宋成, 张韶凯, 乔友林. 人乳头状瘤病毒感染对头颈部肿瘤的影响[J]. 中华肿瘤杂志, 2023, 45(1):39-43.
DOI: 10.3760/cma.j.cn112152-20211130-00884.
高危型人乳头状瘤病毒(HPV)感染导致的恶性肿瘤包括宫颈癌、肛门癌、阴茎癌、外阴癌、阴道癌和头颈部肿瘤等，其中头颈部肿瘤的疾病负担仅次于宫颈癌。头颈部肿瘤多源于鳞状上皮细胞的恶性病变，主要包括口腔癌、咽癌(包括鼻咽癌、口咽癌和下咽癌)和喉癌。头颈部肿瘤的主要危险因素是吸烟、频繁饮酒和HPV感染。近年来，全球HPV相关头颈部肿瘤发病率处于上升趋势，且在高收入国家中尤为显著。中国HPV相关头颈部肿瘤的疾病负担和变化趋势尚未明确，一些小样本单中心的研究提示了可能存在的高HPV感染率和上升趋势，但研究间存在HPV检测方法学的不同和地区差异性。头颈部肿瘤部位中已证实由HPV感染导致的是口咽癌，HPV与其他部位的关系尚未明确，相关研究较为匮乏。文章将从HPV感染与头颈部肿瘤的关系研究入手，比较全球研究和中国研究的头颈部肿瘤中HPV感染的差异，深入探讨HPV感染与不同类别头颈部肿瘤之间的关系，旨在总结目前最新的研究进展，以期深入推进相关研究。
【关键词】头颈部肿瘤；人乳头状瘤病毒；流行病学研究；人乳头状瘤病毒阳性率
头颈部肿瘤是常见的恶性肿瘤之一，其中90%以上源于头部和颈部鳞状上皮细胞的恶性病变。头颈部肿瘤的发病部位包括口腔、咽部(鼻咽、口咽和下咽)和喉部。据GLOBOCAN估计，2020年全球共有头颈部肿瘤新发病例93.1万例，死亡病例46.7万例，在所有恶性肿瘤中均位居第7位。此外，头颈部肿瘤患者的自杀率(63.4/100000)在所有恶性肿瘤中居全球第2位。世界卫生组织国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer, IARC)报告显示，2020年中国头颈部肿瘤的发病和死亡人数预估达14.2万和7.4万。
目前研究已明确吸烟和频繁饮酒是头颈部肿瘤的独立危险因素。虽然烟草和酒精在世界范围内被严格限制，但头颈部肿瘤的发病率仍居高不下，提示了其他危险因素的重要作用。这些危险因素包括遗传因素、性别、嚼食槟榔和人乳头状瘤病毒(human papillomavirus, HPV)感染等。有研究表明，HPV相关头颈部肿瘤的发病率显著上升，此现象在高收入国家尤为明显，因此，亟待进一步探讨HPV感染与头颈部肿瘤的关系。
迄今为止，我国关于HPV相关头颈部肿瘤的研究较少，头颈部肿瘤发病率和疾病负担的现况与变化趋势尚无定论。此外，HPV检测存在方法学差异性和地区差异性，样本量也是造成研究结果不一致的影响因素。本文主要从介绍HPV、HPV和头颈部肿瘤的关系入手，旨在全面探讨HPV感染机制，比较HPV检测方法，并对HPV与各部位头颈部肿瘤的关系研究进行综述。
HPV概述
1．HPV：
HPV是一种长径约55 nm的嗜黏膜上皮、无包膜、环状双链DNA病毒，长度约为8000个碱基对，多通过性行为传播。目前已知的HPV亚型>200种，其中大约有51种可导致各种疾病。约14种亚型被定义为与恶性肿瘤相关的高危型HPV，其中HPV16和HPV18最为常见。HPV病毒基因根据功能分为3个区域：(1)早期控制区：用于编码病毒周期，对细胞恶性转化起重要作用，包括E1、E2、E4、E5、E6和E7，部分HPV亚型有E3和E8；(2)晚期控制区：编码病毒颗粒的衣壳蛋白，包括主要衣壳蛋白L1和次要衣壳蛋白L2；(3)长控制区：又称上游调控区，编码含缬酪肽蛋白即p97，可调控病毒复制和转录，是HPV病毒DNA变异度最高的一段区域。
