人乳头瘤病毒与结直肠癌有关系研究现状
人乳头瘤病毒与结直肠癌关系研究现状
北京军医部医院消化内科(100700)曹建彪 李世荣
关键词：大肠癌；人乳头瘤病毒；肛肠病
随着分子生物技术的进步，有关人乳头瘤病毒(human papillomavirus,HPV)与肿瘤关系的研究得到了迅速的深入和发展。已经肯定HPV在宫颈癌〔1〕、肛周癌〔2〕、AIDS病〔3〕、口腔癌〔4〕等疾病发生、发展过程中起着重要的作用。近年来，HPV与结直肠病的发展中起着重要的作用。近年来，HPV与结直肠癌的关系也逐步得到重视。
1 HPV概况
HPV是一种DNA病毒，它感染人和动物的皮肤或粘膜可引起增殖性损伤。根据感染部位不同而把HPV分为嗜粘膜性和嗜皮肤性两大类，这两类之间具有一定的交叉性。目前研究发现，HPV至少可分出70余型。这种分型方法的依据是HPV DNA的同源泉性差异如果同源泉性差异<50%，则认为是一种独立的型别；倘若杂交同源性>50%，则可能是某一种型别的亚型。病毒颗粒直径50～60nm,分子量5.2×103kD，沉降系数40。外壳呈二十面体立体对称结构，由72个壳粒组成，外壳里面包装着病毒基因组DNA，无包膜存在。基因组是双链环状DNA，长约7.0～8.0kb。HPV16DNA长7905bp，分子量约5MD。HPV基因组分为三个功能区(编码区)，每区均含有一系列可编码的开放读码结构(ORF)：①早期转录区(E区)，参与DNA复制、转录、翻译、调控、转化等功能，如E1与病毒DNA复制有关，E2涉及DNA转录的反式激活，E3功能不清，E4与病毒成熟胞浆蛋白有关，E5与细胞转化有关，E6和E7主要与细胞转化功能及致癌性有关，是病毒的主要癌蛋白；②晚期转录区(L区)，编码2个外壳蛋白，组成病毒外壳；③非转录区(也称上游调节区，URR)，长约0.7～1kb，含有DNA复制起点和基因表达所必需的调控元件。一般认为HPV DNA在良性或癌前病变中以游离形式存在，而在恶性肿瘤中以单拷贝或多拷贝整合于细胞基因中，整合部位通常发生在E1、E2、E4、E5区，在整合过程中这些区域的DNA片段随整合丢失；而E6、E7常可整合入宿主细胞，这一点提示了其可能的致癌性〔5、6〕。
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2 HPV与结、直肠癌
研究表明，在结、直肠癌瘤中既存在着HPV抗体〔7〕，又有HPV病毒基因〔8〕。过去一般采用免疫组化和原位杂交法检测HPV病毒蛋白或病毒基因，目前通常是应用聚合酶链反应法(PCR)和DNA印迹杂交法(southern blot)检测HPV DNA以确定HPV感染的存在。
McGregor等用免疫组化染色法测定结直肠腺癌组织中存在着HPV病毒壳蛋白〔7〕，用原位杂交技术测定的结直肠腺癌组织中有一半以上存在着HPV病毒基因〔8〕。用PCR结合Southern blot方法，McGregor检测了83例同时经病理确定诊断的结肠标本，21例结肠腺瘤中8例HPV阳性(38%)，而24例正常粘膜组织仅2例HPV阳性(8%)，腺瘤组与结肠癌组HPV感染率差别不大(P>0.05)，但它们均显著高于正常粘膜组织(P<0.05)〔9〕。然而Cheng检测了37例腺瘤、70例结、直肠癌和10例正常结、直肠粘膜组织，29.7%(11/37)结、直肠腺瘤HPV阳性，52.9%(37/70)的结、直肠癌HPV阳性，而正常粘膜组织则均未HPV的存在，HPV感染率，结、直肠癌组明显高于腺瘤组(P<0.05)，腺瘤组又显著高于正常粘膜组(P<0.01)〔10〕。Manalo应用免疫组化和原位杂交技术检测了103例结、直肠癌标本的HPV检出率分别是27%、60%和98%；对HPV阳性标本再行透射电镜检查，在结、直肠癌、瘤组、高分辨力的显微照相证实存在着病毒感染的亚超微征象和同HPV一致的核内病毒颗粒，而在正常粘膜组则未显示出HPV感染征象〔11〕。
