預防性HPV疫苗的研究進展

天津市濱海新區大港醫院（300270）任慧蓉

宮頸癌是女性常見的惡性腫瘤之一，導致女性死亡的第2位惡性腫瘤，每年大約死亡50萬人。據2008年全球估計新發宮頸癌病例52.98萬，死亡病例25.51萬人，其中85%的新發病例在發展中國家（Jemal，2011）。而在西方發達國家，隨著宮頸癌篩查方法的有效實施，使得發達國家宮頸癌的發病率及死亡率明顯下降[1]，但在那些社會經濟不發達的地區宮頸癌卻相當常見，且多為晚期、預后很差，這說明宮頸癌的發病率有明顯的地區差異。流行病學及病毒學資料已經證實HPV感染與宮頸癌的發生發展有密切的內在聯系[2]。據報道，宮頸癌中HPV DNA的檢出率達99%以上，因此，免疫治療用于預防和治療宮頸癌已成為近年來的研究熱點，而分子生物學及免疫學等多學科的發展及其在動物模型中對HPV疫苗研究取得的進展，進一步推動了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狀DNA病毒，含有大約8000個堿基對，基因長7.5～8.0kb，含8個開放閱讀框（Open reading frames，ORFs），分3個基因區，即早期區（Early region，E區）、晚期區（Late region，L區）與非編碼區（Uncoding region，UCR）或上游調控區（URR）。E區編碼E1、E2、E4、E5、E6、E7等早期蛋白，參與病毒DNA的復制、轉錄、翻譯調控和轉化等功能；L區編碼主要衣殼蛋白L1和次要衣殼蛋白L2；UCR區含有HPV基因組DNA的復制起點和HPV表達所必需的調控元件[3]。

2 HPV的地域分布及感染特點

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級與CINⅢ級密切相關，其中HPV16和18與71%的宮頸癌有關[5]。HPV病毒通過不引發病理性的細胞凋亡以及不暴露于免疫系統而很好地逃避免疫應答，且經過漫長的進化后，已經出現了致癌性更強的變異體，這就成為宮頸癌在特定人群中高發的原因之一，即宮頸癌與持續存在的HPV變異體有關，而目前研制的疫苗對HPV變異體是否有效還在進一步研究中。

3 預防性HPV疫苗

3.1 HPV疫苗免疫機制 HPV疫苗可分為預防性疫苗和治療性疫苗，主要有3組病毒蛋白可誘導機體產生有效的免疫應答：①病毒癌基因E6和E7，兩者可在宮頸癌中持續表達；②其他早期蛋白，如E1、E2、E4和E5；③病毒衣殼蛋白L1和L2，可表達于上皮基底層。

3.2 預防性疫苗 目前預防性疫苗種類較少，是一種亞單位疫苗?，F有的此類疫苗是由病毒衣殼蛋白L1或L1與L2組成，在細胞內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，可激發機體的CD4+T細胞介導的體液免疫應答，刺激機體產生高效價保護性中和抗體。因此，VLPs是一種合理的預防性疫苗。由于其產物由病毒結構蛋白組成，故VLPs不具傳染性和致癌性且使用安全。VLPs結構對于L1疫苗很重要，主要原因[6]為：①L1抗原決定簇被中和抗體識別具有構象依賴，且變性L1不會誘導中和抗體產生，故疫苗可由高度純化的VLPs構成，L1保持其天然構象；②VLPs表面為重復序列編碼的抗原肽，相對于結構單一的抗原更能有效地誘導抗體產生。

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

感染部位免疫球蛋白的數量是產生保護作用的關鍵環節。Nardelli-Haefliger等進行了一項月經周期中宮頸分泌免疫球蛋白數量的研究，發現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明顯變化。免疫球蛋白數量的減少是否會降低保護作用仍在研究中，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保護作用并未降低[7]。

目前，關于L1轉基因植物的研究也在進行中。Warzecha等[8]發現，使用HPV16L1及HPV11L1的轉基因土豆喂養動物后可引發動物體內的保護性免疫。另有報道稱，英國使用昆蟲細胞表達體系表達重組的HPV16L1 VLPs，經人體試驗證實可激發機體產生抗原特異性的IgG抗體，而通過這兩種方法引發的體內免疫應答作用是不相上下的。

