宮頸癌的研究新進展

蔣雪梅綜述，李 華，頓耀艷審校

（1.三峽大學醫學院，湖北宜昌443002；2.三峽大學第一臨床學院，湖北宜昌443002）

宮頸癌的研究新進展

蔣雪梅1綜述，李 華2，頓耀艷1審校

（1.三峽大學醫學院，湖北宜昌443002；2.三峽大學第一臨床學院，湖北宜昌443002）

宮頸腫瘤； 乳頭狀瘤病毒感染； DNA甲基化； 組蛋白類； 腫瘤干細胞； 細胞增殖； 細胞凋亡；綜述

宮頸癌是第4種最常見的癌癥，據2012年報道，全球女性有宮頸癌52.8萬病例，26.6萬例死亡。人乳頭瘤病毒（HPV）是宮頸上皮內瘤變（CIN）和宮頸癌的病原體，是最常見的性傳播全球病毒感染[1]。據研究報道，宮頸癌標本99.7%感染HPV且屬于高危HPV類型感染，且出現在絕大多數宮頸癌病例里，已經被確定為宮頸癌的生物和流行病學主因[2]。HPV感染導致宮頸癌通常需要10～15年，但并不是所有的HPV感染都導致宮頸癌，HPV感染進展為宮頸癌的輔助因素包括長期使用口服避孕藥、多個性伴侶、性活動開始的最早年齡，吸煙、感染衣原體和單純2型皰疹病毒及社會經濟地位低等。該癌癥的社會經濟方面被強調是因在2012年幾乎87%的宮頸癌死亡病例發生在發展中國家的事實。僅印度一個國家2012年宮頸癌死亡人數占25%，另外，持續高危型HPV感染不足以永恒化和轉化宿主的上皮細胞，基因突變和表觀遺傳變化對致癌機制是必要的[3]。鑒于此，本文就宮頸癌的研究進展作一綜述。

1 HPV感染宮頸上皮與宮頸癌

HPV屬于乳頭瘤病毒科家族的病毒，是一個小型無包膜病毒。其包含1個8 kb長雙鏈環狀DNA，分成3個區域：長控制區（LCR）、早期區（E1、E2、E4、E5、E6和E7）和晚期區（L1、L2），分別作為調節DNA復制，病毒復制和致癌作用、病毒衣殼蛋白的產生。HPV的生命周期依賴于宿主細胞的復制結構，并且病毒顆粒感染從進入上皮的基底層開始（游離型的DNA），隨后整合到宿主細胞基因組（整合DNA）使病毒基因組進入存在于宿主細胞[4]。HPV DNA的整合破壞或刪除了E6和E7基因且阻遏E1和E2區域，導致其表達喪失，導致增加E6和E7表達水平[5-6]。E6和E7基因產物是引發腫瘤的關鍵HPV蛋白，除了通過滅活p53和去磷酸化視網膜母細胞瘤蛋白（PRB）解除對宿主細胞生長周期的調控外，2個經典腫瘤抑制蛋白E6和E7通過與宿主細胞蛋白相互作用參與處理基因組穩定，細胞黏附，細胞增殖、凋亡，細胞周期，DNA修復，代謝，翻譯和轉錄信號[7]。

宮頸分為外宮頸和內宮頸及二者之間的交接帶，外宮頸由復層鱗狀上皮細胞構成，內宮頸由柱狀細胞（分泌黏液）和宮頸內外之間的區域稱為鱗柱狀交界化生細胞構成；外宮頸包含4個不同層次：基底層、棘細胞層、顆粒層和透明層。表層細胞不斷脫落的過程被稱為表皮脫落[8]。這些細胞再生由基底層不成熟的上皮細胞（干細胞屬性）進行分裂形成。子宮頸內膜細胞的纖毛或黏液的分泌協助精子的運動。然而，內外宮頸之間的連接處（以下簡稱為轉化區）是宮頸癌的起源地，因此非常重要。HPV感染轉化區范圍內特定的表皮干細胞有明顯的基因表達譜。宮頸上皮由終末分化細胞和基底干細胞構成[9]。宮頸上皮任何受傷或傷口的分化細胞觸發基底干細胞增殖和分化，然后替換受損細胞。干細胞分化的能力對病毒顆粒的產生非常重要[10]。該病毒感染的程序—細胞進行對稱分裂而不是非對稱分裂[9]。從而使細胞增殖和細胞產生病毒顆粒，但防止了細胞分化。

