约5%的人类癌症是由致癌人乳头瘤病毒（HPV）类型的持续感染引起的。HPV感染周期可以在分层上皮中维持长期感染，因为病毒DNA在病变的分裂基底细胞中以低拷贝数染色体外质粒的形式维持，而后代病毒基因组在分化的表层细胞中大量扩增。病毒E1和E2蛋白与细胞复制机制一起启动病毒DNA复制并维持和划分病毒基因组。此外，E5、E6和E7蛋白是逃避宿主免疫反应和产生支持病毒DNA复制的细胞环境所必需的。操纵细胞增殖和分化的一个不幸后果是细胞致癌的风险很高。

1. 介绍

乳头瘤病毒科由多种古老的DNA病毒组成，这些病毒普遍存在于多种宿主物种中，包括哺乳动物、鸟类、爬行动物和鱼类。已经确定了650多种不同的动物和人乳头瘤病毒（HPV）类型，并且440种HPV类型已经共同进化到与人类持续并存。根据L1基因（编码结构性L1衣壳蛋白）中的DNA序列同源性，HPV在系统发育上分为五个属：Alpha、Beta、Gamma、MU和Nu，构成每个属的病毒已经进化到适应宿主内不同的生态位，具体而言，Beta、Gamma、Mu和Nu属内的病毒感染皮肤上皮，而Alpha属内的病毒感染皮肤和粘膜上皮。除了这种独特的组织嗜性外，这些属内的病毒与临床疾病的关联也不同，来自Beta和Gamma属的HPV主要引起无症状感染。粘膜Alpha HPV类型根据其致癌能力进一步分为低危HPV （LR-HPV）或高危HPV（HRHPV）。HR-HPV感染是几乎所有女性宫颈癌病例的病原体，并且还与男性和女性的下生殖道、肛门和口咽癌高度相关。致癌性HR-HPV的肛门生殖器感染非常常见，大多数感染可以通过免疫学控制并在一到两年内清除。HPV介导的癌症的发展与长期持续感染有关；病毒致癌E6和E7蛋白的持续表达会消除细胞周期检查点并抑制免疫检测。因此，受感染的细胞过度增殖和细胞突变积累，导致HPV相关癌症的形成。

在这篇综述中，我们将描述促进致癌HR-HPV持续感染的因素。

2. HPV感染自然史

感染各种HPV类型会引起一系列亚临床和临床表现，范围从无症状感染到皮肤和生殖器上的良性疣或乳头状瘤。虽然许多HPV可以被认为是共生的，并且是健康组织微生物群的一部分，但长期持续感染HR-HPV会增加致癌进展的风险，并可能导致侵袭性癌症。因此，HR-HPV感染是几乎所有女性宫颈癌病例的病原体，并且还与男性和女性的下生殖道、肛门和口咽癌高度相关。尽管在2006年引入了HPV疫苗，但疫苗接种率低和疫苗犹豫不决将导致男性和女性中HPV相关癌症的持续发生。因此，HPV感染在未来仍将是一个重大的健康负担。

单个HPV类型在位于皮肤和粘膜上皮细胞内的角质形成细胞中感染和复制。虽然这些组织表面的鳞状上皮容易受到感染，但感染的结果可能取决于最初感染细胞的固有特性。对于HPV相关的宫颈癌、口咽癌和肛门癌尤其如此。具体而言，对感染和肿瘤发生的易感性增加的细胞位于这些定义的解剖区域的细胞过渡区内。这些位置更容易感染，因为在两种上皮细胞类型的连接处，增殖性基底细胞的可及性增加。最近的研究还支持干细胞在病毒持久性和肿瘤发生中的潜在作用。与转运扩增细胞相比，干细胞感染更可能引起长期感染。

自然HPV感染的持续时间很少超过两年，并且超过90%的可检测感染会在五到七年内得到解决而未被检测到。虽然先天免疫反应通常能够在早期清除意外感染，但已建立的HPV病变消退的倾向取决于强大的细胞介导的反应。因此，无法产生适当的先天性和适应性免疫反应的个体会发生持续性HPV感染。

