雌激素及其受體協(xié)同HPV在宮頸癌腫瘤微環(huán)境中作用的研究進(jìn)展

李賀同，任晶晶，王文豪，郝 敏

(山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院 婦產(chǎn)科，山西 太原 030001)

人乳頭瘤病毒(human papillomavirus, HPV)是引起宮頸癌的必要條件，全世界健康女性中HPV感染率約為10%，女性一生中感染HPV的概率高達(dá)80%～90%[1]。這些感染大多數(shù)沒(méi)有臨床癥狀或體征，會(huì)自行清除。盡管許多婦女感染了HPV，但大多數(shù)不會(huì)發(fā)展為宮頸癌。越來(lái)越多的證據(jù)表明，除了HPV外，可能還需要其他因素作為協(xié)同因子來(lái)完成從HPV感染到鱗狀上皮內(nèi)病變，最終發(fā)展成為侵襲性宮頸癌的進(jìn)程。已經(jīng)確定的宮頸癌風(fēng)險(xiǎn)因素包括長(zhǎng)期使用激素類(lèi)避孕藥、高產(chǎn)次、吸煙等[2]。

大量流行病學(xué)證據(jù)支持高產(chǎn)次及口服避孕藥的使用會(huì)增加宮頸癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。高產(chǎn)次一直被認(rèn)為是宮頸癌發(fā)生的危險(xiǎn)因素，產(chǎn)次高于7次及以上將增加4倍患宮頸癌風(fēng)險(xiǎn)，大型前瞻性研究表明孕期診斷宮頸癌的患者比非孕期有更高的死亡風(fēng)險(xiǎn)[3]。其可能的機(jī)制是在妊娠期間，宮頸轉(zhuǎn)化區(qū)對(duì)HPV有較高的易感性，是最容易被HPV侵犯的區(qū)域。妊娠體內(nèi)雌激素，孕激素以及人絨毛膜促性腺激素水平的升高可調(diào)節(jié)HPV感染進(jìn)程，同時(shí)妊娠期生殖器官淋巴和血液循環(huán)加速以及免疫功能下降等因素均有助于宮頸癌發(fā)生。由于長(zhǎng)期口服避孕藥的使用，外源性激素使病毒整合至人類(lèi)基因組風(fēng)險(xiǎn)增加，激素成分會(huì)上調(diào)HPV癌蛋白E6和E7轉(zhuǎn)錄導(dǎo)致宮頸癌前病變風(fēng)險(xiǎn)增加[4]。因此，流行病學(xué)證據(jù)支持內(nèi)外源性雌激素與宮頸癌有關(guān)，但關(guān)于其在宮頸癌中的作用機(jī)制仍不清楚。

子宮頸是女性生殖道的一部分，正常月經(jīng)周期中，宮頸上皮細(xì)胞隨著雌激素水平的升高而增殖分化并保持無(wú)異型增生。雌激素和雌激素受體(estrogen receptor, ER)，尤其是ER對(duì)宮頸上皮的這種動(dòng)態(tài)變化是必要的。雌激素及其代謝產(chǎn)物本身可作為致癌物通過(guò)誘導(dǎo)突變和DNA損傷促進(jìn)腫瘤發(fā)展，在宮頸癌的發(fā)生發(fā)展中有一定作用，故將其在宮頸癌發(fā)生中作用機(jī)制綜述如下。

1 雌激素及其受體與HPV

雌激素是一種維持機(jī)體正常生理功能的類(lèi)固醇激素，其主要功能包括促進(jìn)生殖系統(tǒng)發(fā)育，調(diào)節(jié)機(jī)體代謝水平及免疫調(diào)節(jié)。雌激素受體(ER)是雌激素發(fā)揮細(xì)胞效應(yīng)的關(guān)鍵介質(zhì)，分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是經(jīng)典核受體，包括ERα和ERβ，位于細(xì)胞核內(nèi)，通過(guò)對(duì)特異性靶基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控發(fā)揮雌激素基因型效應(yīng)；第二類(lèi)是位于質(zhì)膜的膜性受體，包括經(jīng)典核受體的膜成分以及G蛋白偶聯(lián)受體等，通過(guò)第二信使調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄，間接地發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。

