人类乳头瘤病毒基因分型及在宫颈癌早期筛查中的应用丁显平ph.D教授博士导师四川大学生命学院遗传医学研究所所长中国优生科学协会常务理事中国优生科学协会医学遗传学专业委员会主任委员成都市华大医院院长前言•2008年10月6日上午11时30分左右(北京时间17时30分左右),瑞典卡罗林斯卡医学院宣布将2008年诺贝尔生理学或医学奖授予德国科学家哈拉尔德-楚尔-豪森和两位法国科学家弗朗索瓦丝-巴尔-西诺西和吕克-蒙塔尼。•豪森教授曾在海德堡的德国癌症研究中心担任了20年(至2003年)主任一职。他很早就意识到,一定的病毒可以引发癌症。在很长一段时间里,他的这一观点曾受到同行的冷嘲热讽。楚尔.豪森成功地从子宫颈癌样品中,分离出不同亚型的所谓人乳头状瘤病毒(HPV)。•子宫颈癌是女性中第二常见的癌症。哈拉尔德·楚尔·豪森曾花了十年的时间来寻找不同的人类乳头状瘤病毒类型,这一工作由于这种病毒DNA只有部分进入基因组而变得很困难。他在宫颈癌切片发现了新的人类乳头状瘤病毒DNA,随后于1983年发现了可致癌的HPV16型病毒。他1984年从患宫颈癌的病人那里克隆了HPV16和18型病毒。在全世界各地百分之七十的宫颈癌切片中都发现了HPV16和18型病毒。基于楚尔.豪森的发现,使人类研制出了子宫颈癌疫苗。•当诺贝尔奖评审委员会给哈拉尔德.楚尔.豪森教授打来电话时,这位72岁的学者完全没有任何思想准备,他对获奖极感意外。在子宫、阴茎癌、口腔癌和其它癌症中也都发现了人类乳头状瘤病毒。99.7%被证实患宫颈癌的患者可以检到人类人类乳头状瘤病毒,每年有50万妇女患这种癌症。港星梅艳芳•梅艳芳从4岁半登台表演,尽尝“歌女”的辛酸坎坷,到无人能及的百变歌后,风雨二十年屹然不倒,芳华绝代——宫颈癌夺走了她年轻的生命,享年40岁•又有多少年轻貌美的女性、又有多少幸福家庭因宫颈癌而黯然神伤、悲痛欲绝!双链DNA无包膜病毒—环状DNA,约8Kb—病毒颗粒直径为50~55nm。—依靠宿主细胞进行复制、转录和翻译。广泛分布在高等脊椎动物—有很高的种属特异性定向感染皮肤及粘膜的复层鳞状上皮一、人乳头瘤病毒(HumanPapillomaviruses,HPV)型别与分布–已发现100多种不同的亚型,其中超过40种可以感染人类的生殖器官,约30种与肿瘤有关。–依据不同型别HPV与肿瘤发生的危险性高低可分1)低危型:宫颈上皮内低度病变,引起外生殖器湿疣等良性性病(HPV6、11、42等)2)高危型:宫颈上皮内高度病变,与宫颈癌的发生有关(HPV16、18、31、33、35、39、45、51、52、53、56、58、59、66及68等)–某些亚型有地理位置的差异人乳头瘤病毒(HumanPapillomaviruses,HPV)人乳头瘤病毒HPV的基因结构按功能可分为早期区(E区)、晚期区(L区)和非编码区(LCR)三个区域—E区分为E1~E7开放阅读框架,主要编码与病毒复制、转录、调控和细胞转化有关的蛋白(HPV无E3)—L区分L1和L2,分别编码主要衣壳蛋白和次要衣壳蛋白—LCR是E区与L区间-6.4~1.0Kb的DNA片段,可负责转录和复制的调控HPV的基因结构HPV基因结构模式图宫颈癌的病因学研究进展:•早在十九世纪四十年代,一位意大利医生RegoniStern最早提出结婚与否与宫颈癌的发生可能有关。•1977年Laverty在电镜中观察到宫颈癌活检组织中存在人乳头状瘤病毒(Humanpapillomavirus,HPV)颗粒。•至89年左右,约翰.霍普金斯大学教授KeertiShah证实子宫颈癌与HPV感染有直接关系。•1995年世界卫生组织国际癌症研究所(IARC)专题讨论会认为:HPV感染是宫颈癌发生的主要病因。HPV与宫颈癌HPV感染途径及危险因素感染途径:•主要为性传播和直接皮肤接触•特别案例:母亲分娩过程中传播至婴儿的口腔危险因素:1、年龄因素:30岁以后HPV感染率下降,但危险性提高。