综述:癌症中的病毒致癌作用:从机制到治疗方法

【字体: 时间:2025年05月13日 来源:Signal Transduction and Targeted Therapy 40.8

编辑推荐:

  本文聚焦病毒致癌作用,全面阐述 7 种 1 类致癌病毒(如乙肝病毒 HBV、人乳头瘤病毒 HPV 等)与癌症的关联。详细剖析病毒感染机制、致癌分子机制,涵盖激活癌基因、诱导基因组不稳定等。同时介绍针对相关癌症的治疗策略,为癌症研究和治疗提供重要参考。

  

引言


癌症是 21 世纪重大的公共卫生和经济问题,全球近 140 万新增癌症病例归因于病毒感染,占所有癌症病例的 8%。国际癌症研究机构(IARC)已确定 7 种病毒为 1 类致癌物,包括人乳头瘤病毒(HPV)、乙肝病毒(HBV)等。多数人一生中至少感染一种致癌病毒,虽多数感染可自行消退,但在免疫抑制或共致癌刺激下,感染细胞可能癌变。了解病毒致癌机制对开发新治疗策略至关重要,本文将全面总结致癌病毒特征、致癌机制及治疗策略。

全球病毒相关癌症的流行情况


每年超 140 万癌症病例由病毒感染引起,不同病毒所致癌症的年龄标准化发病率(ASIR)在全球分布存在显著差异,并受性别和国家收入影响。

  • HBV 和 HCV 相关癌症:HBV 和 HCV 主要引发肝细胞癌(HCC),亚洲和非洲因早期预防、筛查和抗病毒治疗不足,成为主要流行地区。HBV 疫苗推广降低了儿童 HBsAg 流行率,直接作用抗病毒药物(DAAs)使 HCV 患者病毒清除率超 98% ,但因早期感染基数大,HCV 相关 HCC 病例数仍在增加。
  • HPV 相关癌症:HPV 在亚洲、非洲和美洲流行,HPV16 和 18 型约占所有 HPV 诱导癌症病例的 72%。HPV 主要导致宫颈癌(CC)等,CC 发病率与收入水平呈负相关,广泛接种 HPV 疫苗可预防 70%-90% 的相关癌症。
  • EBV 相关癌症:EBV 全球感染率高,相关癌症包括鼻咽癌(NPC)、伯基特淋巴瘤(BL)等。NPC 主要发生在东亚、东南亚和中东地区,EBV 相关癌症因缺乏有效药物和疫苗,给全球疾病负担带来挑战。
  • 其他病毒相关癌症:HTLV - 1 感染流行率在不同地区差异大,可导致成人 T 细胞白血病 / 淋巴瘤(ATLL);KSHV 与卡波西肉瘤(KS)密切相关;HIV 虽间接致癌,但会增加某些癌症风险,且不同性别感染 HIV 后常见癌症类型有所不同。

癌症中病毒致癌作用的研究历史和里程碑事件


2024 年是人类发现 EBV 60 周年,EBV 是首个被证实可导致人类癌症的病毒。20 世纪初,Ellerman 和 Bang 发现白血病可通过注射在鸟类间传播,并获得禽白血病病毒(ALV);1910 年,Rous 成功移植肉瘤并发现 Rous 肉瘤病毒(RSV);此后,多种致癌病毒相继被发现,如兔乳头瘤病毒(CRPV)、小鼠白血病病毒(MLV)等。众多科学家的研究成果,推动了肿瘤病毒学的发展,包括发现逆转录酶、原癌基因等,为理解病毒致癌机制奠定了基础。

致癌病毒的特征和感染机制


致癌病毒具有不同特征,根据基因组类型可分为 DNA 病毒和 RNA 病毒。

  • DNA 病毒
    • HBV:是部分双链嗜肝 DNA 病毒,主要感染肝细胞。通过与细胞表面受体结合进入细胞,其基因组可转化为共价闭合环状 DNA(cccDNA),作为转录模板。急性感染多可通过非细胞溶解方式清除病毒,慢性感染则常持续终生。
    • HPV:是非包膜双链环状 DNA 病毒,有多种基因型,分为高危型和低危型。主要感染基底上皮细胞,通过多种受体进入细胞,多数感染可自行消退,持续高危型感染会增加患癌风险。
    • EBV:是 γ - 疱疹病毒,结构包括核心和包膜,主要感染 B 淋巴细胞和上皮细胞。感染分为潜伏感染和裂解感染,不同潜伏阶段与多种癌症相关,裂解复制也在致癌过程中发挥作用。
    • KSHV:属于 γ - 疱疹病毒,为线性双链 DNA 病毒,可感染多种细胞。在宿主中以潜伏和裂解两种状态存在,潜伏相关核抗原(LANA)对维持潜伏期至关重要,多种刺激可使其进入裂解周期,与 KS、B 细胞淋巴瘤等疾病相关。