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上述结果表明，结、直肠癌瘤的HPV感染率显著高于正常结、直肠粘膜组织，提示结、直肠癌瘤与HPV感染之间可能存在一定的关系。但是Shroyer等的结果并不完全支持这一观点，据他们观察，肛周直肠的鳞状细胞癌中确有HPV的存在，结、直肠腺癌中则并未检测出HPV〔12〕。Cheng分析这种结果差异的原因时认为，与检测技术和检测标本有关，因为Shroyer检测的标本几乎一半为转移性结、直肠癌。
3 HPV16与结、直肠癌
有关HPV感染与宫颈癌关系的诸多临床实验观察表明，HPV依据各型的致病力可分为低危(6、11型等)、中危(30、31型等)和高危(16、18型等)3种。流行病学调查显示，HPV6、HPV11型通常见于良性生殖器疾病如尖锐湿疣等，而HPV16、HPV18则更多见于高度异型增生和癌组织中〔1〕。
有关HPV感染与宫颈癌关系的诸多临床实验观察表明，HPV依据各型的致病力可分为低危(6、11型等)、 中危(30、31型等) 和高危(16、18型等)3种。流行病学调查显示，HPV6、HPV11型通常见于良性生殖器疾病如尖锐湿疣等，而HPV16、HPV18则更多见于高度异型增生和癌组织中〔1〕。
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有关HPV感染与结、直肠癌关系的研究结果也显示，HPV各型中，HPV16与结、直肠癌的关系更为密切。据Cheng报道，HPV阳性的11例腺瘤和37例结、直肠癌标本中，HPV16阳性者各有4例和26例，两组差别显著(P<0.05)。可见、结、直肠癌中HPV16的阳性率明显高于结、直腺腺癌〔10〕。
为了明确HPV DNA在结、直肠癌的发生过程中是致病因素还是仅仅为一种“伴随”病毒，Cheng做了下面这个实验：NIH3T3细胞是一种含 有人结、直肠癌DNA的细胞系，而CC-M细胞系(包括CC-M2、CC-M3、CC-M4 3种细胞)则含有不同量的HPV DNA，其中以CC-M2细胞含HPV DNA量为最高。将NIH3T3细胞中的人结、直肠癌DNA转染到CC-M细胞系中分别得到CC-M2T、CC-M3T和CC-M4T细胞，经14d体外培养后观其形态学变化，发现3种细胞均可形成I型病灶(I型病灶与对照组比较无显著差别，鲜有细胞浓聚或重叠)，转染效率0.017～0.033/μgDNA；但只是CC-M2T细胞能形成Ⅱ型病灶(Ⅱ型病灶可见到细胞紧密相连，互相堆砌，边缘相对光滑)，转染效率0.25%μgDNA；培养更长时间后观察，Ⅱ型病灶中的细胞呈短剑样交叉排列。上述结果提示：CC-M2细胞含有激活的转染基因。用DNA印迹杂交法测定，CC-M2形成的Ⅱ型病灶是唯一显示与人结肠癌DNA阳性对照细胞(Alu细胞)一致病灶；用 32P标记HPV DNA16片段，经Southern blot法检测，CC-M2T细胞中存在着与HPV16密切相关的2.2kb和7.9kb基因组，而CC-M2T组100%(6/6)荷瘤成功，而CC-M3T和CC-M4T组则都未见有瘤生长(0/6，0/6)。作者根据这些结果认为，HPV16在结、直肠癌的发生过程中可能扮演一个重要角色〔13〕。
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4 HPV与组织细胞类型及分化状态
Cheng对109例结肠腺瘤标本检测了HPV DNA(包括6、11、16、18、33型)，28% 的腺瘤检出了HPV DNA；其中38例管状腺瘤中8例(21%) HPV阳性，40例绒毛管状腺瘤中13例(33%)HPV阳性，31例绒毛状腺瘤中10例(32%)HPV阳性。HPV16则主要见于绒毛状腺瘤中(8/12)。HPV阳性腺瘤存在着不同程度的异增生，8%(3/38)为轻度异型增生，25%(10/40)显示为中度异型增生，58%(18/31)则表现出重度异型怀。结果提示：HPV感染与病理组织细胞分类、上皮细胞分化程度有一定的相关性。作者由此认为，这在一定程度上支持了“腺瘤一瘤”的癌形成假说，另一方面也提示了HPV感染在结、直肠癌瘤发展过程中的重要性〔14〕。