宫颈HPV感染的通常过程是最初获得、感染持续存在，以及不太常见的肿瘤进展（图1）。在早期阶段，感染会被免疫系统清除，肿瘤可以消退。然而，目前尚不清楚是否所有受感染的个体都发生了血清转化，以及他们是否对同一HPV类型的感染具有抗性。HPV感染的发病率在20岁出头的女性中达到高峰，然后变得无法检测到。然而，少数女性在中年时可检测到新感染，目前尚不清楚这是由于新感染还是潜伏感染重新激活所致。已在兔乳头瘤病毒感染模型中通过实验观察到潜伏期，并且已在人类子宫颈中检测到无声感染的焦点区域。因此，HPV潜伏期可能会增加人群中持续感染的可能性。

3. HPV基因组

所有HR-HPV都具有小型环状双链DNA基因组，大小为7-8 kb，编码两组保守的核心蛋白；病毒DNA复制所需的那些E1和E2，以及病毒体组装所必需的结构蛋白L1和L2。此外，HR-HPV 基因组编码辅助基因E4、E5、E6和E7，这些基因修饰宿主上皮以创造适合病毒复制的环境并促进逃避先天免疫反应。这些基因共同作用是建立持续的HPV感染并支持生产性HPV生命周期。图2显示了一个通用的致癌人类Alpha乳头瘤病毒基因组。

HPV基因组分为三个区域，两个编码病毒蛋白的编码区和一个调节病毒转录和复制的非编码区。病毒基因组的编码区包含7到9个开放阅读框，分为早期和晚期区域；早期区域编码E1、E2、E1^E4、E8^E2、E5、E6和E7蛋白，晚期区域编码L1和L2衣壳蛋白。非编码区，也称为上游调控区（URR），位于早期区域的上游，包含转录所需的多个顺式调控元件，以及复制起点。病毒基因组的转录发生在三个阶段（早期、中期和晚期），并且与宿主上皮分化程序错综复杂。早期病毒基因转录从未分化的基底角质形成细胞中的PE早期启动子开始，并在pAE早期多聚腺苷酸化位点终止。在基底上细胞中，中间转录从PL晚期启动子开始，并在早期多聚腺苷酸化位点终止。这导致DNA扩增所需的E1和E2复制蛋白水平增加。最后，晚期病毒转录从PL晚期启动子开始，并在pAL晚期多聚腺苷酸化位点终止，导致结构L1和L2衣壳蛋白的表达。

4. HPV生命周期概述

HPV生命周期利用分层皮肤和粘膜上皮的宿主分化程序进行生产性感染。图3显示了HPV感染周期和病毒基因表达模式的示意图。要启动感染，HPV病毒颗粒必须首先通过分层上皮中的微磨损或伤口进入下上皮的分裂基底细胞。病毒颗粒附着在基底膜上的硫酸乙酰肝素蛋白聚糖上，然后转移到角质形成细胞上未表征的次级受体，诱导一系列促进病毒进入的构象变化。

HPV颗粒通过内吞作用进入基底角质形成细胞，在此期间L2蛋白插入膜并将病毒隐藏在膜囊泡中。L2随后与细胞质运输因子相关联，以促进HPV运输到反式高尔基体网络，其中含有HPV的囊泡停留在那里，直到进入宿主细胞核。在有丝分裂期间核膜破裂后，囊泡进入细胞核，并通过 L2与浓缩的有丝分裂染色体结合。L2小衣壳蛋白的中心区域促进病毒基因组系链。携带HPV的囊泡保持与宿主染色体相关联，直到有丝分裂完成且核被膜恢复。

核传递后，病毒DNA定位于早幼粒细胞白血病核体（PML-NBs），病毒转录和DNA复制很可能从那里开始。尽管宿主PML-NB在限制大多数DNA病毒的基因表达方面发挥作用，但HPV基因组的有效转录依赖于PML-NB和PML-NB驻留蛋白Sp100的置换。因此，HPV利用PMLNB的某些成分，同时避开其他成分以确保成功感染。

HPV基因组利用病毒DNA复制的三个阶段：初始扩增、维持和营养扩增。在最初的扩增过程中，病毒基因组经过几轮DNA复制以建立少量染色体外基因组，这些基因组将持续存在于下上皮的自我更新基底细胞中。这个受感染的基底细胞池是受感染病变的基础，也是持续感染HPV的储存库。维持复制发生在增殖细胞内，在那里，染色体外病毒基因组与宿主细胞DNA一起复制，并与宿主染色质相连，以确保分裂成子细胞。病毒拷贝数保持恒定，直到细胞开始分化并移向上皮表面，此时发生晚期病毒基因表达和高水平的DNA扩增（图4）。

