一種病毒,卻能讓口腔和生殖道都出現(xiàn)癌癥

每年可能引發(fā)了美國(guó)數(shù)萬(wàn)例咽喉癌的人乳頭瘤病毒是一種常見(jiàn)的病原體,幾乎每個(gè)人都會(huì)在人生的某個(gè)階段感染這種病毒。

1998 年一個(gè)陽(yáng)光燦爛的日子,毛拉·吉利森(Maura Gillison)正走在美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)的校園里思索著一種病毒。這時(shí),年輕的腫瘤學(xué)家遇到了大學(xué)癌癥中心的主任。主任友好地問(wèn)起了她最近的研究工作。吉利森告訴他,自己發(fā)現(xiàn)的一些早期證據(jù)表明,人乳頭瘤病毒(human papillomavirus, HPV)每年可能引發(fā)了美國(guó)數(shù)萬(wàn)例咽喉癌。人乳頭瘤病毒是一種常見(jiàn)的病原體,幾乎每個(gè)人都會(huì)在人生的某個(gè)階段感染這種病毒。聽(tīng)了她的講述,這位資深科學(xué)家直直盯著吉利森,沒(méi)有說(shuō)一句話。吉利森后來(lái)回憶道:“那一刻是我第一次發(fā)覺(jué)有人對(duì)我的研究感興趣,第一次意識(shí)到我的研究是有潛在意義的?!?/p>

吉利森知道,自己需要大量證據(jù)才能支持這樣的論斷。在此之前,人們認(rèn)為 HPV只會(huì)導(dǎo)致宮頸癌和一小部分生殖器癌。因此,吉利森在普通人群中抽取癌癥患者和健康個(gè)體進(jìn)行比較,開(kāi)始了一項(xiàng)謹(jǐn)慎的研究。她在 7 年多的時(shí) 間里招募了300名受試者,收集他們的組織樣本。在收集樣本的過(guò)程中,吉利森一次都沒(méi)有看過(guò)這些數(shù)據(jù)?!拔易鲅芯康脑瓌t,是等所有數(shù)據(jù)都收集完畢后再一次性進(jìn)行分析,”吉利森有多仔細(xì),就有多固執(zhí),“我只看數(shù)據(jù)說(shuō)話,數(shù)據(jù)出來(lái)之前,其他的我一概不想知道?!?/p>

頭頸癌的發(fā)病率(紫色)已經(jīng)上升,預(yù)計(jì)還會(huì)升得更高。由人乳頭瘤病毒(HPV)引起的頭頸癌病例數(shù)(黃色)亦在上升。同時(shí),由于篩查的作用,宮頸癌的發(fā)病率(紅色,幾乎全由HPV引起)則下降了。

直到 2005 年,吉利森才終于和一名博士生一起坐下來(lái)分析這些數(shù)據(jù)。不到一個(gè)小時(shí),計(jì)算機(jī)屏幕上就給出了他們多年辛勞的結(jié)果:頭頸癌患者口腔和咽喉感染 HPV 的概率,是健康個(gè)體的 15 倍。吉利森早期的一些研究曾揭示了 HPV 如何將自身 DNA 整合進(jìn)咽喉細(xì)胞的細(xì)胞核,從而產(chǎn)生致癌蛋白,而這一統(tǒng)計(jì)支撐了上述結(jié)果。吉利森興奮地從椅子上蹦了起來(lái),“兩者之間的關(guān)聯(lián)大得不可思議,我意識(shí)到,這正是無(wú)可辯駁的有力證據(jù)”。

自那時(shí)起,吉利森和許多其他相關(guān)研究人員收集了大量證據(jù),證明 HPV 是相當(dāng)一部分頭頸癌的致病原,并且,這些 HPV 檢測(cè)呈陽(yáng)性的癌癥患者數(shù)量正在上升。在匹茲堡大學(xué)癌癥研究所頭頸外科主任羅伯特·費(fèi)里斯(Robert Ferris)看來(lái),吉利森的成果是這一領(lǐng)域的“顛覆性發(fā)現(xiàn)”。現(xiàn)在,醫(yī)學(xué)界正在努力理解這些發(fā)現(xiàn)背后的意義。

