EB病毒与鼻咽癌的研究进展摘要:我国南方(广东、广西)及东南亚是鼻咽癌高发区,多发生于40岁以上中老年人。EB病毒与鼻咽癌关系密切,在感染人体后长期潜伏,可表达多种基因,其潜伏膜蛋白(LMP)编码基因、EB病毒核抗原(EBNA)基因及EBV编码的小RNA(EBER)可以通过不同机制引发鼻咽癌。本文针对EB病毒与鼻咽癌的研究进展作一简单介绍。关键词:EB病毒、鼻咽癌、潜伏膜蛋白1鼻咽癌(Nasopharyngealcarcinoma,NPC)是来源于鼻咽黏膜上皮的恶性肿瘤,其发病率为耳鼻咽喉科恶性肿瘤之首。鼻咽癌的发病率是一个多因素共同作用的结果,EB病毒感染、环境致癌物和遗传特质混合发挥作用,引起多种遗传学改变在细胞中的积累,包括抑癌基因的失活和癌基因的激活,引发细胞异常克隆增值成鼻咽癌。EB病毒在鼻咽癌的发生发展中扮演重要角色。本文就此作一综述,简单介绍其相关性与可能机制。1EB病毒特性1964年Epstein和Barr首次成功地将Burkitt非洲儿童淋巴瘤细胞通过体外悬浮培养建立病毒株,并在该病毒株细胞涂片中用电镜观察到疱疹病毒颗粒,即EBV(Epstein-Barrvirus)。EBV又称人类疱疹病毒(Humanherpesvirus4,HHV-4),属于γ疱疹病毒科,形态与人类其他疱疹病毒属相似。EB病毒在人群中广泛感染,根据血清学调查[1],我国3~5岁儿童EB病毒VCA-lgG抗体阳性率达90%以上,幼儿感染后多数无明显症状,或引起轻症咽炎和上呼吸道感染。青年期发生原发感染,约有50%出现传染性单核细胞增多症。主要通过唾液传播,也可经输血传染。EB病毒在口咽部上皮细胞内增殖,然后感染B淋巴细胞,这些细胞大量进入血液循环而造成全身性感染。并可长期潜伏在人体淋巴组织中,当机体免疫功能低下时,潜伏的EB病毒活化形成得复发感染。EBV在细胞外成熟的病毒颗粒为球形,直径为150-180nm,有一个蛋白囊膜,至少含4个蛋白质,其中3个为糖蛋白。囊膜内是20面体的核衣壳,由162个管状粒子粒组成。核衣壳内是直径约45nm的致密体,主要携带病毒基因组的线状双链DNA。EBV核酸线状双链DNA基因组全序列平均172kb,由五种重复序列单位,即末端重复序列(terminalrepeatsequence,TR),内部重复序列(internalrepeatsequence)IR1、IR2、IR3、IR4和五种特异的间隔性序列(uniquesequence)U1、U2、U3、U4、U5所构成。主要表达基因有EBV核抗原(EBVnuclearantigen,EBNA)基因、先导蛋白基因(LP基因)、终末蛋白基因(TP基因)和潜伏膜蛋白基因(LMP基因)。潜伏基因编码6种核抗原(EBNA1、EBNA2、EBNA3a、EBNA3b、EBNA3c和LP)和3种潜伏膜蛋白(LatentMembraneProtein,LMP,LMP1、LMP2a和LMP2b)及在各种潜伏感染中均表达EBV编码的小RNA(EBV-encodedsmallRNAs,EBER)。其中与鼻咽癌有关的基因有EBNA1、LMP1、LMP2及EBER的编码基因[2]。2EBV的抗原性EBV的病毒抗原性可分为两大类:病毒增殖感染相关抗原、病毒潜伏感染时表达的抗原。病毒增殖感染相关抗原包括:(1)EBV早期抗原(EBVEarlyantigen,EA);(2)EBV壳抗原(EBViralcapsuidantigen,VCA);(3)EBV膜抗原(EBMembraneantigen,MA)。其中EA的出现是EBV活跃增殖的标志,而VCA和MA属于EBV的结构抗原。EBV潜伏感染时表达的抗原:EBV核抗原(EBVnuclearantigen,EBNA),所有的EBV感染和转化的B细胞核内都可检出这种核抗原,包括EBNA1,EBNA2,EBNA3A,EBNA3B,EBNA3C和主导蛋白(leaderprotein)。