在角质形成细胞的分化过程中，位于E7基因的晚期启动子被激活，高水平的E1和E2蛋白和晚期基因产物，包括E1^E4、L1和L2被表达。包括L1和L2在内的晚期转录本的表达取决于替代多聚腺苷酸化位点识别和替代剪接机制。最后，病毒基因组被包装，病毒后代从上皮细胞表面脱落成鳞片状。

5. 创造有利于持续病毒复制的环境

所有乳头瘤病毒都已开发出促进分层上皮内病毒基因组复制和维持的策略。HR-HPV使用病毒辅助蛋白E5、E6和E7来适应特定的生态位，建立有利于病毒复制和持续存在的细胞环境，并逃避宿主免疫监视程序，如图5所示。具体来说，这些蛋白质改变细胞环境以促进增殖的基底角质形成细胞内的持久性并支持终末分化的角质形成细胞内的营养复制。E5、E6和E7辅助蛋白还在整个感染周期保护病毒基因组免受宿主先天性和适应性免疫反应的影响。事实上，有人提出促进肿瘤发生的HR-HPV的E6和E7活性最初进化为使免疫逃避所需的细胞途径失活。

5.1. E5、E6和E7蛋白调节细胞增殖和分化

HR-HPV在宿主上皮的自我更新细胞内持续存在的能力依赖于病毒E5、E6和E7蛋白与多种细胞蛋白之间的大量相互作用（图5）。这些相互作用促进了通常会退出细胞周期的细胞的增殖和细胞周期进程。以这种方式操纵宿主细胞环境可确保病毒具有DNA复制所需的必要因素。

E5、E6和E7蛋白通过诱导细胞增殖和延迟分化来改变鳞状上皮的基底和副基底上皮层。此外，E6和E7还驱动上皮层有丝分裂后分化细胞中的细胞周期进程和病毒基因组扩增。E5蛋白通过增强表皮生长因子受体（EGFR）信号传导来增加细胞增殖并抑制角质形成细胞分化。E6和E7蛋白通过灭活宿主p53和成视网膜细胞瘤蛋白（pRb）肿瘤抑制通路来调节细胞周期进入、DNA合成、长期细胞分裂、角质形成细胞分化和凋亡。Rb蛋白家族通过调节E2F转录因子的活性来调节细胞周期的G1-S相变。在HR-HPV感染期间，E7蛋白结合并降解 pRb，导致进入S期和宿主DNA合成。E7表达导致KDM6A和KDM6B组蛋白去甲基化酶的转录激活，从而诱导组蛋白H3K27的整体去甲基化和HPV阳性细胞的表观遗传重编程。H3K27甲基化的整体减少导致肿瘤抑制因子p16^INK4A的表达增加，p16^INK4A是致癌基因诱导衰老的介质，也是HR-HPV感染的生物标志物。然而，HR-HPV E7通过使pRb通路失活来消除致癌基因诱导的衰老。

E7对pRb-E2F通路的废除导致p53的表达增加；这被E6蛋白抵消，E6蛋白通过与E3泛素连接酶E6相关蛋白（E6AP）的相互作用引发泛素介导的p53降解。随着持续的细胞分裂侵蚀端粒并导致细胞衰老，E6蛋白还会转录激活人类端粒酶逆转录酶（hTERT），从而稳定端粒末端并防止复制性衰老。

此外，HR-HPV E6蛋白通过与E6 C端的PDZ结合基序相互作用，结合并降解突触后密度蛋白、椎间盘大肿瘤抑制因子、闭塞带-1结构域蛋白（PDZ）蛋白家族的成员。含有PDZ域的蛋白质调节上皮细胞极性和不对称细胞分裂，这些过程的破坏促进了感染性生命周期。值得注意的是，在角质形成细胞中长期维持病毒基因组需要E6和E7表达。虽然E6-PDZ相互作用对于确保HPV基因组的持久性很重要，但E6介导的p53失活是必不可少的。