目前,臨床上還沒(méi)有一個(gè)良好手段,能篩查出 HPV 引起的頭頸癌,而且,盡管有證據(jù)表明,HPV 疫苗可預(yù)防所有成人的頭頸癌,但商用 HPV 疫苗仍然主要面向 26歲以下的年輕人(確切來(lái)說(shuō),是沒(méi)有性生活的人)。此外,如果 HPV 能夠進(jìn)入口腔和咽喉粘膜,它們又會(huì)在哪里停下前進(jìn)的腳步呢?一些研究暗示,HPV 甚至也是肺癌等一些更常見(jiàn)癌癥的風(fēng)險(xiǎn)因素。

吉利森說(shuō),對(duì)于 HPV 如何引發(fā)癌癥、如何可以最好地預(yù)防和治療這些癌癥,當(dāng)下的研究人員和臨床醫(yī)生需要有更多的了解。盡管吉利森的門(mén)診擠滿了因 HPV 致病的頭頸癌患者,但她仍然苦惱地說(shuō):“雖然我在各種公共場(chǎng)合和媒體上不斷地講 HPV 能引起頭頸癌,但令我驚訝的是,當(dāng)年似乎還是沒(méi)人聽(tīng)說(shuō)過(guò)這件事?!?/p>

新的威脅

美國(guó)麻省總醫(yī)院頭頸分子腫瘤學(xué)研究部的負(fù)責(zé)人詹姆斯·羅科(James Rocco),依然記得預(yù)示著變化發(fā)生的一些最初征兆。直到20世紀(jì)90年代末,人們還將大部分發(fā)生在咽喉背側(cè)(即口咽部)的癌癥歸咎于酒精和煙草。那時(shí),羅科的大部分患者都是有 30 年以上的吸煙和飲酒史、年約 50 左右的男性。

然而后來(lái),診室里出現(xiàn)了40歲的馬拉松運(yùn)動(dòng)員和另一些不斷增加、原本相當(dāng)健康的患者。并且,這些患者接受化療和放療后的生存率,似乎比其他的頭頸癌患者更高。實(shí)驗(yàn)室也出現(xiàn)了一些不尋常的結(jié)果。這些相對(duì)“健康”的病人的活檢結(jié)果顯示,與之前的癌癥病灶相比,這些癌細(xì)胞的發(fā)生位置也略有不同。以往的病灶常發(fā)生在扁桃體表面,而這些則肇始于扁桃體隱窩深處。

此外,突變 p53 蛋白曾被視作口咽癌的標(biāo)記,然而有越來(lái)越多的這類(lèi)癌細(xì)胞卻沒(méi)有突變 p53 蛋白。羅科回憶說(shuō):“我們懵懵懂懂地意識(shí)到,自己面對(duì)的東西發(fā)生了變化。”吉利森對(duì)這一問(wèn)題的追尋,源于1996年與一位同事的偶然聊天?;鶢柕佟ど彻↘eerti Shah)是約翰·霍普金斯大學(xué)布隆伯格公共衛(wèi)生學(xué)院的分子微生物學(xué)家,一天,他和吉利森一起走在校園里,他告訴她,芬蘭人從一個(gè)口咽癌的細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)了HPV。這是個(gè)案嗎?還是樣本被 HPV 污染了?抑或是像沙哈猜測(cè)的那樣,HPV 能夠引發(fā)某些頭頸癌?

