玩轉(zhuǎn)Sanger測序儀丨專題五:HPV E6/E7 DNA 全分型核酸檢測
人乳頭瘤病毒(HPV)
人乳頭瘤病毒(Human Papilloma virus,HPV)是一種小型無包膜的雙鏈環(huán)狀DNA病毒。HPV具有嗜上皮特性,可以感染人體皮膚黏膜任何部位,引起皮膚黏膜角質(zhì)形成細(xì)胞的過度增殖,HPV與多種癌癥的發(fā)生有關(guān)。
HPV基因組序列存在10%以上的不同,即為不同的基因型別。目前已發(fā)現(xiàn)超過200種型別的HPV,按HPV生物學(xué)性和致癌性,可將HPV為低危型(LR-HPV)與高危型(HR-HPV)。LR-HPV會引起人表皮良性贅生物(如尖銳濕疣、尋常疣等),而HR-HPV可引起宮頸上皮病變和陰道病變等,更可進(jìn)展為皮膚鱗癌、生殖器惡性腫瘤(如子宮頸癌、陰道癌、外陰癌、肛門癌、陰莖癌、頭頸部癌等)。
HPV的傳播途徑主要為性傳播,還有母嬰傳播和皮膚黏膜接觸等。

人乳頭瘤病毒(HPV)與宮頸癌
1976年德國科學(xué)家Hausen提出HPV與宮頸癌的病因關(guān)系的假設(shè)。后大量的流行病學(xué)研究印證了Hausen的理論,即高危型HPV持續(xù)感染是子宮頸癌的致病“元兇”。
1 宮頸癌流行病學(xué)
宮頸癌是全球關(guān)注的女性惡性腫瘤,2020年全球?qū)m頸癌新發(fā)60.4萬例,死亡約34.2萬例,是全球女性常見的第四大惡性腫瘤。
根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)國際癌癥研究署(IARC)的統(tǒng)計,2020年我國子宮頸癌新發(fā)病例和死亡病例約為11萬和5.9萬例,分別占全球新發(fā)病例和死亡病例的18%和17%。近年來,我國加強了宮頸癌的防治工作,推進(jìn)實施三級預(yù)防策略,仍面臨以下主要問題:
(1)宮頸癌篩查覆蓋率較低;
(2)細(xì)胞學(xué)檢查存在靈敏度低、結(jié)果具有主觀性、質(zhì)量難以保證等問題,但目前仍是宮頸癌篩查的主要方法;
(3)HPV核酸檢測技術(shù)具有靈敏度高、可重復(fù)性高等特點,相較于細(xì)胞學(xué)檢查可檢出更多的宮頸癌和癌前病變,但尚未在我國宮頸癌篩查項目中廣泛使用。


2 中國子宮頸癌女性的高危型HPV呈現(xiàn)多樣性
2021年WHO發(fā)布的《預(yù)防宮頸癌:宮頸癌前病變篩查和治療指南》中指出HR-HPV檢測通常包括14種型別:HPV16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68型。而中國人最常見致病高危型有16、18、31、33、39、45、51、52、56、58、59等,遠(yuǎn)不止16/18。

圖源:孟俊, 許嘯聲,陸一一, 范臻佳,蔡剛.2017年至2020年上海地區(qū)婦女宮頸脫落細(xì)胞 HPV 感染亞型調(diào)查分析[J].診斷學(xué)理論與實踐, 2021,20(6):567-571.
3 高危型HPV持續(xù)性感染導(dǎo)致宮頸癌
HPV基因組可分為3個區(qū)域:早期基因(包含開放閱讀框E6、E7、E1、E8、E2、E4、E5)、晚期基因(包含開放閱讀框L1和L2),以及非編碼上游調(diào)節(jié)區(qū)(URR)又稱為長控制區(qū)(LCR)(圖1),各基因的功能和特點如下(表1)。


初始HPV感染(潛伏期):
HPV以游離的環(huán)狀DNA狀態(tài)存在,處于低拷貝水平復(fù)制,此時細(xì)胞高級別病變風(fēng)險低;
持續(xù)HPV感染(活躍期):
HPV基因與人基因組發(fā)生DNA整合,發(fā)展為持續(xù)性感染,導(dǎo)致宮頸上皮內(nèi)瘤樣病變(CIN I/II/III)甚至演變?yōu)榻櫚?/p>

