迄今,由于HPV不能在组织细胞中培养,以及其在体外增殖的困难,因此,不能通过分离病毒来确定HPV的型别。HPV分型主要是依靠克隆基因的DNA杂交试验即核酸杂交及酶谱分析等方法来确定。一些分子量相似的HPV通过凝胶电泳均可进行辨认。当HPV
DNA被一组特定的限制性内切酶消化时,能建立特征性的酶切图谱。若将凝胶上的DNA酶切片段转移到硝酸纤维素膜上,并与已知的同源性标记探针杂交,根据其DNA的同源性,能将HPV分为不同的型别或不同的亚型。通常在严格的杂交条件下,大约只有1/3的HPV
DNA不能相互杂交,其余的HPV
DNA均有一定的同源性。当某一未知基因组与任何已知型别HPV进行杂交,其同源性小于50%时,被称为是一个独立的新型;而杂交的同源性大于50%,则称为一个亚型;如果仅出现限制性内切酶的酶切位点的数目不同,则被认为是一个突变株。据此标准,到目前为止,从不同人病灶组织中,已鉴定出HPV达70多个亚型,有资料报道为100种以上HPV型,即HPVl—100型等。利用DNA同源分析技术等发现某些HPV亚型具同源性,如HPV6型和HPVll型,其核酸同源性达25%,能引起几乎相同的临床损害,在临床上可归于同一亚型。据此,有人认为将来有必要以其临床特征及血清学试验对HPV进行新的分型。
大量研究发现HPV是人类许多疾病的病因,可引起皮肤粘膜、呼吸道等部位一些良性和恶性病变,见表2—2。
表2-2 由HPV引起的疾病
部 位
| 疾 病
|
皮肤
| 扁平疣
寻常疣
疣状表皮发育不良
皮赘:
黑素瘤
跖部表皮样囊肿
化脓性肉芽肿
扁平苔藓
银屑病
皮肤疣状癌
皮肤鳞状细胞癌
|
肛门及生殖器
| 尖锐湿疣
鲍温样丘疹病
Buschke—LOwenstein肿瘤
女阴假性湿疣 。
儿童阴茎硬化性苔藓
宫颈息肉
慢性宫颈炎
生殖器鲍温病
宫颈上皮内瘤
外阴上皮内瘤
阴茎上皮内瘤
肛周上皮内瘤
女阴癌
宫颈癌
肛门癌
阴茎癌
睾丸癌
|
呼吸道
| 青少年喉头乳头瘤病
喉鳞状细胞癌
鼻窦鳞状细胞癌
扁桃体鳞状细胞癌
肺鳞状细胞癌
|
眼部
| 眼角结膜癌
眼角结膜乳头瘤病
|
口腔及消化道
| 口腔尖锐湿疣
口腔寻常疣
口腔鳞状细胞乳头瘤
口腔鳞状细胞癌
口腔粘;膜病灶性上皮细胞增生
口腔乳头瘤
食道鳞状细胞癌
|
其他
| 膀胱癌
前列腺癌
直肠癌
新生儿巨细胞肝炎
新生儿胆管闭锁
甲周部癌
伴有细胞介导免疫缺陷、遗传性
医源性和HⅣ有关的癌
|
随着HPV亚型的不断被发现,人们也逐渐认识到某些特定的HPV亚型与某种疾病或人体某个特定部位的病变以及病变的性质有关。而且不同的疾病可以由某一种HPV亚型或多种HPV亚型引起,而某一种HPV亚型也可引起不同的疾病,见表2—3、表2—4。 但在HPV导致的这些良性或恶性病变中,最常见的是HPV引起的皮肤和肛门生殖器部位的病变,如尖锐湿疣等。 表2-3 常见皮肤及肛门生殖器部位病变与主要HPV亚型
病 变
| HPV亚型
|
扁平疣
| HPV3、10、27、28、41
|
寻常疣
| HPVl、2、4、7、27、29、40、54
|
跖疣
| HPVl、4
|
疣状表皮发育不良
| HPV5、8、12、14、15、17、19、25、38、46、47、49、50
|
尖锐湿疣
| HPV6、11、16、18、31、33、34、35、39、45、
51、64~68、70、73
|
宫颈上皮内瘤
| HPV6、11、16、18、31、33、·35、43、44、51、 56、 58、 61
|
