2008 年诺贝尔生理学或医学奖-HPV和hiv的致病机理

2008年诺贝尔生理学或医学奖——人乳头瘤病毒和人类免疫缺陷病毒简介汇报人：严洪琼陈雅彤CONTENTS人类乳头瘤病毒(HPV)1.1获奖者简1.2什么是HPV1.3HPV的发现与研究1.4HPV的感染和致癌机制1.5HPV疫苗1.6HPV发现的意义1.1人类乳头瘤病毒(HPV)获奖者简介哈拉尔德·楚尔·豪森发现致瘤人类乳头瘤病毒(HPV)可以引发宫颈癌，宫颈癌是在女性中第二常见癌症。他认为HPV-DNA在肿瘤中处于一种沉默状态，可以通过特定的病毒检测方法发现。他发现HPV属于一种异类病毒家族，只有几种HPV类型可以引发癌症。他的发现使人们了解了HPV的致癌机理，促进了HPV疫苗的研发。1.2什么是HPV?人类乳头瘤病毒(HPV)是一种裸露型的DNA病毒,HPV是一组高度特异双链环状DNA,对生殖道鳞状上皮有亲嗜性。HPV颗粒呈球形，其二十面体对称，直径约45～55nm，HPV的分子长度约7.8--8kb。在人和动物中分布广泛，该病毒感染靶主要为上皮组织，显示高度的宿主特异性.HPV的结构1.3HPV的发现与研究哈拉尔德·楚尔·豪森假定HPV在宫颈癌中起到了一定的作用。他假设如果肿瘤细胞含有致瘤性病毒，那么在其基因组中就会整合有病毒的DNA。HPV基因就会促使细胞不断增殖，从而通过特异的病毒DNA检测方法就可以发现。尽管研究发现只有部分病毒DNA整合到宿主基因组中，但十多年来，哈拉尔德·楚尔·豪森一直都在寻找不同的HPV类型。1983年，他在宫颈癌活体切片中发现一种新HPVDNA，从而发现了新的HPV16型病毒。1984年，他从宫颈癌患者体内克隆了HPV-16和HPV-18，而后来证明全世界大约有70%的宫颈癌患者体内都携带有这两种病毒。1.4HPV的感染性行为造成皮肤或黏膜轻微损伤，基底层细胞暴露，病毒进入机体，建立低复制游离病毒基因组，并随细胞染色体共同复制。因为宿主体内抗体的保护作用,只有很少数HPV持续性感染并可能发展为CIN。细胞毒性T细胞的存在会使约80％原发感染者病毒消失，病灶自愈。在CIN持续存在的妇女中，又会有少数患者出现HPV基因的线性化、与宿主细胞基因整合，给宫颈浸润癌的最终发生提供前提条件。宫颈癌是否发生取决于HPV的持续性感染及患者的局部免疫反应状况,局部免疫主要是指细胞介导的免疫反应。免疫功能受损或免疫缺陷的女性要比正常女性更容易出现HPV持续感染，为宫颈癌的发生创造了有利条件。组织相容性抗原I(MHC-I)分子在肿瘤的免疫反应中起重要作用，宫颈癌细胞表面的MHC-1分子表达水平往往下调，并且TAP等功能元件多见受损，这样瘤细胞便可逃避免疫监视。1.4HPV的致癌机制HPV的致癌作用与HPVDNA的整合有关。HPV感染宿主细胞后以游离状态引起细胞感染,首先潜伏于基底细胞层,其DNA作为独立的外源染色体游离于细胞核内,病毒核酸整合到宿主细胞内,使宿主细胞发生突变,发展为癌。E6通过E6AP泛素途径降解p53蛋白，导致p53蛋白失活，促进它在细胞内降解，破坏细胞增殖周期的检测点，导致遗传性状改变的积累，产生恶变的基因型。E7蛋白可干扰抑癌蛋白Rb与转录因子E2F的结合导致细胞增殖周期紊乱，使细胞失去正常控制，DNA无限复制，使细胞发生癌变。高危型HPV的DNA可以长时间整合到宿主的基因组里并不断地转录翻译,这些被整合的细胞可以获得无限增殖的能力,这是由于HPV质粒通常在E2基因序列区断裂后随机插入宿主细胞的基因组里,使得E2蛋白不被表达,而E2蛋白对于癌蛋白(oncoprotein)E6和E7的表达具有调节作用,结果E6和E7被大量表达并通过各种不同的分子机制使宿主细胞获得了永生。研究证实E6结合p53蛋白抑制这一抑癌因子的功能,结合BAK蛋白等Bcl22家族蛋白抑制细胞凋亡,促进细胞增殖;E7结合RB蛋白抑制这一抑癌因子的功能,激活cyclinA和E推动细胞周期的进展,等等,所有这些均是细胞永生进而癌变的分子基础。