5.2. E5、E6和E7蛋白阻碍先天和适应性免疫反应的各个步骤

HPV作为传染性病原体的成功在于病毒逃避宿主免疫反应并建立长期持续感染的能力。HPV本身的感染周期为宿主免疫识别提供了障碍。高水平的病毒基因表达和营养扩增发生在分化的角质形成细胞中，这些细胞最终通过终末分化过程从上皮表面脱落。因此，这些病毒过程对宿主免疫监视是隐藏的。此外，该病毒不会诱导细胞溶解性死亡，也不会刺激炎症和促炎细胞因子的表达。这些细胞因子通常会募集抗原呈递和清除病毒感染细胞所需的免疫效应细胞。总的来说，这些病毒感染策略可以在很长一段时间内使病毒免受宿主先天性和适应性防御的影响。

针对病毒感染的宿主先天免疫防御包括三个基本活动：检测外来病毒核酸、激活各种信号转导途径以及产生促炎和抗病毒细胞因子。HR-HPV已开发出多种策略来逃避宿主免疫监视程序并干扰先天免疫信号通路。具体而言，E5、E6和E7抑制宿主DNA传感器，干扰细胞因子的产生，阻碍信号通路的激活，并调节促炎反应。E7通过与干扰素基因的胞质DNA传感器刺激物（STING）结合并抑制后续I型干扰素（IFN）的下游产生，从而抑制细胞信号级联的第一点。E5、E6和E7蛋白会阻碍I型IFN和促炎信号转导通路，从而阻碍Janus激酶/信号转导和转录激活因子（JAK/STAT）和核因子κB（NF-κB）信号传导。此外，E5蛋白下调角质形成细胞特异性IFN，IFN-K。最后，E6和E7通过减少该复合物成员向病毒感染部位的募集和降低促炎性 IL-1、IL-1B的分泌形式的表达来损害宿主炎性体复合物的形成。这些机制，加上先天免疫反应因子在HPV活性最高的组织中的低表达，有助于HPV作为感染因子的成功。

许多病毒已经进化出机制来避免由载脂蛋白B mRNA编辑酶、催化多肽样3（APOBEC3）突变引起的病毒复制限制。矛盾的是，HR-HPV诱导APOBEC3表达，并且有人提出pRB途径的失活允许内源性逆转录转座子的表达，进而诱导APOBEC3表达。 HPV基因组缺乏APOBEC3靶序列，表明APOBEC3有助于HPV基因组的进化。此外，含有具有APOBEC3突变特征的HPV基因组的持续性宫颈感染更有可能被清除。因此，APOBEC3酶很可能在感染过程中与HPV基因组结合，但尚不清楚HPV是抵消这种反应还是利用它来为自己谋利。

虽然对病毒感染的先天免疫反应缺乏明确的记忆，但第一道防线对于激活足够的适应性免疫反应至关重要。细胞介导的适应性免疫反应的作用是识别抗原呈递细胞（APC）呈递的外来抗原，并破坏和清除病毒感染的细胞。E5、E6和E7蛋白以三种方式干扰了这一点；HPV阻碍表皮APC的募集，降低APC中病毒抗原的摄取，并下调HPV感染的角质形成细胞表面呈递主要组织相容性复合体I（MHC I）分子的抗原表达。这种表面MHC I分子的减少有助于避免细胞毒性T淋巴细胞识别受感染的细胞，从而促进持续感染。HR-HPV为避免这些先天性和适应性反应而采用的多种策略使病毒能够在宿主角质形成细胞内持续存在，并在很长一段时间内不被发现。

6. 乳头瘤病毒基因组复制

6.1. 复制的初始阶段

持续感染成功的核心是HPV通过在感染周期的不同阶段劫持各种细胞过程来复制和维持其基因组的能力。乳头瘤病毒通过微磨损进入复层上皮的基底层，进入细胞核后，E1和E2蛋白被表达，并直接对病毒基因组进行低水平扩增。E1是一种ATP依赖性解旋酶，可结合并解开病毒复制起点。E2是病毒的主要转录调节因子，但在复制过程中也作为解旋酶加载器发挥作用。E1和E2共同与复制起点结合以启动病毒 DNA 合成。最小复制起点由E1结合位点（一组重叠的回文识别序列）组成，两侧是E2结合位点（E2BS）（见图6）。

