
宫颈癌是全球女性最常见的恶性肿瘤之一,近年其发病率在世界范围内呈逐年上升趋势,对女性的健康和生命造成了极大的威胁,因此宫颈癌前病变的早期筛查、早期诊断、早期治疗是目前研究的重点和热点之一。宫颈癌前病变过程中可能出现蛋白分子水平的异常,如p16蛋白、L1壳蛋白等,这些蛋白分子可作为有效生物标志物进一步完善宫颈癌筛查方式,提高宫颈癌前病变的检出率,从而降低宫颈癌的发病率和病死率。笔者拟对p16蛋白在宫颈癌前病变及宫颈癌筛查中的研究进展进行综述,为临床医师制定合理治疗方案提供参考,旨在提高宫颈癌患者的生存率及生存质量。
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宫颈癌是导致全球女性死亡的主要原因之一[1],与西方发达国家相比,发展中国家女性宫颈癌的发病率及病死率明显增高,仅次于乳腺癌,位居女性恶性肿瘤第2位[2]。宫颈癌的发病机制迄今尚未阐明,一般认为是多因素、多步骤、多阶段、多种癌基因和抑癌基因共同参与的一系列复杂病理过程。流行病学调查研究结果发现,宫颈癌与人乳头瘤病毒(human papilloma virus, HPV)持续感染、性生活过早或多个性伴侣、激素功能失调、社会经济状况及免疫功能低下等因素有关[3]。目前,国内外宫颈癌筛查和诊断公认的方法为宫颈病变三阶梯诊断技术("three-step" technique)或改良三阶梯诊断技术("improved three-step" technique),不但可以预防宫颈浸润癌的发生,而且可提高宫颈癌前病变、早期浸润癌的检出率,但宫颈病变三阶梯诊断技术中每个阶梯的检测项目各有优、缺点,如HPV-DNA检测特异度和阳性预测值低,阴道镜检查灵敏度和阴性预测值低,病理学检查操作过程的技术水平差异等[4]使得宫颈癌前病变及宫颈癌筛查方式及策略需要进一步完善和补充。钱新宇和韩焕兴[5]研究结果显示,多数肿瘤在发生、发展过程中均伴有基因异常改变,包括癌基因的激活、抑癌基因的失活、生长因子表达异常及相关凋亡蛋白异常等,从而导致相关下游基因的异常表达,引起细胞的增殖分化异常,最终导致肿瘤的形成。陈悦等[6]研究结果表明,p16蛋白可促进宫颈癌的恶性进展,宫颈病变组织中p16蛋白的检测有助于宫颈癌的早期诊断,可以作为预测宫颈癌预后的重要指标之一。因此,在目前已有的宫颈病变筛查方法的基础上增加细胞或组织中p16蛋白检测,可提高宫颈癌前病变及宫颈癌的检出率或准确率,对预防宫颈癌前病变及宫颈癌的过度诊治及降低阴道镜转诊率可起到一定作用,最终达到精准化治疗的目的。笔者拟就p16蛋白在宫颈癌前病变及宫颈癌筛查中的研究进展进行综述如下。
P16基因为Travis[7]于1992年在研究黑素瘤基因时首次发现的多肿瘤抑癌基因,位于染色体9p21,其中包含2个内含子和3个外显子。P16基因除在宫颈癌细胞中高度表达外,亦在多种恶性肿瘤中异常表达,如乳腺癌[8]、肝癌[9]等。一般认为,P16基因在多种原发肿瘤中存在表达缺失,相反在宫颈癌及宫颈上皮内瘤变(cervical intraepithelial neoplasia,CIN)中过表达。目前,多数学者认为细胞周期能够准确进行多个监测点的调节,主要包括G1/S监测点、S监测点和G2/M监测点,其中G1/S时相转换的调节最为重要,称为细胞周期的限制点(R点)。周期蛋白(cyclin)D-周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)4/6和周期蛋白EC-周期蛋白D-CDK4/6和周期蛋白E-CDK2驱动细胞周期通过R点,对G1/S时相转换具有决定作用。