在缺乏人为干预的情况下细胞获得无限增殖能力后进一步发展为宫颈上皮内瘤样变(cervicalintraepithelialneoplasia,CIN),最终进展为浸润癌.游离形式和整合形式HPV的作用HPV从基底细胞到表层细胞l4Week早期基因表达E4/E56周早期基因表达E6/E7病毒DNA继续快速复制HPV感染CIN2/38周L1L2蛋白形成，病毒重组将病毒颗粒释放至宫颈与阴道分泌物游离整合E6、E7引发宫颈癌的机理当你下载一个精彩的游戏或者一部电影时,通常会不小心染上电脑病毒------有些基因也是如此E6geneproductbindsp53E7geneproductbindspRbSG1G2MGOGOGrowthsignalP53andpRB“Allclearsignals”MinorDNAdamageGeneticRepairE6+E7E6+E7ApoptosisCellcycleprogressionMajorDNAdamage1.5HPV疫苗到目前为止已开发了两种HPV预防性疫苗(HPVprophylacticvaccine),分别是针对HPV-16/18的二价疫苗和针对HPV-6/11/16/18的四价疫苗,两种疫苗均基于同样的原理设计。2007年美国癌症协会(AmericanCancerSocie2ty,ACS)总结上述临床试验结果,公布了HPV疫苗应用的指南,具体如下:(1)11～12岁女性建议常规接种HPV疫苗;(2)9岁左右女性可以接种HPV疫苗;(3)13～18岁女性如果之前未接种HPV疫苗或接种不完全者建议可以补种;(4)19～26岁女性现还没有充分的数据支持或反对大规模HPV疫苗接种的建议,是否需要接种须经该女性及其卫生保健提供者共同就其之前HPV的暴露情况和接种疫苗后可能的获益进行讨论后决定。(5)目前对于26岁以上的女性和所有男性都不推荐接种.(6)对于已接种或未接种疫苗的女性都应根据ACS之前公布的指南进行宫颈上皮内瘤样变和宫颈癌的定期筛查。两种疫苗接种的方案均为分别在第1天,第2个月和第6个月接种。HPV疫苗的机制HPV病毒颗粒的衣壳主要由L1和L2蛋白构成,且主要成分为L1蛋白,于是很自然地想到针对L1蛋白的抗体可以封闭病毒使其不再具有感染性。应用基因重组技术将编码L1蛋白的基因转到细菌中并在体外大量增殖,得到了只由L1蛋白构成的与乳头瘤病毒结构相似但没有感染性的蛋白颗粒,称为病毒样颗粒,(virus-likeparticle,VLP),这种VLP有特异性抗原决定簇,用它来免疫动物可以使动物体产生中和抗体。随着动物实验的成功,针对人各型HPV的疫苗被不断设计出来并开始在人体中进行实验。HPV疫苗的人体实验人体实验是从1997年正式开始,主要测试HPV26/11和HPV-16/18的疫苗的有效性、安全性及保护的延续时间。一期临床试验结果证实人体对HPV-11、16的单价疫苗不仅有很好的耐受,并且产生了有效的中和抗体。二期临床试验结果进一步证实HPV-16疫苗可以有效地保护女性不被HPV216长期感染,中位随访17.4个月有效率高达100%,HPV16/18二价疫苗随访4.5年有效率同样是100%，一、二期临床试验均只选择未感染HPV的性活跃期女性作为入组对象,到了三期临床试验阶段还将已有感染的女性也入组观察防癌效果,结果表明HPV26/11/16/18四价疫苗不仅可以100%地保护健康女性不发展到高阶段宫颈上皮内病变阶段,对于已有宫颈上皮内瘤样变的患者可以部分抑制其病情的进展。1.6HPV发现的意义楚尔·豪森的先驱性研究有2个重要临床应用，一是促进了宫颈癌预防性疫苗的开发成功。而这些开发的疫苗就是以楚尔·豪森克隆的HPV亚型作为靶点。这是癌症治疗领域的一项非常重大的成就。楚尔·豪森发现的第2个重要应用是开发出宫颈癌初步筛查使用的HPVDNA测试技术．这种筛选尤其对一些发展中国家妇女健康具有十分重要的意义，因为只有更早发现才能更有利于宫颈癌的有效治疗。STAFF:聂攀攀，马晓璐，李敏，陈雅彤，刘贞，李姗泽，赵婷怡，严洪琼