鲍温样丘疹病
| HPVl6、18、39、42
|
Buschke-lowenstein肿瘤
| HPV6、11、16、18
|
浸袭性宫颈癌
|
HPVl6、18、33、35、39、42、44、45、56、58、
65、 66
|
阴茎癌
| HPVl6、18
|
女阴癌
| HPV6、11、16、18、
|
|
表2-4 由不同HPV亚型引起的主要临床病变
HPV亚型
| 临床病变
|
1
| 掌跖疣
|
2
| 寻常疣、丝状疣、跖疣
|
3
| 扁平疣
|
4
| 寻常疣、跖疣
|
5
| EV、EV中的SCC
|
6
| 肛门生殖器疣、喉乳头瘤
|
7
| 屠夫疣
|
8
| EV、EV中的SCC
|
9
| EV
|
10
| 扁平疣
|
11
| 肛门生殖器疣、喉乳头瘤
|
12
| EV
|
13
| 灶状上皮增生
|
14
| EV、EV 中的SCC
|
15
| EV
|
16
| 肛门生殖器疣、CIN、VIN、PIN、宫颈癌、BP
|
17
| EV
|
18
| 生殖器疣、CIN、宫颈癌
|
19
| EV
|
20
| EV、EV中的SCC
|
21-25
| EV
|
26
| 免疫抑制皮肤损害、罕见生殖器损害
|
27
| 寻常疣(罕见)
|
28
| 扁平疣
|
29
| 皮肤疣(罕见)
|
30
| 肛门生殖器损害、喉癌
|
31
| 肛门生殖器疣、CIN、宫颈癌
|
32
| 灶状上皮增生、口腔乳头瘤
|
33
| GIN、VIN、宫颈癌
|
34
| 口腔生殖器疣
|
35
| 肛门生殖器疣、CIN、宫颈癌
|
36-38
| EV
|
39
| 肛门生殖器疣、CIN、宫颈癌、BP
|
40
| 肛门生殖器疣、CIN、VIN、PIN
|
41
| 扁平疣、皮肤SCC
|
42
| 肛门生殖器疣、BP
|
43
| 肛门生殖器疣
|
44
| 口腔生殖器疣
|
45
| 肛门生殖器疣、CIN、宫颈癌
|
46
| 归类于HPV20b
|
47
| EV、EV中的SCC
|
48
| 皮肤疣(罕见)
|
49
| EV
|
50
| EV
|
51
| 肛门生殖器疣
|
52、53
| 肛门生殖器疣、CIN、宫颈癌
|
54
| 肛门生殖器疣,Buschke-L0wenstein肿瘤(罕见)
|
55
| 口腔生殖器疣
|
56
| 肛门生殖器疣、CIN、宫颈癌
|
57
| 口腔生殖器疣、免疫抑制皮肤损害
|
58
| 肛门生殖器疣、CIN、宫颈癌
|
59
| 肛门生殖器疣
|
60
| 跖部表皮样囊肿
|
61、62
| VIN
|
63
| 皮肤疣(罕见)、足点凹状角化病
|
64
| 口腔生殖器疣,VIN
|
65
| 色素性扁平疣
|
66-68
| 门生殖器疣、CIN、宫颈癌
|
69
| CIN
|
70
| 肛门生殖器疣
|
72
| 宫颈损害
|
73
| 肛门生殖器疣
|
75-77
| 免疫抑制皮肤损害
|
|
注:EV,疣状皮肤发育不良;SCC,鳞状细胞癌;CIN,宫颈上皮内瘤;VIN,女阴上皮内瘤;PIN,阴茎上皮内瘤;DP,鲍温样丘疹病。
