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HPV相关性宫颈细胞学高级别病变之生物标记:广谱乳头状瘤病毒转录组

2019-08-28 15:44 来源: 中国妇产科网 作者: 王巍伟 赵澄泉 浏览量: 2093

编译:山东省诸城市妇幼保健院  王巍伟

审校:美国匹兹堡大学医学中心  赵澄泉

HPV是一种较小的、无包膜的DNA病毒,通常通过性接触传播,感染基底细胞后在鳞状上皮细胞的细胞核内进行复制。HPV含有200多个基因型,其中高致癌潜能HPV基因型(高危型HPV)具有独特的促进细胞增殖能力,使诊断和治疗复杂化。

乳头状瘤病毒的基因组结构可以分为早期和晚期功能区。HPV感染模型为(主要基于对HPV16的研究):宫颈上皮基底细胞感染后,表达早期HPV基因(E6、E7、 E1、E2、E4和E5),病毒DNA复制于游离形式病毒DNA。细胞分裂时,上层上皮细胞中的病毒基因组进一步复制,表达晚期HPV基因(L1和L 2)和E4。然后,病毒颗粒释放引发新的感染。宫颈癌发生过程中,HPV感染从生产性感染(大多数感染者免疫系统将其清除)转变为非生产性、持续性感染(少数感染者),后者特征性高表达E6和E7 mRNA、低表达E2和晚期HPV基因(例如:L1)。高危型HPV感染可导致低级别病变,感染率高,自发性清除率也高。相比之下,高危型HPV持续性感染是导致高级别病变的原因,这是一种真正的癌前病变。

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电镜下的乳头状瘤颗粒

宫颈癌发生之前,可以通过宫颈癌筛查发现并治疗癌前病变。目前,筛查的重点要么是HPV检测,要么是细胞学检测寻找异常宫颈细胞。虽然高危型HPV感染与宫颈癌的发生密切相关,但是许多国家的宫颈癌或癌前病变筛查检测仍然主要是宫颈细胞学检测,并不进行分子病毒学检测。这很大程度上是由于当前分子检测的阳性预测值(PPV)较低。事实上,由于当前大多数分子诊断方法依赖于HPV基因组(DNA)检测而不注意病毒的表达模式(RNA),所以对于宫颈由低级别鳞状上皮内病变(LSIL)演变为高级别鳞状上皮内病变(HSIL)来讲,它们仍然为较弱的预测因子,在识别癌症或癌前病变方面的性能很差。此外,高危型HPV的DNA鉴定并不能完全预测癌症,因为只有高危型HPV感染持续数年后才会增加癌症发生的风险。因此,HPV DNA检测作为一种筛查方法,在世界范围内的应用正在不断增加,虽显示出了其对宫颈HSIL检测的高敏感性,但它有很低PPV。宫颈细胞检测,即使是结合高危型HPV分子检测,也会导致大量不必要的阴道镜检查(一种侵入性检查,医生可以通过肉眼检查宫颈病变)。

HPV RNA检测(特别是高危型HPV E6、E7 mRNA检测)已经被建议为癌症发生过程中更好的分子标记,但在HPV暂时性感染过程中,E6、E7也有表达;因此,很难定义一个与持续性感染并进展为高级别病变和癌症相关的表达阈值。在宫颈癌前病变的检测中,与HPV DNA检测和细胞学检测相比,HPV RNA检测是否具有更好的诊断准确性尚未达成共识。因此,需要一种新的分子诊断检测方法,其不仅能够检测HPV感染,而且能够准确预测癌前病变阶段,从而提供更好的和节省成本的医疗服务。

2019年8月份,Philippe Pérot博士等在《The Journal of Molecular Diagnostics》上发表文章:Broad-Range Papillomavirus Transcriptome as a Biomarker of Papillomavirus- Associated Cervical High-Grade Cytology,该文章介绍了一种新型检测技术。

他们研制了一种针对病毒剪接接头的多路扩增系统(同时与NGS分析相结合),将其初步命名为HPV RNA-Seq技术(基于AmpliSeq技术;Thermo Fisher Scientific, Waltham,MA)。HPV RNA-Seq技术基于多重逆转录PCR (RT-PCR)和下一代测序(NGS)双重组合。RT-PCR是一种检测少量RNA(一种反映HPV基因活性的遗传物质)的敏感方法,而NGS可以精确地描述扩增病毒序列的多样性。该技术可以在一个单一反应中检测13种高危型HPV(HPV-16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59和66)和3种假定高危型HPV(HPV-68、73和82)的转录本物种之间的精细平衡。值得一提的是,这种分子方法使得我们有可能对HPV转录物的早期和晚期种类进行快速检测,同时可以根据反映病毒生物学特性的序列组合来定义一个与宫颈病变演变过程相关的模型。这种检测可以提高诊断最危险HPV类型的感染能力,以较低的成本提供快速的结果,并有助于避免不必要的诊断程序。

