mở đầu tiên trong chuỗi gen của HPV và là một trong các protein gây ung thư chính của HPV. Ba chức năng chính của gen E6 cũng là ba chức năng rất nguy hiểm đối với tế bào vật chủ: + Protein E6 của HPV nhóm “nguy cơ cao” liên kết hoặc không liên kết với protein E7 gây kích thích tế bào chủ phân chia mạnh mẽ và sự phân chia này là mãi mãi, gây bất tử hóa tế bào. Protein E6 có khả năng gây quá sản bằng cách ức chế chu kỳ nghỉ của vòng tế bào do sự phá hủy DNA và gây thúc đẩy sự tiến triển của tế bào. Khả năng gây ung thư của E6 được điều hòa bởi khả năng hoạt động như giá đỡ và điều hòa tương tác protein với protein.
Một số tương tác protein mà được mã hóa trên chuỗi E6 gồm: p53, protein liên quan đến E6 (E6AP), protein gắn với E6 (E6BP), c-myc, p300/CBP, paxillin, protein PDZ, yếu tố điều hòa interferon 3 và đồng phần của Bcl-2 (Bak). 7 + Tương tác với p53 thông qua sự liên kết giữa E6 với E6AP bằng liên kết phối tử, tạo ra thoái triển của p53 (yếu tố giải mã và ức chế ung thư, có vai trò điều hòa chính hoạt động ức chế tổng hợp DNA thông qua chu kỳ nghỉ của vòng tế bào).37 Bình thường, khi có tín hiệu phá hủy tế bào hoặc có sự nhân lên sai của DNA, gen ức chế ung thư p53 được hoạt hóa sẽ chuyển vòng tế bào sang chu kỳ nghỉ hoặc gây chết tế bào theo chương trình (apotosis) thông qua hoạt động giải mã của gen. Hơn nữa, E6 còn có khả năng gắn kết với protein PDZ dẫn đến sự thoái triển của protein PDZ, một protein được bảo tồn trong quá trình tiến hóa, cần thiết cho sự phát triển, kết dính, tăng sinh, biệt hóa và duy trì chu kỳ sống của tế bào. Liên kết với gen ras trong quá trình bất tử hóa tế bào và kích thích sự phát triển của NIH 3T3, đồng thời hoạt hóa promoter E2 của Adenovirus.38-40 Chức năng gen E7: Protein E7 được mã hóa từ gen E7 gồm 98 acid amin, tuy nhỏ hơn protein E6 nhưng cũng có vai trò không kém phần quan trọng trong cơ chế gây ung thư ở tế bào chủ.
Hoạt động chức năng của E7 trong cơ chế gây ung thư do: + Protein E7 có vùng bảo tồn đầu tận cùng N và có địa điểm (domain) gắn Kẽm ở đầu C giúp liên kết chặt chẽ hơn với E6, hỗ trợ nhau trong cơ chế gây bất tử hóa tế bào. + E7 chứa motif gắn protein pocket (LXCXE) giúp E7 gắn kết với các gen ức chế khối u (như pRb) hoặc gắn với 2 protein pocket khác là p107 và p130 làm giải phóng một số lượng lớn yếu tố phiên mã E2F tự do, kích thích quá trình phiên mã, kéo dài tuổi thọ tế bào. Protein E7 của HPV nhóm “nguy cơ cao” cũng như của nhóm “nguy cơ thấp” đều có khả năng gắn kết với protein pocket. Tuy nhiên, sự ưu tiên gắn kết của protein E7 với protein pocket khác nhau giữa hai nhóm HPV.
Ái lực 8 liên kết này ở những tuýp “nguy cơ cao” cao gấp 10 lần so với ở những tuýp “nguy cơ thấp”. Thông thường, pRb bị thủy phân sớm ở chu kỳ của tế bào. Ở giai đoạn phosphorin hóa, pRb ngắn với yếu tố sao chép E2F/DP (phức hợp hoạt hóa sao chép điều khiển sự bộc lộ các gen ở giai đoạn S) gây ức chế quá trình hoạt hóa phức hợp sao chép. Sang giai đoạn G1 muộn, pRb được phosphorine hóa bởi phức hợp cyclin/cdk, giải phóng phức hợp E2E/DP do đó các gen thúc đẩy giai đoạn S được hoạt hóa và giải mã.
Trong trường hợp nhiễm HPV, sự bộc lộ gen E7 không cần quá trình phosphorine hóa pRb để hoạt hóa phức hợp sao chép E2F/DP. Sự kết hợp của E7 với pRb đã được khử phosphorin dẫn đến giải phóng phức hợp E2F/DP từ pRb và hoạt hóa tiếp theo của phức hợp E2F. Do đó, sự bất hoạt E7 của pRb tạo điều kiện cho HPV có khả năng vượt quả sự ức chế pRb trong chu kỳ tế bào.26,37,41-44 Chức năng gen L1 và L2 L1 và L2 là hai vùng gen cấu trúc còn gọi là vùng gen mã hóa muộn cho protein vỏ capsid chính và phụ. Trên kính hiển vi điện tử, vỏ capsid của HPV chứa 72 capsomere có cấu trúc vòng bảy cạnh trên hàng rào dạng lưới 10 icosahedral T=7 với kích thước đường kính khoảng 55nm.
