HPV疫苗研究进展

HPV疫苗研究进展天津市静海县医院王彦徐雅会摘要：宫颈癌致病因素是高危型人乳头瘤病毒（HPV）的持续感染。高危型HPV基因组编码三个蛋白，E5，E6和E7，E6和E7主要在高级别病变和宫颈癌中表达，并是宫颈癌恶性表型发生和形成的必要条件。疫苗的靶点是所有早期癌蛋白，因此癌蛋白E6、E7是HPV疫苗治疗的主要干预靶点。目前，国际上已有多种HPV相关疫苗进入动物和临床试验阶段，HPV疫苗将在预防HPV感染及治疗由HPV感染所引起的相关疾病方面发挥重要作用。关键词：人乳头瘤病毒；疫苗；进展ProgressinresearchonhumanpapillomavirusvaccineXUYa-hui,WANGYan.TianjinJinghaiHospital,Tianjin301600,ChinaAbstract:Theriskfactorsofcervicalcanceristhepersistentinfectionofhigh-riskhumanpapillomavirus.High-riskHPVgenomeencodethreeproteins,E5,E6andE7.E6andE7aremainlyexpressedinhighlevellesionsandcervicalcancer.theyarethenecessaryconditionfortheoccurrenceandformationofmalignancy.Thetargetsofvaccineareallearlyoncoproteins,thusoncoproteinE6andE7arethemaininterventiontargetsinHPVvaccinetreatment.Atpresent,therehavebeenavarietyofHPVvaccineintoanimalandclinicaltrialsintheworld.HPVvaccinewillplayanimportantroleinpreventionHPVinfectionandtreatmenttherelateddiseasesofHPVinfection.Keywords:humanpapillomavirus；vaccine；development宫颈癌发病率居妇科恶性肿瘤首位，但由于宫颈脱落细胞学检查的普及，宫颈癌前病变及宫颈癌得到及早发现与治疗，尤其是发达国家还开展了人乳头瘤病毒（humanpapillomavirus，HPV）疫苗的接种，使浸润癌发病率明显减少。子宫颈上皮内瘤变（cervicalintraepithelialneoplasia,CIN）的诊断大大提高宫颈癌患者的生存率以及改善患者对治疗的反应[1]。持续的HPV感染增加癌细胞转化风险，持续高危型HPV感染可改变细胞周期，使细胞易出现基因不稳定和致癌基因突变。在大多数情况下，免疫细胞可以清除这些感染，然而，只有一小部分的HPV感染者会发展为宫颈癌。因此免疫缺失，突变或内在的基因组不稳定性可能是导致宫颈癌的发展。现在，可以通过检测E6和E7mRNA的表达评估宫颈癌[1,2]。目前已确定的HPV型别有170种[3]。国际癌症研究机构（IARC）进行的一项研究显示，有超过30000的宫颈癌患者参与此项研究，感染型别的调查结果显示：主要型别是16，18，58，33，45，31，59，39，52，35，51，56，其中HPV16型感染50%，HPV16和18感染者70%[1]，说明HPV16和18是宫颈浸润癌最常见的类型[4]。疫苗治疗是通过刺激细胞毒性T细胞作用于靶细胞、上调MHC-I的表达来消除或减少感染HPV的细胞，疫苗介导的免疫治疗是经过至少两个阶段直接作于癌变细胞，预防性疫苗旨在通过HPV抗体抑制HPV粘附细胞或进入细胞，从而阻止细胞感染HPV。治疗性疫苗旨在通过细胞免疫和体液免疫，减少或消除体内已受HPV感染的细胞甚至肿瘤细胞，并防止癌前病变继续恶化[5]。