雌激素及其受體協同HPV在宮頸癌腫瘤微環境中作用的研究進展

李賀同，任晶晶，王文豪，郝 敏

(山西醫科大學第二醫院 婦產科，山西 太原 030001)

人乳頭瘤病毒(human papillomavirus, HPV)是引起宮頸癌的必要條件，全世界健康女性中HPV感染率約為10%，女性一生中感染HPV的概率高達80%～90%[1]。這些感染大多數沒有臨床癥狀或體征，會自行清除。盡管許多婦女感染了HPV，但大多數不會發展為宮頸癌。越來越多的證據表明，除了HPV外，可能還需要其他因素作為協同因子來完成從HPV感染到鱗狀上皮內病變，最終發展成為侵襲性宮頸癌的進程。已經確定的宮頸癌風險因素包括長期使用激素類避孕藥、高產次、吸煙等[2]。

大量流行病學證據支持高產次及口服避孕藥的使用會增加宮頸癌發病風險。高產次一直被認為是宮頸癌發生的危險因素，產次高于7次及以上將增加4倍患宮頸癌風險，大型前瞻性研究表明孕期診斷宮頸癌的患者比非孕期有更高的死亡風險[3]。其可能的機制是在妊娠期間，宮頸轉化區對HPV有較高的易感性，是最容易被HPV侵犯的區域。妊娠體內雌激素，孕激素以及人絨毛膜促性腺激素水平的升高可調節HPV感染進程，同時妊娠期生殖器官淋巴和血液循環加速以及免疫功能下降等因素均有助于宮頸癌發生。由于長期口服避孕藥的使用，外源性激素使病毒整合至人類基因組風險增加，激素成分會上調HPV癌蛋白E6和E7轉錄導致宮頸癌前病變風險增加[4]。因此，流行病學證據支持內外源性雌激素與宮頸癌有關，但關于其在宮頸癌中的作用機制仍不清楚。

子宮頸是女性生殖道的一部分，正常月經周期中，宮頸上皮細胞隨著雌激素水平的升高而增殖分化并保持無異型增生。雌激素和雌激素受體(estrogen receptor, ER)，尤其是ER對宮頸上皮的這種動態變化是必要的。雌激素及其代謝產物本身可作為致癌物通過誘導突變和DNA損傷促進腫瘤發展，在宮頸癌的發生發展中有一定作用，故將其在宮頸癌發生中作用機制綜述如下。

1 雌激素及其受體與HPV

雌激素是一種維持機體正常生理功能的類固醇激素，其主要功能包括促進生殖系統發育，調節機體代謝水平及免疫調節。雌激素受體(ER)是雌激素發揮細胞效應的關鍵介質，分為兩大類，一類是經典核受體，包括ERα和ERβ，位于細胞核內，通過對特異性靶基因轉錄的調控發揮雌激素基因型效應；第二類是位于質膜的膜性受體，包括經典核受體的膜成分以及G蛋白偶聯受體等，通過第二信使調控基因轉錄，間接地發揮生物學效應。

雌激素結合并激活雌激素受體后通過經典和非經典信號途徑介導基因組和非基因組促進基因表達和轉錄。1)經典途徑：雌激素與受體結合后，會發生構象改變聚集成二聚體進入細胞核，結合靶基因調節區的雌激素效應元件(estrogen response elements, EREs)，募集輔助因子改變染色質結構，形成轉錄起始復合物啟動基因轉錄和翻譯，激活基因表達。2)非經典途徑：雌激素受體通過與轉錄因子相互作用，從而形成轉錄因子活化蛋白或者結合增強子間接調節基因轉錄[5]。

HPV基因轉錄依賴于其上游調控區元件，其中一些基因編碼具有轉化活性的產物，其中一個轉錄因子結合位點是ERE。HPV啟動子已被證明含有EREs回文序列。HPV基因組中已鑒定出存在與EREs序列高度相似的半回文、不完整回文或部分回文區域(5′GGTCANNNTGACC3′)[6]。這些序列在被激活的雌激素-ER復合物刺激下，會增強病毒基因組的轉錄，過表達的E6/E7癌蛋白通過激活致癌基因、抑制抑癌基因、干擾有絲分裂、調節miRNA表達量以及增加宿主體細胞突變等途徑導致宮頸癌發生。