  • RNA 病毒
    • HCV:是单链正链嗜肝 RNA 病毒,由包膜和核衣壳组成。包膜糖蛋白介导病毒内化,病毒 RNA 翻译产生多种蛋白。急性感染时部分病毒可被清除,多数会发展为慢性感染,增加患 HCC 风险。
    • HIV:是单链 RNA 病毒,主要感染 CD4+ T 细胞等。病毒入侵细胞后,RNA 逆转录为 DNA 并整合到宿主基因组,感染过程分为急性期、无症状期和艾滋病期,会增加患癌风险。
    • HTLV - 1:是 delta 逆转录病毒,感染外周血单核细胞。主要通过细胞间接触传播,病毒 RNA 逆转录后整合到宿主 DNA,其复制在感染初期活跃,随后进入潜伏期,少数感染者会发展为 ATLL 或淋巴瘤。


特定癌症类型中的致癌机制


致癌病毒通过多种机制诱导细胞转化,包括激活癌基因或使抑癌基因失活、诱导基因组不稳定、干扰正常细胞生命过程、逃避免疫监视、引发慢性炎症和氧化应激、重塑细胞外基质、调节血管生成和诱导代谢变化等。

  • 肝细胞癌(HCC)
    • HBV 相关 HCC:HBV 感染导致肝纤维化、肝硬化,最终发展为 HCC。病毒 DNA 整合到宿主基因组是致癌起始事件,可激活癌基因、抑制抑癌基因,如 HBx 蛋白可调节多种信号通路,促进 HCC 发展。同时,HBV 还可诱导基因组不稳定、干扰细胞增殖和凋亡、引起免疫抑制、慢性炎症和代谢重编程等。
    • HCV 相关 HCC:慢性 HCV 感染可致肝纤维化、肝硬化和 HCC。HCV 虽不整合到宿主基因组,但通过核心蛋白和非结构蛋白抑制肝细胞凋亡、增加细胞增殖,诱导基因组不稳定、免疫抑制、慢性炎症和代谢重编程,从而促进 HCC 发展。

  • 胃癌(GC):EBV 相关胃癌(EBVaGC)占所有 GC 的 10%。EBV 通过 B 淋巴细胞进入胃上皮细胞,其潜伏基因产物和编码蛋白可调节多种信号通路,抑制抑癌基因,促进细胞增殖、基因组不稳定和免疫逃逸,还可通过细胞外基质重塑和诱导血管生成促进肿瘤发展。
  • 宫颈癌(CC):HPV 是 CC 的主要病因。HPV 的 E6 和 E7 蛋白可抑制 p53 和 pRb 等抑癌基因,导致基因组不稳定、细胞增殖异常和逃避凋亡。此外,HPV 还可引起免疫抑制、慢性炎症、诱导血管生成和代谢重编程,促进 CC 发展。
  • 鼻咽癌(NPC):超 90% 的未分化 NPC 与 EBV 感染有关。EBV 在 NPC 中处于 II 型潜伏期,其表达的蛋白和非编码 RNA 可诱导基因组不稳定、促进细胞增殖、抑制凋亡、逃避免疫监视、引起慢性炎症和代谢重编程,还可通过血管和细胞外基质重塑促进肿瘤进展。
  • 卡波西肉瘤(KS):KS 与 KSHV 感染密切相关。KSHV 编码的蛋白可诱导 DNA 损伤修复反应和染色体不稳定,维持端粒长度,促进细胞增殖、抑制凋亡、逃避免疫监视、引起慢性炎症和氧化应激、诱导血管生成和代谢重编程,从而推动 KS 发展。
  • 淋巴瘤:EBV 与多种淋巴瘤相关,如结外自然杀伤 / T 细胞淋巴瘤(NKTCL)、伯基特淋巴瘤(BL)和霍奇金淋巴瘤(HL)。EBV 通过激活癌基因、抑制抑癌基因、诱导基因组不稳定、促进细胞增殖和抑制凋亡等机制,在淋巴瘤发生中起重要作用。同时,HIV、HCV 感染也与淋巴瘤发生相关,免疫功能缺陷会增加患淋巴瘤风险。
  • 成人 T 细胞白血病 / 淋巴瘤(ATLL):HTLV - 1 感染是 ATLL 的主要病因。HTLV - 1 通过插入诱变和表观遗传修饰致癌,其编码的 Tax 和 HBZ 蛋白可激活癌基因、抑制抑癌基因、诱导基因组不稳定、促进细胞增殖和抑制凋亡,还可逃避免疫监视、引起慢性炎症和代谢重编程,导致 ATLL 发生。

