宫颈癌(Cervical cancer,CxCa)作为全球女性健康的重大威胁,在癌症发病率和死亡率排行榜上都占据着令人担忧的位置。2022 年,全球新增宫颈癌病例高达 661,021 例,死亡人数近 350,000 ,它还是导致女性癌症相关死亡的主要原因之一。更为严峻的是,宫颈癌与母婴健康问题紧密相连,约 20% 的全球孕产妇孤儿案例都与它有关,这不仅是一个医学问题,更引发了一系列社会和经济难题。
人乳头瘤病毒(Human papillomavirus,HPV),这个看不见的 “健康杀手”,被证实与 99% 以上的宫颈癌病例相关。它在全球范围内广泛传播,是最常见的性传播感染病原体之一。虽然目前市面上已经有多种预防性 HPV 疫苗,如 Cervarix、Gardasil®、Gardasil9 等,自 2006 年首款疫苗问世以来,在一些国家确实有效降低了 HPV 感染率和宫颈癌负担。然而,现实却不容乐观。全球癌症统计数据显示,宫颈癌的发病率和死亡率仍在上升,低收入地区尤为明显。这背后的原因是多方面的,现有疫苗存在着诸多局限性,如型别覆盖有限,无法对所有高危型 HPV 提供保护;冷链储存要求苛刻,在基础设施薄弱的地区难以保障;价格高昂,使得许多中低收入国家和地区的人群难以企及。这些问题严重阻碍了 HPV 疫苗的广泛应用,也让宫颈癌的防控面临巨大挑战。
为了攻克这些难题,来自伊朗设拉子医科大学(Shiraz University of Medical Sciences)等机构的研究人员开展了深入研究。他们的研究成果发表在《Infectious Agents and Cancer》上,为我们带来了新的希望。
研究人员首先对 HPV 的结构、多样性、生命周期和发病机制进行了全面梳理。HPV 是一种非包膜的二十面体病毒,其基因组编码多种蛋白,在病毒复制和致癌过程中发挥着关键作用。根据 L1 蛋白编码序列,HPV 可分为多个属、种和亚型,其中高危型(HR-HPV)如 HPV-16/18 等与宫颈癌发生密切相关,低危型(LR-HPV)则常引发良性病变,如尖锐湿疣。HPV 感染上皮基底细胞后,若不能及时清除,病毒基因组可能整合到宿主 DNA 中,导致细胞恶性转化,进而发展为宫颈癌。
目前已获批上市的预防性 HPV 疫苗主要基于病毒样颗粒(Virus-like particle,VLP)技术,通过刺激机体产生中和抗体来预防 HPV 感染。以 L1 蛋白为靶点的疫苗,如 Cervarix、Gardasil®、Gardasil9 等,以及中国和印度新获批的 Cecolin、Walrinvax 和 Cervavac 等,在临床试验中都展现出了良好的效果。然而,这些疫苗并非完美无缺。它们存在型别限制,对一些非疫苗型 HPV 的保护效果不佳,且存在交叉保护减弱的问题。同时,疫苗的生产成本较高,冷链运输和储存要求严格,这些因素都限制了疫苗的普及。
面对现有疫苗的不足,研究人员积极探索新型 HPV 疫苗。一方面,他们对 L1 蛋白疫苗进行改进,尝试使用更简单的表达系统,如大肠杆菌,以降低生产成本。多个公司正在研发不同价型的 L1 蛋白疫苗,部分已进入临床试验阶段。另一方面,L2 蛋白疫苗成为研究热点。L2 蛋白在不同 HPV 型别中高度保守,有望提供更广泛的交叉保护。研究人员通过多种策略增强 L2 疫苗的免疫原性,如利用 VLP 平台展示 L2 表位、构建多聚体 L2 肽等。虽然 L2 疫苗的免疫原性目前仍低于 L1-VLP 疫苗,但因其潜在的广泛保护谱,研究仍在持续推进。
除了疫苗本身的研发,研究人员还关注疫苗的给药途径和剂型。传统的肌肉注射方式虽然有效,但在便利性和诱导黏膜免疫方面存在不足。因此,他们探索了经皮、鼻内和口服等给药途径。经皮给药利用皮肤丰富的免疫细胞,可有效诱导免疫反应;鼻内给药能直接刺激黏膜免疫,且重组腺相关病毒(AAV)作为载体在鼻内给药时表现出良好的免疫原性;口服疫苗则具有使用方便、可诱导黏膜免疫等优势,尤其在偏远地区和医疗资源匮乏地区具有广阔应用前景。
此外,研究人员还探讨了扩大疫苗可及性的策略。他们建议将 HPV 疫苗纳入国家儿童免疫计划,与其他疫苗联合接种,并推行性别中立的疫苗接种策略,通过群体免疫来预防 HPV 感染。这些策略的实施将有助于提高疫苗的接种率,进一步降低宫颈癌的发病率。
在研究方法上,研究人员主要运用了重组 DNA 技术来制备疫苗,通过在不同宿主细胞中表达 HPV 蛋白,使其自组装成 VLP。在评估疫苗效果时,采用了动物实验和临床试验两种方式。动物实验用于初步评估疫苗的免疫原性和保护效果,如在小鼠、兔子等动物模型中观察疫苗诱导的抗体反应和对病毒感染的保护作用;临床试验则进一步验证疫苗在人体中的安全性、耐受性和有效性,包括不同年龄段、不同性别的人群,以确保疫苗的实际应用效果。
总体而言,尽管现有预防性 HPV 疫苗在宫颈癌防控中发挥了一定作用,但仍面临诸多挑战。新型疫苗的研发,尤其是基于 L2 蛋白的疫苗,以及对给药途径和剂型的创新,为宫颈癌的预防带来了新的希望。未来,通过持续的研究和创新,有望开发出更有效、更易获取的 HPV 疫苗,为全球女性的健康保驾护航。