HPV相关口咽癌诊疗进展
2023-11-20 来源:中国口腔颌面外科杂志
关键词: HPV 口咽癌 口腔科

作者:吴亚平,高嘉敏,孙树洋,上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔颌面-头颈肿瘤科

 

头颈部鳞状细胞癌(head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC)是头颈部最常见的恶性上皮性肿瘤(约占90%),具有侵袭浸润性强、颈淋巴结转移率高等特点,严重危害人体健康。除吸烟、饮酒、咀嚼槟榔外,人乳头状瘤病毒(human papillomavirus,HPV)感染已成为非吸烟及年轻人群罹患HNSCC的重要危险因素,2007年国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer,IARC)正式将HPV16感染列为HNSCC主要致病因素之一。

 

2017年发布的第8版美国癌症联合委员会(American Joint Committee on Cancer,AJCC)头颈肿瘤TNM分期和第4版世界卫生组织(World Health Organization,WHO)头颈肿瘤分类中,口咽癌均被列为独立的病种。口咽鳞癌(oropharyngeal squamous cell carcinoma,OPSCC)是指累及舌根、咽侧壁、扁桃体和软腭等部位的鳞状细胞癌,并依据其是否伴HPV感染而分为HPV相关性口咽癌和HPV非相关性口咽癌。本文对近期HPV相关口咽癌的诊断和治疗进展进行综述。

 

1.HPV及其所致疾病

 

目前已经发现200余种亚型的HPV病毒,分布在皮肤和黏膜。按其致瘤能力强弱分为高危型和低危型,高危型HPV(16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58和59)具有致癌风险。高危型HPV是具有8kb基因组的小型双链环状DNA病毒,其在HPV相关口咽癌中可整合到人基因组位点上。HPV病毒按其功能可分为3个主要区域:①上游调控区;②早期表达基因编码区;③晚期表达基因编码区。高危型HPV中,E6和E7两种病毒蛋白持续表达是病毒诱导癌变的特征之一,贯穿于肿瘤发生始终。

 

E6蛋白与泛素连接酶结合后再与p53蛋白结合,降解p53蛋白而使细胞失去对凋亡、DNA修复的调控作用。E7蛋白竞争结合pRb,在泛素化连接酶介导下,使pRB蛋白功能失活,释放E2F1,激活细胞周期。同时,E7蛋白干扰pRb-E2F1通路,诱导p16在细胞内通过负反馈回路过度表达和积累。

 

大部分HPV亚型感染并没有明显症状,仅部分亚型,如HPV6和11型可引起生殖器疣、湿疣和喉乳头瘤等。而高危型HPV亚型,例如HPV16和18型则与几乎所有宫颈癌以及大部分外阴癌阴茎癌和口咽癌相关。据统计,在HPV相关口咽癌中,HPV16是最主要的致病亚型(约80%),其次为HPV18、31、33和52型等。

 

2.HPV相关口咽癌的流行病学特征

 

目前因吸烟等导致的口咽癌患者数量正逐年减少,但因HPV感染所致口咽癌的患者数则有增高趋势。2010年Chaturvedi等研究发现,2000—2004年间美国口咽癌患者HPV感染率较1984—1989年间增长约4.4倍(71.7%∶16.3%)。据推算,到2020年,每年新增HPV相关口咽癌患者数将超过宫颈癌。随后在2016年的一项汇集全球29个国家头颈癌患者的研究中,研究者在1090例口咽癌患者中共检出271例HPV阳性患者(感染率24.9%)。

 

在时间分布上,感染率亦呈逐年递增趋势。地理分布上,Castellsagué等发现,HPV阳性检出率在南美地区最高(53.6%),而在南欧地区最低(9.4%),东亚地区为22.4%。据Liu等调查,2008—2012年间,中国新增口咽癌患者20618例,占所有新增癌症病例的1.6%,发病率位居第20位。

 