HPV感染宮頸上皮后,因其基因型別不同、是否持續(xù)感染及持續(xù)感染時間不同,其致病風(fēng)險也顯著不同。因此,對HPV進(jìn)行分型檢測并明確是否存在持續(xù)感染具有重要的臨床意義。
HPV檢測方法
1 HPV檢測:從細(xì)胞學(xué)檢測時代進(jìn)入HPV核酸檢測時代
從HC2檢測到L1 DNA檢測,再到HPV E6/E7 基因分型檢測,HPV核酸檢測技術(shù)的發(fā)展為宮頸癌篩查領(lǐng)域帶來了里程碑式的變革。以致癌基因(E6/E7)為靶點的檢測產(chǎn)品上市,標(biāo)志著宮頸癌的篩查將能夠避免晚期病變患者因L1丟失而造成漏檢,且全分型檢測對于中高危型別持續(xù)感染的癌變風(fēng)險系數(shù)提供了更有價值的臨床評估手段。

2 L1區(qū)檢測還是E6/E7區(qū)檢測?
研究發(fā)現(xiàn),宮頸上皮細(xì)胞從低級別病變發(fā)展為高級別病變或癌變的過程中,HPV 基因組通常會發(fā)生整合,整合過程中,L1 DNA可能丟失,但E6/E7 DNA持續(xù)存在。

國外研究 1
2013年于《歐洲婦產(chǎn)科學(xué)和生殖生物學(xué)》上發(fā)布的《宮頸癌癥篩查:應(yīng)使用哪種HPV檢測,L1或E6/E7?》研究綜述中提到:在宮頸從低級別病變發(fā)展為高級別病變或浸潤性宮頸癌的過程中,HPV基因組會發(fā)生整合。在整合的過程中,L1基因會丟失,但E6/E7基因始終存在。如果HPV病毒基因組發(fā)生完全整合,那么以L1基因作為靶點的HPV檢測方法會漏檢宮頸癌/癌前病變;而以E6/E7基因作為靶點的HPV檢測方法不會造成漏檢。

國外研究 2
一項基于 15774 例病人樣本的研究發(fā)現(xiàn),跟型別特異性 E6/E7引物 PCR 比較,基于L1基因設(shè)計的通用引物MY 09/11 PCR 檢測會造成 10.9%(522例)的漏檢:409 例由 MY09/11PCR 檢測結(jié)果為陰性的病人中,隨訪發(fā)現(xiàn)最終有104人(25.4%)發(fā)展為 CIN2+。
在4771例HPV陽性標(biāo)本中,以L1作靶點與E6/E7作靶點相比,各個HPV型別的漏檢情況如下:

國內(nèi)研究
王慧靜等人選擇高危型 (HR)-HPV16 亞型的 E6/E7 區(qū)基因和 HR-HPV 的 L1 區(qū)基因設(shè)計特異性引物,建立高危型 HPV16 分型檢測方法,分別收集宮頸組織(慢性宮頸炎,宮頸上皮內(nèi)瘤變CIN1/2/3、宮頸鱗癌)76 例標(biāo)本,采用新建立的方法對 HPV 早、晚期基因進(jìn)行 PCR檢測,同時與雜交捕獲二代法 (HCⅡ) 檢測的 HPV L1 基因進(jìn)行比較。
結(jié)果顯示:E6/E7 基因 HPV16 分型檢測陽性率為 55.3%,HPV L1 和 HCⅡ-HPV L1 檢測陽性率均為 25.0%,E6/E7 基因陽性率明顯高于 HPV L1 和HCⅡ-HPV L1,差異有統(tǒng)計學(xué)意義 (P<0.01)。HPV E6/E7基因比 L1 基因檢測更具靈敏、高效、實用的特點,將E6/E7基因檢測與病理診斷結(jié)果相結(jié)合,可作為預(yù)測評價臨床早期宮頸病變基宮頸癌的有效方法。