但HPV感染与结、直肠癌细胞的分化程度似无明显相关性，据Cheng观察，分化良好、中等、差的结、直肠癌细胞HPV感染率分别是40%、55.6%和50% ，统计学上无明显差异(P>0.05)。作者随访观察了这些结、直肠癌患者，结果，5年存活率HPV阳性组为37%(10/27)，HPV阴性组为42.2%(14/19)，提示HPV在感染与癌患者的存活情况也无明显的相关性〔10〕。
, http://www.100md.com
有关宫颈癌与HPV关系的研究已经比较成熟。在宫颈癌的发生过程中，HPV(主分是HPV16)的感染是始动因素，细胞的转化则是多因素多步骤作用的最终结果。一定条件下E6、E7表达增加，使正常宫颈鳞状上皮细胞永生化为宫颈上皮细胞，在ras、c-myc、突变的P53等癌基因作用下形成恶性转化的癌细胞。宫颈细胞的染色体3P14.2区域约50kb的区段有一个HPV16的自发整合位点，在形成癌以后，此处常常可以见到有HPV16 DNA的整合〔15〕。据统计，在宫颈癌中HPV16 DNA的检出率高达90%，且多以整合于染色体的形式存在〔16〕。但HPV与结、直肠癌关系的研究尚处在初级阶段，有关机理和过程目前还不清楚。
新近研究表明，HPV并非感染全肠道。据测定，结、直肠癌患者非癌区总HPV阳性率为10%(2/20)，且均为6/11型；而癌区总HPV阳性41.3%。且主要为16、18型，提示有致癌怀的HPV16/18型感染可能只限于癌发生区〔17〕。
综上所述，结、直肠癌的发生、发展与HPV感染有一定的相关性，尤与HPV16型关系更为密切。因此，HPV在结、直肠癌发生、发展过程中究竟起何作用，如何起作用都值得进一步深入研究。, http://www.100md.com
北京军医部医院消化内科(100700)曹建彪 李世荣
关键词：大肠癌；人乳头瘤病毒；肛肠病
随着分子生物技术的进步，有关人乳头瘤病毒(human papillomavirus,HPV)与肿瘤关系的研究得到了迅速的深入和发展。已经肯定HPV在宫颈癌〔1〕、肛周癌〔2〕、AIDS病〔3〕、口腔癌〔4〕等疾病发生、发展过程中起着重要的作用。近年来，HPV与结直肠病的发展中起着重要的作用。近年来，HPV与结直肠癌的关系也逐步得到重视。
1 HPV概况
HPV是一种DNA病毒，它感染人和动物的皮肤或粘膜可引起增殖性损伤。根据感染部位不同而把HPV分为嗜粘膜性和嗜皮肤性两大类，这两类之间具有一定的交叉性。目前研究发现，HPV至少可分出70余型。这种分型方法的依据是HPV DNA的同源泉性差异如果同源泉性差异<50%，则认为是一种独立的型别；倘若杂交同源性>50%，则可能是某一种型别的亚型。病毒颗粒直径50～60nm,分子量5.2×103kD，沉降系数40。外壳呈二十面体立体对称结构，由72个壳粒组成，外壳里面包装着病毒基因组DNA，无包膜存在。基因组是双链环状DNA，长约7.0～8.0kb。HPV16DNA长7905bp，分子量约5MD。HPV基因组分为三个功能区(编码区)，每区均含有一系列可编码的开放读码结构(ORF)：①早期转录区(E区)，参与DNA复制、转录、翻译、调控、转化等功能，如E1与病毒DNA复制有关，E2涉及DNA转录的反式激活，E3功能不清，E4与病毒成熟胞浆蛋白有关，E5与细胞转化有关，E6和E7主要与细胞转化功能及致癌性有关，是病毒的主要癌蛋白；②晚期转录区(L区)，编码2个外壳蛋白，组成病毒外壳；③非转录区(也称上游调节区，URR)，长约0.7～1kb，含有DNA复制起点和基因表达所必需的调控元件。一般认为HPV DNA在良性或癌前病变中以游离形式存在，而在恶性肿瘤中以单拷贝或多拷贝整合于细胞基因中，整合部位通常发生在E1、E2、E4、E5区，在整合过程中这些区域的DNA片段随整合丢失；而E6、E7常可整合入宿主细胞，这一点提示了其可能的致癌性〔5、6〕。
