BKV(BK polyomavirus)是一种人类多瘤病毒，其在普通人群中的潜伏感染率高达80%，在免疫低下人群尤其是移植受者中，BKV再激活率高，易导致BKV血/尿症、输尿管狭窄、BKV相关性肾病等症状。已有研究表明^[1]将BKV接种到新生小鼠中可导致几种不同类型的肿瘤的发展，然而对BKV与人类肿瘤的研究还尚在探索阶段。本文主要就近年来BKV与移植受者泌尿系肿瘤的相关性研究进行综述，旨在对BKV可能的致瘤机制分析提供参考。

BKV主要通过呼吸道传播，亦可通过粪口途径和移植器官传播。其有一个无包膜的二十面体对称性衣壳，直径为40～45 nm，含有一个环形双链DNA基因组。二十面体衣壳由主要衣壳蛋白VP1的72个五聚体组成，每个五聚体与次要衣壳蛋白VP2或VP3的单拷贝相互作用。这种相互作用将病毒基因组与VP1外壳连接起来。根据VP1基因序列的不同可将BKV分为I、Ⅱ、III、IV四种类型。BKV基因组可分为3个不同的功能区(图1)^[2]，分别为：(1)早期编码区(early region)：编码T抗原(large T antigen，TAg)、t抗原(small t antigen，tAg)和截短肿瘤抗原(truncTAg)，其表达先于病毒DNA在体内的复制；(2)晚期编码区(late region)：编码3种结构蛋白(VP1、VP2、VP3)及一种可能在病毒衣壳组装上起作用的未知蛋白(agnoprotein)，在病毒DNA复制之后开始大量表达；(3)非编码调控区(non-coding control region NCCR)：包含有DNA复制起始点、启动子和增强子。

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图1

BKV基因组结构

图1

BKV基因组结构

BKV入侵宿主细胞以及在胞内运输的具体机制还未明确，受体介导的内吞作用可能是其入胞的路径之一。BKV的生命周期始于衣壳蛋白VP1与细胞神经节苷脂受体的相互作用^[3]，然后病毒通过细胞膜介导的内吞作用进入细胞，沿着微管网络传播，最后到达内质网(endoplasmic reticulum，ER)。在ER中发生病毒脱壳，使基因组进入细胞核并随后进行早期基因表达，随后TAg执行病毒复制必需的功能，包括病毒复制起点的解除和宿主DNA聚合酶α/引物复合物的募集。同时，TAg抑制早期基因转录并刺激晚期基因表达^[4]。在病毒DNA复制和结构蛋白产生后，新的病毒颗粒被组装并从细胞中释放出来。当BKV感染细胞后，出现两种可能的结果：(1)宿主允许病毒复制，导致病毒DNA扩增，子代病毒粒子的产生和细胞裂解；(2)宿主不允许病毒复制，通过早期基因的持续表达导致流产感染或细胞转化。

目前国际上将BKV列为2B类致癌物(可能对人类致癌)，已有一些个案报道BKV感染与人类恶性肿瘤的关联^{[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35]}(表1)。在报道的受者肿瘤组织中都观察到其TAg阳性。器官移植34例受者中男性有23例(68%)，年龄中位数为53.5岁(6～75岁)，50岁以上的有20例。34例受者的移植器官分别为25例肾移植，1例双肺移植、2例心脏移植、6例肾胰联合移植，其中有33例是移植后新发恶性肿瘤。34例受者中有31例(91%)恶性肿瘤发生于移植肾和膀胱，1例(3%)发生于原肾，2例(6%)发生于输尿管。这些受者中恶性肿瘤分期为Ⅲ或Ⅳ期的有20例(59%)；低分化的有32例(94%)；其组织学为尿路上皮癌25例(73%)，集合管癌2例(6%)，肾细胞癌3(9%)例，腺癌4例(12%)。从移植后至诊断出恶性肿瘤的中位时间为6年(1～12年)。其中Fu等^[35]报道对发生恶性肿瘤的受者行移植肾切除术并停用免疫抑制剂后，受者的转移病灶逐渐缩小，这表明受者的免疫抑制程度可能在BKV相关恶性肿瘤的发生发展中至关重要。