《加速消除宮頸癌行動計劃(2023-2030年)》

為貫徹落實《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》和《中國婦女發(fā)展綱要(2021-2030年)》,積極響應(yīng)世界衛(wèi)生組織提出的“加速消除宮頸癌全球戰(zhàn)略”,加快我國宮頸癌消除進(jìn)程,國家衛(wèi)健委制定了《加速消除宮頸癌行動計劃(2023-2030年)》,著重提出了加速消除宮頸癌行動的主要目標(biāo):
完善體系
進(jìn)一步完善宮頸癌防治服務(wù)體系,提高綜合防治能力,構(gòu)建社會支持環(huán)境,努力遏制宮頸癌發(fā)病率、死亡率上升趨勢,減輕宮頸癌社會疾病負(fù)擔(dān)。
到2025年
· 試點推廣適齡女孩HPV疫苗接種服務(wù);
· 適齡婦女宮頸癌篩查率達(dá)到50%;
· 宮頸癌及癌前病變患者治療率達(dá)到90%。
到2030年
· 持續(xù)推進(jìn)適齡女孩HPV疫苗接種試點工作;
· 適齡婦女宮頸癌篩查率達(dá)到70%;
· 宮頸癌及癌前病變患者治療率達(dá)到90%。
?HPV檢測解決方案
人乳頭瘤病毒(HPV)基因檢測及分型檢測試劑盒(PCR-毛細(xì)電泳片段分析法)以E6/E7 DNA為靶點的25種HPV全分型檢測解決方案,涵蓋18種中高危型和常見可引起尖銳濕疣的低危型,助力加速消除子宮頸癌全球戰(zhàn)略,為適齡婦女提供宮頸癌篩查服務(wù),促進(jìn)宮頸癌早診早治,提高婦女健康水平。
檢測原理
采用多重 PCR 和毛細(xì)電泳技術(shù),針對 HPV 基因組的早期表達(dá)基因 E6、E7、E1 設(shè)計特異性引物,對不同 HPV 型別的基因進(jìn)行特異性擴(kuò)增及毛細(xì)電泳分離,根據(jù)特異性擴(kuò)增片段長度的不同在一次檢測中對 25 種 HPV 型別同步進(jìn)行分型。
檢測靶點
● 18種中高危型:16, 18, 26, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 53, 56, 58, 59, 66, 68, 73, 82
● 7種低危型別:6, 11, 42, 43, 44, 81, 83*覆蓋WHO在2021年發(fā)布的《預(yù)防宮頸癌:宮頸癌前病變篩查和治療指南》中指出HR-HPV檢測通常包括14種型別:HPV16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66、68型。
檢測流程
采樣→核酸自動化提取→普通PCR→毛細(xì)管電泳分析
結(jié)果意示
雙重質(zhì)控,保障實驗過程和樣本有效性
檢測優(yōu)勢
● 以致癌基因 E6/E7 DNA為檢測靶點,相比L1減少約10%高級別病變中的漏檢;?
● 25種HPV型別全分型,對高危型別持續(xù)感染的風(fēng)險隨訪提供更有價值的評估手段;
● 毛細(xì)電泳片段分析法,單管多重技術(shù)、雙重質(zhì)控和防污染體系,提供更簡易精準(zhǔn)的HPV篩查手段。
參考文獻(xiàn)及資料
[1] Vaccine前沿丨一文解讀HPV作用機(jī)制與最新動態(tài)?。╤ttps://mp.weixin.qq.com/s/SDNherq3DINMauZ5ARzy4w)?
[2] ICO HPV Information Centre. Human Papillomavirus and Related Diseases Report. China, 2018.?
[3] Globocan:國際癌癥研究中心(IARC)統(tǒng)計全球185個國家/地區(qū)的36種癌癥發(fā)病率、死亡率以及癌癥發(fā)展趨勢等相關(guān)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫;ICO: Information Centre on HPV and Cancer.?
[4] Bruni L, Albero G, Serrano B, Mena M, Collado JJ, Gómez D, Mu?oz J, Bosch FX, de Sanjosé S. ICO/IARC Information Centre on HPV and Cancer (HPV Information Centre). Human Papillomavirus and Related Diseases in China. Summary Report 22 October 2021.?
[5] 孟俊, 許嘯聲,陸一一, 范臻佳,蔡剛.2017年至2020年上海地區(qū)婦女宮頸脫落細(xì)胞 HPV 感染亞型調(diào)查分析[J].診斷學(xué)理論與實踐, 2021,20(6):567-571.?
[6] 《WHO guideline for screening and treatment of cervical pre-cancer lesions for cervical cancer prevention, second edition》?
[7] 人乳頭狀瘤病毒核酸檢測用于宮頸癌篩查中國專家共識(2022).中華醫(yī)學(xué)雜志2023.?
[8]Woodman C B, Collins S, Y oung L S, et al. The natural history of cervical HPV infection: unresolved issues[J]. Nature Reviews Cancer, 2007, 7(1): 11-22.?
[9]W.A.A. Tjalma et,al. Cervical cancer screening:which HPV test should be used-L1 or E6/E7?European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive BioLogy170(2013)45-46.?
[10]Comparison of MY09/11 consensus PCR and type-specific PCRs in the detection of oncogenic HPV types. Journal of Cellular & Molecular Medicine,2007,11(4):881-891.?
[11]王慧靜,謝旺凱,王儉,等.HPV E6/E7基因和HPV L1基因DNA檢測的比較及意義[J].中外醫(yī)學(xué)研究, 2016.?
[12]《人乳頭瘤病毒(HPV)核酸檢測及基因分型、試劑技術(shù)審查指導(dǎo)原則》