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2 HPV与结、直肠癌
研究表明，在结、直肠癌瘤中既存在着HPV抗体〔7〕，又有HPV病毒基因〔8〕。过去一般采用免疫组化和原位杂交法检测HPV病毒蛋白或病毒基因，目前通常是应用聚合酶链反应法(PCR)和DNA印迹杂交法(southern blot)检测HPV DNA以确定HPV感染的存在。
McGregor等用免疫组化染色法测定结直肠腺癌组织中存在着HPV病毒壳蛋白〔7〕，用原位杂交技术测定的结直肠腺癌组织中有一半以上存在着HPV病毒基因〔8〕。用PCR结合Southern blot方法，McGregor检测了83例同时经病理确定诊断的结肠标本，21例结肠腺瘤中8例HPV阳性(38%)，而24例正常粘膜组织仅2例HPV阳性(8%)，腺瘤组与结肠癌组HPV感染率差别不大(P>0.05)，但它们均显著高于正常粘膜组织(P<0.05)〔9〕。然而Cheng检测了37例腺瘤、70例结、直肠癌和10例正常结、直肠粘膜组织，29.7%(11/37)结、直肠腺瘤HPV阳性，52.9%(37/70)的结、直肠癌HPV阳性，而正常粘膜组织则均未HPV的存在，HPV感染率，结、直肠癌组明显高于腺瘤组(P<0.05)，腺瘤组又显著高于正常粘膜组(P<0.01)〔10〕。Manalo应用免疫组化和原位杂交技术检测了103例结、直肠癌标本的HPV检出率分别是27%、60%和98%；对HPV阳性标本再行透射电镜检查，在结、直肠癌、瘤组、高分辨力的显微照相证实存在着病毒感染的亚超微征象和同HPV一致的核内病毒颗粒，而在正常粘膜组则未显示出HPV感染征象〔11〕。
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上述结果表明，结、直肠癌瘤的HPV感染率显著高于正常结、直肠粘膜组织，提示结、直肠癌瘤与HPV感染之间可能存在一定的关系。但是Shroyer等的结果并不完全支持这一观点，据他们观察，肛周直肠的鳞状细胞癌中确有HPV的存在，结、直肠腺癌中则并未检测出HPV〔12〕。Cheng分析这种结果差异的原因时认为，与检测技术和检测标本有关，因为Shroyer检测的标本几乎一半为转移性结、直肠癌。
3 HPV16与结、直肠癌
有关HPV感染与宫颈癌关系的诸多临床实验观察表明，HPV依据各型的致病力可分为低危(6、11型等)、中危(30、31型等)和高危(16、18型等)3种。流行病学调查显示，HPV6、HPV11型通常见于良性生殖器疾病如尖锐湿疣等，而HPV16、HPV18则更多见于高度异型增生和癌组织中〔1〕。
有关HPV感染与宫颈癌关系的诸多临床实验观察表明，HPV依据各型的致病力可分为低危(6、11型等)、 中危(30、31型等) 和高危(16、18型等)3种。流行病学调查显示，HPV6、HPV11型通常见于良性生殖器疾病如尖锐湿疣等，而HPV16、HPV18则更多见于高度异型增生和癌组织中〔1〕。
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有关HPV感染与结、直肠癌关系的研究结果也显示，HPV各型中，HPV16与结、直肠癌的关系更为密切。据Cheng报道，HPV阳性的11例腺瘤和37例结、直肠癌标本中，HPV16阳性者各有4例和26例，两组差别显著(P<0.05)。可见、结、直肠癌中HPV16的阳性率明显高于结、直腺腺癌〔10〕。