在临床上,根据HPV亚型致病力大小或致癌危险性大小不同可将HPV分为低危型和高危型两大类。低危型HPV主要引起肛门皮肤及男性外生殖器、女性大小阴唇、尿道口、阴道下段的外生性疣类病变和低度子宫颈上皮内瘤,其病毒亚型主要有HPV6、11、30、39、42、43型及HPV44型。高危型HPV除可引起外生殖器疣外,更重要的是引起外生殖器癌、宫颈癌及高度子宫颈上皮内瘤,其病毒亚型主要有HPVl6、18、31、33、35、45、51、52、56、58型和HPV61型。也有学者将HPV分为低危型、中间型和高危型3类。低危型有HPV6、11、42、43、44型等,中间型有HPV31、33、35、39、51、52、53、55、58、59、63、66、68型等,高危型有HPVl6、18、45、56型等。也有学者根据HPV感染部位的不同又可将HPV亚型分为生殖器类和非生殖器类两大类,生殖器类HPV亚型主要引起内外生殖器和肛门部位的病变,也可引起口腔、咽喉等部位的病变,如尖锐湿疣、宫颈上皮内瘤等,这类HPV最常见的亚型有HPV6、11、16、18、31、33型等;非生殖器类HPV亚型主要引起非生殖器及肛门区皮肤的病变,如扁平疣、寻常疣、跖疣及疣状表皮发育不良等,这类HPV最常见的亚型有HPVl、2、3、4、5、7、8、10、12、23、38、54型等。此外,也有学者根据感染部位不同把HPV分为嗜皮肤性和嗜粘膜性两大群,两群之间有一定的交叉,其中有1/3是嗜粘膜性的HPV。, 尽管有近百种HPV亚型,但临床上最重要的有HPV6、11、16、18、31、33、35、38型等8个亚型,是引起肛门外生殖器尖锐湿疣和宫颈病变的主要HPV亚型。
1.人乳头瘤病毒与肛门生殖器尖锐湿疣
HPV可感染全身皮肤和粘膜,引起皮肤和粘膜的良恶性病变。HPV感染最常见的部位之一是肛门外生殖器,引起肛门外生殖器尖锐湿疣的发生。在近百种HPV亚型中有30余种与尖锐湿疣相关。这些亚型有HPVl、2、6、11、16、18、31、33-35、39、41、42~45、48、51-55、59、64~68、70、73型等,其中HPV6、11、16型和HPVl8型4个亚型是引起尖锐湿疣的常见HPV亚型,在世界各国都占绝对优势。而HPV6-型和,HPV11型又是被确认引起尖锐湿疣的主要亚型,有学者称之为经,典亚型。
国外有不少学者报告,在尖锐湿疣中由HPV6、HPVll犁引起的尖锐湿疣感染占90%以上,少数为HPVl6、18型感染或HPV30、31,33、35型感染或与HPVll、16型等亚型混合感染。并认为混合感染可能是由于各亚型HPV之间无交叉免疫保护作用的原故。Turazza等报告一组男性尖锐湿疣HPV感染情况:在43例肛门和外生殖器尖锐湿疣患者损害中检出的HPV亚型有HPV6、11、16、18、30、31、33型等,其中HPV6型占51.2%,HPVll型占23.3%,HPVl6、18、30、31、33型或HPV30型与HPV6型或HPVll型混合感染占18.6%。
在我国,一些研究表明尖锐湿疣损害中HPV亚型所占百分比各有不同。朱学骏等对250例尖锐湿疣的HPV感染进行分型,结果表明尖锐湿疣感染亚型以HPV6型及HPVll型最为常见,感染率分别为84%和68%,但高危型HPVl6、18型感染并不少见,分别为14%和16%,结果还表明尖锐湿疣复合感染常见,达66%,以HPV6、11型复合感染最常见。刘宝印等在206例宫颈尖锐湿疣患者HPV阳性的84例中,HPV6、11型检出率为33.5%,HPVl6型为1.5%,HPVl8型为0%,其他HPV亚型为5.8%。崔满华等对尖锐湿疣损害HPV DNA检测的结果是尖锐湿疣主要由HPV6、11型感染引起者占85.7%。王宗发等用PER方法检测32例尖锐湿疣绢织中HPV DNA,结果28例阳性均为HPV6b和HPVll型。用PER对142例尖锐湿疣组织进行HPV DNA检测和HPV分型,结果142例HPV感染亚型以HPV6、11型最常见,分别为70.59%和69.85%,HPV复合感染率为45.59%,以HPV6、11型复合感染为主,其中14例有与HPVl6、18型的复合感染。曹素奇用斑点杂交