2 宮頸癌的當前預防和治療方案

宮頸癌變前細胞的早期檢查和針對HPV疫苗的開發利用已經顯著減少了發達國家宮頸癌死亡率，由于成本和社會禁忌使這些預防程序不可能在發展中國家開展。宮頸癌的治療方法通過檢測確定發展階段，若是晚期輔以手術、化療和放療。即使治療成功，患者還需要繼續進行常規篩查判斷癌癥的復發和惡化。由于常規篩查和疫苗接種，宮頸癌死亡率在發達國家中已經在很大程度上降低。常規篩查幫助檢測早期階段的宮頸癌且更適合治療。建議一旦達到21歲的女性應定期進行宮頸癌篩查，不管性生活開始年齡是多大[11]。最流行的檢查方法是巴氏涂片檢查，其中從陰道收集的細胞用于細胞學檢查，以便確定癌前細胞存在與否。其他篩選方法還有HPV DNA檢測。篩查陽性結果又通過明確的診斷（陰道鏡檢查及錐體活檢）檢查隨訪。一旦宮頸癌被確認，應通過各種檢查[婦科檢查、正電子發射斷層顯像（PET）、MRI、CT和X射線]確定癌癥分期。除常規篩查外，可使用疫苗預防宮頸癌。當前預防宮頸癌的2個疫苗分別是Gardasil（針對 HPV 6、11、16和18）和 Cervarix（針對HPV 16、18）。市場上使用的疫苗已經被審查通過[12]。

3 DNA甲基化研究與宮頸癌

有研究表明，表觀遺傳改變可以在腫瘤發生中發揮重要作用[13]。同樣，HPV和宿主細胞一系列的基因組表觀遺傳改變已經被鑒定發生在宮頸癌的每個階段，包括DNA甲基化和組蛋白的共價修飾及涉及不同細胞通路的非編碼RNA[14]。P16蛋白是細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑。誘導腫瘤抑制基因p16（INK4A）的表達，p16（INK4A）抑制具有細胞周期素D的細胞周期蛋白依賴性激酶4/6（CDK4/6）復合物酶活性形成，并且通過激活視網膜細胞瘤腫瘤抑制基因觸發細胞衰老。感染高危型HPV高水平表達p16INK4A和p16的過度表達增加了宮頸上皮不典型增生的嚴重程度[15-16]。已有研究表明，宮頸癌病例中細胞周期蛋白A1 CCNA1啟動子區甲基化情況可能通過HPV整合形式和瘤形成過程的甲基化程度進展[17]。同樣在宮頸癌致癌作用里，維A酸受體a2基因的5′區CpG甲基化促成基因沉默，從低級別SIL到高級別SIL和侵襲性宮頸癌，其頻率逐步增加。細胞黏附分子1（CADM1）參與上皮細胞黏附，且其表達喪失與腫瘤侵襲和（或）轉移有關。啟動子甲基化降低CADM1的表達已被證明在高級別CIN和鱗狀細胞癌（SCC）中[18]。CADM1基因的低表達和高度變化與CIN向Ⅰ/Ⅱ期宮頸癌進展有關[19]。肼屈嗪是外周血管舒張藥物，耐受良好并穩定DNA甲基化抑制劑。其可誘導啟動子序列的脫甲基化和mRNA轉錄的激活和特定腫瘤抑制基因參與合成最小毒性蛋白質[20]。

