2008 年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎-hpv和hiv的致病機理-課件

1、 2021 年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎 人乳頭瘤病毒和人類免疫缺陷病毒簡介 匯報人：嚴洪瓊 陳雅彤CONTENTS人類乳頭瘤病毒(HPV) 1.1 獲獎者簡 1.2 什么是HPV 1.3 HPV的發(fā)現(xiàn)與研究 1.4 HPV的感染和致癌機制 1.5 HPV疫苗 1.6 HPV發(fā)現(xiàn)的意義 1.1 人類乳頭瘤病毒(HPV) 獲獎者簡介 哈拉爾德楚爾豪森發(fā)現(xiàn)致瘤人類乳頭瘤病毒(HPV)可以引發(fā)宮頸癌，宮頸癌是在女性中第二常見癌癥。他認為HPV-DNA 在腫瘤中處于一種沉默狀態(tài)，可以通過特定的病毒檢測方法發(fā)現(xiàn)。他發(fā)現(xiàn)HPV屬于一種異類病毒家族，只有幾種HPV類型可以引發(fā)癌癥。他的發(fā)現(xiàn)使人們了解了HPV的致癌

2、機理，促進了HPV 疫苗的研發(fā)。 什么是HPV? 人類乳頭瘤病毒(HPV)是一種裸露型的DNA病毒,HPV是一組高度特異雙鏈環(huán)狀DNA,對生殖道鱗狀上皮有親嗜性。 HPV顆粒呈球形，其二十面體對稱，直徑約4555nm，HPV的分子長度約。在人和動物中分布廣泛，該病毒感染靶主要為上皮組織，顯示高度的宿主特異性. HPV的結(jié)構(gòu) 1.3 HPV的發(fā)現(xiàn)與研究 哈拉爾德楚爾豪森假定HPV 在宮頸癌中起到了一定的作用。他假設如果腫瘤細胞含有致瘤性病毒，那么在其基因組中就會整合有病毒的DNA。HPV基因就會促使細胞不斷增殖，從而通過特異的病毒DNA檢測方法就可以發(fā)現(xiàn)。 盡管研究發(fā)現(xiàn)只有局部病毒DNA整合到宿

3、主基因組中，但十多年來，哈拉爾德楚爾豪森一直都在尋找不同的HPV 類型。1983年，他在宮頸癌活體切片中發(fā)現(xiàn)一種新HPV DNA，從而發(fā)現(xiàn)了新的HPV16 型病毒。1984 年，他從宮頸癌患者體內(nèi)克隆了HPV-16和HPV-18，而后來證明全世界大約有70%的宮頸癌患者體內(nèi)都攜帶有這兩種病毒。1.4 HPV的感染 性行為造成皮膚或黏膜輕微損傷，基底層細胞暴露，病毒進入機體，建立低復制游離病毒基因組，并隨細胞染色體共同復制。 因為宿主體內(nèi)抗體的保護作用,只有很少數(shù)HPV持續(xù)性感染并可能開展為CIN。細胞毒性T細胞的存在會使約80原發(fā)感染者病毒消失，病灶自愈。 在CIN持續(xù)存在的婦女中，又會有少數(shù)

4、患者出現(xiàn)HPV基因的線性化、與宿主細胞基因整合，給宮頸浸潤癌的最終發(fā)生提供前提條件。 宮頸癌是否發(fā)生取決于HPV的持續(xù)性感染及患者的局部免疫反響狀況,局部免疫主要是指細胞介導的免疫反響。 免疫功能受損或免疫缺陷的女性要比正常女性更容易出現(xiàn)HPV持續(xù)感染，為宮頸癌的發(fā)生創(chuàng)造了有利條件。組織相容性抗原I(MHC-I)分子在腫瘤的免疫反響中起重要作用，宮頸癌細胞外表的MHC-1分子表達水平往往下調(diào)，并且TAP等功能元件多見受損，這樣瘤細胞便可逃防止疫監(jiān)視 。1.4 HPV的致癌機制 HPV 的致癌作用與HPV DNA 的整合有關(guān)。HPV 感染宿主細胞后以游離狀態(tài)引起細胞感染,首先潛伏于基內(nèi)幕胞層,其

5、DNA作為獨立的外源染色體游離于細胞核內(nèi),病毒核酸整合到宿主細胞內(nèi),使宿主細胞發(fā)生突變,開展為癌。E6通過E6AP泛素途徑降解p53蛋白，導致p53蛋白失活，促進它在細胞內(nèi)降解，破壞細胞增殖周期的檢測點，導致遺傳性狀改變的積累，產(chǎn)生惡變的基因型。E7蛋白可干擾抑癌蛋白Rb與轉(zhuǎn)錄因子E2F的結(jié)合導致細胞增殖周期紊亂，使細胞失去正?？刂?，DNA無限復制，使細胞發(fā)生癌變。高危型HPV的DNA可以長時間整合到宿主的基因組里并不斷地轉(zhuǎn)錄翻譯,這些被整合的細胞可以獲得無限增殖的能力,這是由于HPV質(zhì)粒通常在E2基因序列區(qū)斷裂后隨機插入宿主細胞的基因組里,使得E2蛋白不被表達,而E2蛋白對于癌蛋白(onco