Marc Eloit是法国巴黎巴斯德研究所感染生物学单元病原体实验室DVM博士,同时也是法国巴黎埃尔福特大学阿尔福特国立兽医学院的首席研究员,他说:“我们开发了HPV RNA-Seq技术,这是一种新型的体外分子诊断程序,用于检测高危型HPV感染和识别宫颈高级别鳞状上皮内病变(HSIL)(一种癌前病变)。HPV RNA-Seq技术是一种独特的检测方法,它结合了分子检测(HPV分型)和宫颈细胞学(细胞表型)的优点。”

该研究为一项概念验证性研究,55例研究对象中包括27例HSIL和28例LSIL;从常温下宫颈涂片开始,他们证明了HPV RNA-Seq技术可以检测出乳头状瘤病毒,其性能可与官方批准的基于HPV DNA的诊断试剂盒相媲美。此外,特定的早期和晚期HPV RNA剪接接点的测序读段数量可以作为细胞高级别病变的一个标记;作为一种分类测试,其具有令人鼓舞的诊断性能。

该技术检测的敏感性(检测HPV感染的能力)为97.3%,阴性预测值(NPV,不存在HPV的可能性)为93.8%。Eloit教授指出:“有效的宫颈癌筛查需要对高危型HPV感染具有较高的敏感性和NPV,因为HPV检测呈阴性的女性通常在几年后才会再次接受检测。”宫颈细胞学是一种对HPV感染患者进行快速分类的方法,而组织学是诊断宫颈癌的金标准。然而,组织学检查更具有侵入性,得知结果需要更多的时间。为了确定这种新型检测方法是否在宫颈癌筛查分类中占有一席之地,研究人员还将细胞学与HPV RNA-Seq技术进行了比较,同时发现了细胞高级别病变的标志物,而采用HPV-RNA-Seq技术作为分类检测具有令人鼓舞的诊断性能。他们还发现HPV RNA-Seq技术与组织学的阳性预测值(PPV)总是大于细胞学与组织学的PPV。Eloit教授评论说:“与宫颈细胞学相比,这一观察结果为HPV RNA-Seq技术潜在的医学价值提供了有力的论据。”

Eloit教授认为,某些患者采用HPV RNA-Seq技术检测可以帮助消除不必要的阴道镜检查。他还预测,未来有一天,这一技术将允许同时运行多个样本,每次测试的成本可能会降至10至20美元。该测试也可能适用于其他HPV相关性癌症(例如:肛门癌和头颈部癌)。    

该文第一作者Philippe Pérot博士强调:“我们的方法遵循了当前开发NGS扩增子面板用于分子诊断的趋势,同时仍然适用于传统的分子分析格式。这种灵活性可以使HPV RNA-Seq技术成为许多实验室的一种方便、可靠和负担得起的解决方案。”

参考文献和资料

1.New test enhances ability to predict risk of developing cervical cancer in HPV-positive women. Provided by Elsevier (2019, August 12) from https://medicalxpress.com/2019-08-ability-cervical-cancer-hpv-positive-women.html

2.Philippe P, Anne B, Jacques M, et al. Broad-Range Papillomavirus Transcriptome as a Biomarker of Papillomavirus-Associated Cervical High-Grade Cytology. J Mol Diagn, 2019,21:768-81. 

【专家介绍】

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赵澄泉,医学博士,美国匹兹堡大学医学院教授,妇科病理学、乳腺病理学和细胞病理学专家,细胞病理学室共同主任。美国匹兹堡大学医学中心(UPMC)中国病理企业部主任。美国阴道镜及宫颈病理学会(ASCCP)国际教育委员会委员,-中国区主席,美国细胞病理学会国际教育委员会委员, 中国阴道镜及宫颈病理学会(CSCCP)首席海外医学顾问。已发表医学科研论文180余篇, 论文摘要140余篇。受邀参加科研会议报告和讲课百余次. 担任20余家英文医学杂志编委或特约审稿人。主编6部中文医学书籍和主审6部英文翻译书。获ASCCP 2017年度卓越服务贡献奖。积极 推动和参加中国宫颈细胞学和阴道镜规范化的培训和中国病理医生教育活动。

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  • 关键词:

  • HPV