目前发现并证实的与HPV感染相关的恶性肿瘤包括宫颈癌、头颈部肿瘤、肛门癌、阴茎癌、阴道癌和外阴癌。据估计，全球每年因HPV感染造成的发病人数达69万，其中82.6%为宫颈癌，头颈部肿瘤位列第2位。
2．HPV致癌机制：
HPV感染机体后大多是一过性的，此时HPV多为游离态，随即被机体清除，这意味着大多数HPV阳性的人不会发展为有临床意义的癌前病变。当游离态的HPV与宿主细胞基因组整合时，从E2基因处断裂，使得癌基因E6和E7解除抑制状态从而过表达，造成HPV持续感染。一方面，E6蛋白与具有泛素连接酶活性的E6相关蛋白结合，通过泛素化作用降解抑癌蛋白p53；另一方面，E7蛋白可以抑制视网膜母细胞瘤蛋白(retinoblastoma protein, pRb)的表达，并激活细胞周期的DNA合成期。与pRb有负向调控关系的p16表达量增加来抑制细胞周期的激活，但E7癌蛋白可通过刺激周期蛋白A和E基因的表达来逃避p16的抑制作用，最终导致细胞恶性转化。此外，HPV感染不仅能激活原癌基因，而且可抑制细胞凋亡过程，造成细胞永生化。
HPV与头颈部肿瘤
近年来，头颈部肿瘤在较年轻人群中越来越常见。在部分发达国家由于性行为的转变，如早发、缺乏避孕套、多个性伴侣和性行为增加等导致HPV感染，使得HPV相关头颈部肿瘤患者人数呈现日益增长的趋势。据估计，目前在中国每年因HPV感染发病和死亡的头颈部肿瘤患者数分别是3340例和1701例。
有研究表明，HPV阳性和HPV阴性头颈部肿瘤患者存在差异。HPV阳性多见于较年轻患者；HPV阴性患者多有p53突变，该情况在HPV阳性患者中几乎不存在，提示了两者的发病机制不同。此外，HPV阳性患者的预后好于HPV阴性患者，主要表现为对放化疗的反应更好和5年生存率更高。造成该差异的原因可能包括E6癌蛋白增加放化疗的敏感性、长期致癌物暴露导致区域癌化现象、免疫系统的不同作用等。初始症状方面，HPV阳性患者更常有颈部肿块，而HPV阴性患者中更常见的是喉咙痛和吞咽困难等。
HPV与头颈部肿瘤的关系研究一直受限于HPV检测方法。不同地点、不同样本类别和检测方法都会对HPV检测有影响。大多数研究基于PCR检测组织样本中的HPV DNA。但HPV感染大多是一过性的，PCR无法分辨一过性感染和持续性感染，导致很多假阳性结果的出现。还有通过p16免疫组织化学或原位杂交检测HPV。基于逆转录酶PCR评估E6/E7 mRNA表达量的mRNA检测因其高灵敏度和特异度被确定为HPV检测的金标准，但因其检测技术的复杂性，在常规临床实践中的应用并不多见；p16检测因其操作简便广泛应用于临床，但特异度较低。目前一些研究者开始尝试多种检测方法的联合使用。
各头颈部肿瘤部位中HPV的阳性率也有很大差别。HPV阳性率能反映其关系强度和HPV相关的疾病负担。我们将从HPV感染与各部位头颈部肿瘤的关系研究分别展开论述。
1．HPV与口腔癌：
