hpv感染与宫颈癌的关系

宫颈癌是一种严重危害妇女健康的恶性肿瘤。据资料显示，在最近10年中，全世界每年有371000多例子宫颈浸润癌新病例，占整个妇女癌症的近10%。子宫颈癌的发生率在所有癌症中排名第七位，而在妇女中排名第三，仅次于乳腺癌和大肠癌。在发展中国家，子宫颈癌妇女五年存活率低于50%，而在发达国家，五年存活率是66%左右［1］。
分子流行病学明确表明某些特定型别的人乳头瘤病毒（human papilloma virus,HPV）是浸润性宫颈癌和宫颈上皮内病变的主要致病原因。大量的研究显示，在95%的宫颈癌标本中可检出不同型别的HPV DNA，HPV DNA检测的含量与宫颈病变程度成正相关，HPV感染与宫颈癌的发生有时序关系，符合生物学现象。HPV与宫颈癌关系密切，其他因素可能起协同作用。这些研究已促使人们开始发现新的检测方法去检测HPV感染，从HPV感染研究中所获得的资料被应用于子宫颈癌的早期筛查和HPV疫苗的研制，这种疫苗可防止HPV感染并最终用于预防子宫颈癌。
1HPV的结构及流行病学分布
1.1HPV是一种环状的双链DNA病毒
其病毒形态类似，在人和动物中分布广泛，有高度的特异性，种间不存在交叉感染。目前确定的HPV型别约有80余种，依其感染上皮的所在部位分为皮肤型HPV和生殖道上皮HPV。大约35种型别涉及生殖道感染，约20种与肿瘤相关［2］。依据HPV型别与癌发生危险性的高低分为低危险型HPV和高危险型HPV。低危险型HPV如HPV6，11，42，43，44等，常见起外生殖器湿疣等良性病变。高危险型HPV如HPV16，18，31，35，39，45，51，52，56，58，59，68等，与宫颈癌及宫颈上皮内瘤样病变（cervical intracpithelial neoplasm,CIN）的发生相关。来自世界范围的宫颈癌组织标本的研究［3］发现，HPV16是感染最常见的型别，一般占所有感染的58.9%，HPV18占感染率的第2位，平均感染率为15.0%，感染率排第3位的是HPV45，感染率为5.9%，HPV16，18，45，31，33，52，58和35等型别在宫颈鳞状细胞癌中的感染率达95%。
1.2HPV感染率高低主要取决于人群的年龄和性行为习惯
在大多数国家，HPV感染十分常见。年轻的性活跃妇女HPV感染率最高，感染的高峰年龄在18~28岁。由于HPV可检出期比较短（2—3年），估计HPV的发病率近似于患病率。虽然大部分妇女HPV感染期比较短，一般在8~10个月左右便可消失，但仍有大约10~15%的35岁以上的妇女有持续感染的情况。这些持续感染HPV的妇女，有更高风险患宫颈癌，妇女还可反复感染HPV，也可同时感染几种型别。由于HPV感染通常没有明显的临床症状，所以很难估计影响HPV感染的危险因素，但HPV的感染与性行为有关是比较明确的。其他可能的危险因素包括口服避孕药、怀孕以及细胞介导的免疫功能损害等。许多研究发现，随着年龄的增长宫颈HPV的感染率明显下降，而且这一点并不依赖于妇女性行为方面的因素，可能与免疫功能增强后限制或清除HPV感染有关。相反，宫颈癌的发病率却随着年龄的增长而增高。最近中国医学科学院肿瘤研究所在宫颈癌高发区进行的调查研究显示［4］，32~50岁妇女的生殖道高危型HPV感染率很高（27.5%），远高于同年龄世界范围的感染率（5%~10%），而且各年龄组处于持续状态，没有显著的上升和下降趋势。
2HPV与子宫颈癌的关系
