人乳头状瘤病毒相关头颈颌面部鳞癌的研究进展

王 萌， 刘嘉铭， 沈 纳， 黄新生

复旦大学附属中山医院耳鼻喉-头颈外科，上海 200032

世界范围内头颈部鳞状细胞癌病例数逐渐增加及特征变化引发了对其流行病学和发病机制的深入研究。早在20世纪70年代， Hausen等[1]在宫颈癌细胞中首次发现了人乳头状瘤病毒(human papillomavirus，HPV)。1983年， Syrjänen等[2]用间接免疫过氧化物酶染色法进一步证实口咽鳞状细胞癌(oropharyngeal squamous cell carcinoma, OPSCC)患者存在HPV感染。2007年，国际癌症研究机构证实将HPV归类为多种癌症的“致瘤”因子，同时确定HPV16感染为OPSCC发生的危险因素[3]。目前，全球约有25%的头颈部鳞状细胞癌(head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC)与HPV感染相关[4]。因此，研究HPV相关HNSCC至关重要。本文就HPV相关HNSCC的分子生物学表现、对各类HNSCC感染到癌变的发展机制、临床诊断、治疗进展和预防策略等进行综述。

1 HPV相关HNSCC的致癌分子机制

HPV是一种小型双链环状DNA，约有8 000个碱基对，具有侵袭皮肤、黏膜组织的能力，迄今已有200多种HPV基因亚型被识别[5]。研究者依据HPV导致疾病发生的危险程度，将其分成高危型(HR)和低危型(LR)两类[6]。 Lawrence等[7]纳入279例HNSCC标本，基于HPV状态进行基因组分析，结果提示：HPV阳性组织中，TRAF3缺失、PIK3CA螺旋结构突变及E2F1扩增较为常见；HPV阴性组织中多见11q13(CCND1、FADD和CTTN)和 11q22 (BIRC2和YAP1)共扩增，细胞核SET结构域基因(NSD1)及肿瘤抑制基因(如FAT1、NOTCH1、SMAD4和CDKN2A)局灶性缺失、酪氨酸激酶受体局灶性扩增[6-7]。

在HPV阳性HNSCC的发展进程中，最重要的3种HPV蛋白为E5、E6及E7。其中E6和E7病毒蛋白使p53和pRb失活，促使上皮细胞永生化；E5的功能尚未完全阐明，但其可能影响EGFR信号通路，甚至在肿瘤免疫逃逸中发挥作用[8-9]。p53蛋白是细胞增殖的负调节因子，控制细胞周期从G0～1期向S期转化。pRb蛋白能够发挥抑制正向生长调节、阻止细胞生长以及诱导DNA 损伤后的细胞凋亡作用。p53与HPV E6结合后被降解，细胞周期不再受监视。HPV E7破坏了pRb/E2F复合物，导致pRb失活、E2F转录因子释放，使G1/S细胞周期失去调节、S期激活，从而进行病毒复制[8]。 E7亦可导致抑癌基因p16过表达，这不仅进一步导致pRb失活，亦使上皮细胞逃脱衰老，激活生存信号通路[9]。

2 HPV在各类HNSCC中的表达及意义

2.1 HPV与口咽癌 HR-HPV是目前OPSCC发病的主要原因，其中HPV16最为常见，在OPSCC中占比超过80%，其次是HPV18，约占3%。口交频率及性伴侣数量是HPV阳性OPSCC患者最密切的危险因素[10]。Woods等[11]发现扁桃体隐窝处上皮更易发生HPV感染，故而大部分伴有HPV感染的OPSCC主要累及扁桃体和舌根，且多为无烟酒嗜好的40～55岁男性[12]。在大多数西方国家，伴随着烟酒消费量的下降，HPV阳性 OPSCC的发病率逐年攀升。在OPSCC中，CK7的过表达与HPV DNA和p16阳性显著相关[11]。Lassen等[13]进行的一项随机试验(n=815)中，p16阳性OPSCC患者具有更长的无进展生存期，且无烟酒史的患者在治疗中获益更明显。

2.2 HPV与口腔癌 与口咽癌相比，HPV在口腔癌发病中的作用尚不明确。一项始于巴西的多中心研究[14]中，纳入包括舌癌、口底癌、牙龈癌患者共101例，进行PCR及HPV分型测序，发现肿瘤组织中HR-HPV阳性率很低。Hernandez等[15]的研究中，122例牙龈癌患者肿瘤组织中有33%检出HPV DNA，虽与诊断存在一定相关性，但无论HPV DNA或p16均与总生存率无关。HPV DNA在口腔癌中检出率较低，但其在牙龈癌中的表达远高于其他部位(包括舌、口底、硬腭)[16]。