技术检测了60例尖锐湿疣患者皮肤损害中HPV基因分型,结果60例中43例斑点杂交阳性,阳性率为71.67%,HPV6b、11、16、18型阳性率分别为61.7%、30%、11.7%和0%。单一亚型HPV感染28例,二型以上混合感染15例。提示本组尖锐湿疣病例以低危型HPV感染为主。李志刚等报告用原位杂交法检测了6例尖锐湿疣患者皮损中HPV DNA类型,结果2例HPV6型阳性,3例HPVll型阳性,1例HPV6、11型均为阴性。赖晃文等用核酸杂交技术检测了48例尖锐湿疣患者皮损中HPV,结果HPV6b型33例(68.8%),HPVll型38例(79.2%),HPVl6型21例(43.8%),HPVl8型7例(14.6%)。其中单一HPV亚型11例:HPV6b型3例;HPVll型7例;HPVl6型1例;占总阳性例数的26.2%。HPV复合感染31例:HPV6b+11型11例;HPVll+16型1例;HPV6b+11+16;12例;HPV6b+I“16+18型7例;占总阳性病例数的73.8%。齐凤菊等检测了20例尖锐湿疣活组织标本,HPV阳性检出率为95%,其中HPV6型占40%,HPVll型占45%,HPV6/11型(混合型感染)占10%。欧阳佩英等检测27例尖锐湿疣组织中HPV DNA,结果25例阳性,其HPV亚型均属HPV6/11型。郭华阳等检查复发尖锐湿疣损害中HPV DNA,结果24例中20例阳性,其中HPV6b型14例(58.3%);HPVll型6例(25.0%);HPVl6型7例(29.2%);HP~18型1例(4.2%);混合感染中HPV6b、11型阳性者3例(12.5%),HPV6b、16型阳性者4例(16.7%),HPV6b、11、16型阳性者1例(4.2%)。作者曾用PCR方法检测尖锐湿疣患者66例组织中HPV DNA均为阳性,结果HPV6型有19例(28.79%),HPVll型有21例(31.82%),HPV6型和HPVil型混合感染为12例“8.18%),HPVl6型4例(6.06%),HPVl8型2例(3.03%),HPV6型和HPVl8型混合感染3例(4.55%),HPVll、16型与HPVl8型混合感染2例(3.03%),未检测出HPV6、11、16型或HPVl8型者有3例(4.55%),这3例可能是其他HPV亚型感染。最近,曾仁山等报告了采用PCR方法对931例尖锐湿疣组织中的HPV DNA进行检测及分型结果,在931例尖锐湿疣组织中有738例检出HPV DNA阳性,检出率为79.27%,其中HPV6、11型阳性检出者538例,占75.79%,HPVl6、18型阳性检出者为41例,占4.4甲o,HPV6、11、16、18型同时阳性检出者159例,占17.08%。其余193例(20.73%)HPV DNA检测结果为阴性,可能为HPV6、U、16、18型以外的其他型HPV感染。
以上国内的这些研究结果虽然有差别,但均表明在肛门和外 生殖器部位尖锐湿疣的HPV感染中主要是由HPV6型和/或HPVll型引起,少数是由HPVl6型和/或HPVl8型引起。