为了明确HPV DNA在结、直肠癌的发生过程中是致病因素还是仅仅为一种“伴随”病毒，Cheng做了下面这个实验：NIH3T3细胞是一种含 有人结、直肠癌DNA的细胞系，而CC-M细胞系(包括CC-M2、CC-M3、CC-M4 3种细胞)则含有不同量的HPV DNA，其中以CC-M2细胞含HPV DNA量为最高。将NIH3T3细胞中的人结、直肠癌DNA转染到CC-M细胞系中分别得到CC-M2T、CC-M3T和CC-M4T细胞，经14d体外培养后观其形态学变化，发现3种细胞均可形成I型病灶(I型病灶与对照组比较无显著差别，鲜有细胞浓聚或重叠)，转染效率0.017～0.033/μgDNA；但只是CC-M2T细胞能形成Ⅱ型病灶(Ⅱ型病灶可见到细胞紧密相连，互相堆砌，边缘相对光滑)，转染效率0.25%μgDNA；培养更长时间后观察，Ⅱ型病灶中的细胞呈短剑样交叉排列。上述结果提示：CC-M2细胞含有激活的转染基因。用DNA印迹杂交法测定，CC-M2形成的Ⅱ型病灶是唯一显示与人结肠癌DNA阳性对照细胞(Alu细胞)一致病灶；用 32P标记HPV DNA16片段，经Southern blot法检测，CC-M2T细胞中存在着与HPV16密切相关的2.2kb和7.9kb基因组，而CC-M2T组100%(6/6)荷瘤成功，而CC-M3T和CC-M4T组则都未见有瘤生长(0/6，0/6)。作者根据这些结果认为，HPV16在结、直肠癌的发生过程中可能扮演一个重要角色〔13〕。
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4 HPV与组织细胞类型及分化状态
Cheng对109例结肠腺瘤标本检测了HPV DNA(包括6、11、16、18、33型)，28% 的腺瘤检出了HPV DNA；其中38例管状腺瘤中8例(21%) HPV阳性，40例绒毛管状腺瘤中13例(33%)HPV阳性，31例绒毛状腺瘤中10例(32%)HPV阳性。HPV16则主要见于绒毛状腺瘤中(8/12)。HPV阳性腺瘤存在着不同程度的异增生，8%(3/38)为轻度异型增生，25%(10/40)显示为中度异型增生，58%(18/31)则表现出重度异型怀。结果提示：HPV感染与病理组织细胞分类、上皮细胞分化程度有一定的相关性。作者由此认为，这在一定程度上支持了“腺瘤一瘤”的癌形成假说，另一方面也提示了HPV感染在结、直肠癌瘤发展过程中的重要性〔14〕。
但HPV感染与结、直肠癌细胞的分化程度似无明显相关性，据Cheng观察，分化良好、中等、差的结、直肠癌细胞HPV感染率分别是40%、55.6%和50% ，统计学上无明显差异(P>0.05)。作者随访观察了这些结、直肠癌患者，结果，5年存活率HPV阳性组为37%(10/27)，HPV阴性组为42.2%(14/19)，提示HPV在感染与癌患者的存活情况也无明显的相关性〔10〕。
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有关宫颈癌与HPV关系的研究已经比较成熟。在宫颈癌的发生过程中，HPV(主分是HPV16)的感染是始动因素，细胞的转化则是多因素多步骤作用的最终结果。一定条件下E6、E7表达增加，使正常宫颈鳞状上皮细胞永生化为宫颈上皮细胞，在ras、c-myc、突变的P53等癌基因作用下形成恶性转化的癌细胞。宫颈细胞的染色体3P14.2区域约50kb的区段有一个HPV16的自发整合位点，在形成癌以后，此处常常可以见到有HPV16 DNA的整合〔15〕。据统计，在宫颈癌中HPV16 DNA的检出率高达90%，且多以整合于染色体的形式存在〔16〕。但HPV与结、直肠癌关系的研究尚处在初级阶段，有关机理和过程目前还不清楚。
新近研究表明，HPV并非感染全肠道。据测定，结、直肠癌患者非癌区总HPV阳性率为10%(2/20)，且均为6/11型；而癌区总HPV阳性41.3%。且主要为16、18型，提示有致癌怀的HPV16/18型感染可能只限于癌发生区〔17〕。
综上所述，结、直肠癌的发生、发展与HPV感染有一定的相关性，尤与HPV16型关系更为密切。因此，HPV在结、直肠癌发生、发展过程中究竟起何作用，如何起作用都值得进一步深入研究。, http://www.100md.com