口腔癌常见的发病部位是舌头和口腔底。据估计，2020年全球口腔癌的预估发病和死亡人数分别为37.8万和17.8万。目前得到广泛认可的口腔癌危险因素包括吸烟、嚼食槟榔和饮酒。HPV感染在口腔癌发展中起到的作用仍存在争议。口腔癌中HPV阳性率为20%~64%，且多为HPV16感染。有研究显示，口腔癌患者的HPV阳性率高于健康对照组。然而有些研究只检测了HPV16和HPV18，并没有进一步细分其他亚型。
一项纳入全球29个国家共1264份口腔癌样本的研究采用HPV DNA检测技术联合mRNA或p16进行检测，结果显示，口腔癌的HPV DNA阳性率约7.4%，其中mRNA阳性率4.5%，p16阳性率3.6%，表明HPV并非口腔癌的主要病因。中国的一项荟萃分析研究显示，中国的HPV DNA阳性率高达52%，但该研究的检测方法只基于PCR，并无mRNA检测，其结果仍需进一步验证。除此之外，很多HPV阳性口腔癌样本的p16检测结果为阴性，HPV阴性样本中也存在p16阳性的情况，同时，无法确定病毒癌基因在HPV和p16双阳性样本中的表达。综上，HPV与口腔癌的关系还需要进一步的研究确认。
2．HPV与鼻咽癌：
鼻咽癌指发生于鼻咽腔顶部和侧壁的恶性肿瘤，多在东亚和东南亚流行。近些年，鼻咽癌的发病率逐渐下降，有可能归功于生活方式和环境的改变。GLOBOCAN结果显示，2020年全球鼻咽癌的发病和死亡人数分别为13.3万和8万。鼻咽癌的危险因素包括EB病毒感染、遗传易感因素、吸烟、饮酒、食用腌制食物等。鼻咽癌发病可能与HPV感染有关。一项全球大样本研究测出的HPV阳性率为7.9%。中国一项纳入了1328例鼻咽癌患者的研究联合了HPV DNA和p16技术进行检测，结果显示，DNA/p16阳性率为7.7%，与全球数据相似。但与此同时，其他研究显示HPV感染与鼻咽癌无关。HPV感染是否和鼻咽癌发病有关联尚无决定性证据。
3．HPV与口咽癌：
口咽癌是指发生于软腭、扁桃体、舌根、会厌周围及咽壁等的恶性肿瘤。据估计，2020年全球口咽癌的发病和死亡人数分别是9.8万和4.8万，发病率呈上升趋势。与上述口腔癌和鼻咽癌不同的是，高危型HPV感染是口咽癌的重要危险因素。尤其是HPV16，现已被公认为造成口咽癌发病率上升的主要原因，HPV阳性口咽癌患者3年生存率高达82.4%。
关于HPV在口咽癌中的阳性率研究是头颈部肿瘤中较多的研究，但这些研究存在显著的地域差异，阳性率在10%~85%之间，如瑞典的口咽癌HPV阳性率为70%，英国为55%、德国为53%、日本为50.2%、巴西为38.3%、荷兰为29%、西班牙为10%等。另有一项纳入全球29个国家共1090份口咽癌样本的研究显示，HPV DNA阳性率约为24.9%，其中mRNA阳性率为22.7%，p16阳性率为19.4%。IARC数据显示，HPV在口咽癌中的阳性率为30.8%，虽然和上述全球研究略有差异，但整体可以反映HPV感染在口咽癌发生发展中的重要作用。中国的一项研究中口咽癌的HPV阳性率为57.6%。
考虑到HPV在口咽癌中的重要性，2017年颁布的第8版美国癌症联合委员会癌症分期系统将HPV感染作为口咽癌分期的重要标准(p16检测结果作为HPV感染的替代标志物)。2018年，美国病理学家学会发布了关于头颈部肿瘤中HPV检测的指南，建议对所有新发口咽癌患者进行p16检测，此外，口咽癌患者的HPV检测可由病理学家或临床医师自行决定。
