《Journal of Infection and Public Health》：High-Risk Human Papillomavirus Predominance and Genotypic Diversity among Women with Cervical Complaints in Bangladesh
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背景：人乳头瘤病毒（HPV）是孟加拉国宫颈癌（CC）的主要致病因素。本研究调查了孟加拉国宫颈异常女性中HPV的发生率、流行基因型及其系统发育关系，并对一株来自孟加拉国的HPV45毒株进行了全基因组、谱系及突变特征分析。
方法：在孟加拉国一家三级医院采集了102
背景：人乳头瘤病毒（HPV）是孟加拉国宫颈癌（CC）的主要致病因素。本研究调查了孟加拉国宫颈异常女性中HPV的发生率、流行基因型及其系统发育关系，并对一株来自孟加拉国的HPV45毒株进行了全基因组、谱系及突变特征分析。
方法：在孟加拉国一家三级医院采集了102名宫颈异常女性的宫颈拭子。采用基因特异性引物通过PCR扩增检测HPV。在HPV阳性样本中，选择PCR条带强度高的样本进行L1基因部分片段的Sanger测序。代表性HPV45毒株的全基因组测序在Illumina NovaSeq X Plus平台上完成。系统发育分析使用MAFFT、IQ-TREE2和RAxML-NG软件进行。突变、结构及蛋白稳定性分析采用生物信息学和结构建模工具完成。
结果：在102名参与者中检出HPV DNA阳性率为47.1%（48/102）。在基于强PCR条带强度选出的36份测序样本中，21份成功获得序列。测序毒株的基因分型显示高危型HPV基因型占优势（95.45%），其中HPV16（68.18%）和HPV18（13.63%）最为常见。系统发育分析显示基因型特异性聚类，且与全球流行毒株具有密切的遗传亲缘关系。一株HPV45毒株（HPV_MGH-TT01）的完整基因组特征分析显示其基因组长度为7,849 bp，属于A2亚谱系，与全球参考毒株的核苷酸一致性为98.0%–99.9%。研究鉴定出多个氨基酸替换，主要集中于E2蛋白，但结构分析预测仅引起微小的构象改变。
结论：高危型HPV基因型的优势分布以及HPV45的基因组特征分析，凸显了开展大规模基因组监测和扩大分子筛查对于预防孟加拉国宫颈癌的重要性。
论文解读
一、研究背景与意义
人乳头瘤病毒（HPV）感染是全球范围内最常见的性传播病毒感染之一，构成重大公共卫生负担。大多数HPV感染为一过性，可被机体免疫系统自然清除，但持续性感染与宫颈癌（CC）及其癌前病变的发生密切相关。据估计，全球约2.91亿女性感染HPV，其中约三分之一携带与宫颈癌关系最为密切的HPV16和/或HPV18。世界卫生组织（WHO）将14种HPV基因型（HPV16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、66和68）列为与宫颈癌相关的高危型（hrHPV），而低危型（lrHPV）如HPV6、11和43则主要与良性增生性病变相关。在全球范围内，HPV16和HPV18约导致70%的宫颈癌病例。