活化的CDK4作用于Rb蛋白,使之发生磷酸化,从而释放转录因子E2F启动DNA复制,驱动细胞顺利进入S期。细胞周期循环的有序进行依赖于细胞循环周期调控体系,CDK4属于细胞周期调节蛋白,对细胞循环周期起正向调节作用,是细胞周期监测点的重要作用因子。而细胞周期蛋白依赖激酶抑制蛋白(cyclin-dependent kinase inhibitor,CKI)对细胞循环周期起负向调节作用,细胞周期的调节失控与肿瘤的发生密切相关。P16基因作为首个被发现的直接参与细胞周期调控的抑癌基因,是目前学者的研究热点,p16蛋白是P16基因的编码产物,p16蛋白的N末端有1个由4个重复的锚蛋白构成的空间结构,是其重要的结构域,p16蛋白对CDK4-周期蛋白D/Rb-E2F环路起负向调控作用,通过与周期蛋白D竞争结合CDK4/6,引起Rb蛋白脱磷酸化而失活[10],阻断细胞周期通过R点而停留在G1期,起到重要的细胞周期调控因子的作用,达到对肿瘤生长增殖的抑制作用。P16基因突变可引起p16蛋白表达异常,进而导致该环路的无限进行,使肿瘤细胞增殖和分化受到影响,最终促进肿瘤恶性进展[11]。
目前国内外学者普遍认为,高危型HPV持续感染是宫颈癌发生的必要因素,而宫颈癌前病变及宫颈癌发展的重要标志是HPV-DNA整合现象。Samir等[12]研究结果表明,宫颈组织中p16蛋白的强阳性表达往往表明HPV-DNA与宿主细胞DNA整合,早期基因编码蛋白持续表达是感染HPV宫颈细胞不断转化、恶变所必需的条件。而Carozzi等[13]研究结果亦认为,p16蛋白随着CIN严重程度增高而出现表达水平呈上升的趋势,可能是由于高危型HPV感染引起宫颈上皮细胞内P16抑癌基因表达负反馈调节失控所致,从而导致细胞周期调节紊乱。然而,部分学者则认为在肿瘤发生过程中或许存在非HPV依赖的p16蛋白调节机制。一般而言,p16蛋白作为抑癌基因产物,在肿瘤组织中应呈低表达,但大量研究结果均证实,p16蛋白在正常和反应性宫颈病变组织中呈阴性表达或微量表达,而随着宫颈病变的进展,p16蛋白的表达水平呈上升趋势[13,14,15,16,17,18],这可能由于HPV持续感染状态使Rb基因与其致癌蛋白E7结合后失活,从而释放转录因子E2F,破坏P16基因的负向调节通路,最终导致p16蛋白过度表达。而一过性HPV感染则不会出现p16蛋白过表达现象[19]。Kuo等[20]研究结果表明,p16蛋白表达在宫颈癌前病变及宫颈癌的发生、发展中发挥重要作用。p16蛋白的阳性表达率随着宫颈病变的进展而逐渐增高,其表达水平在细胞学筛选高级别宫颈癌患者中起到重要的辅助作用[21,22]。齐朝阳等[23]研究结果发现,随着CIN分级增加,宫颈癌组织中p16蛋白的表达水平呈增高趋势。与正常宫颈组织相比,p16蛋白阳性表达率在宫颈癌组织中的表达水平明显增高,并且与HPV感染程度相关[24]。Sahebali等[25]研究结果显示,在宫颈癌筛查中,联合p16蛋白检测有助于提高HPV检测的特异性和细胞学检查的灵敏度。甚至Eleutério等[26]研究结果显示,p16蛋白表达水平检测在CIN辅助诊断中比高危型HPV更加敏感。2012年美国病理学会(College of American Pathologists,CAP)和美国阴道镜与宫颈病理学会(American Society for Colposcopy and Cervical Pathology,ASCCP)对宫颈癌筛查的联合指南指出,特定的p16蛋白抗体表达可反映HPV感染是否影响细胞周期调控,并推荐其作为宫颈癌前病变诊断的生物标志物,肯定其在评估高级别CIN中良好的灵敏度和特异度,但对于诊断低级别CIN存在一定的漏诊率,可能需要辅助其他检测手段或方法[27]。