在来自中国北部地区(北京协和医院)、中部地区(上海第九人民医院)和南部地区(香港特区)的研究报道中,HPV感染率分别为16.7%、18.29%和20.77%。不同部位的口咽癌HPV感染率也存在差异,Xu等发现,扁桃体癌患者HPV阳性率高达65.1%。

 

尽管目前我国HPV相关口咽癌患者数量较低,但随着近年来群众生活方式的转变,中国癌症发病图谱正向西方发达国家过渡,HPV相关口咽癌负担可能将继续增加。

 

3.HPV相关口咽癌检测

 

自1982年Syrjonen等首次发现喉鳞状细胞癌中存在HPV感染以来,人们对口咽癌中HPV感染检测逐步重视。目前临床上对于口咽癌样本HPV的检测,主要通过p16染色、HPVDNA原位杂交(insitu hybridization,ISH)和PCR等手段。尽管免疫组织化学检测p16蛋白过表达(大于70%肿瘤细胞胞质和胞核中染色强阳性)较常用,但约有5%~10%的阳性误诊率。

 

HPVDNA检测的敏感性相对p16检测较高,但仅检测HPVDNA并不能代表HPV病毒的生物活性。因此以RT-PCR等手段检测HPVE6和E7mRNA表达,被认为是目前HPV检测的金标准。最新版中华口腔医学会口咽癌病理诊断规范中,病理专家推荐对口咽黏膜鳞状细胞癌常规开展p16蛋白免疫组织化学检测(Ⅰ级推荐)。此外,也可行HPVDNA或RNA检测(Ⅱ级推荐)。

 

利用血清、唾液、口咽脱落细胞及细针穿刺样本等检测口咽癌HPV感染的技术近些年虽然也取得一定发展,但因其敏感性差别较大,尚未作为常规临床检测手段。

 

4.HPV相关口咽癌分子生物学特征和预后

 

研究表明,高危型HPV中的E6、E7蛋白分别通过降解p53和Rb这两个重要的肿瘤抑制蛋白而促进肿瘤的发生和进展。具体来说,当p53和Rb蛋白失活后,会引起DNA损伤修复进程中细胞周期检查点激活和DNA无限复制,进而引起基因组不稳定性和抗细胞凋亡现象的出现。而HPV相关口咽癌癌变进程中,除E6和E7持续表达外,宿主体细胞突变的出现亦是必不可少的因素之一。

 

随着高通量测序技术的发展,近年来众多研究结果表明,HPV相关口咽癌患者中最常见的遗传变异为PIK3CA突变或扩增达56%,而TP53突变率仅为3%左右。有意思的是,在重度吸烟的HPV相关口咽癌患者中,可以观察到TP53突变以及KRAS突变,而其预后一般也较差。

 

研究者亦发现,伴NOTCH1突变的HPV阳性口咽癌患者,总体生存时间较其他NOTCH1非突变患者为短。HPV相关口咽癌内存在显著的异质性,根据其基因表型差异,可分为角化型(HPV-KRT)和免疫型(HPV-IMU)。基因组层面上,HPV-KRT型比HPV-IMU型病毒基因组整合度更高,HPV-IMU型中染色体16q缺失及HPV-KRT型中染色体3q和PIK3CA突变较多。

 

研究表明,HPV病毒基因整合型口咽癌患者预后及抗肿瘤免疫反应均更差。在临床预后方面,HPV阳性口咽癌患者一般预后较好。2008年的研究发现,ECOG-2399临床试验中的96例患者在接受相同诱导化疗及放疗方案后,HPV阳性患者2年生存率显著高于HPV阴性者(95%∶62%)。

 

随后RTOG-0129和TROG-02.02试验也得出了相似结论。但需要注意的是,Gillison等分析结果显示,有吸烟史的HPV口咽癌患者,疾病复发率增加且总体预后不佳。

 

5.HPV相关口咽癌治疗进展

 

5.1HPV疫苗治疗

 