南亚地区（包括孟加拉国）承担了全球近三分之一的宫颈癌负担。在孟加拉国，宫颈癌是女性第二大常见恶性肿瘤，约占女性癌症总数的12%，2018年新发病例约8,268例，死亡约5,214例。然而，孟加拉国缺乏全面的人群癌症登记系统，且仅有12%的女性了解宫颈癌筛查，早婚等根深蒂固的社会文化习俗进一步加重了该国的宫颈癌负担。尽管孟加拉国已在近600个VIA和临床乳腺检查（CBE）中心实施了全国免费的基于醋酸肉眼观察（VIA）的宫颈筛查项目，但VIA的有效性受限于其特异性不足和对操作者经验的依赖。在此背景下，HPV DNA检测完全符合WHO的建议，即使终身进行一次筛查也能显著降低宫颈癌的发病率和死亡率。然而，孟加拉国HPV筛查实施有限，导致HPV流行率和基因型分布的流行病学数据存在巨大缺口。此外，该国现有研究多局限于HPV基因分型，缺乏对流行HPV毒株的全基因组、进化和结构特征分析。因此，本研究旨在阐明孟加拉国一家三级医院就诊的不同宫颈异常女性中HPV感染频率、流行基因型及其系统发育关系，并对代表性HPV45毒株进行全基因组特征、谱系分析和突变谱分析，以更好地了解孟加拉国HPV的分子流行病学和遗传多样性。
二、主要技术方法
研究人员从孟加拉国达卡国家癌症研究与医院（NICRH）连续收集了2025年7月至12月期间就诊的102名宫颈异常女性的宫颈拭子样本，参与者来自孟加拉国22个地区。研究采用L1基因通用引物MY09/MY11进行PCR扩增检测HPV DNA；对PCR条带强度高的样本进行L1基因部分片段的Sanger测序以确定基因型；对代表性HPV45毒株采用Illumina NovaSeq X Plus平台进行全基因组测序；利用MAFFT、IQ-TREE2和RAxML-NG等工具进行多序列比对和最大似然法（ML）系统发育分析；通过生物信息学工具和结构建模工具（如trRosetta、PyMOL、DynaMut2等）进行突变分析、蛋白理化性质预测、三维结构建模和热稳定性预测。
三、主要研究结果
（一）参与者社会人口学特征与HPV阳性率
102名女性参与者的平均年龄为44.6岁（范围22–70岁）。PCR检测显示48名参与者HPV阳性，阳性率为47.1%（95% CI：37.3%–57.2%）。HPV阳性女性的平均年龄（45.9岁）略高于阴性女性（43.5岁）。多数参与者居住在农村地区（68.6%）、目前已婚（87.3%）、具有学校水平或未接受正式教育（93.1%）、报告单一终身性伴侣（94.1%）。绝大多数参与者（89.2%）不了解HPV在宫颈癌发展中的作用。所有参与者均无HPV疫苗接种史、吸烟或饮酒史。研究队列包含五种宫颈状况：正常宫颈（n=17）、CIN I（n=11）、CIN II/III（n=7）、宫颈癌（n=41）和宫颈炎（n=26）。HPV阳性率在≥60岁女性中最高（61.54%），在30–39岁女性中最低（42.31%）；18岁前首次性行为的女性HPV阳性率（49.3%）高于18岁及以上者（42.4%）。
（二）HPV基因型多样性与进化关系
在48份HPV阳性样本中，21份L1基因序列成功获得，另有一份代表性样本获得全基因组序列。基于22条L1基因序列的基因分型分析显示高危型HPV占绝对优势（95.45%，21/22），其中HPV16占68.18%（15/22）、HPV18占13.63%（3/22）、HPV33占4.55%（1/22）、HPV45占4.55%（1/22）、HPV58占4.55%（1/22），仅鉴定出1例低危型HPV61（4.55%，1/22）。基于L1基因部分序列的系统发育分析证实了所鉴定HPV毒株与对应参考毒株的基因型特异性聚类。所有HPV16毒株与美国、非洲、巴西、中国和泰国报道的毒株具有密切遗传亲缘关系；HPV18毒株与美国、日本和泰国参考毒株紧密聚类；HPV33和HPV45毒株与美国、中国、多哥、卢森堡和南非毒株相关；HPV58与中国、墨西哥和巴西毒株聚类；HPV61与多哥、卢森堡和巴西毒株聚类。属级和种级系统发育分析显示，所有22个毒株均聚类在α乳头瘤病毒属（Alphapapillomavirus）内，其中HPV16、HPV33和HPV58属于Alpha-9物种组，HPV18和HPV45属于Alpha-7物种组，HPV61属于Alpha-3物种组。