2 雌激素及其受體與宮頸癌

2.1 雌激素協同HPV在宮頸癌發生中的作用

HPV致癌機制主要是病毒DNA整合入上皮細胞基因組，持續表達的E6和E7可分別作用于P53蛋白和pRb蛋白干擾細胞周期、抑制細胞凋亡使細胞永生化[7]。雌激素和HPV癌蛋白之間的關聯可能協調了促炎和促血管生成的趨化因子、腫瘤生長信號、細胞間黏附分子、凋亡逃逸、間質上皮細胞轉化，以及腫瘤微環境中相關成纖維細胞發揮促炎及促腫瘤效應[8]。

雌激素協同HPV通過調節非編碼RNA在宮頸癌細胞增殖等方面發揮重要作用。LncRNA00899通過吸附miR-944作用于雌激素受體參與CaSki和SiHa宮頸癌細胞增殖，侵襲和遷移[9]。雌激素和HPV16 E7通過Ras和MEK/ERK通路使miR-21轉錄子激活進而上調miR-21抑制靶基因PTEN表達促進細胞增殖，降低miR-143表達可上調Bcl2抑制凋亡[10]。ERα36作為ERα的剪接變體，高表達可促進HPV陽性宮頸癌細胞增殖，侵襲和轉移且與宮頸癌不良預后相關[11]。ERα和ERα36均可作用于細胞周期調節因子，ERα下調和ERα36上調可增強HPV E7激活的Wnt/β-catenin/MRTF-A信號通路促進宮頸癌發展[12]。熒光素酶及蛋白印跡實驗表明ERα是miR-130a-3p直接靶點，進一步實驗證實miR-130a-3p通過抑制ERα表達促進SiHa和HeLa細胞增殖和侵襲，促進宮頸癌進展[13]。同時，E2可通過調節線粒體呼吸鏈結構和功能來保護腫瘤細胞在惡性轉化過程中免受應激誘導的凋亡同時調節腫瘤發生必需的信號通路以利于代謝適應和生存[14]。然而，有研究表明雌激素可通過抑制HPV轉錄長控制區下調E6/E7基因表達，進一步降低細胞對雌激素反應的敏感性進而減弱HPV陽性細胞增殖[15]。也有研究報道ERα也可在沒有HPV E6/E7條件下促進癌前病變[16]。

2.2 雌激素協同HPV在宮頸癌起始部位轉化區中的作用

由HPV引起的宮頸病變及宮頸癌超過90%發生在宮頸轉化區，同時這個部位也是對雌激素最敏感的部位。該區域單層柱狀上皮與復層鱗狀上皮同時存在，增加了HPV感染上皮層基底細胞機會。位于轉化區未成熟的化生鱗狀上皮代謝活躍，使HPV致癌基因啟動子表達增加，轉化區細胞無法控制病毒致癌基因表達從而導致宮頸腫瘤的發展。與生殖道的其他部位相比，轉基因HPV16小鼠轉化區對雌激素誘發的鱗狀細胞癌變敏感性高5倍[17]。活躍化生的轉化區是宮頸癌前病變和浸潤癌的好發部位。

對宮頸癌組織標本的研究表明，與宮頸陰道部相比，雌激素受體在宮頸轉化區高表達。轉化區未成熟鱗狀化生上皮和基質中雌激素受體陽性細胞與宮頸外相比密度更高，提示轉化區化生上皮對雌激素調節更敏感，增加宮頸癌風險[18]。ER是起源于宮頸轉化區的儲備細胞發生非典型鱗狀上皮化生的重要條件。HPV癌基因可通過改變宿主基因表達同時借助雌激素和ERα誘導鱗狀上皮化生，增加組織癌變風險。然而，也有實驗研究認為轉化區的解剖位置較深，不易被病毒感染，降低了雌激素介導的高級別病變風險[19]。

2.3 雌激素作為免疫調節劑在腫瘤微環境中間接促進HPV陽性宮頸癌發生發展

激素能夠調節浸潤腫瘤的免疫細胞及基質細胞在腫瘤組織微環境中的功能，從而間接促進腫瘤生長。雌二醇是抑制宮頸癌免疫應答的相關因素之一，雌激素增強基質細胞和免疫細胞在宮頸癌中致癌作用，同時發揮抗感染和調節免疫反應作用間接補充HPV介導的宮頸癌發生[5]。