4．HPV与下咽癌：
下咽癌是指在梨状窝、环状软骨后区、喉咽后壁区发生的恶性肿瘤。下咽癌的预后很差，5年生存率仅有30%~35%。据估计，2020年全球下咽癌的发病和死亡人数分别为8.4万和3.8万。下咽癌患者多有吸烟史和酗酒史，平均年龄63岁，大多数是白种人。目前尚未发现HPV在下咽癌的发病机制中发挥重要作用。研究显示，HPV在下咽癌中的阳性率仅为6.4%，且p16的高表达和下咽癌患者的生存无关。中国的研究显示，HPV阳性率为22.9%，远高于全球平均水平，因HPV检测方法与国外研究不同而仍存在争议。中国的HPV与下咽癌的关系研究仍需大样本多中心研究证据支撑。
5．HPV与喉癌：
喉癌指发生于喉部的恶性肿瘤。喉癌的发生发展具有明显的人种差异。与白种人相比，非裔美国人的发病年龄更小，发病率和死亡率更高。喉癌的5年生存率在过去40年间一直有下降的趋势，现为63%左右。据估计，2020年全球喉癌的发病和死亡人数分别是18.5万和10万。喉癌的危险因素主要是吸烟和饮酒，接触其他环境因素如石棉、多环芳烃、纺织粉尘等也可能增加罹患喉癌的风险。
研究者最初认为HPV与喉癌发生无关。然而，有研究表明，HPV在喉癌中的阳性率约为20%~30%，提示其可能与喉癌发病有关。而喉癌的预后与HPV之间的关系尚不明确。一项纳入全球29个国家共1042份喉癌样本的横断面研究显示，喉癌中HPV DNA阳性率约为5.7%。中国的一项病例对照研究纳入了300例喉癌患者，检测到的HPV阳性率是7%，其中HPV16均处于持续感染状态。值得注意的是，HPV DNA和p16检测的一致性较差，无法通过p16检测判定HPV感染情况。HPV与喉癌的关系有一部分证据，可能与喉癌发病有关。
HPV疫苗与头颈部肿瘤
接种HPV疫苗是预防HPV感染的有效手段。目前HPV疫苗接种人群绝大多数是年轻女性，而HPV也可能通过性行为传播，导致越来越多的男性HPV感染者出现。用来预防宫颈癌的HPV疫苗所针对的HPV亚型包括HPV16和HPV18等，其中HPV16在头颈部肿瘤中也起到重要的致癌作用。虽然目前没有直接证据表明HPV疫苗可以预防头颈部肿瘤，美国开展的一项横断面研究显示，接种四价疫苗(包括HPV6、HPV11、HPV16和HPV18)的成年人HPV感染率显著降低。除此之外，在英国和哥斯达黎加的研究也得出了相同的结论。总结来说，HPV疫苗的推广给控制头颈部肿瘤的发生发展带来了可能性。
总结
本文系统全面地论述了关于HPV与头颈部肿瘤关系的进展，纳入了此前容易忽视的解剖学部位，如HPV与鼻咽癌和下咽癌的关系研究。近年来，全球HPV相关头颈部肿瘤的疾病负担有上升趋势，其在发达国家的发病率预计不久之后将超过宫颈癌，成为最主要的HPV相关恶性肿瘤。然而，目前关于头颈部肿瘤的防治策略和措施仍有待研究。推广HPV疫苗人群范围或可在一定程度上减缓头颈部肿瘤的发病。
目前中国仍缺乏关于HPV相关头颈部肿瘤的流行病学数据，需大样本多中心研究评估我国HPV感染在头颈部肿瘤中的作用。希望本文能提高研究者和临床医师对HPV相关头颈部肿瘤的关注度，推进基于HPV感染的头颈部肿瘤的防治研究。
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