2.1我国的病因学研究［5-6］表明，生殖道感染高危型HPV是当地妇女宫颈癌和宫颈上皮内瘤变（CIN）高发的主要危险因素。100%的宫颈癌患者的高危型HPV感染为阳性，高度病变（CIN2和CIN3）中约97%为阳性，低度病变（CIN1）中的阳性率亦达61.4%。与正常对象相比，HPV感染的相对危险率（OR）在宫颈上皮内高度病变/癌症（≥CIN2）和低度病变（CIN1）中分别为254.2和26.4。综合国外6项关于HPV感染与宫颈癌危险性关系的病例-对照研究［7-12］，不论是采用准确性较低的检测技术（FISH）进行的大规模流行病学研究，还是采用较高灵敏度检测技术的小样本研究，所有的结果均显示，HPV感染与宫颈癌有明显的相关性（OR=9~254），尤其是HPV16型和18型。其中，Munoz等为了避免人群和地区的选择性偏倚以及检测技术间的差异，在哥伦比亚和西班牙（宫颈癌发病率前者比后者高8倍）进行的基于人群的病例-对照研究，包括了436例组织学确诊的病例和所在人群随机抽取的387例对照，同时采用了三种HPV DNA检测技术（ViraPap、SH和PCR）。在调整了一些混杂因素后，三种检测方法都得出相同的结论：在两个国家中HPV16，18，31，33和35型与宫颈癌均呈强相关性，提示HPV与宫颈癌可能具有病因关系。
2.2Bosch和Manos等通过来自22个国家的1008份宫颈癌活检标本的PCR检测，发现93%的肿瘤中都可以检测到HPV DNA，而且各国间无显著差异。随后Walboomers等又重新分析了该研究中HPV阴性的病例，结合先前的数据，排除样本量不足的因素，发现在世界范围内宫颈癌的HPV检出率达99.7%［13］。这是迄今止所报道人类肿瘤致病因素中的最高检出百分比，同时表明HPV感染与宫颈癌的相关具有普遍意义。此外，在细胞学和分子生物学方面也获得了HPV致癌的有力证据。
2.3几乎所有的流行病学调查和实验室研究数据显示HPV感染是宫颈癌的主要流行因素、HPV与宫颈癌高度相关、其相对危险度或危险度比值高达250。实验动物和组织标本研究还表明，HPV DNA检测的含量与宫颈病变程度成正相关，而且HPV感染与宫颈癌的发生有时序关系，符合生物学现象。这些流行病学资料结合实验室的证据都强有力地支持了HPV感染与宫颈癌之间的因果关系，均表明HPV感染是宫颈癌的病因［14］，即HPV感染是宫颈癌发生的必要条件。
3HPV感染的检测与临床价值
3.1目前的流行病学和生物学资料已经证明HPV感染是宫颈癌及其癌前病变（宫颈上皮内瘤样变）的主要病因。因此，许多学者提出将检测HPV感染作为宫颈癌的一种筛查手段。HPV检测方法有细胞学法、斑点印迹法、荧光原位杂交法、原位杂交法、Southem杂交法、多聚合酶链反应（PCR）法和近年的杂交捕获法，各种方法的优缺点总结如表1。
3.2第二代杂交捕获实验法（Hybrid CaptureⅡ ）是一个放大的酶标板技术，使用化学发光法来定量检测病毒的DNA或RNA，提供日常检测及诊断所要求的特异性及灵敏度。检测方法简单和效率高，对高危HPV检测敏感率较高，有较宽的HPV检测谱，可同时检测13种高危HPV，高的阴性预测值（99%），重复性好，实验室安装容易，易于培训，中科院肿瘤医院一项用6种筛查方法同时检测的调查结果显示，其检测的敏感度和特异性分别是95%和85%。
HPV被认为是宫颈癌的主要致病因素，以至于认为HPV是预测妇女患不典型增生风险的标志物。高危型HPV DNA检测的临床价值主要有几个方面：
3.2.1高危型HPV DNA检测可有效地、极大地减少细胞学检测的假阴性结果 传统的宫颈巴氏涂片检查存在一定比例的假阴性结果，通常达10%~30%甚至更高，以至于造成对CIN3及宫颈癌的漏诊。杂交捕获法HC2对高危型HPV检测的阴性预测值达99.7%，可减低或消除由于巴氏涂片假阴性所造成的漏诊。假阴性诊断会产生严重的医疗、财政和法律上的后果。当HPV检测阳性而细胞学涂片正常的妇女，不能被认为是假阳性，再次阅片时可发现5%~7%有细胞学涂片异常。荷兰的资料显示，从这组人群中有10%在四年内发展为CIN3，HPV检测可预测CIN发病风险。HPV核酸检测作为一种筛查方法，灵敏度高但是特异性比较低。结合细胞学，HPV核酸检测可提高细胞学检测的阴性预测值，从而延长两次检测的间隔时间，降低检测费用。通过研究人们发现将细胞学和HPV检测结合使用可达到极高的灵敏度和几乎100%的阴性预测值。阴性预测值这么高的组合检测可延长每次筛查的间隔时间，各级不同的人群和风险性可将筛查间隔时间从1~3年延长为3~5年。