EBV潜伏膜蛋白(Latentmembraneprotein,LMP)[3],是病毒潜伏感染增殖转化B细胞时出现的膜抗原,包括LMP1,LMP2A和LMP2B。2.1LMP1LMP1是诱导B细胞转化的主要因子,是目前唯一证实的EBV恶性转化基因[4]。LMP1在NPC中的主要作用包括:(1)诱导A20的表达,从而抑制鼻咽癌细胞的分化。(2)在鼻咽癌细胞中发现,LMP1通过上调A20来阻断P53导致的细胞凋亡,LMP1亦可激活TRAF(肿瘤坏死因子受体信号相关因子)通路直接阻断TNF-α介导的细胞凋亡。(3)LMP1可通过NF-κB使EGFR高表达,使上皮生长失调,诱发上皮细胞转化。(4)LMP1还能影响细胞信号通路,使EBV感染细胞逃避宿主的免疫监视。(5)LMP1可下调E钙粘素和β-链接素的表达,增强癌细胞的侵袭性。(6)LMP1能促进鼻咽癌的淋巴结转移。2.2LMP2LMP2是细胞酪氨酸激酶的底物,其蛋白功能与LMP1介导的激活作用有关,可能是LMP1功能的一个辅助成分,在潜伏感染及细胞恶变中的作用尚不清楚。LMP2由两种不同的启动子转录而来,因此表达产生LMP2A和LMP2B,两者只是一个外显子不同。LMP2与LMP1在细胞膜上共同分布起协同作用,在非角化鼻咽癌约有95%患者表达LMP2A,但其对肿瘤演进的机制还不十分清楚。研究已证实LMP2A可以防止EB病毒裂解周期的激活,而LMP2B可以通过调节LMP2A分子之间的分散和聚集而调节LMP2A的功能。LMP2A本身并无活化NF-κB和激活蛋白1的功能,但它能增强LMP1的活性。其机制可能是LMP2A能稳定调节LMP1的蛋白转换,从而延长LMP1的半衰期。LMP2B的功能还不清楚,可能与调节LMP1的转录功能有关,也可能插在多个LMP2A分子之间,阻碍LMP2A的聚集。由于LMP2受人类白细胞抗原限制的抗原决定簇较多,因此在鼻咽癌的免疫治疗研究中有很重要的作用[5]。3鼻咽癌的研究现状鼻咽癌(Nasopharyngealcarcinoma,NPC)是指鼻咽粘膜上皮发生的癌肿,据统计全世界约有80%的鼻咽癌发生在我国,高发于我国南方,尤其以广东、广西、湖南、福建、香港、台湾等地发病率高。NPC发病部位隐蔽,特别是在咽隐窝和鼻咽顶部者,早期症状不明显,因而难以早期发现,误诊误治率较高。在确诊的鼻咽癌中,大多为中晚期,治疗后,效果不佳,5年生存率长期徘徊在50%~60%左右。对鼻咽癌进行早期诊断以便早期治疗,提高患者的生存率一直是鼻咽癌临床研究的重要课题之一[6]。1970年,Hausen等人首次在NPC患者标本中发现存在EBV的DNA。近年来人们对于EB病毒和NPC相关性的研究进一步深入,2005年Serraino提出EBV是NPC的主要致病因素之一。Abdulamir通过检测血清中EBV的IgG及IgA抗体水平发现,EBV对NPC的影响远大于对其他头颈部癌的影响。Wan-LunHsu等利用20年时间跟踪调查9622名男性,检测他们体内的EBV抗原抗体,抗EBV病毒衣壳抗原IgA及DNA酶水平,进一步证明仅EB病毒感染即可导致NPC。为研究EBV对不同鼻咽细胞的感染作用,Tsang等建立了EBV稳定感染生化细胞模型NP460hTert,观察EBV感染生物鼻咽上皮细胞、早期鼻咽上皮细胞和癌变鼻咽上皮细胞的生物学特性,提出EBV可以不同程度地感染所有鼻咽上皮细胞。除EBV感染诱发鼻咽癌外,环境因素也是诱发鼻咽癌的一种原因,在广东调查发现,鼻咽癌高发区的大米和水中的微量元素镍的含量较低发区高,在鼻咽癌患者的头发中镍的含量亦较低发区高。动物实验表明:镍能促进亚硝胺诱发鼻咽癌。生活中易接触甲醛的人群也容易患鼻咽癌。也有报道说,食用咸鱼及腌制食物是中国南方鼻咽癌高危因素,且与食咸鱼的年龄、食用的期限额度及烹调方法也有关。很多致癌化学物质如亚硝酸胺类、多环芳烃类及微量元素镍等与该病的发病均有一定关系。