著色的人乳頭瘤病毒透射電鏡顯微圖

吉利森立刻回到辦公室查閱文獻(xiàn)。她開(kāi)始分析約翰·霍普金斯大學(xué)頭頸癌中心的樣本,發(fā)現(xiàn)其中約 25% 呈HPV陽(yáng)性。她用很多不同的檢測(cè)方法,確保了這些陽(yáng)性結(jié)果并非由實(shí)驗(yàn)室污染所引起。吉利森對(duì)早、中、晚期的腫瘤樣本都進(jìn)行了研究,她發(fā)現(xiàn),HPV 不僅僅是“存在”而已,它已將自身的 DNA 插進(jìn)腫瘤細(xì)胞,并產(chǎn)生了兩種具有強(qiáng)致癌性的原癌蛋白,而這正是 HPV“元兇”身份的一個(gè)預(yù)示。吉利森亦為 HPV 陽(yáng)性患者建檔,研究癌癥的臨床特征,鑒定出 HPV 陰性患者腫瘤中沒(méi)有的分子生物標(biāo)記。她一頭撲在這個(gè)項(xiàng)目上,一連18 個(gè)月沒(méi)有休息一天。

2000 年,吉利森、沙哈和同事發(fā)表了他們的成果。他們提出,HPV陽(yáng)性的口咽癌有別于其他口咽癌,這類(lèi)腫瘤發(fā)生于扁桃體的隱窩深處,其細(xì)胞核中含有HPV的 DNA,而鄰近的正常細(xì)胞中則沒(méi)有 HPV 的 DNA。與HPV陰性的腫瘤相比,該類(lèi)型的腫瘤鮮有 p53 突變,與吸煙、飲酒的關(guān)聯(lián)性也更小,患者的存活率更高。

不過(guò),很多腫瘤學(xué)家對(duì)此表示懷疑。有人認(rèn)為,HPV 僅僅是種“過(guò)客病毒”(passenger virus),或是干脆只是污染帶來(lái)的。另一些人認(rèn)為,HPV 也許只是頭頸癌眾多風(fēng)險(xiǎn)因素中的一個(gè),而不是致病之因。其他的風(fēng)險(xiǎn)因素包括了飲酒和吸煙,當(dāng)這些風(fēng)險(xiǎn)因素湊到一起,癌癥便會(huì)發(fā)生。2007 年,吉利森發(fā)表 了她歷時(shí) 7 年的人群調(diào)查研究。結(jié)果顯示,口腔HPV感染與口咽癌存在關(guān)聯(lián)。第二年,她發(fā)表的又一項(xiàng)研究結(jié)果顯示,HPV 陽(yáng)性的口咽癌的風(fēng)險(xiǎn)因素,與 HPV 陰性截然不同前一種患者往往有多位口交性伴侶,但與吸煙、飲酒并沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)聯(lián)。

相反,HPV 陰性的患者,則多是重度的吸煙和飲酒人士,而與性行為沒(méi)有關(guān)聯(lián)?!斑@是兩類(lèi)完全不同的疾病,”吉利森說(shuō),“或許從表面上看它們差不多,都是脖子或者喉嚨里 長(zhǎng)了一團(tuán)會(huì)痛的東西,但我發(fā)現(xiàn),兩類(lèi)癌癥的致病原完全不同?!彼械馁|(zhì)疑至此煙消云散。2007 年,世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)宣布,已經(jīng)有足夠的證據(jù)證明,HPV 是口咽癌一個(gè)亞類(lèi)的致病原。美國(guó)得克薩斯大學(xué)安德森腫瘤中心頭頸外科研究的負(fù)責(zé)人杰弗里·邁爾斯(Jeffrey Myers)評(píng)價(jià)說(shuō),吉利森的研究起了“決定性”作用。