此外,还有研究发现在不同的部位HPV感染的亚型也有不同, 如在外阴、阴道和阴茎部主要是HPV6、16型感染,在肛门主要 是HPVll型感染,而在子宫颈则主要为HPVl6型和HPVl8型感染等,如王金花等在子宫颈刮片中发现HPVl6型占单独感染的 51%。因此,充分了解HPV亚型与疾病的关系对预防和治疗HPV 感染以及尖锐湿疣具有十分重要的意义。
2.人乳头瘤病毒与肛门生殖器癌
从前面所述可以看出大多数HPV亚型属于低危型,引起皮肤粘膜的疾病是良性疾病。随着分子诊断学的出现,越来越多的证据说明HPV感染在特异的肛门外生殖器肿瘤的发生中起着重要作用,如高危型HPV和少数中间型HPV则可引起恶性病变。而且在这些HPV亚型中至少有27种HPV亚型具有致癌的潜能,可引起各种恶性肿瘤。在HPV导致的恶性肿瘤中,以肛门外生殖器癌多见。HPV可引起肛门癌、阴茎癌、女阴癌和宫颈癌,尤其是宫颈癌,90%-95%与HPV感染相关,已受到人们的极大关注。研究发现能引起肛门外生殖器癌尤其是宫颈癌的常见HPV亚型有HPV6、11、16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58型和HPV65型等。在这些可致癌的HPV亚型中,国内外绝大多数报道以HPVl6型和HPVl8型最常见。在宫颈恶性肿瘤中HPVl6型感染约占40%-60%,HPVl8型感染约占10%~20%,这说明HPVl6型是致癌的最常见HPV亚型。国外有一项调查显示在世界范围内宫颈癌组织标本中HPV亚型的流行率,见图2-1。
研究还发现在世界不同地区,引起宫颈癌的HPV亚型也有不同。大多数地区是HPVl6、18型,少数地区如西非以HPV45型占优势,在南美以HPV39型和HPV59型多见,亚洲则以HPV58型多见。
我国学者杨志坚等检测宫颈癌组织标本中有37.2%为HPVl6:型感染。任占平等检测宫颈癌组织中HPVl6、18型DNA阳性率为;70,5%,其中HPVl6型阳性率占47.06%,HPVl8型阳性率占5.88%,HPVl6/18型双阳性率占17.65%。崔满华等发现在宫颈癌组织中,HPVl6型和HPVl8型占HPV感染的87.5%。此外,在我国除了HPVl6型和HPVl8型与宫颈癌关
系最为密切外,HPV58型在宫颈癌中也占一定优势。李洁等调查表明在我国各地宫颈癌组织中HPV DNA检出率最高的地区是新疆和江西,分别为69.2%和63.5%。刘宝印等对我国14个省区1216例宫颈癌、癌前病变、尖锐湿疣组织进行了HPV感染亚型检测,结果在815例宫颈癌组织中有436例检出HPV,阳性率为53.5%,其中HPVl6型检出率为31.9%,HPVl8型检出率为1%,HPV58型检出率为7.6%,HPV6/11型检出率为2.3%,其他型(包括HPV31、33、35、51、52、56、65型等)检出率为10.7%。这说明我国宫颈癌中以HPVl6型和HPV58型居多,而且在我国北方地区HPV58型检出率很低(2.8%),南方特别是东南部地区58型检出率较高(13.2%)。
为了明确HPV感染与阴茎癌的关系,国内外一 (图2-1 在世界范围内宫颈癌中HPV亚型流行率)