鼻咽癌病人有种族及家族聚集现象,如居住在其他国家的中国南方人后代仍保持着较高的鼻咽癌发病率,这提示鼻咽癌可能是遗传性疾病。4EBV感染与鼻咽组织癌变的关系EBV感染多发生在幼年,感染初期EBV表面Cd3受体CD21促进B细胞感染EBV,然而人B细胞不是EBV的允许细胞,病毒只是在B细胞中建立潜伏感染,不会表达完整的病毒颗粒而只表达EBV潜伏抗原。但EBV能否进人鼻咽上皮细胞并保持潜伏感染状态,取决于细胞的分化状态。具有异型性分化的鼻咽上皮细胞在某些因素的共同作用下发生EBV的潜伏感染,从而使得EBV潜伏基因在上皮的癌变过程中发挥作用。而外周血中携带EBV的B淋巴细胞可进人淋巴组织通过淋巴滤泡而长期存在,不一定发展为癌。上述潜伏感染约有20%可以转变为溶解性感染,即B淋巴细胞破裂产生游离于细胞外的病毒颗粒,佛波酯、钙离子载体、丁酸盐、抗膜免疫球蛋白处理潜伏有EBV的B淋巴细胞,可以诱导EBV由潜伏状态转变为裂解状态,这种溶解性感染只是一种机会感染,在鼻咽组织癌变过程中不起重要作用。在潜伏感染者外周血循环中携带EBV的B淋巴细胞与机体所产生的对EBV的特异性细胞毒性T细胞处于平衡状态,此平衡决定着外周血携带EBV的B淋巴细胞的数量。平衡一旦被打破,则EBV可浸润于鼻咽上皮细胞之间,如EBER阳性的B淋巴细胞浸润于异型性鼻咽上皮细胞之间时,此异型性细胞就易感染EBV,此过程在鼻咽组织癌变的过程中发挥着十分关键的作用。5LMP1诱发鼻咽癌的可能的机制LMP1基因是众多EBV编码基因中被明确证明唯一能够将体外培养的人和啮齿类动物细胞转化成肿瘤细胞系的致瘤基因,而被列为癌基因。由于LMP1能使上皮趋于恶性转化,从而在鼻咽癌的发生发展中起重要作用[4]。其诱发鼻咽癌的可能的机制主要有以下几点[7]:(1)核因子-κB(nuclearfactorkappaB,NF-κB)信号介导研究发现,LMP1在鼻咽癌中通过NF-κB信号传导途径可能参与了鼻咽部癌变。NF-κB属于一个高度保守的反式激活因子家族,位于胞浆内的NF-κB能与NF-κB活性抑制因子IκBa结合,在LMP1的刺激下,IκBa被磷酸化降解,NF-κB与IκBa解离,由胞浆转入细胞核,参与调控下游靶基因的转录,从而引起它的致瘤性。(2)上调表皮生长因子受体(epidermalgrowthfactorreceptor,EGFR)最近的研究表明,EGFR在鼻咽癌中存在过度表达,可能与病毒致癌机理密切相关。Tao等发现,在剂量依赖型模型中,LMP1能上调细胞核中的EGFR,并且在LMP1的调节下,细胞核中的EGFR能结合细胞周期蛋白D1和E的启动子。实验证明,在鼻咽癌细胞系中转染了LMP1与未转染LMP1的细胞相比,LMP1转染的细胞增殖较快,说明LMP1诱导的EGFR表达可促进鼻咽癌细胞增殖。这些发现证实了在鼻咽癌变进程中,EGFR在细胞核中上调是相当重要的。(3)抵抗肿瘤的免疫监视研究显示,LMP1可上调Fas系统,Fas系统在感染EB病毒淋巴细胞的恶性转化中可能起重要作用,通过Fas系统低表达,影响细胞毒性T淋巴细胞的杀伤功能,抵抗肿瘤的免疫监视。(4)促进肿瘤血管生成血管形成在肿瘤的生长和转移中起着重要的作用。肿瘤血管形成是一个复杂的多步骤过程。IL-8是促进肿瘤血管形成的重要因子。在鼻咽癌细胞系中LMP1通过活化NF-κB诱导IL-8的生成(主要是调控其启动子),从而促进肿瘤的生长。(5)激活癌基因和抑制抑癌基因在STAT家族中,目前倾向认为STAT3是一种癌基因,可能在肿瘤的发生中起重要作用。LMP1可通过JAK3激活STAT3,另有学者报道,LMP1可通过诱导IL-6途径转导信息,使STAT3活性增加,导致肿瘤的发生。另外,p16基因作为一种中要的抑癌基因在正常细胞中起反馈作用。研究表明,LMP1能够在体外阻止早熟的老鼠胚胎纤维细胞老化,并抑制p16INK4a诱导的细胞老化。因此可以认为在与EBV有关的疾病中,LMP1在抑制p16INK4a表达和细胞老化方面扮演了一个重要的角