2、性行为的影响:初次性交年龄越小,性伴侣数量越多,感染率越高;3、避孕方法:尚无一致意见;4、免疫抑制状态使HPV感染的危险性增加:如HIV感染后、肾移植等。HPV与宫颈癌HPV与宫颈癌的发生有97.5%以上的相关性高危型HPV的持续性感染,是女性宫颈癌发生的主要原因。潜伏期在1.5到5年左右宫颈病变CIN3组织切片中HPV的检出率为99.7%目前已经确定高危型HPV的持续性感染是宫颈癌患病的关键病因HPV的致癌机理HPVE6蛋白间接抑制p53活性HPVE7蛋白与RB蛋白结合,RB蛋白不能抑制E2F的转录而使细胞分裂增殖HPV16-E5通过作用CDK抑制剂p27调节表皮生长因子受体信号转导途径特点快速诊断HPV的感染,并鉴定HPV亚型可用于临床诊断和女性常规体检技术先进性应用PCR技术和膜杂交技术可同时检测18种高危型和5种低危型HPV目前国内同类产品中分析检测通量最大人乳头瘤病毒基因分型检测HPV33、35HPV16、43保守区变异区PrimerupPrimerdownHPV16HPV58HPV16、43HPV18HPV分型检测基因芯片设计原理基因芯片检测阅读系统直接输出的检测报告单HPV在欧洲的常见分型和感染率•最常见的低危型(HPV6、11)•最常见的高危型(HPV16、18、31、33、45、58)53%15%9%6%3%14%HPV16HPV18HPV45HPV31HPV33Other宫颈癌患者中高危型HPV感染率(欧州2000年资料)深圳不同HPV亚型的检出频率统计(WHO项目)注:1.本表统计样本数为1153例,其中阳性样本数为119例;由于检测样本中存在复合感染,故亚型的检出频率=(该亚型的检出次数/所有亚型的检出次数)×100%,所有亚型检出次数为226。2.本表统计数据由WHO深圳项目提供,HPV分型基因检测试剂由亚能生物技术(深圳)有限公司提供。浙江12000例HPV检测初步结果•分型情况:16型占26%左右,其他依次为58、33、52、45、18。与其他地区的统计有明显差异。•高危人群阳性率在30%左右,普通人群在11%左右。•温州地区丽水地区阳性率明显高于省内其他地区。•进一步的研究正在进行中。国内对不同亚型感染致病性研究近况•北京大学第一临床医院赵健等对1715例患者研究表明:在高危型中,致癌性最强的是16型,其次是33和31型。(十五攻关资助项目)。•在北京中日友好医院进行的591例研究中,发现多重感染患者发生宫颈癌的危险性明显高于单一感染者,对放疗敏感性差,无进展生存期和带瘤生存期比单一感染者明显缩短。样本采集HPV的临床样本主要是用宫颈脱落细胞采集器于宫颈口取表皮脱落细胞采样前,先用棉拭子将宫颈口过多的分泌物擦去。更换采集器,紧贴宫颈口旋转4-5周以保证获得更多的上皮细胞样品,将取样后的采样器放入洗脱管中。采集的样本在室温放置不超过4小时,4℃保存不超过24小时,-20℃保存不超过3个月。样本应避免反复冻融。二、宫颈癌•是最常见的妇科恶性肿瘤•是危及妇女生命健康的第二大杀手,仅次于乳腺癌•全世界每年新增病例数为46万人•其中我国新增病例数为13万人,接近全球总数的1/3,且多为中晚期•我国每年约有5.3万女性死于宫颈癌。发病年龄特点•20—50岁宫颈癌高发•50岁以后发病率下降•20岁以前的宫颈浸润癌少见•无性生活者年轻女性少见年轻化特点•发病年龄提前5年,30-35岁发病比例增多•宫颈癌年龄主要在34—48岁,其中40岁以下者占33.3%,40以上岁者占66.6%。