人乳头状瘤病毒HPV疫苗的

2021年1月27日发(作者：霍适)

人乳头状瘤病毒（
HPV
）疫苗的

最新研究进展


王小兵






张伟



中国协和医科大学

中国医学科学院

肿瘤研究所生物检测中心


摘要
：人乳头状瘤病毒（
HPV
，
human papilloma virus
）感染是宫颈癌的主要病
因。
清除
HPV
感染和阻断由< br>HPV
感染所引发的宫颈癌前病变的进展尚缺乏理想的
方法。目前，国际上已有
20
多种
HPV
相关疫苗已进入动物和临床试验阶段，主
要分为预防性疫苗和 治疗性疫苗，
主要制剂形式是蛋白质、
核酸。
动物实验和临
床试验结果显示< br>HPV
疫苗将在预防
HPV
感染及治疗由感染所引起的相关疾病方面
将 有重要作用。

关键词
：

人乳头状病毒

疫苗

进展

中图分类号
：
R730.7












文献标识码
A









人乳头状病毒是一种无包膜的
DNA< br>病毒，
目前已发现
100
多型别，
主要感
染生殖道粘膜和口腔 、
咽部上皮粘膜细胞等，
是宫颈癌的主要病因，
在我国妇女
宫颈癌组织中HPV
感染率大于
95%
，
其中高危型
HPV
如
16
、
18
型占
90%
以上，
世
界范围内每年有
40
万新发宫颈癌病例，
20
万人死于该病
[1]
。
HPV
感染与宫颈上
皮不典型增生及粘膜生殖道尖锐湿疣发病关系密切。
因此，研制
HPV
疫苗来预防
HPV
感染和治疗
HPV
感染引 起的相关疾病对于保护广大妇女身体健康具有重要价
值。

一
. HPV
疫苗的分型

1
．
HPV
疫苗可分为预防性和治疗性两种类型




1.1
HPV
预防性疫苗
:
可阻断
HPV
感染皮肤和粘膜，
一般由病毒衣壳蛋白
L1
或
L1+L2
组成，在细胞内可自我组装成空心病 毒样颗粒（
VLPs
）
[2]
，它具有与
完整病毒相同的抗原空间表 位，可激发机体的
CD4+
淋巴细胞介导的体液免疫反
应，
刺激机体产生保护 性中和抗体。
预防型疫苗种类较少，
主要以
HPV
病毒的结
构蛋白质 形式存在。



1.2 HPV
治疗性疫苗
：可清除由< br>HPV
感染所引起的肿瘤残存病灶、宫颈不典
型增生
（
CIN
）
及生殖器尖锐湿疣，
阻断低危型病变向高危型及癌症的转变过程。
主要分为蛋白质疫 苗和基因疫苗。
HPV
引发上皮细胞的转化并最终导致癌变主要
由于
HPV< br>转化基因
E6
、
E7
造成，
E6
可诱发
P5 3
的降解，
E7
可抑制
Rb
的抑癌功
能。实验证实在宫颈上 皮细胞发生癌变的整个过程中必须有
E6
、
E7
基因的持续
表达,
故
E6
、
E7
已成为
HPV
治疗性疫苗研究 焦点。
另外，
由于
HPV
基因组已整合
于基底层细胞染色体中，病毒 复制需要
E1
、
E2
的表达，因此国际上有用
E1
、
E2
来设计治疗性疫苗的研究报道。





1.2.1
HPV
治疗性蛋白疫苗
：
该疫苗的抗原部分一般采用< br>E6
或
（和）
E7
，
E7
免疫原性优于
E6
，
E6/E7
融合后可提高免疫效果，在使用或不使用佐剂的情
况下均可产生 细胞免疫反应。由于
E6
、
E7
蛋白本身的免疫原性较弱以及具有潜
在的致癌性，
而且野生型的
E6
、
E7
不易被降解，
不利于 抗原的递呈，
因此
HPVE6
、
E7
疫苗多经修改或融合其它蛋白以 提高其免疫效果。蛋白质疫苗又分为多肽疫
苗，融合蛋白疫苗，嵌合疫苗等。