4 組蛋白的修飾研究與宮頸癌

組蛋白去乙?；福℉DACs）負責去除賴氨酸的乙?；鶊F，組蛋白乙?；?脫乙酰修飾通常稱為“組蛋白編碼”，其影響基因表達，從而與致癌過程相關，正如預期的那樣，Huang等[21]的研究表明，在宮頸不典型增生和浸潤性宮頸癌中HDACs1和HDACs12的表達增加。丙戊酸（VPA）是HDACs的一種有效抑制劑，已通過調制多種細胞通路包括細胞周期阻滯，細胞凋亡，血管生成、轉移、分化和衰老顯示出強效的抗腫瘤效果。VPA在宮頸癌的抗腫瘤效應可能是由于高度乙?；疨53蛋白保護其免受E6降解和增加P53活性，或是通過抑制Akt1和Akt2的基因表達導致Akt（一種蛋白激酶）的失活和細胞凋亡[22]。另外，一些HDAC抑制劑也通過其非組蛋白目標干擾宮頸癌。例如HDAC抑制劑辛二酰苯胺氧肟酸（SAHA）在HeLa宮頸癌細胞中協同硼替佐米通過激活胱天蛋白酶-3和增加Bax蛋白/Bcl-2表達的比例而誘導凋亡[23]。

5 腫瘤干細胞（CSCs）與宮頸癌

CSCs在宮頸癌中首先由Bortolomai等[24]報道。由于干細胞參與自我更新和多能性，其在癌癥發病機制中所發揮的作用產生了巨大關注。特別是宮頸癌富有干細胞的轉化帶區域，是HPV感染的關鍵區域，HPV感染促成了致癌作用。多年來，許多干細胞標記基因已經涉及到宮頸癌的發生機制，維持干細胞特性抑制分化特異性基因BMI1表達的蛋白在宮頸癌細胞系（SiHa、CaSki、HeLa、C33A）顯著上調，在宮頸癌組織中也表達增加并且與腫瘤大小和淋巴結轉移呈正相關[25]。越來越多的證據表明，CSCs的數量與增加癌癥的嚴重程度有關。桑根皮素是小桑樹根皮中分離的天然化合物，而苯異硫氰酸酯（PEITC）在膳食成分西蘭花、卷心菜和花椰菜中被發現。通過富集的球體形成分析當用桑根皮素或PEITC處理HeLa腫瘤干細胞時顯示凋亡。HeLa腫瘤干細胞中沉默的HPV癌基因E6抑制細胞生長，并導致球體形成顯著減少[26]。因此，CSCs中沉默自我更新基因的視為潛在的治療靶點。

6 細胞增殖和凋亡與宮頸癌

細胞凋亡屬于程序細胞死亡，是生理學和病理學調節發展中不可缺少的過程，幾乎涉及所有器官和細胞。但凋亡異?？赡軐е履[瘤的啟動和發展。沉默Trop2基因的表達可以顯著抑制CaSki細胞的生長和增生，細胞周期蛋白D1表達下調和顯著增加細胞凋亡，伴隨著bcl-2下調和上調p53和Bax，增加半胱天冬酶9、3的活性。研究結果表明，Trop2調節CaSki細胞增殖和凋亡非常重要，Trop2基因在宮頸癌增殖和凋亡中是一個關鍵因素。因此，Trop2將是針對宮頸癌治療和預后一個新的和關鍵的分子標記，成為宮頸癌治療的一個新靶點[27]。

絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）途徑包括不同的信號級聯[28]。RAS-RAF-MEK-外信號調節激酶1/2（ERK1/2）是在人癌癥中聚焦通路。ERK通路能通過許多種信號被激活，包括生長因子、細胞因子和外部壓力，以及活化的ERK通路，最終導致ERK1和ERK2的激活[28]。因為ERK1和ERK2超過80%相同的和共有分享許多生理功能，它們正常被稱為ERK1/2或ERK。據報道，ERK1/2充當近180個不同的分子目標和調節幾個不同細胞功能，如細胞生長、細胞周期、細胞增殖、細胞死亡、細胞凋亡、細胞黏附和轉錄[29]。小分子抑制劑靶向MAPK已被廣泛用于某些癌癥治療劑作為生物可行的 ERK1/2 MAPK激酶之一，在宮頸癌組織中高表達。抑制劑U0126下調ERK1/2蛋白后，Hela和C33A細胞增生被抑制，細胞凋亡被促進，細胞周期中G0/G1期比例增加和G2/M期比例下降。在HeLa細胞和細胞C33A中ERK1/2蛋白下調后，p-c-Fos蛋白的表達水平下降，而p-c-Jun蛋白增加。ERK1/2也許促進宮頸癌細胞的發展，ERK1/2抑制劑可能通過調節c-fos和c-Jun轉錄因子的表達抑制宮頸癌細胞的生長，可作為宮頸癌治療的有效靶點[30]。