•我们曾发现过年仅26岁的宫颈癌患者宫颈癌的早期筛查未见上皮内病变--鳞状上皮细胞异常--腺上皮细胞异常ASC(AtypicalSquamousCells):非典型鳞状上皮细胞ASC-US(ASCofUndeterminedSignification):意义不明确的非典型鳞状上皮细胞ASC-H(ASCcannotexcludeHSIL):意义不明确的非典型鳞状上皮细胞不除外高度鳞状上皮内病变L-SIL(Low-gradeSquamousIntraepithelialLesion):低度鳞状上皮内病变---HPV感染、CINIH-SIL(High-gradeSIL):高度鳞状上皮内病变---与CINII、CINIII或原位癌含义一致SCC(SquamousCellCarcinoma):鳞状细胞癌AGC(AtypicalGlandularCells):非典型腺上皮细胞AIS(AdenocarcinomaInSitu):腺原位癌ACA(Adenocarcinoma):腺癌组织学检查的分类:CIN(CervicalIntraepithelialNeoplasm):宫颈上皮内瘤变CINI:轻度不典型增生CINII:中度不典型增生CINIII:重度不典型增生、原位癌2001年版TBS(TheBethesdaSystem)报告分类中常见的细胞学诊断宫颈癌前病变的几个术语解释:正常妇女HPV暴露主要是性传播感染几率:40%HPV年龄30岁一过性,80%平均8个月年龄30岁平均8~24个月CINI(组织学)CINII/III(组织学)无细胞学改变/HPV消除子宫颈浸润癌机体免疫机制辅助致癌因素图HPV感染与宫颈病变的自然过程潜伏感染期亚临床感染期临床症状期HPV相关肿瘤期8-10年临床提示,从HPV的持续感染到一般的宫颈癌前病变并最终发展为宫颈癌大约需要8-10年。因此,必须采取适当的预防和筛查措施,才能够阻止宫颈癌的发生并有望最终消灭宫颈癌。在现代医学技术的支持下,妇科医生应该大有作为。筛查是早诊早治关键筛查间隔时间(年)1233~55~1010阳性病变风险系数122.5349备注:1~3年筛查间隔比较安全,随着筛查间隔的增加,风险大幅度增加。表:筛查间隔时间与阳性病变风险系数表表:不同的筛查频率,可以降低的宫颈癌的累积发病率筛查频率累积发病率的降低(%)每年筛查一次90-93每两年筛查一次86-91每三年筛查一次75-88一生筛查5次61-74一生筛查3次35-55一生筛查2次29-42一生筛查一次17-32摘自:GoldieSJ,etal.2001.13;筛查策略所应用方法包括:1-VIA检查,2-HPV检测,3-巴氏涂片。筛查对象:三年以上性行为或21岁以上有性行为的妇女。起始年龄:经济发达地区:25~30岁,经济欠发达地区:35~40岁,高危人群起始年龄应相应提前。终止年龄:65岁以上危险性极低。筛查间隔:每年一次,若连续两次HPV和细胞学筛查均为正常,可延长筛查间隔时间至5~8年。发达国家:16—68岁,HPV+TCT,间隔3—5年。中国癌症研究基金会(CCRF)宫颈癌筛查及早诊早治指南中国癌症研究基金会(CCRF)宫颈癌筛查及早诊早治指南筛查方案:基本方案:肉眼观察+冰醋酸试验(碘液试验)(农村普查)一般方案:HPV+papsmear检测(二级及以上医院)最佳方案:HPV+TCT检测(发达地区)检查后随访对象:细胞学低度病变、CINI以上者、“特殊职业”妇女人群、年龄30岁以上的高危HPV感染者,每年定期随访检查。注意事项:1、月经来潮后10~18天为最佳检查时间2、检查前48h内不要做阴道冲洗,不用使用阴道内用药物3、检查前48h内不要行性生活宫颈癌的常规临床检测方法•临床检查:如肉眼观察、阴道镜等操作简便,但准确率和特异性有待提高(50-70%)•细胞学检测:观察宫颈上皮细胞的变异,常见方法有:巴氏涂片、LCT、TCT等(70%以上)1)长期宫颈糜烂可导致宫颈上皮细胞形态变异,但非HPV引起的细胞形态异常与宫颈癌病变没有直接联系。2)在感染早期,细胞往往不会出现形态变化,但此时HPV对细胞内遗传物质的损伤可能已经产生。•病毒学检测:HPVDNA检测(PCR方法),常见方法有:基因芯片分型检测、HC-2、荧光PCR等特异性强、灵敏度高,操作简便快捷(98%)宫颈分泌物HPV结果HPV检测例数阳性例数阳性率(%)HC211