多肽疫苗：
E6
、
E7
与人
HLA
型相配的多肽片段，使用佐剂诱导机体产生
CTL
反应来治疗
HPV
感染。如
E7
肽段疫苗。




嵌合蛋白疫苗：
HPV
晚期蛋白
L1
和
L2
的末端与早 期蛋白相融合，以激
发对早期蛋白的免疫。如
L1-E7
、
L2E7 (TA-GW)
、
L2E7E6 (TA-CIN)
等。





融合蛋白疫苗：由
HPV
早期蛋白相互融合或早期蛋 白融合有其它蛋白，
能更好的激发对机体免疫系统的免疫功能。如
E6/E7
、
HSP/E7
融合蛋白等。





1.2.2 HPV
治疗性基因疫苗
：基因疫苗可分为
DNA
和RNA
两种。采用基
因载体携带
E6
或
E7
基因进入抗 原呈递细胞，
并持续表达抗原蛋白分子，
免疫系
统识别抗原后被激活清除感染
HPV
的细胞。





基因疫苗可持续表达抗 原，并易于构建和改造，易于制成多价疫苗，不
需要佐剂，
热稳定性好，
成本低廉等，
但同时存在免疫效果弱和重组复活等安全
性问题。





1.2.2.1 DNA
疫苗：采用病毒载体或其他载体携带
HPV早期基因，如
重组有
E7
的牛痘病毒疫苗、腺病毒疫苗、腺相关病毒疫苗，一些疫 苗还混合有
APC
的表面受体的相应配体、化学激活剂等，还有学者将
DNA
疫苗中融合有可引
导抗原至细胞内降解的序列、致细胞死亡的序列等。
DNA
疫苗的主 要问题为
HPV
基因整合后具有潜在危险，
而且不具有内在的扩增能力，
以及 不能在体内扩散而
影响其效用的发挥。





1.2.2.2 RNA
疫苗：具有
RNA
复制子可自我复制
[3]
。采用
α
病毒
SINrep5
作为复制子，融合有早期基因片段和其他基因片 段，如单纯疱疹病毒外
壳蛋白基因（
VP22
）、结核杆菌热休克蛋白基因（
HSP70
）和定位到内体、溶酶
体的信号蛋白基因（
LAMP-1
）。RNA
疫苗常采用肌肉注射，疫苗
RNA
可在肌肉细
胞中大量复制导致细 胞裂解，
大量的
RNA
被
APC
获得，
或在肌肉细胞中翻译 成蛋
白后分泌到细胞外被
APC
获得，
通过
MHC
Ⅰ
途径激发抗
HPV
早期蛋白的细胞免疫。
另外，
RNA
疫苗还能激 活
NK
细胞，
增强免疫激活功能。
RNA
疫苗不整合入基因组，并且不含有病毒结构基因，
不能形成有活性的病毒，
且被感染的细胞将发生调亡，
故无致癌潜能，
有利于人体的应用。
其缺限为在注射部位有逐渐增强的坏死和炎
症反应 ，
并且活化的
NK
细胞和抗原特异性的
T
淋巴细胞可能会产生的自体 免疫，
最终损伤组织和器官。

二
. HPV
疫苗的临床试验结果





目前，已有 二十多种疫苗处于动物实验和临床研究中。
HPV
疫苗的临床
试验报道为数不多，此类 研究主要集中在发达国家。



1.
预防性疫苗

有报道英国使用昆虫表达体系表达重组的
HPV16 L1 VLPs
，
分别 在两种剂量下，
使用或不用佐剂，
多次肌肉注射，
经人体试验证实可激发机
体 产生抗原特异性的
IgG
抗体，
最常见的副作用是注射区的疼痛感，
但大多数 受
试者的疼痛温和而短暂，
说明
VLPs
疫苗在安全性和有效性方面取得了进 展。
VLPs
作为预防性疫苗在美国和拉丁美洲已开展临床
Ⅲ
期实验，
但是由于
HPV
感染到患
病的周期较长，实验获得的数据有限，计划在亚洲进行相应 的
Ⅳ
期实验
[4]
。专
家预测
5
年内该产品可上市 ，可能为
VLPs
四价疫苗。