3.2.2作为对细胞学检查提示不典型鳞状细胞（ASCUS）和低度鳞状上皮内病变（LSIL）的随访分流 减少阴道镜检查及病理活检率。在宫颈细胞学检查中存在不确定结果，如ASCUS，大量的研究结果显示ASCUS可能是反应性变化，也可能隐藏着CIN，对ASCUS患者应4~6月后重复细胞学检查，连续3次正常后改为每年定期复查，若细胞学结果阳性立即阴道镜和病理活检。这其中大约只有10%~20%转变成CIN3，大部分妇女在复查等待中承受着严重的焦虑及精神压力。美国一项涉及3488例ASCUS的多中心随机试验结果显示［15-16］，对于ASCUS的妇女，杂交捕获试验HC2是一种很好的选择，与单纯重复细胞学检查方法比较，对于发现CIN3或宫颈癌有更高的敏感度和特异性，其检出CIN3的敏感度比单纯巴涂片复查法要高10%~15%，且特异性没有降低，这将大大减少复查巴涂片和阴道镜检查的数量。
3.2.3HPV DNA检测与细胞学检查联合进行宫颈癌及宫颈上皮内瘤变的筛查 其筛查效率高于单独使用细胞学检查。研究结果提示联合两种方法的检测率几乎可达100%，且可延长筛查间隔，因为从HPV感染发展为CIN和宫颈癌需经历约5~10年。2003年卫生部疾病控制司委托中国癌症研究基金会组织有关专家制定的《宫颈癌筛查及早诊早治指南》建议，有三年以上性行为或21岁以上有性行为的妇女应每年一次细胞学检查，连续两次细胞学正常可改至3年后复查；连续2次HPV检测和细胞学正常可延至5~8年后复查。欧洲生殖道感染和肿瘤研究组织和美国宫颈病理与阴道镜协会将HPV DNA检测列为宫颈癌的普查项目，与细胞学结合或作为细胞学的替代项目。美国FDA在2003年4月批准在30岁以上妇女使用高危型HPV检测（杂交捕获试验HC2）联合宫颈细胞学检查作为宫颈癌的初筛。美国国家健康研究院、美国国家癌症研究所、美国子宫颈病理与阴道镜学会和美国癌症学会2003年2月22日~23日在美国亚利桑那州图森市举行会议，讨论并制定了《HPV DNA检测辅助细胞学筛查暂行应用指南》［17］。该指南建议进行HPV DNA检测辅助细胞学筛查的目标人群，对30岁以上的妇女筛查时应该增加HPV DNA检测，与细胞学筛查在同样的年龄和相同环境下终止。对年龄小于30岁、良性疾病行子宫全切术者，只需细胞学筛查就可。HPV DNA（-）细胞学（-）者3年无需重新筛查；HPV DNA（+）与细胞学（-）应6~12月后复查；HPV DNA（+）与ASCUS建议阴道镜检查；HPV DNA（-）与细胞质学（+）有条件者应阴道镜检查。该指南指出HPV DNA检测的局限性，没有一个单一的筛查或联合检测是100%完美的。几乎所有妇女都会有HPV的感染可能，多次检测阳性并不意味着感染同一型别HPV，感染不同型别HPV是常见的。也指出关于HPV的未来研究方向，应为患者提供有关HPV感染、相关宫颈疾病和处理的信息，更好地定义应用HPV检测作为辅助细胞学筛查的最佳起始和终止年龄，决定对阳性结果最好的临床处理方法，监督HPV检测的应用和检测结果的临床处理操作的行为。
3.2.4作为宫颈病变治疗后的随访指标
由于HPV是CIN的主要病因，利用HPV DNA监测治疗效果、评价不同治疗方法是可行的。研究表明成功的子宫颈锥切可使HPV得以清除，子宫颈锥切术后应用HPV DNA检测可预测CIN残余可复发的可能，并具很高的灵敏度和阴性预测值，术后6月的HPV阳性率比细胞学异常结果更具预测价值。
4HPV感染的监测与处理
