华中地区HPV-18和HPV-51长控制区基因变异与转录调控机制研究

《Virology Journal》：Genetic variability and phylogenetic analysis of the long control region in human papillomavirus types 18 and 51 from central China

本研究针对高危型人乳头瘤病毒(HR-HPV)在宫颈癌发生中的关键作用，聚焦HPV-18和HPV-51长控制区(LCR)的遗传变异特征。研究人员通过对华中地区临床样本进行LCR片段扩增、测序和生物信息学分析，发现HPV-18存在17个SNP位点，HPV-51存在42个SNP位点，系统发育分析显示二者主要聚集于A谱系。JASPAR预测显示多个突变位点可能影响转录因子结合位点(TFBS)，为揭示HPV变异株的致癌机制提供了重要理论依据。

　　

在女性健康领域，宫颈癌始终是威胁全球公共卫生的重要挑战，而高危型人乳头瘤病毒(HR-HPV)的持续感染被确认为其主要致病因素。尽管HPV-16和HPV-18作为最主要的致癌类型已被广泛研究，但其他高危型别如HPV-51的遗传特征和致病机制仍存在大量未知领域。特别是在中国华中地区，HPV-51的感染率显著高于HPV-18，这种独特的流行病学分布模式引发了科研人员的深入思考。

病毒基因组中的长控制区(LCR)作为非编码区域，承载着调控病毒复制和转录的关键元件，其序列变异可能直接影响病毒的致病性。然而，目前对HPV-51 LCR区域的遗传多样性研究相对匮乏，限制了对其致病机制的理解。正是基于这一背景，Lin等研究人员在《Virology Journal》上发表了关于HPV-18和HPV-51 LCR遗传变异与系统发育分析的重要研究成果。

为了深入探究这一问题，研究团队设计了一套完整的技术路线。他们首先从长江大学附属荆州医院收集了2019-2023年间的临床样本，通过磁珠法提取核酸，使用覆盖15种HR-HPV基因型的检测试剂盒进行分型。针对筛选出的HPV-18和HPV-51单阳性样本，研究人员采用聚合酶链反应(PCR)技术扩增LCR片段，通过引物设计将LCR分为两个重叠区域分别扩增，确保测序准确性。获得的序列经过MEGA 11.0和Snap Gene软件进行比对分析，识别单核苷酸多态性(SNP)位点，并利用NCBI BLAST鉴定新变异。系统发育分析采用邻接法(Neighbor-Joining)构建进化树，同时运用JASPAR数据库预测变异对转录因子结合位点(TFBS)的潜在影响。

HPV-18 LCR变异分析

通过对43个HPV-18 LCR序列的深入分析，研究人员发现了17个SNP位点，呈现出丰富的遗传多样性。特别值得注意的是，T7592C突变存在于所有样本中，提示该位点在病毒遗传稳定性中可能发挥关键作用。此外，研究人员还鉴定出8个此前未报道的新突变位点，包括G7210A、C7466T等。根据这些SNP的组合模式，43个序列被划分为9种基因型变异组(1801-1809)，所有数据已保存于GenBank数据库(PV763534-PV763542)。

HPV-51 LCR变异分析

在56个HPV-51样本中，变异情况更为复杂，共发现42个SNP位点，形成了32种不同的变异类型(5101-5132)。引人注目的是，C7404G和G7405C突变存在于所有样本中，而G7330A(57.14%)、T7472G(82.14%)等位点也呈现较高频率。研究还发现了21个新型突变位点，如A7101C、G7155A等，这些发现显著丰富了对HPV-51遗传多样性的认知。

系统发育分析

进化分析显示，HPV-18变异株全部集中于A谱系，其中A1亚型占主导地位(93.02%)，A4亚型次之(6.98%)。这一分布模式与欧洲、亚洲和中东地区的研究结果一致，而与非洲地区以B谱系为主的分布特征形成鲜明对比。

对于HPV-51，所有变异同样聚集于A谱系，但以A3亚型为主要流行株(50.00%)，其次为A4(26.79%)和A1(16.07%)。这种分布特征与团队前期研究结果相互印证，增强了结论的可靠性。

转录因子结合位点预测

JASPAR数据库分析揭示了LCR变异可能对转录调控产生的深远影响。在HPV-18中，11个突变位点可能干扰转录因子结合，如G7210A可能影响FOXA1结合，C7486A可能改变RUNX1识别。特别值得注意的是，A7567C同时影响SRY和VAX1结合，A7670T涉及FOXC1、HOXA10和HOXC11多个因子，而A7717C可能同时破坏NKX6-1、FOXA1、FOXC1和RHOXF1的结合能力。

HPV-51方面，12个突变位点显示出对TFBS的潜在影响。G7155A可能影响JUND、FOS和POU2F1的结合，T7164G可能干扰POU5F1B和FOXA1的相互作用。尤为重要的是，位于7165-7166位置的TA缺失可能导致FOXA1结合能力丧失，而T7422G可能影响FOXA1、NFIA和NFIX的结合特性。

研究人员在讨论中指出，HR-HPV的遗传多样性显著影响宫颈癌的风险和临床进展。HPV的主要致癌机制在于病毒癌蛋白E6和E7对宿主细胞周期调控的双重破坏：E6通过泛素化降解p53，E7则使pRb失活，共同破坏细胞周期控制并诱导基因组不稳定性。更重要的是，HPV持续感染可能深刻改变宿主转录调控。例如，在高等级宫颈上皮内瘤变中，病毒整合可能破坏LCR内的TFBS，导致E6和E7异常过表达。

本研究的创新性在于首次系统揭示了华中地区HPV-51和HPV-18 LCR区域的遗传变异全景，并预测了这些变异对转录调控的潜在影响。然而，研究人员也强调，JASPAR预测基于位置权重矩阵和预设评分阈值，可能无法完全模拟体内TF-DNA相互作用的复杂性。虽然应用85%的相对评分阈值提高了预测可靠性，但这仍属于概率性预测，不等于功能验证。未来通过荧光素酶报告基因检测等功能实验验证这些突变对病毒转录的影响，将有助于阐明LCR变异在HPV持续感染和恶性进展中的生物学意义。

这项研究不仅为理解HPV-18和HPV-51的分子流行病学特征提供了重要数据，也为开发针对特定变异株的精准防治策略奠定了理论基础。通过对LCR变异的系统分析，研究人员揭示了HPV进化特征和潜在致癌机制的新维度，对宫颈癌的预防、诊断和治疗具有重要的指导意义。