目前已有充分证据表明,HPV疫苗对预防宫颈癌发生效果显著。HPV疫苗能否预防HPV口咽癌,一直是关注的焦点。Chaturvedi等发现,在2627名18~33岁美国成年人中,HPV疫苗接种者口腔HPV病毒感染几率较未接种者下降88.2%(0.11%∶1.61%);Mehanna等在英国开展的调查研究,也得出类似结论。但由于口咽癌癌前病损难以发现和临床试验监管政策的限制,目前尚无HPV疫苗可直接预防口咽癌发生的循证医学证据。

 

5.2减量策略治疗HPV相关口咽癌

 

尽管现阶段HPV相关口咽癌治疗方案取得了良好疗效,但常规放化疗常伴毒性反应,影响患者治疗进度和术后生存质量。如何在保证患者疗效的同时减少患者毒性反应,成为目前HPV相关口咽癌治疗中的一大热点,对HPV相关口咽癌的减量治疗策略(de-intensification strategy)研究主要集中在以下几个方面。

 

5.2.1经口机器人手术治疗

 

一项传统的口咽癌患者预后回顾性研究发现,HPV阳性患者5年总体生存率为79%,而阴性患者仅为46%。在5年疾病复发率上,HPV阳性患者也显著更低(21%∶53%)。尽管传统术式中HPV阳性患者预后尚好,但手术常受限于口咽部特殊的解剖位置,视野较差。特别是对于舌根部来源的肿瘤,术中常需结合下颌骨正中骨劈开术,实现肿瘤的完全切除,手术所致的吞咽及语音方面的损伤较大。

 

近年来,随着保存性功能外科(conservative functional surgery)和机器人辅助外科(robot-assisted surgery)理念的普及,经口机器人手术(transoral robotic surgery,TROS)已广泛用于口咽癌的治疗。2020年发表的一项多中心回顾性、观察性研究纳入9745例早期口咽癌患者,其中2694例患者接受经口机器人手术。

 

研究发现,经口手术患者比非经口手术患者切缘阳性率更低(12.5%∶20.3%),5年总体生存率更佳(84.8%∶80.3%)。值得注意的是,在4071例HPV感染状态明确的患者中,经口机器人手术后的患者术后风险更小,总体预后较好(HR=0.74;95%CI,0.61~0.90;P=0.002)。该研究结果表明,经口机器人手术的HPV阳性口咽癌患者预后不仅比接受TROS的HPV阴性患者好,同时也比接受传统口咽癌切除术式的患者预后更佳。多项类似研究也证实,TROS可为早期口咽癌患者带来更佳的生存获益。基于以上结果,在未来早期口咽癌患者外科治疗中,可能越来越多地采用TROS术式。

 

5.2.2降低化疗强度

 

前瞻性临床试验结果表明,晚期口咽癌患者在接受2个周期的诱导化疗(紫杉醇卡铂)和标准剂量放疗联合紫杉醇治疗后,HPV阳性比阴性患者对治疗方案更为敏感(响应率84%∶57%),并且相应的2年总体生存率更高(95%∶62%)。

 

研究结果表明,在晚期/复发头颈癌治疗中,以铂类、紫杉醇等化疗药物方案虽疗效较好但同时也伴随着较大的毒副作用,因此FDA批准的EGFR单抗(西妥昔)方案逐渐进入临床。2006年Bonner等开展的临床试验结果表明,晚期头颈鳞癌患者放疗后联合西妥昔化疗,可显著提升患者术后生存率,且放疗联合西妥昔化疗对口咽癌患者疗效最佳,提示西妥昔化疗方案在HPV+口咽癌治疗中可以作为铂类替代药物。

 

然而,2019年公布的2项几乎同时进行的临床试验RTOG-1016和De-SCALaTEHPV结果中,西妥昔组与顺铂组相比药物急慢性毒性反应相似,但西妥昔组患者易复发且总体生存率更低;甚至早期HPV相关口咽癌患者中,西妥昔组总体预后也较差。以上临床试验结果提示,HPV相关口咽癌治疗过程中,尚不能用西妥昔代替顺铂方案。

 

5.2.3降低放疗强度

 