（三）HPV45毒株全基因组特征分析
代表性毒株HPV_MGH-TT01的全基因组测序显示基因组长度为7,849 bp，相对于7,858 bp的参考基因组（NC_075269.1）在长控制区（LCR）存在9 bp缺失，GC含量为39.72%。基因组包含8个开放阅读框（ORF）：早期基因E6（477 bp）、E7（321 bp）、E1（1,932 bp）、E2（1,107 bp）、E4（273 bp）和E5（222 bp），以及晚期基因L1（1,611 bp）和L2（1,392 bp）。与27条参考序列的两两比对显示高度基因组保守性，核苷酸一致性范围为98.0%（多哥毒株）至99.9%（美国毒株）。基于全基因组序列的最大似然系统发育分析显示，HPV_MGH-TT01毒株聚类在A谱系中的A2亚谱系内。两两核苷酸差异分析显示，HPV_MGH-TT01与A2亚谱系参考基因组之间的差异最小，而与B1和B2亚谱系的差异较大，符合预期的亚谱系内和亚谱系间变异模式。
（四）HPV45毒株ORF突变谱分析
与NCBI参考毒株（NC_075269.1）相比，HPV_MGH-TT01毒株的8个完整ORF和LCR中鉴定出多个同义和非同义替换。在各病毒蛋白中，E2蛋白变异程度最高，鉴定出7个氨基酸替换（I146M、D153E、S227C、R263L、P271S、N330K和I368M），其次是L2（R222A、L242V、N342D和H365N）、E6（L21T、Q46E和S129N）、E4（P25A、V61L和K79N）、E5（L8V和I72L）、E7（E6A和E82D）和L1（S49N和S383G）。E1蛋白未检测到氨基酸替换。与近期美国报道的参考毒株PV418764.1相比，仅观察到极少的氨基酸变异。
（五）蛋白稳定性与构象分析
理化性质分析显示，HPV_MGH-TT01毒株编码的所有蛋白与参考毒株相比仅存在微小的定量差异。二级和三级结构建模显示其蛋白与对应参考蛋白具有高度构象相似性。E2蛋白的结构分析显示氨基酸替换位于三个主要功能区域：N端反式激活结构域（残基1–207；I146M和D153E）、无序连接区（残基227–251；S227C）和C端DNA结合结构域（残基290–368；N330K和I368M）。E6蛋白在其锌指结构域内表现出序列变异，而E7蛋白在pRb结合N端无序区和C端锌指支架中均存在替换。热力学稳定性预测显示，E4和E5是结构最稳定的蛋白，E5具有最高的预测ΔΔG稳定值（1.02 kcal/mol），而E2被预测为最不稳定的蛋白，总ΔΔG值为?2.04 kcal/mol。
四、讨论与结论
本研究的HPV检出率（47.1%）高于孟加拉国既往基于人群的研究，这可能归因于纳入了具有宫颈异常和癌前病变的女性而非一般筛查人群。HPV16和HPV18的优势分布与全球流行病学报告一致。值得注意的是，41例确诊宫颈癌病例中有15例L1 PCR阴性，7例CIN II/III中仅1例阳性，这可能反映了MY09/11检测的局限性，包括引物不匹配、病毒整合过程中L1基因破坏和DNA降解等导致的假阴性结果。系统发育分析显示孟加拉国HPV16和HPV18毒株与全球不同地理区域的毒株具有密切遗传亲缘关系，表明循环变异株具有高度序列保守性和共同进化祖先。HPV45 A2亚谱系毒株的鉴定以及各蛋白中多个氨基酸替换的发现，特别是E2蛋白的变异，可能影响病毒复制、持续性、免疫逃逸和致癌潜力，但其功能意义需要进一步的实验验证。本研究存在样本量较小、单中心招募、缺乏PCR对照、仅22/48阳性样本完成基因分型等局限性。研究结论强调，高危型HPV基因型的优势分布和HPV45的基因组特征凸显了大规模基因组监测和扩大分子筛查对于预防孟加拉国宫颈癌的重要性。