E1 蛋白具有四个功能域，一个调节核质转运的N端域、一个序列特异性DNA结合域、一个诱导六聚体形成的寡聚化域和C端解旋酶。E2由两个通过灵活铰链连接的保守域组成：N端转录激活域和序列特异性C端DNA结合域（图6A）。E2蛋白以二聚体形式存在，二聚化是通过DNA结合域介导的。非结构化铰链在乳头瘤病毒物种之间是不同的，对于E2转录或复制活动是不必要的，但该区域的翻译后修饰可以调节E2核定位、半衰期、蛋白质-蛋白质相互作用和宿主染色质束缚。

为了启动DNA合成，E1和E2协同结合复制起点；每个蛋白质的DNA结合域与其各自的结合位点相关联，E2的N端域与E1解旋酶域相互作用，形成高亲和力的起源识别复合物。接下来，构象变化将E2从复合体中置换出来，并招募额外的E1蛋白在起点形成两个中间E1三聚体。最后，起源处的DNA被双六聚体E1解旋酶双向解开，并募集细胞蛋白以类似于其他小型环状DNA病毒的模式合成DNA。

6.2. 建立

在最初的HPV DNA扩增之后，病毒基因组必须在宿主细胞核中“建立”为稳定的、低拷贝数的染色体外元件。这些基因组必须逃避先天免疫防御的检测，并与宿主染色质的转录活性区域相关联，以避免被沉默。成功建立很可能是一个罕见的事件，但它以病毒基因组与宿主染色质的有利区域相关联而告终。

6.3. 维护复制

乳头瘤病毒复制的一个标志是基因组作为染色体外质粒在源自宫颈病变的细胞系中或在用HR-HPV基因组永生化的角质形成细胞中复制和维持。病毒基因组在S期复制伴随细胞DNA复制，拷贝数在许多细胞分裂中保持稳定。这种复制模式被认为代表了发生在HPV感染病变的较低分裂细胞中的维持复制。

首先阐明了1型牛乳头瘤病毒（BPV1）的维持复制要求。这表明E1和E2蛋白仅支持含有最小复制起点的质粒的瞬时复制，而长期维持复制还需要来自包含多个E2结合位点的URR的DNA区域。这是E2蛋白在维持复制中具有额外作用的第一个迹象，随后发现E2蛋白和病毒基因组都与有丝分裂染色体相关，从而产生了搭便车模型。在该模型中，E2蛋白与病毒基因组中的结合位点结合，并通过蛋白质-蛋白质与反式激活域的相互作用将基因组束缚在宿主染色体上。因此，基因组以大致相等的数量分配给子细胞。这是一个很有吸引力的策略，类似于伽马疱疹病毒爱泼斯坦巴尔病毒和卡波西肉瘤疱疹病毒所使用的策略，但确切的机制很复杂，还有很多细节需要确定。

在BPV1中，包含在URR增强子区域内的六个E2结合位点形成微染色体维持元件（MME）。除了用于维持复制的最小复制起点之外，还需要此MME，并且可以用六个寡聚化E2BS代替。相比之下，HR-HPV仅包含四个E2BS，其中三个位于复制起点（图6B）。在质粒保留试验中，来自起源的两个HPV18 E2BS足以在分裂细胞中维持非复制质粒，进一步支持E2蛋白在该过程中的作用。在角质形成细胞中，由整个HPV18基因组反式补充的HPV18衍生的复制子只需要最小的复制起点（具有三个E2BS）和来自转录增强子（称为微染色体维持增强子元件（MMEE））的序列。因此，虽然E2系留模型仍然成立，它可能是由病毒E2蛋白和与病毒基因组相关的细胞因子的复合物介导的。最近的研究表明，乳头瘤病毒URR之外的顺式元件也可能对维持复制很重要。例如，CCCTC结合因子（CTCF）位于HPV31晚期区域的结合位点促进分裂细胞中的维持复制。