2.3 HPV与鼻咽癌 既往已证实鼻咽癌与EB病毒(EBV)高度相关。由于鼻咽部与口咽部距离较近，HPV在鼻咽癌中的可能作用及其对鼻咽癌治疗的潜在影响引起了人们的关注。Verma等[17]回顾性分析了NCDB(The National Cancer Data Base)中956例鼻咽癌患者中HPV感染情况，HPV阳性患者(32%)和HPV阴性患者(68%)的生存期无差异，因而HPV不能作为鼻咽癌预后的独立预测指标。李霞等[18]对宁夏地区53例鼻咽癌患者肿瘤组织中的EBV及HPV进行测定，发现HPV阳性率为45.2%，HPV感染亚型中以 HPV 16型最常见，约有50%的鼻咽癌患者存在EBV和HPV混合感染。Huang等[19]于广州进行的大样本多中心回顾性研究中，1 328例鼻咽癌患者中的HPV阳性率仅为7.7%，证实了即使在高发地区，HPV与鼻咽癌的相关性也并不高。

2.4 HPV与喉癌及下咽癌 全球范围内多项研究[10,20-21]表明，由于地域及检测方法的差异，喉及下咽HPV DNA检出率差异较大。 Castellsague等[10]进行的一项多中心回顾性研究中，对入组的3 680例头颈肿瘤组织进行HPV检测，发现喉癌中HPV感染发生率较口咽癌低4～7倍，下咽癌的HPV感染发生率低于4%。李强等[21]运用PCR检测发现34例喉鳞状细胞癌组织中HPV-DNA阳性率为8.8%，p16蛋白在喉癌组织的表达低于喉良性病变。Rodrigo等[20]选择124例喉癌及下咽癌进行IHC检测，发现p16阳性率仅为14%，E6 mRNA阳性率低于2%。因此，目前尚不能确定HPV感染与喉癌及下咽癌的关系。

3 HPV的诊断方法

在AJCC/UICC第8版TNM分级中，以p16 INK4a IHC结果代表OPSCC中HPV的状态[22]。 目前已有多种HPV检测技术，如p16 IHC测定、通过ISH或PCR检测HPV-DNA/mRNA等(表1[23])；同时，新兴技术的衍生，如血清细胞中miRNA靶点检测，也能为疾病预后及治疗提供更有价值的参考[24]。

表1 各种HPV相关检测技术比较[23]

4 HPV相关HNSCC的治疗、预后评估及预防

HNSCC的治疗仍以手术、放疗、化疗单独或联合靶向治疗的综合治疗为主。HPV阳性患者较年轻，为了控制病情的同时提高生存质量，建议行降级治疗及免疫治疗[25]。Mirghani等[26]提出，针对HPV阳性的OPSCC患者实施4种降级治疗策略：(1)调强放疗联合EGFR抑制剂(代替顺铂)；(2)诱导化疗后减少放疗剂量；(3)单纯调强放疗替代同步放化疗；(4)减少手术治疗后辅助放化疗剂量。

近年来，T细胞免疫检查点备受瞩目，如细胞毒性T淋巴细胞抗原4(cytotoxic T lymphocyte antigen-4，CTLA-4)和程序性死亡蛋白 1(programmed cell death protein-1，PD-1)，其参与肿瘤发生，介导免疫逃逸。HNSCC患者中存在PD-1及其配体(PD-L1)高表达，能诱导树突细胞及巨噬细胞对肿瘤抗原的耐受性[27]。免疫检查点抑制剂PD-1/PD-L1对其显示出良好的治疗前景。Kim等[28]采用IHC法对133例OPSCC患者进行检测，发现HPV相关OPSCC患者中约70%存在PD-L1表达。HPV相关OPSCC预后较好，可能与肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)针对HPV抗原进行适应性宿主免疫应答，进而对机体提供保护作用有关[27]。Ferris等[29]进行的一项纳入361例复发性HNSCC的3期随机临床试验提示，PD-1抑制剂Nivolumab能显著提高HPV相关HNSCC患者的总生存率，且HPV阳性和HPV阴性肿瘤患者均能从治疗中获益。

对于HPV相关HNSCC患者，基于HPV状况的个体化治疗和降级治疗迫在眉睫，但免疫治疗作用仍不明确，有待进一步研究，且目前不同HPV分型对HNSCC治疗影响的相关研究仍较少。

丹麦团队开发了OroGramas模型，该模型基于患者HPV-DNA及p16 IHC状态预测其生存期，已于多个国家进行验证[30]。由于多数口咽癌是由HPV 16和HPV 18引起的， HPV疫苗接种可能成为最有力的一级预防方法[31]；通过筛查唾液中HPV-DNA、检测血清中HPV16 E6有较好的二级预防前景[24]。