体内外实验和临床试验均显示,HPV阳性口咽癌患者对放疗更敏感,因此也在积极开展降低放疗强度相关的临床试验。在一项加州大学领导的临床试验中,研究者对44例局部晚期HPV口咽癌患者进行化疗联合减量放疗。当患者对诱导化疗出现完全或部分缓解时给予54Gy剂量的放疗,当患者诱导化疗低于部分缓解的疗效时则给予60Gy的放疗剂量。结果显示,同期放化疗中,放疗剂量减少15%~20%时,仍可以维持较高的无进展生存期(2年无进展生存期为92%)和更小的药物毒性反应。其他临床试验也得出了相似结论。

 

更有研究者在患者接受化疗时将放疗剂量降低至30~36Gy,而后期随访结果表明,这些患者疾病控制及预后未受影响,并且接受减量治疗的患者毒性反应更小。但受限于现有研究结果均通过Ⅱ期单臂试验得出,放疗减量治疗是否可以成为HPV相关口咽癌患者治疗的常规手段,仍需后期开展循证医学证据更高的临床试验予以验证。

 

5.3靶向疗法治疗HPV相关口咽癌

 

5.3.1靶向PI3K/AKT/mTOR通路治疗HPV相关口咽癌

 

如前文所述,PIK3CA是HPV阳性口咽癌基因组变异频率最高的基因,其激活突变或扩增率可达56%,造成HPV相关口咽癌中PI3K/AKT/mTOR信号通路的过度激活。因此,PI3K通路是HPV相关口咽癌重要的治疗靶点。PX-866是一种泛PI3K口服抑制剂,其在HPV阳性和阴性头颈鳞癌临床前模型中展示出良好的抗肿瘤效果。然而,在一项83例晚期/复发头颈鳞癌患者参与的Ⅱ期临床试验中,可检测HPV状态患者中57%为HPV阳性。

 

试验结果发现,PX-866+西妥昔治疗组与西妥昔单药治疗组相比,患者无进展生存率、客观缓解率及总体生存率均未得到明显改善。相似的临床研究表明,PX-866与多西他赛联用后,患者生存率亦无明显提高。2项试验均显示,药物联合组患者出现的药物不良反应增多,提示泛PI3K抑制剂存在较强的毒副作用。

 

近年来,研究者们更加关注特异性PI3K抑制剂,如Brand等发现,HPV相关口咽癌在体内外实验中对PI3Kα抑制剂BYL719存在耐受。进一步研究发现,BYL719作用于HPV阳性口咽癌细胞后,会激活HER3/AKT通路而增加E6/E7表达,导致HPV+口咽癌细胞对PI3Kα抑制剂耐受。而在近期公布的一项晚期口咽癌患者I期临床试验中,也证实BYL719联合西妥昔和放疗,患者疗效良好。

 

目前2项临床试验(NCT03601507、NCT02145312)正在评估BYL719的单药疗效。2016年《Nature》杂志上同期发表的2篇研究论文揭示了PI3Kγ在肿瘤微环境中的重要作用,2项研究从不同角度证明PI3Kγ可调控M2型巨噬细胞发挥免疫抑制作用。PI3K与AKT/mTOR所组成的通路在头颈鳞癌中上调超过90%,并与放疗和化疗药物抵抗相关。因此,除靶向抑制PI3K外,针对AKT和mTOR靶点抑制剂的探索也在进行中。AKT抑制剂MK-2206在HNSCC体外细胞实验及临床前研究模型中显示出良好的治疗效果,并且其与顺铂有协同疗效。

 

在一项针对复发或转移头颈癌患者的Ⅱ期临床试验(NCT01349933)中,21例受试者在接受MK-2206药物治疗后,1例患者为部分缓解、11例患者为病情稳定,而患者中位无进展生存时间为3.5个月、中位总体生存时间为10个月。目前获批FDA适应证最多的mTOR通路抑制剂是Everolimus(RAD001),其在HNSCC临床前模型中展现出良好治疗效果,Everolimus联合卡铂和紫杉醇更是获得了78.9%的客观缓解率。目前仍有多种mTOR抑制剂在头颈鳞癌患者中进行临床试验,其对HPV相关口咽癌的疗效有待进一步证实。

