·微生物菌群已成為研發宮頸癌藥物的突破口。相關產品「Papilocare」是一種治療HPV和宮頸癌前病變的凝膠,已在歐洲和全球數十個國家上市,可能於2023年底登錄美國市場。
健康的陰道菌群以乳桿菌為主;在這張覆蓋上皮細胞的插圖中,轉移到許多細菌物種的混合體——包括Gardnerella細菌——會導致細菌性陰道病。圖片來源:PNAS
《美國科學院院報》(PNAS)近日刊登文章《Microbiome insights open new avenues to treat HPV》稱,研究病毒與宮頸微生物之間的關係,或可治療宮頸癌。
據《PNAS》報導,事實證明,某些微生物菌群特別擅長對抗HPV(人乳頭瘤病毒),而其他某些菌群(包括與陰道炎相關聯的細菌群落),則會幫助病毒侵入受損的子宮頸上皮細胞。因此,利用發現於子宮頸部的微生物菌群,研究人員正在努力制定針對微生物組的局部治療方案。比如,通過陰道內給藥的方式,防止新的HPV在此處感染滯留,造成持續感染。
宮頸癌是一種常見的女性生殖系統惡性腫瘤,主要發生於宮頸部位,通常是由某些高危型別的HPV病毒引起的。在大多數情況下,這種感染不會引起任何症狀,並可能長期存在於人體內。然而,如果持續感染,這些HPV病毒可能導致宮頸細胞異化,進而形成癌前病變和宮頸癌。
目前市面上的HPV疫苗可以預防多種高危型HPV病毒的感染,降低宮頸癌發生風險,但對已感染的患者,則無計可施。
《PNAS》文章稱,根據美國疾病控制與預防中心(CDC)的報告,目前有4200萬美國人感染了HPV,預計2023年還會有1300萬人被診斷出感染HPV。五分之四的女性都有可能在生命某個時候感染此病毒,雖然90%的感染在2年內會自行消失,但對於剩下10%,醫生也無法治癒,而持續感染引起的細胞變化導致了90%以上的宮頸癌,以及頭頸部、喉嚨等其他身體部位發生癌變。
現在,通過觀察病毒和與其相關的微生物菌群之間的關係,人類看到了治療HPV持續感染的曙光。
尋找合適的菌群
Danielle Sepulveres依然記得她第一次得知自己感染HPV時的恐懼。據《PNAS》文章,當時Sepulveres剛大學畢業,在安靜的工作間裡,她接到了醫生的電話,醫生緩慢且平靜地告訴她:「你的子宮頸抹片檢查出現異常,你可能感染了HPV,在嚴重情況下會導致宮頸癌。」
幾天後,活檢證實Sepulveres有侵襲性HPV和宮頸上皮細胞的癌前變化。接下來的兩年裡,每隔4-6周,她都會去醫院複查感染情況,同時冷凍和切除癌前組織。最終,在2006年,她的病毒檢測呈陰性。自那以後,她每年都要接受一次隨訪檢查,每次檢查都讓她感到緊張。
紐約大學格羅斯曼醫學院(NYU Grossman School of Medicine)生物學家Mykhaylo Usyk解釋說,在放大鏡下觀察,宮頸看起來像一個遙遠的星球。它是圓形光滑的,呈粉紅色,在宮頸中心有一個火山口,它是通向子宮的緊密收縮的門。在這個「遙遠的星球」上,有一個複雜的細菌生態系統,它包括杆狀的乳酸菌屬(Lactobacillus)等物種。健康的陰道菌群以乳酸菌屬為主;而多種細菌混合可能會導致菌群失衡,臨床上稱之為「細菌性陰道病」,或BV(bacterial vaginosis,引起陰道細菌性感染的菌群)的不適症狀。這種「多微生物狀態」也增加了感染某些性傳播疾病的風險,比如HPV。
2020年,Usyk與美國紐約阿爾伯特·愛因斯坦醫學院(Albert Einstein College of Medicine)的科學家Robert D. Burk合作,研究陰道-宮頸菌群的變化如何導致持續的HPV感染。他們使用了哥斯大黎加一項大型隨機HPV疫苗試驗的縱向數據。該試驗包括273名未接種疫苗的HPV感染婦女。Usyk和Burk分析了273名女性的細菌群落,發現她們的微生物組分為四種不同類型:兩種以乳酸菌屬為主,一種以陰道嗜血桿菌(Gardnerella)為主,還有一種特徵是多種細菌物種混合。事實證明,具有陰道嗜血桿菌主導的微生物組的女性,比其他組的女性更有可能出現持續性HPV感染,導致癌前病變。根據2020年的研究,某些BV相關細菌也可能加大持續性HPV感染的風險。
