預(yù)防性HPV疫苗的研究進(jìn)展

天津市濱海新區(qū)大港醫(yī)院（300270）任慧蓉

宮頸癌是女性常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，導(dǎo)致女性死亡的第2位惡性腫瘤，每年大約死亡50萬(wàn)人。據(jù)2008年全球估計(jì)新發(fā)宮頸癌病例52.98萬(wàn)，死亡病例25.51萬(wàn)人，其中85%的新發(fā)病例在發(fā)展中國(guó)家（Jemal，2011）。而在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，隨著宮頸癌篩查方法的有效實(shí)施，使得發(fā)達(dá)國(guó)家宮頸癌的發(fā)病率及死亡率明顯下降[1]，但在那些社會(huì)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的地區(qū)宮頸癌卻相當(dāng)常見(jiàn)，且多為晚期、預(yù)后很差，這說(shuō)明宮頸癌的發(fā)病率有明顯的地區(qū)差異。流行病學(xué)及病毒學(xué)資料已經(jīng)證實(shí)HPV感染與宮頸癌的發(fā)生發(fā)展有密切的內(nèi)在聯(lián)系[2]。據(jù)報(bào)道，宮頸癌中HPV DNA的檢出率達(dá)99%以上，因此，免疫治療用于預(yù)防和治療宮頸癌已成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，而分子生物學(xué)及免疫學(xué)等多學(xué)科的發(fā)展及其在動(dòng)物模型中對(duì)HPV疫苗研究取得的進(jìn)展，進(jìn)一步推動(dòng)了HPV（human papillomavirus，人乳頭瘤病毒）疫苗在治療宮頸癌方面的研究。

1 HPV病毒

HPV是一類感染表皮和黏膜鱗狀上皮的雙鏈環(huán)狀DNA病毒，含有大約8000個(gè)堿基對(duì)，基因長(zhǎng)7.5～8.0kb，含8個(gè)開(kāi)放閱讀框（Open reading frames，ORFs），分3個(gè)基因區(qū)，即早期區(qū)（Early region，E區(qū)）、晚期區(qū)（Late region，L區(qū)）與非編碼區(qū)（Uncoding region，UCR）或上游調(diào)控區(qū)（URR）。E區(qū)編碼E1、E2、E4、E5、E6、E7等早期蛋白，參與病毒DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯調(diào)控和轉(zhuǎn)化等功能；L區(qū)編碼主要衣殼蛋白L1和次要衣殼蛋白L2；UCR區(qū)含有HPV基因組DNA的復(fù)制起點(diǎn)和HPV表達(dá)所必需的調(diào)控元件[3]。

2 HPV的地域分布及感染特點(diǎn)

HPV病毒按照其致癌特性分為高危型和低危型[4]，HPV16，18，31，33，35，45，51，52，56，58，59，66屬高危型，它們與CINⅡ級(jí)與CINⅢ級(jí)密切相關(guān)，其中HPV16和18與71%的宮頸癌有關(guān)[5]。HPV病毒通過(guò)不引發(fā)病理性的細(xì)胞凋亡以及不暴露于免疫系統(tǒng)而很好地逃避免疫應(yīng)答，且經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的進(jìn)化后，已經(jīng)出現(xiàn)了致癌性更強(qiáng)的變異體，這就成為宮頸癌在特定人群中高發(fā)的原因之一，即宮頸癌與持續(xù)存在的HPV變異體有關(guān)，而目前研制的疫苗對(duì)HPV變異體是否有效還在進(jìn)一步研究中。

3 預(yù)防性HPV疫苗

3.1 HPV疫苗免疫機(jī)制 HPV疫苗可分為預(yù)防性疫苗和治療性疫苗，主要有3組病毒蛋白可誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生有效的免疫應(yīng)答：①病毒癌基因E6和E7，兩者可在宮頸癌中持續(xù)表達(dá)；②其他早期蛋白，如E1、E2、E4和E5；③病毒衣殼蛋白L1和L2，可表達(dá)于上皮基底層。