 

5.3.2靶向HPVE6/E7治疗HPV相关口咽癌

 

病毒蛋白E6和E7是导致HPV相关肿瘤进展的驱动因素,多位学者报道经RNAi抑制E6和E7后,会减缓HPV相关肿瘤生长并诱导肿瘤细胞凋亡,增强化疗敏感性。基于上述研究结果,Xu等将HeLa细胞膜包裹到共负载siE7/紫杉醇的PLGA纳米颗粒上,对宫颈癌产生了很好的治疗效果。

 

除RNAi外,HPVE6和E7单抗对宫颈癌也有很好的抑制作用。近年来类抗体支架蛋白类药物Affibodies、单链抗体和纳米抗体等技术的发展,使得人们可以获得分子量更小、透膜性更好的HPV相关单抗。例如,利用Affibodies技术制备的HPV16E7特异性亲和体携带细菌毒素的重组蛋白(ZHPV16E7affitoxin)在宫颈癌小鼠模型中显著减缓肿瘤生长。针对HPV16E7的单链抗体和纳米抗体等,也在体内外试验中显现出相似的抗癌效果。

 

5.3.3靶向WEE1治疗HPV相关口咽癌

 

酪氨酸激酶WEE1是G2-M细胞周期检查点的关键组成部分,可防止有DNA损伤的细胞进入有丝分裂。多项研究结果显示,在TP53突变的头颈鳞癌细胞中,WEE1对肿瘤细胞至关重要。靶向抑制WEE1,会使头颈鳞癌细胞出现特异性死亡,WEE1与p53间存在合成致死效应。

 

有研究证实,WEE1抑制剂AZD1775与顺铂在HPV相关口咽癌临床前模型中有很好的协同作用。目前WEE1抑制剂已进入临床试验阶段,AZD1775和多西他赛、顺铂联合用于HNSCC的I期临床试验中,患者疾病控制率达90%。有意思的是,试验中4例HPV阳性口咽癌患者对治疗方案均有响应。

 

我们推测,HPV+肿瘤同样对WEE1抑制剂敏感,可能是因为HPV相关口咽癌细胞中p53虽大多为野生型但HPVE6会使p53蛋白失活。虽然目前WEE1i在头颈鳞癌患者中显示出良好的疾病控制率,但是受限于临床试验中患者样本量较小等因素,仍需大量的基础和临床研究进一步证实。

 

5.4免疫疗法治疗HPV相关口咽癌

 

近年来,免疫检查点抑制剂在头颈鳞癌中取得了良好的治疗效果。其中,Pembrolizumab(PD-1单抗)已通过美国FDA和中国NMPA审批,用于治疗复发/转移性头颈鳞癌患者。如前所述,HPV相关口咽癌因其免疫微环境中肿瘤浸润淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocytes,TILs)较多;组织中PD-1、CTLA-4和TIM-3等表达较高,因此理论上肿瘤免疫疗法在HPV阳性口咽癌患者中效果更佳。

 

KEYNOTE-012试验结果中,PD-L1表达阳性的复发或转移头颈鳞癌患者接受Pembrolizumab单药治疗后,HPV阳性患者总体缓解率更高(25%∶14%)。2020年公布的一项临床试验中,HPV阳性头颈癌患者经PD-1单抗联合放化疗治疗后,2年总体生存率高达97.1%,无进展生存期高达92.8%。

 

不仅如此,CheckMate141试验中,经Nivolumab(PD-1单抗)单药治疗后,患者2年总体生存率比常规化疗药物组患者提升近2倍(16.9%∶6.0%)。在HPV阳性患者中,Nivolumab治疗组比常规药物组预后更佳(中位生存期时间9.1∶4.4,HR:0.60,95%CI:0.37~0.97)。但在KEYNOTE-055和KEYNOTE-040试验中,HPV阳性口咽癌患者未显示出更好的缓解率及预后。