「我們發現,從BV相關的細菌入手,可以看出HPV感染情況。」Usyk說。在後續研究中,Usyk和Burk評估了來自哥斯大黎加試驗,和其他機構的數千名女性的多種婦科拭子。他們發現,在BV細菌樣本中,一種名為「白細胞介素-1β」的炎症信號分子很明顯地升高,且它會召集免疫細胞聚集在感染部位。這表明,BV細菌可能通過引起機體免疫反應,促進HPV感染的持續發展。且癌症通常被認為是一種炎性疾病,最後被證明:那些白細胞介素-1β水平升高的女性,患有持續性HPV感染的風險約為正常人的300倍。「這個結論有助於更深入地理解BV細菌、HPV和癌症之間的關係,並為預防和治療這些疾病提供了新的思路和方向。」《PNAS》文章寫道。
這些研究結果表明,不健康的細菌群落引發的炎症反應,不利於免疫系統抵禦HPV感染。性行為引起的擦傷,或BV細菌引起的炎症可能會損傷上皮細胞並讓HPV進入。Burk解釋說,一旦進入上皮組織,HPV會重新編程細胞,生成傳染顆粒,持續的細胞增殖是導致癌前病變和癌症的原因。如果在富含乳酸桿菌的健康環境中,有益細菌(比如L.crispatus)分泌的乳酸可以破壞病原體,「HPV沒有缺口可以進入其中」,Usyk說。病毒將無法侵入健康的上皮細胞,最終會在幾天或幾周內消失。
不幸的是,並非所有的乳酸菌都如此有益。特別是一種名為L.iners的乳酸菌,它會以某種不太有益的乳酸形式,破壞宮頸上皮和黏液層,並讓病原體進入細胞內。美國德克薩斯大學MD安德森癌症研究中心(The University of Texas MD Anderson Cancer Center)的放射腫瘤學助理教授Lauren E. Colbert說:「總體而言,可能有特定的乳酸菌與HPV相關。」
制定治療方案
那麼,如何將上述理論知識用於實際呢?Colbert說,一種可能的方法是在患有早期HPV感染的女性中,用抗生素消除有害細菌,然後用L.crispatus等陰道益生菌來重新平衡菌群。
目前,相關產品已經在歐洲和全球數十個國家上市,這是一種被叫做「Papilocare」凝膠,由加拿大藥企BioVaxys和西班牙藥企ProCare Health聯合開發,被證明可以治療HPV和宮頸癌前病變。目前該凝膠正在等待美國食品藥品監督管理局(FDA)的批准,可能於2023年晚些時候在美國上市。
該凝膠會在子宮頸上形成一層防禦膜,它可以創造一個微生物菌群環境,同時修復受損的子宮頸上皮屏障。ProCare Health的科學和醫學事務總監Carine Emsellem說,這個想法是通過創造一個有利於健康菌株生長的環境,來「重新平衡陰道中的菌群」。
據ProCare Health官網,在2021年進行的隨機對照試驗評估了Papilocare的療效。共91名HPV陽性女性患者參與了此次試驗。研究發現,經過6個月的凝膠治療後,59.6%的治療患者宮頸塗片檢查正常;而無治療對照組中,結果正常患者僅為41.9%。在高危型HPV患者中,改善尤為明顯,62.5%的患者在經過6個月的Papilocare治療後,HPV病毒檢測呈陰性,而對照組僅為40%。由於該公司正在等待FDA批准,藥企代表們拒絕提供有關研究的進一步細節。
此外,還有很多正在開發的局部療法,因為疫苗存在著可及性和可用性等問題,全球許多人不願或無法接種HPV疫苗,而預防HPV是終身要做的事。Colbert指出,在家可自行使用的凝膠可能比藥片或注射更容易被接受,而在全球範圍內,及早干預治療可能是停止HPV傳播和根除宮頸癌的重要一步。