3.2 預(yù)防性疫苗 目前預(yù)防性疫苗種類較少，是一種亞單位疫苗。現(xiàn)有的此類疫苗是由病毒衣殼蛋白L1或L1與L2組成，在細(xì)胞內(nèi)可自我組裝成病毒樣顆粒（virus-like particle，VLP）。VLPs具有與完整病毒相同的抗原空間表位，可激發(fā)機(jī)體的CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答，刺激機(jī)體產(chǎn)生高效價(jià)保護(hù)性中和抗體。因此，VLPs是一種合理的預(yù)防性疫苗。由于其產(chǎn)物由病毒結(jié)構(gòu)蛋白組成，故VLPs不具傳染性和致癌性且使用安全。VLPs結(jié)構(gòu)對(duì)于L1疫苗很重要，主要原因[6]為：①L1抗原決定簇被中和抗體識(shí)別具有構(gòu)象依賴，且變性L1不會(huì)誘導(dǎo)中和抗體產(chǎn)生，故疫苗可由高度純化的VLPs構(gòu)成，L1保持其天然構(gòu)象；②VLPs表面為重復(fù)序列編碼的抗原肽，相對(duì)于結(jié)構(gòu)單一的抗原更能有效地誘導(dǎo)抗體產(chǎn)生。

純預(yù)防性疫苗適用于未感染HPV的人群，尤其是性活動(dòng)初始的個(gè)體，這類疫苗可在黏膜及其分泌物中產(chǎn)生足夠高的抗體滴度，由組織中的固有B細(xì)胞合成的同型滲出物IgG和分泌型IgA在動(dòng)物模型中顯示了很好的作用。HPV16L1 VLP疫苗對(duì)預(yù)防HPV感染、持續(xù)存在及CIN具有100%的有效性。

感染部位免疫球蛋白的數(shù)量是產(chǎn)生保護(hù)作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。Nardelli-Haefliger等進(jìn)行了一項(xiàng)月經(jīng)周期中宮頸分泌免疫球蛋白數(shù)量的研究，發(fā)現(xiàn)在排卵期前后免疫球蛋白濃度降低了9倍左右，但口服避孕藥的婦女無(wú)明顯變化。免疫球蛋白數(shù)量的減少是否會(huì)降低保護(hù)作用仍在研究中，但已有研究證明排卵前期宮頸部位較高的抗體滴度以及觀察100%有效率的疫苗均證實(shí)保護(hù)作用并未降低[7]。

目前，關(guān)于L1轉(zhuǎn)基因植物的研究也在進(jìn)行中。Warzecha等[8]發(fā)現(xiàn)，使用HPV16L1及HPV11L1的轉(zhuǎn)基因土豆喂養(yǎng)動(dòng)物后可引發(fā)動(dòng)物體內(nèi)的保護(hù)性免疫。另有報(bào)道稱，英國(guó)使用昆蟲(chóng)細(xì)胞表達(dá)體系表達(dá)重組的HPV16L1 VLPs，經(jīng)人體試驗(yàn)證實(shí)可激發(fā)機(jī)體產(chǎn)生抗原特異性的IgG抗體，而通過(guò)這兩種方法引發(fā)的體內(nèi)免疫應(yīng)答作用是不相上下的。

還有部分預(yù)防性疫苗采用DNA疫苗。目前，一種病毒載體的預(yù)防性疫苗以單劑量的免疫方式進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，利用水皰性口炎病毒載體融合兔乳頭狀瘤病毒（Cottontail rabbit papillomavirus，CRPV）L1免疫后，可激發(fā)動(dòng)物體內(nèi)高水平的抗L1抗體而保護(hù)機(jī)體不受CRPV的感染，且保護(hù)作用呈L1劑量依賴性。一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)比較幾種不同類型的HPV預(yù)防性疫苗（包括VLPs，嵌和體VLPs，質(zhì)粒DNA，腺病毒載體）發(fā)現(xiàn)，經(jīng)HPV16L1 VLPs免疫后體內(nèi)可產(chǎn)生強(qiáng)烈的中和抗體及L1特異性Th2的體液免疫應(yīng)答，而經(jīng)HPV16質(zhì)粒DNA或經(jīng)腺病毒載體表達(dá)的HPV16L1免疫后可產(chǎn)生強(qiáng)烈的Th1/Tc1輔助性免疫應(yīng)答，但產(chǎn)生中和抗體很弱，這說(shuō)明以HPV16L1 VLP為基礎(chǔ)的疫苗可產(chǎn)生強(qiáng)烈的中和抗體，而這正是有效預(yù)防HPV感染所必不可少的[9]。