特定癌症类型的治疗策略


鉴于病毒感染是病毒相关恶性肿瘤发展的主要致病因素,预防措施如疫苗接种至关重要,对于已感染个体,严格的抗病毒治疗可降低癌症风险。同时,针对病毒抗原的治疗方法和干预癌症信号通路的策略也在不断发展。

  • HCC
    • HBV 相关 HCC:治疗方法包括手术切除、肝移植等多种方式。HBV 疫苗分为预防性和治疗性疫苗,目前临床使用的抗病毒药物有聚乙二醇干扰素(PEG - IFN)和口服核苷(酸)类似物(NAs)等。此外,还可通过靶向肿瘤细胞信号通路、免疫治疗和细胞治疗等方法进行治疗,但这些治疗方法面临病毒再激活等挑战。
    • HCV 相关 HCC:目前 HCV 疫苗仍在研究中,抗病毒治疗主要通过 DAAs 实现持续病毒学应答(SVR)以降低 HCC 发病率。此外,索拉非尼等靶向治疗药物、免疫治疗和细胞治疗也在探索中,但免疫治疗在合并病毒感染的患者中的应用证据仍有限。

  • 胃癌:EBVaGC 的治疗与其他胃癌类似,但缺乏针对性药物。目前研究重点在于开发 EBV 疫苗,同时针对肿瘤细胞信号通路的靶向治疗和免疫治疗也在进行中,如针对 HER2、VEGFR 等靶点的治疗以及 PD - 1/PD - L1 抑制剂的应用,CAR - T 细胞治疗和 CAR - NK 细胞治疗也展现出一定前景。
  • 宫颈癌:早期 CC 患者多采用手术或放疗,晚期主要采用化疗,但预后较差。HPV 疫苗对预防 HPV 感染有效,针对 CC 的治疗还包括靶向肿瘤细胞信号通路(如 CRISPR/Cas9 系统切割 HPV E7 基因)、免疫治疗(如 PD - 1/PD - L1 抑制剂)和细胞治疗(如工程化 TCR - T 细胞治疗)等。
  • EBV 相关 NPC:NPC 目前缺乏根治性治疗方法,根据分期不同采用放疗、化疗等综合治疗。针对 EBV 的疫苗研发正在进行中,包括预防性和治疗性疫苗。此外,靶向肿瘤细胞信号通路、免疫治疗和细胞治疗(如 EBV - CTL 治疗、CAR - T 细胞治疗和 TCR - T 细胞治疗)也在探索中。
  • KSHV 相关 KS:KS 目前无根治方法,晚期多采用化疗。针对 KSHV 的疫苗和抗病毒治疗正在研究中,同时,靶向肿瘤细胞信号通路(如 VEGF 抑制剂)、免疫治疗(如 PD - 1 抑制剂)等也在尝试用于 KS 治疗,但仍面临一些挑战,如缺乏随机临床试验证据和最佳治疗顺序不明确等。
  • 淋巴瘤:对于 EBV 相关淋巴瘤,目前常规抗病毒治疗不推荐,病毒清除对 HCV 或 HIV 相关淋巴瘤意义重大。针对淋巴瘤的治疗包括靶向治疗(如 CD30 抑制剂、HDAC 抑制剂等)、免疫治疗(如 EBV - CTL 治疗、PD - 1/PD - L1 抑制剂)和 CAR - T 细胞治疗等,但这些治疗方法存在病毒再激活、制造周期长和成本高等问题。
  • 成人 T 细胞白血病 / 淋巴瘤(ATLL):ATLL 目前无治愈方法,治疗多采用联合治疗,如干扰素 - α(IFN - α)和齐多夫定(AZT)联合治疗。同时,治疗性疫苗和基因编辑技术等新治疗方法也在研究中,有望为 ATLL 治疗带来新希望。

结论和展望


自 1964 年发现 EBV 以来,人们对致癌病毒的认识不断加深。致癌病毒在癌症发展中的作用复杂多样,不同病毒的致癌机制存在差异。靶向病毒治疗为病毒相关肿瘤治疗带来希望,但也面临诸多挑战,如病毒的高变异性、潜伏感染状态和肿瘤的免疫逃逸机制等。未来,开发治疗性疫苗、优化抗病毒治疗和新兴抗癌治疗方法,以及加强公共卫生教育和疫苗接种,将有助于降低病毒相关癌症的发病率,克服治疗挑战。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号