疫苗的靶点是所有早期癌蛋白，E6、E7蛋白是HPV阳性的肿瘤细胞表达的癌蛋白，因此癌蛋白E6、E7是HPV疫苗治疗的主要干预靶点[6]。HPVE6、E7癌蛋白是目前临床研究的热点[7、8]。在此，对目前疫苗研究情况进行简单阐述。1.蛋白质类或肽类疫苗迄今为止，几种蛋白质或肽的疫苗正在处于临床试验阶段。蛋白或肽类HPV疫苗比其他减毒活疫苗安全，尤其是对免疫力低下者，并且MHC特异性不受限制，但此类疫苗细胞免疫反应弱、表达水平低。蛋白质含有所有多个HLA抗原表位，肽类疫苗的作用是通过结合不同的等位基因HLA分子，进而诱导机体产生细胞毒性T细胞反应。另一方面，蛋白质类疫苗主要通过MHC-II加工抗原呈递途径，诱导初始CTL反应。蛋白质类或肽类疫苗抗原性弱，一般需要辅以佐剂，TLR激动剂[9]作为蛋白疫苗的佐剂。肽类疫苗不仅可以提高患者的免疫能力，而且可以破坏MHC的限制性，提高细胞毒性T细胞的反应强度。作为佐剂TLR激动剂亦可激活先天免疫和适应性免疫能力。目前，通过小鼠模型证实，肽类疫苗如TLR9、TLR3和TLR4激动剂为佐剂，将其注入已感染HPV16的小鼠，通过利用CTL抗原决定族融合到辅助T细胞抗原决定簇或泛DR抗原决定簇，诱导小鼠产生强烈的细胞免疫应答并抑制肿瘤细胞生长。这些结果表明，肽类疫苗以树突状细胞为辅助靶点是可行的。最新研究，TLR激动剂聚肌苷酸胞苷酸和CD8+T细胞表位的HPV16E7（aa49-57）通过调节单克隆性抗CD40共刺激分子，清除小鼠癌症模型中HPV感染的肿瘤细胞[10]。Granadillo等［11］研究证实，HPV16E7肽类疫苗可诱导小鼠强烈的T细胞反应并抑制肿瘤细胞的生长。许多临床试验证实，蛋白质类或肽类疫苗安全性良好，毒性低，但免疫反应和临床效果存在不一致性，疫苗需要加强进一步改进。此外，肽类疫苗稳定，制备简单，易于生产，且具有很高的安全性。研究的重点是解决肽类疫苗的主要限制性，即如何有效保持肽类疫苗的低抗原性，还能加强其抗原呈递能力，增强免疫应答。研究证实，肽类疫苗免疫耐受的HPV16感染细胞，CD4+、CD25+、Foxp3+调节性T细胞的数目明显增多[12]，而Foxp3+T细胞的存在与肿瘤免疫受损有关，因此，可通过干扰免疫系统的负调节机制来增强免疫应答。一项随机对照临床试验II期研究表明，HPV16型高级别CIN患者经这种疫苗治疗后，特异性T细胞数目明显增多，证明了肽类疫苗的有效性[13]。2.细菌或病毒载体疫苗细菌，如乳酸乳球菌，干酪乳杆菌，沙门氏菌和芽孢杆菌卡介苗；病毒载体包括牛痘病毒（VV），腺病毒，腺相关病毒，α-病毒载体，和它的衍生物，都已被作为活载体，此类活载体疫苗可引起较强的抗原特异性免疫反应。病毒载体用于HPV抗原的表达中，如腺病毒，α-病毒和牛痘病毒。牛痘病毒是历史上第一个治疗性HPV疫苗的病毒载体。最近禽病毒已经发展成为疫苗开发的新载体。虽然禽病毒的复制被限制在鸟类体内，但大多数哺乳动物细胞允许禽病毒进入，并可转基因表达禽病毒，而且其疫苗具有免疫的非交叉反应，因此避免了与既往感染天花的患者发生交叉免疫反应。禽痘病毒具有较好的免疫原性，研究证实，禽痘病毒载体疫苗可以抑制C57BL6小鼠宫颈癌细胞HPV16E7的表达，并可诱导特异性的CTL反应[14]，进而抑制肿瘤的生长。在另一项研究中，表达E6和E7抗原、IL-2的重组牛痘病毒疫苗（TG4001/R3484）对CIN2／3进行疗效评价，结果显示，观察6个月有10例受试者（48%）病变减轻，观察12个月，8例CIN2/3的患者的宫颈上皮内瘤变消失，而且也检测不出HPV16感染[15]。3.联合疫苗高危型HPV持续感染，导致HPV-DNA整合到宿主基因，是引起宫颈肿瘤的重要原因[16]，然而，只有一小部分的HPV感染者会发展为宫颈癌。