7 展 望

宮頸癌是最常見的惡性腫瘤之一，對大多數女性的健康造成重大損害。對于宮頸癌，可以突出基因的表觀遺傳學變化DNA甲基化水平或組蛋白修飾，分析這些變化信息可以在婦女這種高風險疾病中作為可靠的檢查方法，并可以建立檢測該疾病候選生物標志物。這些改變的DNA或RNA對疾病的檢測創傷小、更容易實現的手段和判斷預后，還可以作為潛在的治療性干預目標。另外，CSCs的比例與疾病的嚴重程度有關，如果將CSCs作為常規篩查項目，宮頸癌女性將大大受益。越來越多的證據表明，CSCs在化療抵抗、轉移和疾病復發中的作用，CSCs不僅可早期發現宮頸癌，而且還可提供有關該疾病狀態的初步證據。對宮頸癌患者的篩查和治療有更好效果。

[1]Satterwhite CL，Torrone E，Meites E，et al.Sexually transmitted infections among US women and men：prevalence and incidence estimates 2008[J]. Sex Transm Dis，2013，40（3）：187-193.

[2]Munoz N，Castellsague X，de Gonzalez AB，Gissmann L.Chapter 1.HPV in the etiology of human cancer[J].Vaccine，2006，24 Suppl 3：1-10.

[3]Saavedra KP，Brebi PM，Roa JC.Epigenetic alterations inpreneoplastic and neoplastic lesions of the cervix[J].Clin Epigenetics，2012，4（1）：13.

[4]Grm HS，Bergant M，Banks L.Human papillomavirus infection，cancer&therapy or concurrent chemoradiation for invasive cervicalcancer[J].J Med Assoc Thai，2012，95 Suppl 5：S38-41.

[5]Fernandez AF，Esteller M.Viral epigenomes in human tumorigenesis. Oncogene[J].Oncogene，2010，29（10）：1405-1420.

[6]Moody CA，Laimins LA.Human papillomavirus oncoproteins：pathways to transformation[J].Nat Rev Cancer，2010，10（8）：550-560.

[7]Narisawa-Saito M，Kiyono T.Basic mechanisms of high-risk human papillomavirus-induced carcinogenesis：roles of E6 and E7proteins[J].Cancer Sci，2007，98（10）：1505-1511.

[8]Higgins C.Understanding laboratory investigations：A guidefor nurses，midwives and health professionals[M].3rd edn.Wiley-Blackwell，2012：20-25.

[9]Sell S.On the stem cell origin of cancer[J].Am J Pathol，2010，176（6）：2584-2594.

[10]Crum CP，McKeon FD.p63 in epithelial survival，germcell surveillance，and neoplasia[J].Annu Rev Pathol，2010，5：349-371.

[11]Karjane N，Chelmow D.New cervical cancer screening guidelines，again[J]. Obstet Gynecol Clin North Am，2013，40（2）：211-223.

[12]Pomfret TC，Gagnon JM，Gilchrist AT.Quadrivalent human papillomavirus（HPV）vaccine：a review of safety，efficacy，and pharmacoeconomics[J].J Clin Pharm Ther，2011，36（1）：1-9.

[13]Momparler RL.Cancer epigenetics.Oncogene[J].Oncogene，2003，22（42）：6479-6483.

[14]Szalmás A，Kónya J.Epigenetic alterations in cervical carcinogenesis[J]. Semin Cancer Biol，2009，19（3）：144-152.