還有部分預防性疫苗采用DNA疫苗。目前，一種病毒載體的預防性疫苗以單劑量的免疫方式進行動物實驗，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，可激發動物體內高水平的抗L1抗體而保護機體不受CRPV的感染，且保護作用呈L1劑量依賴性。一項動物實驗比較幾種不同類型的HPV預防性疫苗（包括VLPs，嵌和體VLPs，質粒DNA，腺病毒載體）發現，經HPV16L1 VLPs免疫后體內可產生強烈的中和抗體及L1特異性Th2的體液免疫應答，而經HPV16質粒DNA或經腺病毒載體表達的HPV16L1免疫后可產生強烈的Th1/Tc1輔助性免疫應答，但產生中和抗體很弱，這說明以HPV16L1 VLP為基礎的疫苗可產生強烈的中和抗體，而這正是有效預防HPV感染所必不可少的[9]。

HPV16的次要衣殼蛋白L2含有一個多肽序列，而這個多肽序列可激發針對HPV16和HPV52的交叉性中和抗體。一項正常人群的安慰劑對照試驗旨在評估HPV16L2內的合成肽序列（該序列含有108～120個氨基酸）的安全性和免疫原性，結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名體內激發了抗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現[10]。

3.3 預防性HPV疫苗的現狀 美國已上市的、由GSK公司開發的HPV疫苗為包含HPV16和HPV18的VLPs雙價疫苗，使用桿狀病毒感染的昆蟲表達體系表達重組的HPV16L1 VLPs，并使用其專利佐劑AS04。由Merck公司開發的HPV疫苗為四價疫苗，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使疫苗穩定。臨床試驗結果證明，上述幾種疫苗均具有良好的耐受性，且沒有嚴重的不良反應，抗體效價比自然感染HPV的患者高50倍。

3.4 預防性HPV疫苗的不足 雖然預防性HPV VLPs疫苗對于減少宮頸癌發生具有高效性及安全性，但其應用還存在一些問題。

3.4.1 疫苗誘導的保護作用持續時間還不明確。多數Ⅱ期和Ⅲ期臨床試驗結果數據顯示，完全免疫后機體保護作用維持時間平均約為1.5年。Mao[11]等學者使用HPV16單價疫苗抗宮頸上皮瘤不典型增生（CIN），在約3.5年內可維持機體近100%的保護。

3.4.2 對疫苗沒有包含的其他HPV型別感染的交叉保護能力還不清楚。交叉保護能力很重要，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HPV45感染具有保護作用，但這種交叉保護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作用。VLPs能為女性提供保護是由于抗體可廣泛滲出到宮頸黏液中，其抗體水平可達到血清中的10%。而多數男性外生殖器表皮對于HPV易感，而不是黏膜，因此前者的保護機制不適用于男性[12]。

4 展望

到目前為止，HPV疫苗研究已經取得了很大的進展。少數疫苗已經被批準上市，但是還存在一些問題尚待研究和解決。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對于疫苗的安全性還需要相當長一段時間來進行研究；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期限，接種后是否要做宮頸涂片監測、多長時間進行一次等都是HPV疫苗所需要進一步解決的問題。但隨著對該病原體的深入研究和科技的發展進步，有望在以后研發的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包膜的DNA病毒，目前已發現100多型別，主要感染生殖道黏膜和口腔、咽部上皮黏膜細胞等，是宮頸癌的主要病因，在我國婦女宮頸癌組織中HPV感染率大于95%，其中高危型HPV如16、18型占90%以上，世界范圍內每年有40萬新發宮頸癌病例，20萬人死于該病。HPV感染與宮頸上皮不典型增生及黏膜生殖道尖銳濕疣發病關系密切。因此，研制HPV疫苗來預防HPV感染和治療HPV感染引起的相關疾病對于保護廣大婦女身體健康具有重要價值。