宫颈癌及其癌前病变的发生与宫颈高危型HPV病毒类型感染密切相关，但大多数HPV感染不易察觉并可自行消退，感染HPV的妇女一般没有任何临床症状，常在体检检查中发现。然而，病毒繁殖可导致轻度宫颈细胞学改变。目前人们认为宫颈癌除细胞学筛查外还要进行HPV DNA检测，但高危型HPV DNA阳性者同时检查宫颈细胞学涂片多数结果正常，这些妇女以后发生涂片异常的绝对风险尚不确定，因而其适宜的咨询指导和临床处理亦未确定。
高危型HPV感染后伴发细胞学异常的绝对风险尚未充分阐明。Moscicki［18］等对计划生育门诊496名≤22岁妇女的研究表明，经PCR法确定的HPV感染（高危或低危型）者中有20%在此后为期50个月、间隔4个月的随访期内细胞学复检发生低度鳞状上皮内病变。
Castie［19］等选择宫颈癌普查的妇女登记首诊时HC2法检测HPV DNA阳性而细胞学结果阴性者共2020人，在随后的57个月随访期内评估其发生可疑或确定异常细胞学结果的绝对风险。体内高的病毒负荷量（≥100相对发光单位/阳性对照）比病毒负荷量较低者其发生异常细胞学涂片的风险增高（比值比较落后2.7，95%CI=1.7-4.1）。细胞学阴性而高危型HPV阳性的妇女有15%将在以后的5个内发生细胞学异常（≥ASC）。这一风险评估对临床工作有一定用处。如果初筛选用HPV检测与细胞学筛查相结合，那么评估HPV阳性而细胞学阴性妇女此后细胞学异常的发生风险具有重要意义，多变量分析发现体内高病毒负荷量是此后发生细胞学异常的一个重要风险因素。相反，体内病毒负荷量低的妇女发生细胞学异常的风险较低。尽管低病毒负荷量以后发生重度宫颈病变的风险相对较低，我们发现病毒负荷量不是组织学CIN3或癌症的风险因素。然而，由于各细胞学结果的病毒负荷量间有重叠荡然区域，临床上不可能应用病毒负荷量测定来预测细胞学阴性妇女癌前病变和癌症的发生。
体内病毒负荷量是此后发生轻度细胞学异常的最明显决定因素，这与目前生物学认识相一致，即增殖活跃的病毒感染导致评价为轻度细胞涂片异常的细胞形态异常。但是，在标准细胞学筛查操作下，只有少部分HPV感染发生显微镜下可见的细胞学改变，极少数表现为细胞学高度子宫颈病变提示潜在的重度宫颈瘤样病变。
对高危型HPV阳性者应次年重复检查，并辅以细胞学监测，目前仍未有经循证医学证实对高危型HPV有效的药物。
5HPV疫苗研究前景
5.1癌的主要致病因素是HPV，从根本上解决宫颈癌的方法是采用疫苗作为病因的预防。全世界的宫颈癌研究者都致力于HPV疫苗的研究方面，其中包括预防性疫苗和治疗性疫苗。预防性疫苗主要通过分子生物学方法获得，治疗性疫苗则通过细胞免疫方法来制备。
5.2性疫苗有选用病毒衣壳蛋白L1和L2作为靶疫苗刺激机体产生保护性中和抗体，以阻断HPV感染。哈尔滨医大谷鸿喜教授已完成动物实验。国外HPV16型的VLP预防疫苗已进入临床1期实验。
5.3性疫苗尚无大的进展，但针对HPV16、18、31、45型的预防性疫苗研究进展顺利。通过DNA重组技术产生的无核酸的多价病毒样颗粒（VLP）疫苗具有极强的免疫原性，在Ⅰ、Ⅱ期的临床试验中显示发良好的安全性及高达75%的保护效应［20］。除HPV疫苗的各种实验室、临床试验研究外，还有许多大型的流行病学研究在为HPV疫苗的Ⅲ期、Ⅳ期临床试验（包括投放的目标）提供人群的背景资料。目前有关HPV疫苗临床实验的初期结果是鼓舞人心的，Koutsky［21］等人的研究证明，已接种疫苗妇女不但可以预防与HPV-16相关的癌前病变及浸润癌，而且还可以预防持续和暂时的HPV-16感染，保护率分别为100%，100%和91%。这种疫苗不仅可以预防疾病的发展，而且还可以阻止病毒在妇女生殖道的繁殖，阻止传染给新的性伴侣。然而，考虑到致癌的HPV型别的多样性和HPV感染的年龄的难以预估的问题，一种针对性强而高效的HPV疫苗的研究仍然是困难和需要时间的，有学者认为，这种预防性疫苗应该在12岁完全没有接触HPV可能的女孩身上使用才能达到预期效果。HPV疫苗的研究已经是当今宫颈癌预防的前沿课题，有关专家预测，在不远的将来子宫颈癌将是人类通过免疫接种来全面预防和根除的第一个恶性肿瘤