在大多数情况下，免疫细胞可以清除这些感染，说明患者局部微环境在病情进展中有重要作用，联合疫苗就是旨在改变病变局部免疫反应，增强HPV的清除能力，阻断HPV感染，其主要通过放疗或化疗，使病变局部细胞处于同一细胞周期，增强免疫反应，诱导肿瘤细胞凋亡。Tseng等[17]在临床前研究中建立了试验模型，利用HPV疫苗联合低剂量放疗有效治疗了肿瘤。此外，还有临床前模型证实[18,19,20]，利用化疗药物与DNA疫苗联合有效的治疗HPV感染，如低剂量的环磷酰胺可改变局部免疫能力，消除持续低危型HPV感染。此疫苗主要适应人群为健康人，从发病的源头入手，有希望成为预防宫颈癌的首选疫苗。因此，HPV疫苗的研制已转向放疗和化疗的联合方法。展望近10年，HPV疫苗光辉的应用前景使HPV疫苗的研究进展迅猛，许多疫苗已完成Ⅰ/Ⅱ期临床试验，准备进行更深入的研究。但其临床副作用、对环境的安全性，如何优化载体等，是目前研究亟待解决的问题。因此，要研制出一种理想的HPV治疗疫苗并在临床广泛应用尚需时日。参考文献[1].WoodmanCB,CollinsSI,YoungLS.ThenaturalhistoryofcervicalHPVinfection:Unresolvedissues［J］.NatRevCancer2007,7(1),11–22.[2].ChaturvediAK,EngelsEA,PfeifferRM,etal.HumanpapillomavirusandrisingoropharyngealcancerincidenceintheUnitedStates［J］.JClinOncol,2011,29(32),4294–4301.[3].VanDK,TanQ,XirasagarBSetal.ThePapillomavirusEpisteme:Acentralresourceforpapillomavirussequencedataandanalysis［J］.NucleicAcidsRes,2013,41,D571–D578.[4].JinXW，SikonA，Yen-LiebermanB.Cervicalcancerscreening:Lesstesting,martertesting［J］.CleveClinJMed,2011,78(11):737-747.[5].刘昱,赵丽君,魏丽惠.宫颈癌治疗性HPV疫苗的研究进展［J］.现代妇产科进展,2013,22,(9):767–769.[6].BadaraccoG,VenutiA.Humanpapillomavirustherapeuticvaccinesinheadandnecktumors［J］.ExpertRevAnticancerTher，2007,7(5):753–766.[7].SchillerJT,DayPM,KinesRC.CurrentunderstandingofthemechanismofHPVinfection［J］.GynecolOncol.,2010,118(1suppl),S12–S17.[8].Roman,A.;Munger,K.ThepapillomavirusE7proteins［J］.Virology,2013,445,138–168.[9].KangTH,MonieA,WuLS.Enhancementofproteinvaccinepotencybyinvivoelectroporationmediatedintramuscularinjection［J］.Vaccine,2011,29(5):1082–1089.[10].BarriosK,CelisE.TriVax-HPV.Animprovedpeptide-basedtherapeuticvaccinationstrategyagainsthumanpapillomavirus-inducedcancers［J］.CancerImmunolImmunother，2012,61(8):1307–1317.[11]GranadilloM，VallespiMG，Bat