HPV16的次要衣殼蛋白L2含有一個(gè)多肽序列，而這個(gè)多肽序列可激發(fā)針對(duì)HPV16和HPV52的交叉性中和抗體。一項(xiàng)正常人群的安慰劑對(duì)照試驗(yàn)旨在評(píng)估HPV16L2內(nèi)的合成肽序列（該序列含有108～120個(gè)氨基酸）的安全性和免疫原性，結(jié)果證明了其較好的耐受性。在0.5mg劑量組，5名受試者中有4名體內(nèi)激發(fā)了抗HPV16L2的抗體以及抗HPV52L1/L2的中和抗體，而在0.1mg劑量組和安慰劑組中則未發(fā)現(xiàn)[10]。

3.3 預(yù)防性HPV疫苗的現(xiàn)狀 美國(guó)已上市的、由GSK公司開(kāi)發(fā)的HPV疫苗為包含HPV16和HPV18的VLPs雙價(jià)疫苗，使用桿狀病毒感染的昆蟲(chóng)表達(dá)體系表達(dá)重組的HPV16L1 VLPs，并使用其專利佐劑AS04。由Merck公司開(kāi)發(fā)的HPV疫苗為四價(jià)疫苗，包含HPV16/18/11/6的VLPs，單一鋁鹽為佐劑。使用佐劑可以減少注射劑量和在冷藏時(shí)使疫苗穩(wěn)定。臨床試驗(yàn)結(jié)果證明，上述幾種疫苗均具有良好的耐受性，且沒(méi)有嚴(yán)重的不良反應(yīng)，抗體效價(jià)比自然感染HPV的患者高50倍。

3.4 預(yù)防性HPV疫苗的不足 雖然預(yù)防性HPV VLPs疫苗對(duì)于減少宮頸癌發(fā)生具有高效性及安全性，但其應(yīng)用還存在一些問(wèn)題。

3.4.1 疫苗誘導(dǎo)的保護(hù)作用持續(xù)時(shí)間還不明確。多數(shù)Ⅱ期和Ⅲ期臨床試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)顯示，完全免疫后機(jī)體保護(hù)作用維持時(shí)間平均約為1.5年。Mao[11]等學(xué)者使用HPV16單價(jià)疫苗抗宮頸上皮瘤不典型增生（CIN），在約3.5年內(nèi)可維持機(jī)體近100%的保護(hù)。

3.4.2 對(duì)疫苗沒(méi)有包含的其他HPV型別感染的交叉保護(hù)能力還不清楚。交叉保護(hù)能力很重要，約30%宮頸癌和CINⅢ期損傷是由其他型別HPV所致。GSK疫苗可在局部對(duì)HPV45感染具有保護(hù)作用，但這種交叉保護(hù)作用可能不完全且短暫。

3.4.3 尚不能確定這種疫苗是否能為男性提供保護(hù)作用。VLPs能為女性提供保護(hù)是由于抗體可廣泛滲出到宮頸黏液中，其抗體水平可達(dá)到血清中的10%。而多數(shù)男性外生殖器表皮對(duì)于HPV易感，而不是黏膜，因此前者的保護(hù)機(jī)制不適用于男性[12]。

4 展望

到目前為止，HPV疫苗研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。少數(shù)疫苗已經(jīng)被批準(zhǔn)上市，但是還存在一些問(wèn)題尚待研究和解決。①由于HPV的型別較多，因此適合各型別HPV的疫苗篩選存在很大困難；②對(duì)于疫苗的安全性還需要相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間來(lái)進(jìn)行研究；③最佳免疫途徑、最適劑量等還有待探索；④適宜接種人群、性別、年齡及疫苗提供的保護(hù)期限，接種后是否要做宮頸涂片監(jiān)測(cè)、多長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行一次等都是HPV疫苗所需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題。但隨著對(duì)該病原體的深入研究和科技的發(fā)展進(jìn)步，有望在以后研發(fā)的HPV疫苗將更造福于全人類。

綜上所述，人乳頭瘤病毒是一種無(wú)包膜的DNA病毒，目前已發(fā)現(xiàn)100多型別，主要感染生殖道黏膜和口腔、咽部上皮黏膜細(xì)胞等，是宮頸癌的主要病因，在我國(guó)婦女宮頸癌組織中HPV感染率大于95%，其中高危型HPV如16、18型占90%以上，世界范圍內(nèi)每年有40萬(wàn)新發(fā)宮頸癌病例，20萬(wàn)人死于該病。HPV感染與宮頸上皮不典型增生及黏膜生殖道尖銳濕疣發(fā)病關(guān)系密切。因此，研制HPV疫苗來(lái)預(yù)防HPV感染和治療HPV感染引起的相關(guān)疾病對(duì)于保護(hù)廣大婦女身體健康具有重要價(jià)值。