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表1

公开发表的BKV相关恶性肿瘤的文献

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公开发表的BKV相关恶性肿瘤的文献

编号	作者	报道年份	年龄	性别	发生部位	组织学	术式
1	Geetha等[5]	2002	53	男	膀胱	尿路上皮癌	胰肾联合移植
2	Kausman等[6]	2004	10	男	移植肾	腺癌	肾移植
3	Narayanan等[7]	2007	40	男	移植肾	肾细胞癌	胰肾联合移植
4	Roberts等[8]	2008	40	女	膀胱	尿路上皮癌	肾移植
5	Emerson等[9]	2008	6	男	移植肾	集合管癌	肾移植
6	Hill等[10]	2009	46	男	膀胱	尿路上皮癌	肾移植
7	Saquib等[11]	2009	56	男	移植肾	尿路上皮癌	肾移植
8	Galed-Placed等[12]	2010	38	女	膀胱	腺癌	胰肾联合移植
9	Fernández等[13]	2010	45	女	膀胱	腺癌	胰肾联合移植
10	Neirynck等[14]	2012	57	女	移植肾	肾细胞癌	肾移植
11		2013	38	女	膀胱	尿路上皮癌	胰肾联合移植
12	Alexiev等[15,16,17]	2013	60	男	膀胱	尿路上皮癌	肾移植
13		2013	65	男	膀胱	尿路上皮癌	肾移植
14	Bialasiewicz等[18]	2013	55	男	膀胱	尿路上皮癌	胰肾联合移植
15		2013	75	男	膀胱	尿路上皮癌	肾移植
16	Li等[19]	2013	59	男	移植肾	尿路上皮癌	肾移植
17	McDaid等[20]	2013	64	女	移植肾	尿路上皮癌	肾移植
18	Pino等[21]	2013	38	男	膀胱	尿路上皮癌	肾移植
19	van Aalderen等[22]	2013	56	男	膀胱	尿路上皮癌	肾移植
20	Dufek等[23]	2013	8	男	原肾	集合管癌	肺移植
21	Oikawa等[24]	2014	47	男	输尿管	尿路上皮癌	肾移植
22	Alexiev等[25]	2015	65	女	膀胱	尿路上皮癌	心脏移植
23	Kenan等[26]	2015	54	男	移植肾	尿路上皮癌	肾移植
24	Lavien等[27]	2015	65	女	膀胱	尿路上皮癌	心脏移植
25	Saleeb等[28]	2015	66	女	移植肾	尿路上皮癌	肾移植
26	Seo等[29]	2015	66	男	输尿管	尿路上皮癌	肾移植
27	Salvatore等[30]	2016	53	女	移植肾	尿路上皮癌	肾移植
28	Kuppachi等[31]	2017	40	男	膀胱	尿路上皮癌	肾移植
29	Muller等[32]	2017	50	男	膀胱	尿路上皮癌	肾移植
30	Kenan等[33]	2017	62	男	移植肾	肾细胞癌	肾移植
31		2018	8	男	膀胱	尿路上皮癌	肾移植
32	Odetola等[34]	2018	33	男	膀胱	腺癌	肾移植
33		2018	65	男	移植肾	尿路上皮癌	肾移植
34	Fu等[35]	2018	57	女	移植肾	尿路上皮癌	肾移植

从这些病例中可以分析得出BKV相关恶性肿瘤有三个特点：(1)TAg阳性；(2)多为尿路上皮癌；(3)高度恶性。

细胞周期调控蛋白编码基因的转录是许多细胞信号转导通路的终点。病毒蛋白可导致这种通路的永久性活化，使细胞生长和分裂加速或通常处于静止状态的细胞出现增殖。目前认为BKV早期区域编码两种已知的癌蛋白在可能的致瘤机制中发挥作用：TAg和tAg。TAg是一种含695个氨基酸的核磷蛋白，是调控病毒生命周期和细胞转化的重要参与者。TAg通过与细胞肿瘤抑制蛋白(包括p53，视网膜母细胞瘤易感性蛋白(pRb)和pRb家族成员p107和p130)相互作用并使其功能失活来发挥其转化活性。其复合物可通过激活IGF-I(胰岛素样生长因子)信号传导途径促进肿瘤细胞生长，并致E2F(E2转录因子)家族的释放和核转位，这将诱导静止细胞进入S期，导致不受控制的宿主细胞增殖^[36]。tAg是一种富含半胱氨酸的蛋白质，含有172个氨基酸，前80个氨基酸与TAg氨基酸序列一致，其在BKV对静止细胞的转化作用中是必要的，并且可以刺激它们增殖。