雌激素結(jié)合并激活雌激素受體后通過(guò)經(jīng)典和非經(jīng)典信號(hào)途徑介導(dǎo)基因組和非基因組促進(jìn)基因表達(dá)和轉(zhuǎn)錄。1)經(jīng)典途徑：雌激素與受體結(jié)合后，會(huì)發(fā)生構(gòu)象改變聚集成二聚體進(jìn)入細(xì)胞核，結(jié)合靶基因調(diào)節(jié)區(qū)的雌激素效應(yīng)元件(estrogen response elements, EREs)，募集輔助因子改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄和翻譯，激活基因表達(dá)。2)非經(jīng)典途徑：雌激素受體通過(guò)與轉(zhuǎn)錄因子相互作用，從而形成轉(zhuǎn)錄因子活化蛋白或者結(jié)合增強(qiáng)子間接調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄[5]。

HPV基因轉(zhuǎn)錄依賴于其上游調(diào)控區(qū)元件，其中一些基因編碼具有轉(zhuǎn)化活性的產(chǎn)物，其中一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)是ERE。HPV啟動(dòng)子已被證明含有EREs回文序列。HPV基因組中已鑒定出存在與EREs序列高度相似的半回文、不完整回文或部分回文區(qū)域(5′GGTCANNNTGACC3′)[6]。這些序列在被激活的雌激素-ER復(fù)合物刺激下，會(huì)增強(qiáng)病毒基因組的轉(zhuǎn)錄，過(guò)表達(dá)的E6/E7癌蛋白通過(guò)激活致癌基因、抑制抑癌基因、干擾有絲分裂、調(diào)節(jié)miRNA表達(dá)量以及增加宿主體細(xì)胞突變等途徑導(dǎo)致宮頸癌發(fā)生。

2 雌激素及其受體與宮頸癌

2.1 雌激素協(xié)同HPV在宮頸癌發(fā)生中的作用

HPV致癌機(jī)制主要是病毒DNA整合入上皮細(xì)胞基因組，持續(xù)表達(dá)的E6和E7可分別作用于P53蛋白和pRb蛋白干擾細(xì)胞周期、抑制細(xì)胞凋亡使細(xì)胞永生化[7]。雌激素和HPV癌蛋白之間的關(guān)聯(lián)可能協(xié)調(diào)了促炎和促血管生成的趨化因子、腫瘤生長(zhǎng)信號(hào)、細(xì)胞間黏附分子、凋亡逃逸、間質(zhì)上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化，以及腫瘤微環(huán)境中相關(guān)成纖維細(xì)胞發(fā)揮促炎及促腫瘤效應(yīng)[8]。

雌激素協(xié)同HPV通過(guò)調(diào)節(jié)非編碼RNA在宮頸癌細(xì)胞增殖等方面發(fā)揮重要作用。LncRNA00899通過(guò)吸附miR-944作用于雌激素受體參與CaSki和SiHa宮頸癌細(xì)胞增殖，侵襲和遷移[9]。雌激素和HPV16 E7通過(guò)Ras和MEK/ERK通路使miR-21轉(zhuǎn)錄子激活進(jìn)而上調(diào)miR-21抑制靶基因PTEN表達(dá)促進(jìn)細(xì)胞增殖，降低miR-143表達(dá)可上調(diào)Bcl2抑制凋亡[10]。ERα36作為ERα的剪接變體，高表達(dá)可促進(jìn)HPV陽(yáng)性宮頸癌細(xì)胞增殖，侵襲和轉(zhuǎn)移且與宮頸癌不良預(yù)后相關(guān)[11]。ERα和ERα36均可作用于細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子，ERα下調(diào)和ERα36上調(diào)可增強(qiáng)HPV E7激活的Wnt/β-catenin/MRTF-A信號(hào)通路促進(jìn)宮頸癌發(fā)展[12]。熒光素酶及蛋白印跡實(shí)驗(yàn)表明ERα是miR-130a-3p直接靶點(diǎn)，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)miR-130a-3p通過(guò)抑制ERα表達(dá)促進(jìn)SiHa和HeLa細(xì)胞增殖和侵襲，促進(jìn)宮頸癌進(jìn)展[13]。同時(shí)，E2可通過(guò)調(diào)節(jié)線粒體呼吸鏈結(jié)構(gòu)和功能來(lái)保護(hù)腫瘤細(xì)胞在惡性轉(zhuǎn)化過(guò)程中免受應(yīng)激誘導(dǎo)的凋亡同時(shí)調(diào)節(jié)腫瘤發(fā)生必需的信號(hào)通路以利于代謝適應(yīng)和生存[14]。然而，有研究表明雌激素可通過(guò)抑制HPV轉(zhuǎn)錄長(zhǎng)控制區(qū)下調(diào)E6/E7基因表達(dá)，進(jìn)一步降低細(xì)胞對(duì)雌激素反應(yīng)的敏感性進(jìn)而減弱HPV陽(yáng)性細(xì)胞增殖[15]。也有研究報(bào)道ERα也可在沒(méi)有HPV E6/E7條件下促進(jìn)癌前病變[16]。