 

Cillo等近期借助单细胞测序技术,解析了2种不同致病因素(致癌物和病毒)导致的头颈鳞癌免疫图谱,结果显示在,HPV阴性和阳性头颈鳞癌中,B细胞、髓样细胞和常规CD4+T细胞(Tconv)间存在较大差异,而CD8+T细胞和CD4+调节T细胞(Treg)间无明显差异。这也部分解释了PD-1单抗在HPV阳性与阴性头颈鳞癌患者中总体疗效相似的原因,并为未来开发肿瘤微环境驱动的免疫治疗新策略指明了方向。

 

除上述免疫检查点抑制剂外,已有临床试验评价了T细胞免疫疗法,如TILs、TCR-T(T-cellreceptor,T细胞受体)疗法对HPV相关口咽癌患者的治疗效果。Stevanovic等报道HPV-TILs可用于治疗HPV相关上皮性肿瘤,其中对HPV相关口咽癌患者总体缓解率为20%。

 

多项临床研究结果证实,靶向HPVE6/E7的TCR-T疗法有治疗包括口咽癌在内的多种HPV相关肿瘤进展的效果。尽管TILs和TCR-T疗法对HPV相关口咽癌显现出一定的治疗效果,但目前其治愈率仍较低,研究均为Ⅰ/Ⅱ期试验,纳入患者较少,作为临床常规治疗手段任重道远。

 

6.总结与展望

 

近年来全球头颈鳞癌发病率有下降趋势,但随着生活方式的改变,HPV相关口咽癌发病率却逐年上升。尽管目前已认识到HPV阳性口咽癌患者预后更佳,但临床上对HPV相关或非相关口咽癌患者的治疗并无明显区别。因此,如何对HPV相关口咽癌患者进行适量和更有效的治疗,成为亟需解决的课题。HPV相关口咽癌是一类异质性较高的恶性肿瘤,目前实验研究中常采用的永生化细胞系因长期体外培养,已成为单个克隆来源的肿瘤细胞团体,无法很好反映原代肿瘤的遗传性和生物学特点。

 

人源性肿瘤异种抑制瘤模型(patient derived xenografts,PDX)在维持恶性肿瘤瘤内和瘤间异质性特征的同时,还可以在小鼠体内维持HPV感染状态,是研究HPV相关口咽癌等的理想临床前模型。近年来,在国家重点研发计划支持下,张志愿院士带领孙树洋研究团队,完成了大规模头颈部恶性肿瘤PDX模型及相应PDO/PDC模型平台搭建,建立了反映中国人群特点的HPV相关口咽癌PDX、PDC和PDO模型,为HPV相关口咽癌的进一步研究提供了很好的模型。

 

HPV相关口咽癌一般病灶较为隐匿,通过开发无创HPV感染检测技术,可以实现口咽癌的早发现、早诊断、早治疗。虽然目前尚缺乏HPV疫苗可以直接预防口咽癌发生的循证医学证据,但前期结果使我们有理由相信,接种HPV疫苗对预防口咽癌有益。

 

基于患者对放化疗敏感、预后较好的特点,减量治疗策略如降低放疗、化疗强度等治疗手段在HPV相关口咽癌患者中的运用已初现曙光,后续仍需开展大样本、随机、前瞻性、多中心临床试验,验证最佳减量治疗方案。针对HPV自身靶点的药物因其仅杀伤肿瘤细胞而不损害正常细胞,已显示出良好的抗肿瘤效果。

 

但其在HPV相关口咽癌中研究较少,是后续研究中值得关注的治疗靶点。免疫疗法虽在HPV相关口咽癌治疗中显示出一定疗效,但目前单药治愈率较低,仍需进一步研究。

 

来源:吴亚平,高嘉敏,孙树洋.HPV相关口咽癌诊疗进展[J].中国口腔颌面外科杂志,2022,20(06):599-606.


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