人乳头瘤病毒与宿主HLA I类基因相互作用对宫颈癌发生发展的影响

"High-risk" types of human papillomavirus (HPV) infection are a necessary factor of cervical cancer. More than 95% of infected patients will clear the HPV within three years by immune system. However, some patients become HPV chronic infection and ultimately develop cervical cancer. The reasons of occurrence of cervical cancer might be HPV mutation or host genetic background. Human leukocyte antigen (HLA) class I is one of the core of the host adaptive immunity, which plays an important role in the production of virus antigen peptides, transport, presentation, and cell-mediated immune processes. Our previous study showed that mutations of HPV16 E6 and E7 proteins occurs in T cell epitopes, which suggest these mutations may help the virus to evade the host immune system attack. In this study, HPV infected related cervical cancer patients and healthy controls will be genotyped in HLA I, sequenced in HPV. Elispot is used to test the effect of activing the T cell using wide and mutated epitopes. This study will explore the interaction between host immune system and the virus mutations in development on cervical cancer. Our results will help the HPV therapeutic vaccine design based on HLA distribution and in-depth interpretation of the host immune system and the virus mutates role in the development of cervical cancer.

“高危”型人乳头状瘤病毒（HPV）感染是宫颈癌发生的必要条件。95%以上感染患者在1-3年内可通过免疫系统清除病毒，但部分患者由于自身和病毒突变原因，没有启动免疫应答，导致HPV持续感染并发展为宫颈癌。人类白细胞Ⅰ类抗原（HLAⅠ）在病毒抗原肽呈递、介导细胞免疫、清除病毒中发挥重要作用。我们前期研究发现，HPV16病毒早期蛋白E6和E7发生抗原表位变异，该变异可能改变抗原肽递呈效率及杀伤性T细胞对感染细胞的杀伤。本研究以HPV感染的宫颈低危、高危病变和宫颈癌患者为研究对象，通过测序和Elispot等研究手段，获得①与宫颈癌发生相关的HLA I类基因和HPV变异；②发现HPV抗原肽变异前后免疫学性质的变化；③结合以上研究结果探讨宿主-病毒相互作用对宫颈癌发生发展的影响。研究成果有望①用于基于HLA分布特征的HPV治疗性疫苗抗原肽设计；②深入阐释宿主免疫系统和病毒变异在宫颈癌发生发展的作用。

高危型HPV持续感染是宫颈癌发生的必要条件，然而并非所有感染高危型HPV的患者最后均发展为宫颈癌，这说明宿主因素在其中也发挥重要作用。因此，宫颈癌的发生发展是病毒-宿主相互作用的结果。在病毒方面，本项目：①对低、高级别癌前病变患者和宫颈癌患者HPV的感染情况进行调查，结果显示：在三组中，HPV检出率分别为85.9%、95.6%和96.6%。其中检出率最高的HPV型别是HPV16型，除HPV16型外，在低级别癌前病变患者中HPV18型检出率最高，而在高级别癌前病变患者和宫颈癌患者中HPV58型检出率最高。②对宫颈癌不同发展阶段的HPV16型进行分子流行病学调查，分析HPV16型基因变异与宫颈癌发生的相关性，结果显示：在E6基因中A131C（R10R）同义突变以及E7基因中的非同义突变C749T（S63F）可能与宫颈癌的发生具有相关性。在宿主HLA方面，本项目：对低、高级别宫颈癌癌前病变患者、宫颈癌患者和健康对照人群中HLA基因的分布情况进行分析，发现与宫颈癌发生风险相关的等位基因有A*33:03、B*15:25、B*39:01、B*44:03、B*55:02、B*58:01、C*04:03、DPB1*03:01、DPB1*05:01、DPB1*13:01。在病毒-宿主相互作用方面，项目研究存在于HPV16 型病毒E6和E7基因中的变异对HPV抗原肽（HLA-A*33:03呈递）免疫学性质的影响，结果显示，HPV16 E6抗原肽FYSKISEYRH69-78和SVYGTTLEQ82-90序列中的氨基酸变异（H78Y和L83V）对HLA-A*3303的呈递有影响；而E7抗原肽NIVTFCCKCDSTL53-66和CVQSTHVDIR68-77序列中的氨基酸变异（S63F和R77C）可能对HLA-A*3303的呈递产生影响。综合以上研究结果，本项目研究发现：在HPV持续感染过程中，宿主HLA抗原呈递通路分子将HPV抗原肽呈递给宿主免疫系统，以清除HPV感染细胞，而HPV可通过序列变异影响HLA分子对HPV抗原肽的呈递，从而有可能逃避宿主免疫系统的清除，形成持续感染，最终发展形成宫颈癌。本项目从病毒和宿主两方面来阐述宫颈癌发生的相关机制，有助于深入阐明宫颈癌发生机制，为制定宫颈癌的治疗性疫苗的研发策略提供必要的基础数据。