长控制区(LCR区) 以下3个基因组区域[约10个开放阅读框(opn 位于L1基因和E6基因间的非编码区,约占整 reading frame,ORF)]:早期编码区(E区)——编个病毒基因组的10%,可分为3个区段:5区段、中 码非结构蛋白;晚期编码区(L区)——编码病毒粒心区段、3'区段。5'区段囊括第1个E2蛋白结合位 子和病毒传播所需的结构蛋白,长调控区(long点(E2bs)、转录终止和多腺苷酸化的结合位点。中 control region,LCR)——含有早期启动子、调控病心区段的两端各有1个E2蛋白结合位点,中间是 毒和细胞蛋白转录的调控位点9。 些刺激或抑制病毒转录活动的基因序列,这些序列 1.1早期编码区(E区) 包括与AP1、NF1、TEF1、OCT1、YY1、BRN-3a、NF E区含E1、E2、F4、E5、E6、E7这6个早期基因,Ⅱ6、KRF-1、NFKB、FOXA1和GATA3等的结合位 约占基因组的50%。E1E2基因编码E1、E2蛋白,点。3’区段则有2个E2蛋白结合位点和一个E 调节病毒DNA的复制和转录,且E2蛋白在机体感蛋白结合位点(EIbs),重叠在复制起源处。LCR区 染HPV病毒后可以维持胞内转运及感染细胞内的含有病毒转录、细胞蛋白翻译的多个调控位点,从而 DNA复制,此外合成的E2蛋白还可以抑制E6和调控早、晚期编码区的基因转录和病毒颗粒的合成。 E7基因的转录 基因可以编码产生E4蛋 2HP致宫颈癌机制 白,可以促进病毒的复制,并可以破坏细胞骨架,促 进病毒粒子从受感染的上皮细胞内逸出,向周围组 HPV可以通过微小的皮肤损伤进入到上皮基 织扩散。而E6、E7基因编码产生的E6、E7蛋白底细胞中,在这些上皮基底细胞中只检测到HPV 作为主要的致癌蛋白,参与了细胞癌变的过程。E6DNA,没有检测到病毒衣壳蛋白,这表明在某些条 蛋白主要与p53蛋白结合从而使p53失活,促进件下 HPV DNA可以目前尚未明确的机制随机整合 p53降解,诱使感染细胞维持在细胞周期S期;而到宿主细胞基因组中,随后干扰E2基因的表达,从 E7蛋白则与视网膜母细胞瘤蛋白( retinoblastoma而削减E2基因对E6、E7基因的负性调节作用,进 protein,pRB)结合,使pB失活,从而失去其对细步抑制p53和pRB,促使感染细胞发生癌变。 胞周期的调控作用,诱导感染细胞向癌变方向发据国内外文献报导,HPV感染细胞后诱发感染细胞 展。E5蛋白可以与多种宿主细胞蛋白相互作癌变主要通过以下3种机制:宿主细胞基因组中病 用,最近有研究表明E5蛋白作为癌蛋白,可以刺激毒DNA的整合、E2基因的缺失或沉默、E6和E7基低后可随机整合到宿主基因组中，随后沉默 Ｅ２ 基因， 从而减少其对 Ｅ６、Ｅ７ 基因的抑制，使 Ｅ６、Ｅ７ 蛋白过 表达，辅以 Ｅ５ 蛋白的表达，从而诱导感染细胞无限增 殖甚至癌变。 研究表明高危型 ＨＰＶ 的持续感染与高 级别 子 宫 颈 病 变 （ ｈｉｇｈ⁃ｇｒａｄｅ ｉｎｔｒａｅｐｉｔｈｅｌｉａｌ ｌｅｓｉｏｎ， ＨＳＩＬ） ［２⁃３］及宫颈癌的发生密切相关［４］ 。 研究发现， ９０％的宫颈癌与高危型 ＨＰＶ 持续感染密切相关，其 中 ＨＰＶ１６、１８ 型的相关度最高。 宫颈癌在全球女性 恶性肿瘤发病率中排名第 ４，在 １５～４４ 岁女性恶性肿 瘤发病率中高达第二［１，５⁃６］ ，是女性生殖系统最常见的 恶性肿瘤，每年全球约有 ５３０ ０００ 例的初诊宫颈癌病 例，其中约有 １３０ ０００ 例是中国人［７］ 。 因此，研究 ＨＰＶ 的结构及致瘤机制，对减少我国宫颈癌的发病 率及降低死亡率尤为重要。 １ ＨＰＶ 结构 ＨＰＶ 是无包膜的具有嗜上皮性的双链环状 ＤＮＡ 病毒（长度约 ８ ０００ ｂｐ），病毒由核酸和衣壳蛋 白组成，其中核酸为闭合环状 ＤＮＡ 基因组，可分为 以下 ３ 个基因组区域［约 １０ 个开放阅读框（ ｏｐｅｎ ｒｅａｄｉｎｇ ｆｒａｍｅ， ＯＲＦ）］： 早期编码区（Ｅ 区）———编 码非结构蛋白；晚期编码区（Ｌ 区）———编码病毒粒 子和病毒传播所需的结构蛋白［８］ ，长调控区（ ｌｏｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｇｉｏｎ， ＬＣＲ）———含有早期启动子、调控病 毒和细胞蛋白转录的调控位点［９］ 。 １．１ 早期编码区（Ｅ 区） Ｅ 区含 Ｅ１、Ｅ２、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７ 这 ６ 个早期基因， 约占基因组的 ５０％。 Ｅ１、Ｅ２ 基因编码 Ｅ１、Ｅ２ 蛋白， 调节病毒 ＤＮＡ 的复制和转录，且 Ｅ２ 蛋白在机体感 染 ＨＰＶ 病毒后可以维持胞内转运及感染细胞内的 ＤＮＡ 复制，此外合成的 Ｅ２ 蛋白还可以抑制 Ｅ６ 和 Ｅ７ 基因的转录［１０］ 。 Ｅ４ 基因可以编码产生 Ｅ４ 蛋 白，可以促进病毒的复制，并可以破坏细胞骨架，促 进病毒粒子从受感染的上皮细胞内逸出，向周围组 织扩散［１１］ 。 而 Ｅ６、Ｅ７ 基因编码产生的 Ｅ６、Ｅ７ 蛋白 作为主要的致癌蛋白，参与了细胞癌变的过程。 Ｅ６ 蛋白主要与 ｐ５３ 蛋白结合从而使 ｐ５３ 失活，促进 ｐ５３ 降解，诱使感染细胞维持在细胞周期 Ｓ 期；而 Ｅ７ 蛋白则与视网膜母细胞瘤蛋白（ ｒｅｔｉｎｏｂｌａｓｔｏｍａ ｐｒｏｔｅｉｎ， ｐＲＢ）结合，使 ｐＲＢ 失活，从而失去其对细 胞周期的调控作用，诱导感染细胞向癌变方向发 展［１２］ 。 Ｅ５ 蛋白可以与多种宿主细胞蛋白相互作 用，最近有研究表明 Ｅ５ 蛋白作为癌蛋白，可以刺激 细胞增殖，抑制死亡受体诱导的细胞凋亡，以及调控 与细胞黏附和免疫功能有关的基因复制和转录［１３］ 。 １．２ 晚期编码区（Ｌ 区） Ｌ 区有 Ｌ１、Ｌ２ ２ 个晚期基因，约占基因组 ４０％， 分别编码 Ｌ１、Ｌ２ 蛋白。 ＨＰＶ 的衣壳蛋白由主要蛋 白 Ｌ１ 和次要蛋白 Ｌ２ 组成。 电镜三维结构显示， ＨＰＶ 病毒是由 ７２ 个五聚体构成的 Ｔ ＝ ７ 的正 ２０ 面 体，在该结构中 Ｌ２ 蛋白与 Ｌ１ 蛋白以 １ ∶５ ～ １ ∶１０ 的 比列分布，每个五聚体由 ５ 个 Ｌ１ 蛋白单体聚合而成， 而 Ｌ２ 蛋白则包埋于每个五聚体的中心区域［１４］ 。 Ｌ１ 蛋白可以自组装成病毒样颗粒（ｖｉｒｕｓ⁃ｌｉｋｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ， ＶＬＰｓ），可作为一种特异性免疫抗原，具有较高的免 疫原性，可以诱发机体产生高低度的中和抗体和细胞 免疫的表位，从而使细胞免受 ＨＰＶ 病毒的再次攻 击［１５］ 。 Ｌ２ 蛋白包埋与每个五聚体的核心区域，只留 Ｎ 末端残基于五聚体表面，从而在细胞吸附和细胞 复制过程中发挥作用，除此以外，Ｌ２ 蛋白还可在内吞 入胞、入核、囊泡转运等过程中发挥一定作用［１６］ 。 １．３ 长控制区（ＬＣＲ 区） 位于 Ｌ１ 基因和 Ｅ６ 基因间的非编码区，约占整 个病毒基因组的 １０％，可分为 ３ 个区段： ５′区段、中 心区段、３′区段。 ５′区段囊括第 １ 个 Ｅ２ 蛋白结合位 点（Ｅ２ｂｓ）、转录终止和多腺苷酸化的结合位点。 中 心区段的两端各有 １ 个 Ｅ２ 蛋白结合位点，中间是一 些刺激或抑制病毒转录活动的基因序列，这些序列 包括与 ＡＰ１、ＮＦ１、ＴＥＦ１、ＯＣＴ１、ＹＹ１、ＢＲＮ⁃３ａ、ＮＦ⁃ ＩＬ６、ＫＲＦ⁃１、ＮＦ⁃κＢ、ＦＯＸＡ１ 和 ＧＡＴＡ３ 等的结合位 点。 ３’区段则有 ２ 个 Ｅ２ 蛋白结合位点和一个 Ｅ１ 蛋白结合位点（Ｅ１ｂｓ），重叠在复制起源处。 ＬＣＲ 区 含有病毒转录、细胞蛋白翻译的多个调控位点，从而 调控早、晚期编码区的基因转录和病毒颗粒的合成。 ２ ＨＰＶ 致宫颈癌机制 ＨＰＶ 可以通过微小的皮肤损伤进入到上皮基 底细胞中，在这些上皮基底细胞中只检测到 ＨＰＶ ＤＮＡ，没有检测到病毒衣壳蛋白，这表明在某些条 件下 ＨＰＶ ＤＮＡ 可以目前尚未明确的机制随机整合 到宿主细胞基因组中，随后干扰 Ｅ２ 基因的表达，从 而削减 Ｅ２ 基因对 Ｅ６、Ｅ７ 基因的负性调节作用，进 一步抑制 ｐ５３ 和 ｐＲＢ，促使感染细胞发生癌变［１７］ 。 据国内外文献报导，ＨＰＶ 感染细胞后诱发感染细胞 癌变主要通过以下 ３ 种机制： 宿主细胞基因组中病 毒 ＤＮＡ 的整合、Ｅ２ 基因的缺失或沉默、Ｅ６ 和 Ｅ７ 基 ·３８９· 第 ３ 期 丁 璐 等： ＨＰＶ 致宫颈癌机制研究进展