ERα可在T細胞和樹突細胞等多種免疫細胞中廣泛表達。ERα可以通過激活T細胞增殖、亞群分化以及T細胞介導的炎性反應等方面影響T細胞功能。調節性T細胞在腫瘤免疫中，能夠誘導和維持免疫耐受的形成。HPV感染后的上皮細胞可吸附巨噬細胞，T細胞等免疫細胞引起免疫級聯反應，同時通過基質E2/ER通路促進上皮細胞增殖，誘導血管生成，參與腫瘤間充質上皮轉化[20]。浸潤腫瘤的調節性T細胞表達ERα并且細胞內E2水平升高，免疫組化表明芳香化酶表達和E2均定位于HPV陽性腫瘤細胞和免疫微環境中并且腫瘤中存在E2積累，E2水平增加是由于對循環雌激素E1和E2的攝取和潴留增加，以及通過腫瘤局部芳香化酶的作用增加激素合成[21]。抑制瘤內雌二醇合成，基質E2/ER信號通路和免疫浸潤細胞可能是宮頸癌免疫治療新途徑。

基質除了為腫瘤構建支架外，還可促進腫瘤進展。癌相關成纖維細胞(cancer associated fibro-blasts，CAFs)可通過介導與癌細胞的分子交聯促進細胞增殖和遷移、血管生成、代謝、上皮間充質轉化直接促進腫瘤生長，通過促進炎性反應間接促進腫瘤生長。ERα在宮頸癌組織基質成纖維樣細胞中表達并在體外培養的CAFs中被證實與促腫瘤和促炎性信號通路相關，促進HPV陽性宮頸癌細胞增殖和血管生成[8]。通過成纖維細胞ERα干擾旁分泌信號可能有助于抑制腫瘤，這將是一種值得探索的方法。因此，有必要強調激素對間質和免疫浸潤細胞在宮頸癌前病變中的作用，雌激素受體拮抗劑可作為宮頸癌前病變和侵襲性宮頸癌的免疫調節劑。

3 雌激素受體拮抗劑的應用

在經過驗證的宮頸癌小鼠模型中表明抑制雌激素及雌激素受體信號通路在抑制宮頸癌方面可能是有效的，因此雌激素受體拮抗劑在治療宮頸癌及癌前病變中可能有一定的作用。選擇性雌激素受體調節劑(selective estrogen receptor modulators，SERMs)可通過抑制ERα降低雌激素敏感性進而抑制宮頸癌進程[22]。SERMs巴多昔芬可通過抑制間充質轉化信號通路抑制宮頸癌細胞增殖、侵襲和轉移[23]。SERMs奧美昔芬可通過停滯細胞周期，抑制E6/E7蛋白表達，減弱宮頸癌細胞致瘤和轉移[24]。但ERα的應用目前還比較局限，有研究表明其可作為生物標志物評估HPV陽性口咽鱗狀細胞癌患者總生存率，這些發現具有潛在臨床意義[25]。

4 問題與展望

雌激素和ERα參與宮頸癌發生。雌激素通過促進HPV E6和E7表達進而促進宮頸癌啟動，ERα對宮頸癌的進展和維持有重要作用。盡管其在宮頸癌中的詳細機制尚未被明確，這些結論對研究了解雌激素、ERα和HPV致癌基因之間的功能分子途徑至關重要。

從臨床角度看,宮頸癌復發和轉移患者需要新的治療方法,可以考慮確定這些腫瘤對雌激素的依賴性以及對SERMs的反應程度，輔助抗雌激素治療。已有研究表明了SERMs在抑制宮頸癌方面的作用，但目前大多數與SERMs有關的作用通過體外和體內研究獲得,缺乏SERMs作為治療宮頸癌的有效臨床證據[22]。

雖然HPV疫苗將成功預防未來的HPV感染降低宮頸癌發病率，但目前沒有有效抗病毒藥物來治療當前已存在的HPV感染。宮頸癌的早期監測和靶向治療仍然是目前治療的目標，因此有必要尋找除HPV之外的治療靶點，開發宮頸癌的有效療法。目前還沒有評估宮頸癌對雌激素的依賴性以及抗雌激素治療的價值，對雌激素及其受體參與宮頸癌分子機制的研究將為宮頸癌的治療和預防提供新思路。