2.2 雌激素協(xié)同HPV在宮頸癌起始部位轉(zhuǎn)化區(qū)中的作用

由HPV引起的宮頸病變及宮頸癌超過(guò)90%發(fā)生在宮頸轉(zhuǎn)化區(qū)，同時(shí)這個(gè)部位也是對(duì)雌激素最敏感的部位。該區(qū)域單層柱狀上皮與復(fù)層鱗狀上皮同時(shí)存在，增加了HPV感染上皮層基底細(xì)胞機(jī)會(huì)。位于轉(zhuǎn)化區(qū)未成熟的化生鱗狀上皮代謝活躍，使HPV致癌基因啟動(dòng)子表達(dá)增加，轉(zhuǎn)化區(qū)細(xì)胞無(wú)法控制病毒致癌基因表達(dá)從而導(dǎo)致宮頸腫瘤的發(fā)展。與生殖道的其他部位相比，轉(zhuǎn)基因HPV16小鼠轉(zhuǎn)化區(qū)對(duì)雌激素誘發(fā)的鱗狀細(xì)胞癌變敏感性高5倍[17]?；钴S化生的轉(zhuǎn)化區(qū)是宮頸癌前病變和浸潤(rùn)癌的好發(fā)部位。

對(duì)宮頸癌組織標(biāo)本的研究表明，與宮頸陰道部相比，雌激素受體在宮頸轉(zhuǎn)化區(qū)高表達(dá)。轉(zhuǎn)化區(qū)未成熟鱗狀化生上皮和基質(zhì)中雌激素受體陽(yáng)性細(xì)胞與宮頸外相比密度更高，提示轉(zhuǎn)化區(qū)化生上皮對(duì)雌激素調(diào)節(jié)更敏感，增加宮頸癌風(fēng)險(xiǎn)[18]。ER是起源于宮頸轉(zhuǎn)化區(qū)的儲(chǔ)備細(xì)胞發(fā)生非典型鱗狀上皮化生的重要條件。HPV癌基因可通過(guò)改變宿主基因表達(dá)同時(shí)借助雌激素和ERα誘導(dǎo)鱗狀上皮化生，增加組織癌變風(fēng)險(xiǎn)。然而，也有實(shí)驗(yàn)研究認(rèn)為轉(zhuǎn)化區(qū)的解剖位置較深，不易被病毒感染，降低了雌激素介導(dǎo)的高級(jí)別病變風(fēng)險(xiǎn)[19]。

2.3 雌激素作為免疫調(diào)節(jié)劑在腫瘤微環(huán)境中間接促進(jìn)HPV陽(yáng)性宮頸癌發(fā)生發(fā)展

激素能夠調(diào)節(jié)浸潤(rùn)腫瘤的免疫細(xì)胞及基質(zhì)細(xì)胞在腫瘤組織微環(huán)境中的功能，從而間接促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)。雌二醇是抑制宮頸癌免疫應(yīng)答的相關(guān)因素之一，雌激素增強(qiáng)基質(zhì)細(xì)胞和免疫細(xì)胞在宮頸癌中致癌作用，同時(shí)發(fā)揮抗感染和調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)作用間接補(bǔ)充HPV介導(dǎo)的宮頸癌發(fā)生[5]。

ERα可在T細(xì)胞和樹(shù)突細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞中廣泛表達(dá)。ERα可以通過(guò)激活T細(xì)胞增殖、亞群分化以及T細(xì)胞介導(dǎo)的炎性反應(yīng)等方面影響T細(xì)胞功能。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在腫瘤免疫中，能夠誘導(dǎo)和維持免疫耐受的形成。HPV感染后的上皮細(xì)胞可吸附巨噬細(xì)胞，T細(xì)胞等免疫細(xì)胞引起免疫級(jí)聯(lián)反應(yīng)，同時(shí)通過(guò)基質(zhì)E2/ER通路促進(jìn)上皮細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)血管生成，參與腫瘤間充質(zhì)上皮轉(zhuǎn)化[20]。浸潤(rùn)腫瘤的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞表達(dá)ERα并且細(xì)胞內(nèi)E2水平升高，免疫組化表明芳香化酶表達(dá)和E2均定位于HPV陽(yáng)性腫瘤細(xì)胞和免疫微環(huán)境中并且腫瘤中存在E2積累，E2水平增加是由于對(duì)循環(huán)雌激素E1和E2的攝取和潴留增加，以及通過(guò)腫瘤局部芳香化酶的作用增加激素合成[21]。抑制瘤內(nèi)雌二醇合成，基質(zhì)E2/ER信號(hào)通路和免疫浸潤(rùn)細(xì)胞可能是宮頸癌免疫治療新途徑。