吉利森終于獲得了遲來(lái)的認(rèn)可。近 30 年來(lái),美國(guó)的口咽癌發(fā)病率一直呈上升趨勢(shì),每年都有10 000 例新發(fā)病例。到 2030 年,這一數(shù)字可能達(dá)到 16 000 例,而其中絕大部分都由 HPV 引起。各大癌癥中心的報(bào)告指出,世界范圍內(nèi) 45%~90% 的口咽癌都由 HPV 引發(fā)?!斑^(guò)去 10~15 年間,歐洲的 HPV 陽(yáng)性口咽癌患者數(shù)量翻了兩番,”希沙姆 · 邁哈 那(Hisham Mahanna)是英國(guó)伯明翰大學(xué)頭頸部研究與教育所的負(fù)責(zé)人,他曾分析過(guò) 250 篇論文提到的口咽癌患病率,“我們的推算表明,這一增勢(shì)將會(huì)變得愈加迅猛?!睘楹?HPV 陽(yáng)性口咽癌的發(fā)病率會(huì)飆升?雖然有人指出,人們性伴侶數(shù)量的上升或許應(yīng)對(duì)此負(fù)責(zé),但確切的原因我們?nèi)匀徊坏枚?/p>

問(wèn)題蛋白

有研究發(fā)現(xiàn),HPV引起咽喉癌的機(jī)制與其引起宮頸癌的機(jī)制類(lèi)似。病毒的 DNA 會(huì)整合到健康細(xì)胞的 DNA 中,然后利用健康 細(xì)胞內(nèi)的各種元件,產(chǎn)生 E6 和 E7 兩類(lèi)原癌蛋白。這兩類(lèi)蛋白能與 p53 和 pRb 這兩個(gè)重要的腫瘤抑制蛋白結(jié)合,并使其失活。正常狀態(tài)下,pRb能夠阻止細(xì)胞的過(guò)度增長(zhǎng),沒(méi)有它的監(jiān)管,細(xì)胞就會(huì)無(wú)休止地自我復(fù)制。而當(dāng) DNA 受損,正常的 p53 能夠“阻斷”細(xì)胞的分裂周期,激活 DNA 的自我修復(fù)機(jī)制,或是啟動(dòng)細(xì)胞的凋亡程序。沒(méi)有 p53,細(xì)胞便會(huì)無(wú)視損傷的 DNA,陷入瘋狂的復(fù)制之中。

在 HPV 誘發(fā)的癌細(xì)胞中,病毒關(guān)閉了p53 蛋白的功能,但編碼蛋白的 p53 基因卻完好無(wú)損 ;相反,HPV 陰性癌細(xì)胞中的p53 基因,卻極可能由于暴露于致癌物之中發(fā)生突變,從而產(chǎn)生沒(méi)有功能的蛋白。這也許可以解釋為何 HPV 陽(yáng)性患者的治療效果更好。已有初步證據(jù)表明,化療或放療可能重新激活 HPV 陽(yáng)性癌細(xì)胞中的p53 蛋白,使這種強(qiáng)大的蛋白重返抗癌的戰(zhàn)場(chǎng)。還有其他可能的解釋。

總體來(lái)說(shuō),HPV 陽(yáng)性的患者比陰性患者更加健康,他們往往沒(méi)有吸煙等不良嗜好,對(duì)治療的依 從性也更好,這可能是他們治療效果更好的原因。而一份對(duì) 74 例頭頸癌樣本的測(cè)序研究則支持另一種可能:HPV 陰性腫瘤的細(xì)胞中突變基因更多,突變發(fā)生的范圍也更廣。因此,HPV 陰性腫瘤“更可能具有耐受治療的本事”,上述研究的參與者之一羅科說(shuō)。

HPV 陽(yáng)性癌癥患者普遍預(yù)后較好,這一事實(shí)讓包括吉利森和費(fèi)里斯在內(nèi)的許多臨床醫(yī)生開(kāi)始思考,是否應(yīng)該對(duì)這類(lèi)患者采用不同的治療手段。對(duì)于口咽癌,目前的標(biāo)準(zhǔn)治療方案是將順鉑(cisplatin)與放療聯(lián)用。順鉑是一種毒性大、作用強(qiáng)的化療藥物。這種治療方案有很多潛在的副作用,比如損傷喉頭和咽喉部位,危及發(fā)聲與吞咽功能。這些更年輕、更健康的 HPV 陽(yáng)性患者的三年存活率,比 HPV 陰性患者高出 58%,因此,臨床醫(yī)生更需要考慮治療的長(zhǎng)期副作用對(duì)這類(lèi)患者生活質(zhì)量的影響。他們也正在探索新的治療手段,其中包括毒性較小的化療方案。