许多研究试图找到宿主染色体上的束缚复合物的目标区域或目标蛋白质。许多乳头瘤病毒的E2蛋白在宿主染色体上的点状斑点中观察到（例如，来自Beta乳头瘤病毒和Mupa乳头瘤病毒的BPV1、HPV E2蛋白），而来自粘膜Alpha乳头瘤病毒（LR和HR-HPV）的E2蛋白在染色体上很难检测到通过免疫荧光。多种细胞因子可能导致连接复合物，但双溴结构域因子，含溴结构域蛋白4（Brd4），是研究最彻底的候选者。Brd4与所有E2蛋白相互作用以调节病毒转录。与E2复合时，Brd4抑制来自早期启动子的乳头瘤病毒转录，但在缺乏E2的情况下促进早期转录。Brd4还与那些可以在有丝分裂染色体上容易检测到的E2蛋白共定位。然而，Brd4与Alpha乳头瘤病毒的相互作用很弱，很难在有丝分裂染色体上观察到，除非在末期晚期或在特定的固定条件下。此外，具有E2突变的HPV31基因组破坏了E2的N端结构域与Brd4的C端的相互作用，可以持续复制。然而，HPV E2s和Brd4相互作用的决定因素是复杂的，并且Brd4在许多病毒过程中的参与使得很难确定Brd4在HPV系留中的确切作用。提议影响基因组维护的其他候选者包括染色体（SMC）结构蛋白、TopBP1、CTCF和DNA解旋酶ChlR1的结构维护。

对Brd4具有高亲和力的E2蛋白（例如，HPV1 E2）与Brd4共定位为有丝分裂染色体上的点状斑点，这些位点由Brd4-E2 ChIP芯片（染色质免疫沉淀芯片微阵列）定位。这些位点被证明富含与转录活性染色质相关的染色质乙酰化和甲基化，但也具有许多常见脆弱位点的特征。这导致假设E2-Brd4复合物将HPV基因组与易受复制应激影响的宿主染色质区域相关联，并且当病毒基因组切换到依赖于重组的复制模式时，这可能有利于分化细胞中的生产性HPV感染。DNA损伤反应。对染色体外HPV16和HPV31细胞系中病毒和宿主DNA相互作用的原位Hi-C分析进一步证明，HPV基因组与染色质的常染色质、基因丰富的区域相关联。

有几种方法可以将染色体外病毒基因组分配给子细胞，这在伽马疱疹病毒中得到了最好的研究。病毒基因组可以在S期之前与有丝分裂染色体相关联，每个子分子都忠实地分离到与新复制染色体相关的子细胞中。或者，病毒基因组可以在病毒和宿主的DNA复制后随机与宿主染色体相关联，大约相等数量的基因组被分配到子细胞中。在细胞周期的所有阶段，HPV DNA与宿主染色体的关联表明HPV被忠实地划分，但这仍然必须得到正式证明。

一般而言，认为E1和E2蛋白在所有复制模式的复制起点处启动病毒DNA合成，此外，E2促进维持阶段的基因组划分。然而，有证据表明，在维持阶段，E1可能并不总是染色体外复制所必需的。E1 蛋白可诱导DNA损伤，同时诱导DNA损伤反应（DDR），因此不利于细胞增殖。E1的核质转运受N端结构域的磷酸化调节，以确保E1保留在细胞质中，S期复制期间除外。因此，在某些情况下，细胞复制机制在没有E1的情况下启动病毒基因组的DNA合成将是有利的。

细胞DNA获得许可，因此每个细胞周期只进行一轮复制。长期以来，乳头瘤病毒基因组是否在维持阶段同样受到限制，或者它们是否通过随机选择机制复制（一些基因组保持未复制，而其他基因组经历多轮复制）一直存在争议。综合这些证据，E1启动的复制经历未经许可的复制而E1独立复制获得许可似乎最有可能。在这种情况下，感染早期和晚期的DNA扩增将进行未经许可的复制，而在维持阶段复制可能获得许可或未经许可。在细胞培养中，当细胞达到汇合时，病毒基因组会扩增，从而使基因组许可分析变得复杂。

所有乳头瘤病毒都编码一种截短的E2蛋白E8^E2，该蛋白调节病毒转录和复制以维持生命周期的持续维持阶段。E8^E2阻遏蛋白由与E2蛋白的铰链和DNA结合域融合的短E8肽组成，如图6A所示。E8^E2蛋白可以与全长E2竞争结合E2BS以抑制E2依赖性复制和转录调控，但E8^E2也可以通过与全长E2蛋白形成异源二聚体来抑制。此外，抑制蛋白的E8部分将宿主核抑制复合物（NCOR/SMRT）募集到HPV基因组。如果没有E8^E2，HPV基因组会自发地进入生命周期的生产阶段，诱导细胞DDR并抑制细胞生长。因此，E8^E2蛋白通过抑制生产期对持续性HPV感染至关重要，从而在病变的基底细胞中维持复制病毒基因组的储存库。