此外,因对于宫颈病变的诊断,以形态学为主的诊断方法由于受病理医师的主观因素影响较大,导致其诊断准确性与可重复性低,因此需要其他可靠的客观指标来提高细胞学、病理学检查结果的准确性及可重复性。目前,在对CIN的诊断过程中,最为明确的方法是根据CIN2中p16蛋白表达水平的不同进行分层处理[28]。同时,2014年世界卫生组织(World Health Organization,WHO)出版的《女性生殖器官肿瘤分类(第4版)》(WHO Classification of Tumours of Female Reproductive Organs Fourth Edition)中明确指出,为进一步提高诊断的一致性与可重复性,将CAP和ASCCP共同发布的肛门下生殖道鳞状上皮病变术语(lower anogenital squamous terminology,LAST)用于女性生殖道鳞状上皮病变的诊断中,并提出p16蛋白可作为辅助宫颈低度鳞状上皮内病变和高度鳞状上皮内病变诊断的分子生物学指标,一定程度上弥补了单纯细胞学检查或病理检查结果准确性及可重复性低的不足。上述研究结果表明,p16蛋白检测可作为CIN早期筛查、病变程度分级的辅助诊断、预测病情进展的重要生物学指标,可以相应地提高宫颈癌前病变及宫颈癌的检出率。
Negri等[29]研究结果显示,p16蛋白在机体组织细胞中的表达存在一定的假阳性率,机体正常衰老也可引起P16基因的异常,但在正常机体组织细胞中p16蛋白的表达水平通常较低,常规检查一般无法检出。而在低危型HPV感染或HPV未感染者组织细胞中,p16蛋白也存在一定的表达,这可能与机体正常衰老、感染其他类型的致癌病毒、化学物质诱变、未知HPV高危亚型及HPV检测的灵敏度较低等因素相关。而当高危型HPV感染处于急性感染期时,高危型HPV感染细胞不一定会引起组织细胞恶性增生,此时p16蛋白表达呈阴性。因此,仅p16蛋白单项检测用于宫颈病变筛查的特异度不高,故罗阳刚和吕玉宇[30]研究结果显示,可以通过p16蛋白联合检测其他肿瘤生物分子标志物的方式对宫颈癌前病变及宫颈癌进行筛查、诊治或后期随访,如L1壳蛋白。L1壳蛋白是HPV感染细胞及体液免疫应答攻击HPV的主要靶点[31]。范江涛等[32]提出,L1壳蛋白表达缺失是HPV相关恶性转化的重要分子基础。然而,二者联合检测在提高p16蛋白或L1壳蛋白单项诊断特异度的同时,灵敏度却有所降低[33]。
宫颈癌筛查是当前全球的研究热点,为进一步完善宫颈癌前病变及宫颈癌筛查,目前许多筛查方法仍处于探索之中。随着分子生物学的发展,一些特异的肿瘤生物分子标志物不仅可以提高对宫颈高级别病变和宫颈癌的检测特异性,并且可降低对异常宫颈细胞检查结果的误诊率。目前,国内已有专家呼吁,临床医师应该重视生物标志物p16蛋白在宫颈病变诊治中的作用,争取实现对CIN的早期准确分级,以期真正降低宫颈癌发病率和病死率。目前,关于p16蛋白与宫颈癌前病变及宫颈癌的关系已经有较多的基础研究和临床研究,但仍有部分病理生理机制尚未阐明,并且临床上仍缺乏大样本量的长期随访研究。未来需要长期大样本量的随机、双盲试验为p16蛋白成为诊断及预测宫颈癌前病变及宫颈癌的有效指标提供循证医学所必需的临床流行病学及统计学资料。
