6、p rotein)E6和E7的表達具有調(diào)節(jié)作用,結(jié)果E6和E7被大量表達并通過各種不同的分子機制使宿主細胞獲得了永生。研究證實E6結(jié)合p53蛋白抑制這一抑癌因子的功能,結(jié)合BAK蛋白等Bcl22家族蛋白抑制細胞凋亡,促進細胞增殖; E7結(jié)合RB 蛋白抑制這一抑癌因子的功能,激活cyclin A和E推動細胞周期的進展,等等,所有這些均是細胞永生進而癌變的分子根底。在缺乏人為干預的情況下細胞獲得無限增殖能力后進一步開展為宮頸上皮內(nèi)瘤樣變( cervical intraep ithelial neop lasia, C IN) ,最終進展為浸潤癌.游離形式和 整合形式HPV的作用HPV從基內(nèi)幕胞到表

7、層細胞l4 Week早期基因表達 E4/E56 周早期基因表達 E6/E7病毒 DNA 繼續(xù)快速復制HPV 感染CIN 2/3 8 周L1 L2 蛋白形成，病毒重組將病毒顆粒釋放至宮頸與陰道分泌物游離整合E6、E7引發(fā)宮頸癌的機理當你下載一個精彩的游戲或者一部電影時,通常會不小心染上電腦病毒-有些基因也是如此E6 gene product binds p53E7 gene product binds pRbSG1G2MGOGOGrowthsignalP53 and pRB“All clear signalsMinor DNA damageGeneticRepairE6+E7E6+E7Apopt

8、osisCell cycle progressionMajor DNA damage1.5 HPV疫苗 到目前為止已開發(fā)了兩種HPV 預防性疫苗(HPV p rophylactic vaccine) ,分別是針對HPV-16 /18的二價疫苗和針對HPV-6 /11 /16 /18 的四價疫苗,兩種疫苗均基于同樣的原理設計。 2007年美國癌癥協(xié)會(American Cancer Socie2ty,ACS)總結(jié)上述臨床試驗結(jié)果,公布了HPV疫苗應用的指南,具體如下: (1) 1112歲女性建議常規(guī)接種HPV 疫苗; ( 2 ) 9 歲左右女性可以接種HPV疫苗; (3) 1318歲女性如果之前

9、未接種HPV疫苗或接種不完全者建議可以補種; (4) 1926歲女性現(xiàn)還沒有充分的數(shù)據(jù)支持或反對大規(guī)模HPV疫苗接種的建議,是否需要接種須經(jīng)該女性及其衛(wèi)生保健提供者共同就其之前HPV的暴露情況和接種疫苗后可能的獲益進行討論后決定。(5)目前對于26歲以上的女性和所有男性都不推薦接種.(6)對于已接種或未接種疫苗的女性都應根據(jù)ACS之前公布的指南進行宮頸上皮內(nèi)瘤樣變和宮頸癌的定期篩查。兩種疫苗接種的方案均為分別在第1天,第2個月和第6個月接種。HPV疫苗的機制 HPV病毒顆粒的衣殼主要由L1和L2蛋白構(gòu)成,且主要成分為L1蛋白,于是很自然地想到針對L1蛋白的抗體可以封閉病毒使其不再具有感染性。

10、應用基因重組技術(shù)將編碼L1蛋白的基因轉(zhuǎn)到細菌中并在體外大量增殖,得到了只由L1蛋白構(gòu)成的與乳頭瘤病毒結(jié)構(gòu)相似但沒有感染性的蛋白顆粒,稱為病毒樣顆粒, ( virus-like particle, VLP) ,這種VLP有特異性抗原決定簇,用它來免疫動物可以使動物體產(chǎn)生中和抗體。隨著動物實驗的成功,針對人各型HPV的疫苗被不斷設計出來并開始在人體中進行實驗。HPV疫苗的人體實驗 人體實驗是從1997年正式開始,主要測試HPV26 /11和HPV-16 /18的疫苗的有效性、平安性及保護的延續(xù)時間。 一期臨床試驗結(jié)果證實人體對HPV-11、16的單價疫苗不僅有很好的耐受,并且產(chǎn)生了有效的中和抗體。

11、 二期臨床試驗結(jié)果進一步證實HPV-16疫苗可以有效地保護女性不被HPV216長期感染,中位隨訪17. 4個月有效率高達100% , HPV16 /18 二價疫苗隨訪4. 5年有效率同樣是100%， 一、二期臨床試驗均只選擇未感染HPV的性活潑期女性作為入組對象,到了三期臨床試驗階段還將已有感染的女性也入組觀察防癌效果,結(jié)果說明HPV26 /11 /16 /18四價疫苗不僅可以100%地保護健康女性不開展到高階段宮頸上皮內(nèi)病變階段, 對于已有宮頸上皮內(nèi)瘤樣變的患者可以局部抑制其病情的進展。1.6 HPV發(fā)現(xiàn)的意義 楚爾豪森的先驅(qū)性研究有2個重要臨床應用，一是促進了宮頸癌預防性疫苗的開發(fā)成功。而這些開發(fā)的疫苗就是