6.4. 分化依赖性病毒DNA扩增

HPV基因组的营养DNA扩增发生在分层上皮上层的分化的基底上细胞中。这些终末分化的细胞已退出S期，不再含有合成DNA所需的复制因子。因此，HPV诱导宿主DNA损伤信号并劫持细胞DDR修复机制，作为获取G2停滞细胞中病毒DNA复制所必需的酶的手段。利用宿主DDR途径对HPV有两个好处：HPV可以在终末分化的细胞中复制，并且不与宿主细胞竞争DNA合成所需的因子。这种复制策略促进了基底细胞中持续的低水平DNA复制，同时在病变的终末分化层中产生后代病毒粒子。

HPV基因组的扩增发生在称为复制工厂的特定核区室中。这些工厂模拟内源性DNA损伤病灶或折叠的复制叉，并在激活信号通路中发挥重要作用，这些通路诱导和招募修复蛋白流入病毒复制位点。宿主DDR信号通路的各种成分，包括 pATM、pATR、γH2AX、pChk2、pChk1、BRCA1、RAD51、TopBP1 和 pNBS1，都被招募并集中在这些工厂中。此外，许多与DDR相关的组蛋白乙酰转移酶和脱乙酰酶促进了复制的后期阶段。乙酰转移酶TIP60和脱乙酰酶 SIRT1均促进生产性复制和晚期基因表达。HR-HPV E7癌蛋白激活宿主共济失调毛细血管扩张突变（ATM）激酶信号通路，这对病毒DNA扩增至关重要。E7还通过阻断E3泛素-蛋白质连接酶RNF168在细胞双链断裂处的功能来促进病毒复制中心的同源复制。因此，E7促进 DNA 修复因子在复制灶的积累，以促进分化依赖的基因组扩增和加工。

营养性DNA复制的确切机制尚不清楚，但同源重组因子向病毒复制灶的募集表明，在营养性扩增阶段复制切换到重组依赖复制模式，以产生高拷贝数的病毒基因组并促进高保真病毒DNA合成。

7. HR-HPV持续感染的后果

持续感染HR-HPV的后果之一是病毒基因组意外整合到宿主染色质中。整合在HPV相关癌症中很常见，但对于病毒来说是一个死胡同，因为它们不再能完成生命周期并合成感染性病毒粒子。整合可以促进肿瘤发生的机制有多种，这些机制部分取决于整合断点在病毒基因组中出现的位置。例如，E2基因的整合破坏了E2介导的早期启动子抑制和随后的E6和E7基因表达失调。这导致细胞增殖增加、细胞周期检查点的抑制和渐进的遗传不稳定性。整合也可能与促进肿瘤发生的宿主基因组扩增和/或重排有关。在80%以上的HPV阳性宫颈肿瘤中检测到整合的HPV基因组；HPV18被整合到100%的相关癌症中，而HPV16只整合到约74%的病例中。在HPV阳性的口咽癌中，整合的频率低于宫颈癌，并且HPV基因组是染色体外的、整合的或两者的组合。有人提出，在某些情况下，染色体外DNA由病毒宿主杂交DNA分子组成。

大多数HPV相关癌症是由于病毒癌蛋白在重新连接宿主细胞以支持持续感染方面的不良作用所致。在整个病毒生命周期中，乳头瘤病毒基因组与具有转录活性的宿主染色质区域相关联，以促进病毒的转录、复制、持久性和DNA扩增；值得注意的是，这些地区经常发生一体化。HPV整合也经常发生在常见的脆弱位点，这些位点是易受复制压力影响的基因组区域。病毒复制发生在脆弱位点附近，可以大大增加这些遗传不稳定区域的整合机会。

翻译自：Ashley N. Della Fera, Alix Warburton, Tami L. Coursey, Simran Khurana and Alison A. McBride，Persistent Human Papillomavirus Infection.

【瑞琳他抗科普馆】人乳头瘤病毒（HPV）持续性感染