些学者检测了 阴茎癌组织中的HPV。Varma等用PCB技术和原位杂交分析法检 查了23例患者的30份阴茎癌标本,结果发现16份标本中HPVl6型阳性,占6.5%,3份标本中HPV30型阳性,占13%,2份标本中HPV6、11型阳性,占9%。McCance等在53例阴茎癌标本中检测出HPVl6型和HPVl8型,阳性率分别为49%和9%。赵进英等在24例阴茎癌组织标本中发现13例HPV6、11、16型及HPVl8型阳性,阳性率为54%。Sarkar等用改良的PCR技术检测了从原位癌到浸润性癌范围内标本中HPV独特的E6到E7区的DNA序列,结果在7例退行性发育的阴茎原位癌组织标本中HPV DNA阳性,在11例浸润性癌组织标本中9例HPV DNA阳性和2例疣状增生的组织标本中HPV DNA阳性。这些事实说明,与宫颈癌一样,HPV感染与阴茎癌有强烈的相关性。此外,Della等检测了15例早期阴茎癌和12例晚期阴茎癌组织标本,结果发现所有早期阴茎癌组织中HPV阳性,而晚期阴茎癌组织中有6例HPV阳性,这表明在早期阴茎癌中HPV检出率显著高于晚期阴茎癌。
从以上可以看出肛门外生殖器癌与HPV感染密切相关,问题在于是否一旦有HPV感染就会发生癌变呢?实验和临床观察表明从HPV感染到癌罕见于在HPV感染后立即发生,而需要经过很长的潜伏期,通常在HPV感染后数年或甚至数十年,有报告称需经5—40年才可能发展成癌。而且,这期间单一HPV的感染不足以引起细胞癌变,还需要其他因素如转移生长因子、癌基因(C-myc,Ha-ras等)、激素(孕激素和糖皮质激素)、各种炎性细胞因子、
肿瘤坏死因子、白介素2等因素共同或协同作用才能促使癌的发生。有研究表明在呼吸道乳头瘤病恶变中,除了HPV感染外,X线的照射能加快其恶变进程;在某些肛门外生殖器癌的发生过程中,吸烟或男性包皮垢、包茎等可能促使其发展。也有研究表明HPV多重感染是宫颈上皮细胞癌发生的一个危险因素。
HPV致癌的细胞转化机制尚不完全清楚。研究发现HPV亚型不同其转化机制也不相同,而且有些HPV亚型如HPV33型转化细胞则通过多种途径。目前对HPV致癌研究较多的有2种HPV亚型即HPVl6型和HPVl8型。资料表明,HPVl6、18型E6、E7基因具有细胞转化功能,是潜在的致癌基因,为诱导细胞转化的某些阶段所必需,可能与宿主细胞的恶性表型的诱发和维持有关。由HPVl6型和HPVl8型引起的细胞恶性转化模式,见图2-2。以往
的研究认为,由HPV引起的宫颈癌,其癌变主要是因为HPV中E6与P53结合导致P53降解、灭活所形成。目前研究认为,其癌变除HPVl6、18型的E6蛋白特异性与野生型P53结合,并在E6相关蛋白参与下,通过依赖于辅酶的蛋白水解系统导致P53降解灭活外,HPV还可经插入等方式整合到人染色体的某一位点引起P53突变。因而,HPVl6、18型感染后通过E6致P53灭活或突变, (图2—2 由HPVl6型和HPVl8型引起的恶性转化模式)
使其不能诱导细胞生长停滞和启动凋亡,从而成为HPV感染后宫颈癌变的关键步骤。根据带有HPVl8 DNA的Hela的细胞和正常人粘膜上皮细胞株杂交的实验研究,Zur Hansen提出一种假说:人类上皮中存在一种具有特殊功能的因子称为细胞干扰因子(CIF)。在生物的演化史中,CIF比特异性免疫因素更为古老,它的功能是能阻止细胞的HPV基因游离型不能变为整合型,从而阻止细胞的癌变。在一定的条件下,CIF失去功能,HPV DNA就整合到细胞染色体上,从而引起癌变。由此可见HPV DNA整合到宿主细胞内是致癌的主要一个步骤。研究发现HPV DNA这种整合是随机克隆性整合,常常以单拷贝、多拷贝形式被整合到宿主的基因中,并且这种整合具有相同的位点,也相当固定,几乎都是在病毒基因E2中。E2区的DNA常抑制HPV编码的E6、E7蛋白的早期转录,引起该蛋白的超表达。E6、E7两种蛋白分别与P53和Rb抑癌基因结合,导致细胞增殖失控,继而发生癌变。