基于不同人群HLA分布特征设计HPV16 E6和E7蛋白多肽表位的免疫原性研究

The World Health Organization (WHO) has listed cervical carcinoma as the second life threatening tumor to women. Repeating continuous infection of high risk Human Papillomavirus, HPV is necessary for CIN and cervical carcinoma. Although HPV prophylactic vaccine could reduce cancer incidence rate, for those who infected HPV and got cervical carcinoma, therapeutic vaccine has the advantages to treat chronic HPV infection, prevent tumor formation, control the development of cervical carcinoma, cure tumor, and prevent recurrence. This project is going to design HLA restricted antigenic peptide for HPV16 E6 and E7 proteins based on the HLA character distribution of global population. The obtained peptide will then be used to stimulate PBMC of patients with cervical carcinoma to release INF-γ. The secretion of INF-γ will be used to ensure the amount of T cells that can associate with peptide in PBMC. HPV16 E6 and E7 protein T cell CTL epitopic profile of different HLA alleles will then be constructed. The results of this project will obtain restricted peptide that suites global HLA distribution character, and provide candidate antigenic peptide for treating cervical carcinoma across all populations.

宫颈癌已被世界卫生组织列为威胁女性生命的第二大肿瘤。反复持续感染高危人乳头状瘤病毒（Human Papillomavirus，HPV）是宫颈上皮内瘤变(CIN)及宫颈癌发生的必要条件。尽管HPV预防性疫苗可以降低癌症发生率，然而对于感染了HPV或宫颈癌患者来说，治疗性疫苗则可以治疗慢性HPV感染，防止肿瘤发生，控制宫颈癌的发展，根治肿瘤和防止复发等优点。本课题将在掌握不同群体HLA位点分布特征的基础上设计针对HPV16 E6和E7蛋白的HLA限制性抗原肽；用所获抗原肽刺激宫颈癌患者外周血单个核细胞（PBMC）释放INF-γ，以确定PBMC中激活的T细胞数量、抗原肽与T细胞结合的能力，评估抗原特异的T细胞的功效；绘制不同HLA等位基因的HPV16 E6和E7蛋白T细胞CTL表位图谱。本研究结果可获得适合不同群体HLA分布特征的限制性抗原，为宫颈癌的治疗提供候选抗原肽。

本项目首先针对不同HLA-A等位基因来设计HPV E6和E7的HLA限制性抗原肽，随后用设计的抗原肽刺激宫颈癌患者外周血单个核细胞（PBMC），结合患者的HLA分型结果，并评估设计的抗原肽作为宫颈癌治疗性多肽候选疫苗的潜力。首先通过抗原肽的预测，获得覆盖人群最多的9个HLA-A等位基因所提呈的所有HPV E6和E7蛋白的抗原肽序列，获得发现可以被不同HLA-A分子结合的抗原肽序列，如FAFRDLCIVYR52-62可被HLA-A*3101和HLA-A*3303提呈。用筛选出的抗原肽刺激宫颈癌患者PBMC细胞，结果发现抗原肽FAFRDLCIVYR52-62在不同HLA-A等位基因的患者中免疫原性都是最强的，是宫颈癌治疗性疫苗的理想候选抗原肽。本项目还调查了宫颈癌患者和健康人群中HLA-A，-B，-C，-DP，-DQ，-DR等位基因的分布特征，分析HLA等位基因与宫颈癌发生发展的相关性，结果显示有19个HLA等位基因（如HLA-A*3303，HLA- B*1501，HLA- C*0302以及HLA- DQB1*0603等）在宫颈癌患者以及健康对照人群中的分布频率的差异具有统计学意义（P<0.05）。而对所构建的单倍型在宫颈癌患者以及健康对照人群中的分布频率的分析显示A*3303-B5801，B*5801-C0302以及DRB1*1202-DPB1*0501在宫颈癌患者及对照人群中分布频率的差异具有统计学意义（P<0.05）。HPV在适龄妇女以及宫颈癌患者中的流行情况调查发现在适龄妇女中阳性率约为12.90%，宫颈癌患者中阳性率为大于98%，宫颈癌患者中16/18型HPV感染者占比为90.1%。HPV感染患者和宫颈癌患者中HPV16型的分子流行病学的调查发现，E7基因C749T和氨基酸S63F位点以及LCR基因C7287A，（P=0.003），T7270C（P=0.006），G7429A（P=0.049）位点的变异在癌症患者与感染者中的分布频率的差异具有统计学意义（P <0.001）。本研究结果不仅阐明了HLA等位基因以及HPV病毒基因中的变异与宫颈癌发生发展的相关性，确定了宫颈癌易感的HLA等位基因，还对针对HLA等位基因设计的HPV抗原肽的免疫原性进行了研究，研究结果对于综合病原体HPV与宿主相互作用的各种因素进行宫颈癌的诊断以及治疗意义重大。