[15]Nehls K，Vinokurova S，Schmidt D，et al.p16 methylation does not affect protein expressionin cervical carcinogenesis[J].Eur J Cancer，2008，44（16）：2496-2505.

[16]Huang LW，Pan HS，Lin YH，et al.P16 methylation is an early event in cervical carcinogenesis[J].Int J Gynecol Cancer，2011，21（3）：452-456.

[17]Yanatatsaneejit P，Mutirangura A，Kitkumthorn N.Human papillomavirus′s physical state and cyclin A1 promoter methylationin cervical cancer[J]. Int J Gynecol Cancer，2011，21（5）：902-906.

[18]Overmeer RM，Henken FE，Snijders PJ，et al.Association between dense CADM1 promoter methylation and reduced protein expression in high-grade CIN and cervical SCC[J].J Pathol，2008，215（4）：388-397.

[19]Mazumder Indra D，Mitra S，Roy A，et al.Alterations of ATM and CADM1 in chromosomal 11q22.3-23.2 region are associated with the development of invasive cervical carcinoma[J].Hum Genet，2011，130（6）：735-748.

[20]Song Y，Zhang C.Hydralazine inhibits human cervical cancer cell growth in vitro in association with APC demethylation and reexpression[J].Cancer Chemother Pharmacol，2009，63（4）：605-613.

[21]Huang BH，Laban M，Leung CH，et al.Inhibition of histone deacetylase 2 increases apoptosis andp21Cip1/WAF1 expression，independent of histone deacetylase 1[J].Cell Death Differ，2005，12（4）：395-404.

[22]de la Cruz-Hernández E，Pérez-Cárdenas E，Contreras-Paredes A，et al. The effects of DNA methylation and histone deacetylase inhibitors on human papillomavirusearly gene expression in cervical cancer，an in vitro and clinicalstudy[J].Virol J，2007，4：18.

[23]Jiang Y，Wang Y，Su Z，et al.Synergisticinduction of apoptosis in HeLa cells by the proteasome inhibitor bortezomib and histone deacetylase inhibitor SAHA[J].Mol Med Rep，2010，3（4）：613-619.

[24]Bortolomai I，Canevari S，Facetti I，et al.Tumor initiating cells：development and critical characterization of a model derivedfrom the A431 carcinoma cell line forming spheres in suspension[J].Cell Cycle，2010，9（6）：1194-1206.

[25]Min L，Dong-Xiang S，Xiao-Tong G，et al.Clinicopathologicaland prognostic significance of Bmi-1 expression in humancervical cancer[J].Acta Obstet Gynecol Scand，2011，90（7）：737-745.

[26]Gu W，Yeo E，McMillan N，et al.Silencing oncogene expressionin cervical cancer stem-like cells inhibits their cell growthand self-renewal ability[J]. Cancer Gene Ther，2011，18（12）：897-905.

[27]Liu X，Li S，Yi F.Trop2 gene：a novel target for cervical cancer treatment[J]. J Cancer Res Clin Oncol，2014，140（8）：1331-1341.

[28]Miller CR，Oliver KE，Farley JH.MEK1/2 inhibitors in the treatment of gynecologic malignancies[J].Gynecol Oncol，2014，133（1）：128-137.

[29]Roskoski R Jr.ERK1/2 MAP kinases：structure，function，andregulation[J]. Pharmacol Res，2012，66（2）：105-143.

[30]Bai L，Mao R，Wang J，et al.ERK1/2 promoted proliferation and inhibited apoptosis of humancervical cancer cells and regulated the expression of c-Fosand c-Jun proteins[J].Med Oncol，2015，32（3）：57.

10.3969/j.issn.1009-5519.2015.21.016

A

1009-5519（2015）21-3251-03

2015-07-30）

湖北省教育廳科研基金資助項目（B20121306）。

蔣雪梅（1974-），女，湖北枝江人，碩士研究生，副教授，主要從事婦科腫瘤方面的研究；E-mail：jxm9981@sina.com。