基質(zhì)除了為腫瘤構(gòu)建支架外，還可促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。癌相關(guān)成纖維細(xì)胞(cancer associated fibro-blasts，CAFs)可通過(guò)介導(dǎo)與癌細(xì)胞的分子交聯(lián)促進(jìn)細(xì)胞增殖和遷移、血管生成、代謝、上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化直接促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)，通過(guò)促進(jìn)炎性反應(yīng)間接促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)。ERα在宮頸癌組織基質(zhì)成纖維樣細(xì)胞中表達(dá)并在體外培養(yǎng)的CAFs中被證實(shí)與促腫瘤和促炎性信號(hào)通路相關(guān)，促進(jìn)HPV陽(yáng)性宮頸癌細(xì)胞增殖和血管生成[8]。通過(guò)成纖維細(xì)胞ERα干擾旁分泌信號(hào)可能有助于抑制腫瘤，這將是一種值得探索的方法。因此，有必要強(qiáng)調(diào)激素對(duì)間質(zhì)和免疫浸潤(rùn)細(xì)胞在宮頸癌前病變中的作用，雌激素受體拮抗劑可作為宮頸癌前病變和侵襲性宮頸癌的免疫調(diào)節(jié)劑。

3 雌激素受體拮抗劑的應(yīng)用

在經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的宮頸癌小鼠模型中表明抑制雌激素及雌激素受體信號(hào)通路在抑制宮頸癌方面可能是有效的，因此雌激素受體拮抗劑在治療宮頸癌及癌前病變中可能有一定的作用。選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑(selective estrogen receptor modulators，SERMs)可通過(guò)抑制ERα降低雌激素敏感性進(jìn)而抑制宮頸癌進(jìn)程[22]。SERMs巴多昔芬可通過(guò)抑制間充質(zhì)轉(zhuǎn)化信號(hào)通路抑制宮頸癌細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移[23]。SERMs奧美昔芬可通過(guò)停滯細(xì)胞周期，抑制E6/E7蛋白表達(dá)，減弱宮頸癌細(xì)胞致瘤和轉(zhuǎn)移[24]。但ERα的應(yīng)用目前還比較局限，有研究表明其可作為生物標(biāo)志物評(píng)估HPV陽(yáng)性口咽鱗狀細(xì)胞癌患者總生存率，這些發(fā)現(xiàn)具有潛在臨床意義[25]。

4 問(wèn)題與展望

雌激素和ERα參與宮頸癌發(fā)生。雌激素通過(guò)促進(jìn)HPV E6和E7表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)宮頸癌啟動(dòng)，ERα對(duì)宮頸癌的進(jìn)展和維持有重要作用。盡管其在宮頸癌中的詳細(xì)機(jī)制尚未被明確，這些結(jié)論對(duì)研究了解雌激素、ERα和HPV致癌基因之間的功能分子途徑至關(guān)重要。

從臨床角度看,宮頸癌復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移患者需要新的治療方法,可以考慮確定這些腫瘤對(duì)雌激素的依賴性以及對(duì)SERMs的反應(yīng)程度，輔助抗雌激素治療。已有研究表明了SERMs在抑制宮頸癌方面的作用，但目前大多數(shù)與SERMs有關(guān)的作用通過(guò)體外和體內(nèi)研究獲得,缺乏SERMs作為治療宮頸癌的有效臨床證據(jù)[22]。

雖然HPV疫苗將成功預(yù)防未來(lái)的HPV感染降低宮頸癌發(fā)病率，但目前沒(méi)有有效抗病毒藥物來(lái)治療當(dāng)前已存在的HPV感染。宮頸癌的早期監(jiān)測(cè)和靶向治療仍然是目前治療的目標(biāo)，因此有必要尋找除HPV之外的治療靶點(diǎn)，開(kāi)發(fā)宮頸癌的有效療法。目前還沒(méi)有評(píng)估宮頸癌對(duì)雌激素的依賴性以及抗雌激素治療的價(jià)值，對(duì)雌激素及其受體參與宮頸癌分子機(jī)制的研究將為宮頸癌的治療和預(yù)防提供新思路。