人类乳头瘤病毒感染，及与尖锐湿疣的发病机制

摘要：尖锐湿疣是一种容易复发的性传播疾病。人类乳头瘤病毒感染的免疫逃逸机制在尖锐湿疣的发病机制中起重要作用。文中将从天然免疫(炎症反应,细胞因子如干扰素、白介素-18等)和获得性免疫(病毒抗原的捕获及呈递,特异性T细胞免疫应答)两个方面来综述人类乳头瘤病毒逃逸机体免疫防卫机制。

　　尖锐湿疣在性传播疾病中发病率愈来愈高,其复发和治疗抵抗等已成为目前临床上的一个难题。现试图从人类乳头瘤病毒的免疫逃逸来揭示尖锐湿疣的免疫学发病机制。

　　人类乳头瘤病毒(HPV)感染在人群中非常普遍。机体有一整套完善的免疫系统防御各种微生物包括病毒感染。但是HPV在与人类共同进化的漫长过程中形成了一系列多层次多水平的免疫逃逸机制。以下将从天然免疫和获得性免疫两方面阐述HPV的免疫逃逸机制。

一、天然免疫
　　天然免疫是机体在种系发育和进化过程中形成的免疫防御功能,既有一般的机械性阻挡和抑菌作用,又包括通过多种细胞的吞噬作用和机体的炎症反应而构筑的功能性的防御屏障。天然免疫和获得性免疫是一个有机结合的整体。

　　HPV是通过外生殖器或肛门周围的皮肤粘膜的微小损伤进入机体,感染有增殖能力的基底细胞,HPVVNA以染色体外或整合到宿主染色体的方式存在,并严格随角质形成细胞的角化过程、分化成熟而开始进行病毒早期和晚期基因的转录翻译,组装形成病毒颗粒,并随皮屑排泄而脱落[1,2]。这些角质形成细胞是注定要死亡的,故不引起显著的炎症反应,免疫系统就会忽视或漠视这种病毒感染。

许多细胞因子、补体成分和趋化因子参与机体的天然免疫系统,如干扰素(IFN)、白介素(IL)-18、C3a、C5a、IL-1和肿瘤坏死因子(TNF)-α等。HPV可通过以下几种方式来影响HPV感染的角质形成细胞的IFN的诱生及其信号转导:
　　①E6蛋白可与IRF3(干扰素调节因子3)结合,使IFNβ的mRNA的转录延迟和表达下降;
　　②E6蛋白可与细胞内信号转接蛋白TyK2的前287位氨基酸的JH6和JH7结构域物理性结合,从而影响Ⅰ型干扰素的跨膜信号转导;
　　③HPV可与VNA结合蛋白p48结合,干扰信号转导及转录活化因子(STAT)1、STAT2和p48异源三聚体的形成,无法转位于核内并与顺式作用元件即干扰素刺激应答元件(ISRE)结合,导致干扰素活化等一系列基因无法活化。

　　总之IFN的诱导及其抗病毒作用下调。IL-18又称作IFN-γ诱导因子,为IL-1家族的成员,是天然免疫和获得性免疫的重要调节者。最近Cho等证实HPV16E6蛋白可下调IL-18的表达,并进一步证明细胞外的HPVE6、E7蛋白通过与IL-18竞争IL-18Rα链而抑制IL-18诱导的IFN-γ的产生[6,7]。IFN、IL-18的表达及作用下调可导致相应的NK细胞和局部组织的巨噬细胞的吞噬功能下降,而进一步影响获得性免疫。

二、获得性免疫
　　一般认为HPV感染的有效免疫应答是局部特异性的细胞免疫应答。HPV亦可通过多种方式干扰有效的细胞免疫应答。

(一)抗原的捕获及呈递:皮肤中的抗原呈递细胞(APC)主要有角质形成细胞、树突状细胞和单核巨噬细胞系统等。

　　角质形成细胞以内源性方式捕获病毒抗原,以MHC-Ⅰ类的途径呈递抗原。但HPV可以通过以下方式干扰角质形成细胞的抗原呈递过程:
　　①HPV11E7蛋白通过与TAP(抗原多肽转移蛋白)相互作用;
　　②HPV的E5蛋白可酸化吞噬溶酶体,HPV的E6蛋白可与接头蛋白AP复合物相互作用干扰囊泡的转运机制,干扰抗原呈递;
　　③HPV6b、HPV16、HPV18的E7蛋白可调节MHC-Ⅰ类重链的转录,作用于TAP1和蛋白酶体亚基LMP2(低分子量肽2)基因的启动子而下调其转录活化,导致病毒抗原无法有效与MHC-Ⅰ肽结合沟结合并经内质网和高尔基体呈递于角质形成细胞膜表面,从而降低角质形成细胞呈递病毒抗原的效率。