在感染和转化细胞中，tAg结合至蛋白磷酸酶2A(PP2A)刺激MAP激酶途径并导致细胞增殖。

已有研究表明TAg的连续表达是维持BKV转化宿主细胞所必需的^[37]。一般情况下，BKV在宿主内复制时，其表达的晚期蛋白VP通过表达miRNA抑制肿瘤相关蛋白TAg的表达，少量的TAg不足以致瘤。由此认为当人体内BKV处于激活状态，BKV通过某种机制引发宿主细胞内的TAg异常高表达，最终导致细胞发生转化。

近年来，国内外均已出现BKV整合至人类基因组的报道，Kenan等^[26]发现一例肾移植术后高级别尿路上皮癌中基因型为Ⅳ型的CH-1亚型BKV线性整合到人类第12号染色体，其整合位点位于编码MYBPC1基因的26号外显子区域，TAg在其核内强染色，然而晚期蛋白VP1并没有表达。此外，在BKV基因的NCCR区域发现Q区和R区缺失。随后研究者在另一项研究^[33]发现1例肾移植术后肾细胞癌中基因型为Ⅳ型的CH-2亚型BKV线性整合到人类第2号染色体，其整合位点位于编码BRE基因的5号内含子区域，TAg在其核内强染色，晚期蛋白VP1并没有表达，且该病例没有出现NCCR区域的缺失。NCCR区域的部分缺失与否和TAg大量表达的关系尚不明确。

同样，国内学者Fu等^[35]发现1例肾移植术后新发移植肾尿路上皮癌中BKV整合至人类基因组。基因型为Ⅳ型的TW-3a亚型BKV线性整合到人类第18号染色体的非编码DNA内含子区域。TAg与VP1在核内强阳性，说明BKV早晚期基因均已表达。在切除移植肾并恢复免疫水平后，随着BKV滴度下降，受者原肿瘤转移灶也逐渐减小直至消失。这提示BKV与移植后新发恶性肿瘤高度相关。既往认为TAg的表达受VP1的负反馈抑制，然而在上述两项研究中有很大差异，后者表明在VP1强阳性的情况下，TAg依然可以大量表达。据此推测TAg的大量表达可能另有机制调控。

除了简单的线性整合，还有一种串联整合方式，这种方式可以引起病毒癌蛋白的大量表达。已有研究^[38]观察到病毒在成功将片段插入宿主染色体后，病毒基因会与整合位点周围的侧翼区域(flanking region)形成"环状结构"下，通过"环装复制(rolling circle amplification)"的方式(图2)将病毒序列及宿主侧翼区域大量复制，并打乱宿主基因组的结构，影响断点周围基因的有序表达，形成了病毒癌蛋白TAg过表达的结构基础。

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图2

环装复制模型

图2

环装复制模型

总之，BKV整合于人基因组是导致移植后新发肿瘤的重要发病因素，BKV基因在人染色体整合有一定的随机性，不同的整合方式造成宿主基因组和病毒基因组结构的变异具有多样性，使病毒癌蛋白TAg的异常高表达，导致宿主细胞发生转化。

随着移植领域的迅速发展，处于免疫抑制状态下的受者BKV感染再激活的比率升高，引起严重的靶器官损伤，并且与移植后新发恶性肿瘤密切相关。BKV通过整合致瘤的机制可能有多种，其对宿主细胞形成多方面的持续性损伤。病毒在宿主细胞基因组上整合之后，往往伴随着人类基因组在该整合位点的基因组不稳定，从而使得该整合位点处的序列发生多样的变化，宿主细胞基因组自身也会发生突变和结构变异^[39]，这也扰乱了我们对BKV病毒整合机制的理解。研究BKV与移植后新发肿瘤的关系能加深对致癌过程的认识，可用于癌症的诊断或风险评估。并且病毒基因产物为通过治疗药物或疫苗对癌症、癌前期病变，或者是有患癌高风险的感染受者的治疗提供了潜在目标。