另外，
HPV6
型预防型疫苗
VLPs
在一项针对尖锐湿疣的临床试验中证实
能起到一定的治疗作用
[5]
。





此外，也有部分预防型疫苗采用
DNA
疫苗，如
Merck
公司的痘 病毒载体
融合
L1
基因片段
[6]
。



2.
治疗性疫苗

治疗性疫苗较预防性疫苗种类要多，
蛋白质型和 基因型在临
床试验中都获得了一定的治疗效果。





2.1
肽段疫苗

肽段疫苗最主要的代表为
E7
肽段疫苗， 采用
HLA-A0201
结合肽，主要是
E7
蛋白第
11-20和
86-93
个氨基酸两段分子肽段，动物实验证
明其能引发细胞毒性
T
淋巴细胞免疫反应（
CTL
），在一项针对宫颈和外阴重度
不典型增生的Ⅰ
期临床实验中
[7]
，
18
名受试者中有
3
名不典型增生消失，在可
评价的
16
人中有
10
人检测到针对抗原的
CTL
发应，宫颈刮片有
12
人没有检测
到
HPV
DNA
。另外，在芬兰曾进行
Ⅰ
、
Ⅱ
期临床试验治疗一些用常规方 法无效的
晚期宫颈癌患者，结果在
19
名治疗对象中没有发现严重的副作用，其中一名 患
者病情得以稳定，
2
名患者肿瘤得以抑制
[8]
。





临床试验证实多肽疫苗对癌前病变及宫颈癌有一定的治疗效 果。多肽疫
苗具有易于生产、
价廉等优点，
但多肽疫苗抗原性弱，
一般采用结 合佐剂的方法，
但佐剂是临床副作用的一个重要原因，
且目前被
FDA
批准的 唯一佐剂是
Al(OH)3
，
该佐剂能促进体液免疫，
但对治疗起重要作用的 细胞免疫无促进作用。
多肽疫苗
的另一个问题是需要符合特定的
HLA
型，给 应用带来一定局限性。





2.2
嵌合蛋白

嵌合蛋白的研究是目前治疗型疫苗的另一重要方面，
文献
报道主要有
L1-E7
、
L2E7 (TA-GW)
、
L2E7E6 (TA-CIN)
三种。其中
L1-E7
疫苗有
多家公司研制，有多种存在形 式，如
MediGene
的
L1-E7
采用
L1
融合了E7 N
端
60
个氨基酸的形式，动物实验表明能很好的激发针对
L1< br>的体液免疫和
E7
的细
胞免疫，
2000
年进入
Ⅰ< br>/
Ⅱ
临床试验阶段，受试者为
HPV16
阳性的
CIN
患者，临
床结果尚未公布；
L2E7[9]
为
HPV6
型
L2
羧基端缺失部分片段并结合完整
E7
片段，
是
Cantab公司产品，主要用于治疗尖锐湿疣，
1996
年已完成
Ⅱ
a
期临 床，实验
对象为由
16
名复发和
11
新发的尖锐湿疣病例组成，结果
6
名完全清除，另
15
患者继续接受治疗，有
13
名完全清 除，并且都没有复发，临床实验后研究方向
主要集中在佐剂的选择之中，
但至今没有文献报导；
L2E7E6[10]
是由
HPV16
型早
期蛋白和晚期蛋白组成，
用于治疗宫颈癌，
动物实验显示其能有效的抑制肿瘤的
形成，且接种
L2E7 E6
后结合
TA-HPV
疫苗能取得更好的效果。在一项针对
40
例
健康个体的临床
Ⅰ
期试验中显示其具有激发细胞免疫的功能，
目前一项针对女 性
外阴高度不典型增生的临床
Ⅱ
期试验正在验证此疫苗与
DNA
疫苗
TA-HPV
的联合
免疫效果。
嵌合蛋白既可刺激机体产生体液免疫，
起到预防作用，
也能激发细胞
免疫，起治疗作用，但是对于感染者来说，血清中经常存在抗晚 期蛋白的抗体，
这些抗体对嵌合蛋白的治疗可能具有抑制作用。





2.3
融合蛋白

融合蛋白
E6/E7的研究国内外进行较早，
但治疗效果不理
想并且表达水平较低，
随着新的免疫佐剂 或增强剂的出现，
目前国内已有人研究
E6/E7
融合蛋白，且对其进行改造，消除早 期蛋白的潜在致癌潜能，并实现高表
达。动物实验结果理想，尚未进入临床阶段。