　　树突状细胞(VC)是专业的抗原呈递细胞,连接天然免疫和获得性免疫的重要细胞。朗格汉斯细胞(LC)是皮肤中未成熟的树突状细胞,能以Fcγ受体、补体受体和C型植物凝集素受体等介导的内吞作用、巨胞吞饮作用吞饮液相的蛋白质抗原及以CV1的方式处理糖脂或脂类抗原,并随之成熟,表现为吞噬功能下降或消失,而对外源性抗原以MHC-1类的途径交叉呈递抗原能力加强,伴随一些膜表面分子如MHC-Ⅰ、CV86、CV40、CV80等的表达上调及细胞形态学的变化。HPV可通过以下方式干扰Lc: ①已证实尖锐湿疣皮损中LC的数量和密度均减少,树突短而钝,缺少细小分枝,分布不均匀,并呈灶性聚集,胞体变小[11]; ②LC多位于表皮基底层,而人类乳头瘤病毒的早期基因产物多见于成熟的角质形成细胞中,而且低水平表达,并位于胞核中,即位于表皮中上层;晚期基因产物在终末细胞的胞浆和胞核内表达,但这些细胞在1～2d内脱落,使得LC接触病毒抗原的机会减小[2]; ③HPV无明显的细胞毒作用,只引起微弱的炎症反应,各种补体成分(如C5a)低活性和趋化因子(如MCP、MIP3α等)低表达,使得通过相应受体CR及CCR7等介导的LC的前体细胞募集于皮肤炎症灶的作用减弱; ④LC在IL-1β和TNF-α作用下以粘附分子介导引流至淋巴结的T细胞区[13,14],通过粘附分子ICAM-3,辅助分子CV86、CV80、CV40等和各种细胞因子与天然的CV8+细胞毒性T淋巴细胞(CTL)相应的配体作用,活化CV8+CTL,继而CV8+CTL通过CLA(皮肤淋巴细胞归巢受体)等趋化至皮肤炎症灶而诱发特异性细胞免疫。有实验证实CV1a+的LC见于真皮层,推测LC在回流至淋巴结的过程中出现障碍,另外尖锐湿疣皮损中LC膜表面的粘附分子及各种辅助分子低表达,干扰CV8+CTL的活化[15]。

(二)特异性细胞免疫:特异性的CV8+CTL趋化至皮肤炎症灶后,与MHC-Ⅰ-病毒抗原肽复合物的角质形成细胞相互接触,在辅助分子及细胞因子如IL-2等的共同作用下,以颗粒酶、TNF-α-TNFR和Fas-FasL的方式杀灭HPV感染的角质形成细胞而清除病毒[2]。但:
　　①HPV可以干扰角质形成细胞的抗原呈递过程;
　　②尖锐湿疣皮损中粘附分子ICAM-3等表达下调[16],缺乏IFN-γ时ICAM-1的表达也下调;
　　③HPVE7蛋白在皮肤角质形成细胞的表达可诱导E7特异性的CTL前体细胞耐受[2],因此不能发挥有效的细胞毒作用。

　　局部细胞因子是细胞免疫应答的重要调节者。很多实验证实尖锐湿疣尤其是反复发作的尖锐湿疣皮损中免疫应答由Th1向Th2漂移。逆转录PCR法证实尖锐湿疣皮损中IL-4、IL-5、IL-6和IL-10等mRNA升高,TGF-β亦升高,而IFN-γ的表达则下调[15,1719],使特异性Th1细胞免疫下调。另外IL-10和TGF-β等可通过替代途径活化未成熟的树突状细胞如朗格汉斯细胞而导致耐受[20]。总之在无明显炎症及缺乏合适的细胞因子的情况下,使得角质形成细胞客观上成为HPV感染的免疫豁免区,成为病毒复制的加工场所。

　　人们对尖锐湿疣采取抗病毒(IFNα/β等)、各种免疫调节剂(IFN-γ、咪喹莫特等)以及HPVL1-L2-E7抗原肽冲击的树突状细胞疫苗[21]等治疗,均取得一定疗效。但仍存在许多问题如CV8+CTL识别的特异性表位不清楚;IFN-γ、咪喹莫特治疗抵抗患者的细胞信号转导过程中的关键因素是什么?多数尖锐湿疣患者有不同程度的心理情绪反应,其在尖锐湿疣的反复发作中有何意义?如何诱导机体有效的免疫应答而无明显全身性副作用?相信对HPV的免疫学研究的进一步深入,会为尖锐湿疣及其它HPV感染所导致的疾病的治疗提供新的思路和曙光。