對(duì)于宮頸癌,醫(yī)生可以在做常規(guī)篩查時(shí),從宮頸提取細(xì)胞樣本進(jìn)行檢查,查看癌癥發(fā)生前的細(xì)胞變化。然而,由于 HPV 陽(yáng)性的口咽癌發(fā)生于扁桃體隱窩深處,檢查會(huì)對(duì)患者造成很大的創(chuàng)傷。“理論上我們可以進(jìn)行檢測(cè),但這意味著在疫苗的臨床試驗(yàn)中,我們得對(duì)每位受試者施行扁桃體切除術(shù),而這是不現(xiàn)實(shí)的,”吉利森說(shuō)。

我們或許還有其他辦法。邁哈那和同事正在分析1250 位患者的扁桃體,這些患者都因?yàn)槠渌膊』蚯闆r切除了扁桃體。在一些 HPV 陽(yáng)性的樣本中,科學(xué)家已經(jīng)鑒定出了一些癌前病變,這樣的病變可能代表癌癥的最早階段,可以看作一種生物標(biāo)記?!拔覀冋谶M(jìn)行檢驗(yàn),以確保這不是隨機(jī)事件,而是 HPV 引起的癌癥病變,”邁哈那說(shuō)道。

疑惑和問(wèn)題依然存在。比如,科學(xué)家依然無(wú)法確定口腔的 HPV 感染是否只來(lái)源于嘴與生殖器的性接觸。深度接吻等其他途徑,是否也會(huì)造成感染?此外,大多數(shù) HPV 攜帶者并沒(méi)有患上口咽癌,約 90% 的口腔感染者在兩年內(nèi)能自行將病毒清除——沒(méi)有人知道其中的真正原因。研究人員同時(shí)也在探究,想知道 HPV 能否引起其他類(lèi)型的癌癥。人們?cè)芯窟^(guò) HPV 與食管癌的關(guān)聯(lián),但并未得出確切結(jié)論。肺癌是另一個(gè)與之有關(guān)的研究領(lǐng)域。

近幾十年來(lái),煙草一直被當(dāng)做肺癌的首要元兇,但 15%~20% 的男性肺癌患者和 50% 左右的女性患者并不抽煙。醫(yī)生們猜測(cè),這背后便是病毒在作怪。目前得到的數(shù)據(jù)卻是相互矛盾的。一篇 2001 年的論文指出,在 141 例肺部腫瘤中,有 55% 存在 HPV 的 DNA,而在 60 例對(duì)照標(biāo)本中,這一數(shù)字只有27%。2009年,德國(guó)耶拿大學(xué)醫(yī)院病理研究所主任伊弗·彼得松(Iver Petersen)開(kāi)展了一項(xiàng)薈萃分析,研究了 53 篇文獻(xiàn)、4 508 個(gè)肺癌標(biāo)本,最后得出結(jié)論,認(rèn)為“HPV 是吸煙以外的第二大肺癌致病原因”。這些發(fā)現(xiàn)鼓舞了更多的研究者。

然而,也有許多研究得出了截然相反的結(jié)果,其中一項(xiàng)就來(lái)自吉利森和她的同事。他們對(duì) 450 例肺癌患者進(jìn)行了 DNA 檢測(cè),HPV 檢出率為 0。然而回到頭頸癌,吉利森仍然樂(lè)觀地認(rèn)為,對(duì)于 HPV 所致疾病的全新認(rèn)識(shí),有助于醫(yī)生治療這些疾病,并最終達(dá)到使用 疫苗進(jìn)行防治的目的?!罢覝?zhǔn)了確切病因,并能拿出對(duì)付方案的,在癌癥里沒(méi)有幾種?!?/p>

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