Gen L1 là vùng bảo tồn nhất của vi rút và được dùng để phát hiện cũng như trong phân loại Papillomavirus. Thành phần của vỏ capsid vi rút gồm protein capsid chính L1, và capsid phụ L2. Khi chỉ gen L1 bộc lộ, có thể hình thành các hạt giả vi rút hoặc phân tử giống vi rút (Virus like particles, VLPs), các thành phần này khó phân biệt với vi rút thực sự và đóng vai trò quyết định trong sản xuất vi rút, sản xuất vắc xin. Nếu L2 bộc lộ cùng với L1, nó cũng góp phần tạo ra VLPs, nhưng L2 không cần thiết cho việc hình thành vỏ capsid.
L1 và L2 bộc lộ đặc 9 hiệu trong hầu hết lớp ngoài cùng của tế bào sừng (nơi giải phóng các vi rút mới được hình thành). Mặc dù L2 không đặc biệt cần thiết cho việc hình thành vỏ capsid nhưng có vai trò quan trọng trong chu kỳ sống và trong quá trình xâm nhập của vi rút do L2 có khả năng tạo sự gắn kết giữa thụ thể bề mặt tế bào với actin và với PML, cần thiết cho giai đoạn đầu của quá trình xâm nhiễm. Dịch tễ học nhiễm HPV HPV có ái tính mạnh với biểu mô và nhiễm chọn lọc sang các tế bào biểu mô da và niêm mạc nhưng không gây tình trạng nhiễm vi rút cũng như phá hủy tế bào. Hạt vi rút xâm nhập qua lớp biểu mô thông qua nhiều tổn thương rất nhỏ và lây qua lớp tế bào đáy có khả năng phân chia tế bào.
Nhiễm HPV thường xảy ra qua tiếp xúc trực tiếp ở da và niêm mạc. Tổn thương do HPV thường lành tự nhiên do cơ chế miễn dịch của cơ thể (thường là miễn dịch thông qua trung gian tế bào).3,45 HPV có thể tồn tại ở tế bào trong khoảng thời gian nhất định và có thể có biểu hiện bệnh hoặc không. Bởi vì trong quá trình biểu hiện gen và trong quá trình nhân bản mạnh của vi rút đã xảy ra hiện tượng đứt gãy đoạn gen E2 và gen E6.32,45 Có nhiều cơ chế giải thích sự lẩn trốn của HPV khỏi đáp ứng miễn dịch của vật chủ, gây nhiễm dai dẳng HPV dẫn đến sự biến đổi tế bào. E6 và E7 của HPV nhóm “nguy cơ cao” làm cơ thể suy giảm khả năng sản xuất interferon, cytokine, ức chế đáp ứng miễn dịch tự nhiên tiêu diệt vi rút và điều hòa miễn dịch.
Gen E6 có khả năng gắn vào yếu tố 3 điều hòa interferon (IRF-3) gây ức chế chức năng hoạt hóa của yếu tố này. Đồng thời, gen E7 phản ứng với IRF-1 gây ức chế sự sao chép đối với yếu tố thúc đẩy IFN-1. Mặc dù HPV có khả năng lẩn trốn khỏi cơ chế đáp ứng bảo vệ của cơ thể vật chủ, nhưng hầu hết các trường hợp nhiễm HPV diễn ra ngắn và tổn thương có thể tự hết trong vòng 1 năm hoặc dưới tác động của đáp ứng của hệ miễn dịch 10 cơ thể. Khoảng 91% HPV bị loại bỏ tự nhiên trong năm đầu sau nhiễm, và 70% xảy ra trong năm thứ hai.
Tuy nhiên, một tỷ lệ nhỏ HPV có thể tồn tại dai dẳng ở lớp tế bào đáy và là nguyên nhân dẫn đến sự biến đổi tế bào. HPV và cơ chế bệnh sinh gây ung thư cổ tử cung Có khoảng 40 tuýp HPV lây qua đường sinh dục được phân làm 02 nhóm theo nguy cơ gây UTCTC. Theo Munoz và cộng sự (2003) tổng hợp các nghiên cứu ở 9 quốc gia đã chứng minh được các tuýp gây nguy cơ cao UTCTC là: 16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59; trong đó HPV16, 18 gây 70% UTCTC. Nhóm nguy cơ thấp: 6, 11, 40, 42, 43, 44, 45, 53, 54, 55, 66; trong đó HPV6, 11 thường gây các tổn thương nhú lành tính.3 Cơ chế bệnh sinh: Trong các trường hợp nhiễm trùng tồn tại dai dẳng do HPV nguy cơ cao, gen của HPV có thể tích hợp vào bộ gen vật chủ, dẫn đến sự cắt bỏ các gen không cần thiết, có tác dụng điều hòa của vi rút như gen E2, E4, E5, L1 và L2.
Do E2 mã hóa protein ức chế chuyển mã của E6 và E7, E2 mất đi làm cho E6 và E7 trở thành các protein được giải mã chính trong tế bào bị nhiễm. Các protein E6 và E7 làm bất hoạt các gen ức chế khối u p53 và retinoblastoma (Rb) và phá vỡ điều hòa chu trình tế bào. Từ đó các tế bào bị nhiễm HPV nguy cơ cao tạo ra sự mất ổn định bộ gen, có thể dẫn đến sự tiến triển thành ung thư.7,16,27,47 Phần lớn HPV nhiễm vào cơ thể sẽ bị tiêu diệt sau 1 thời gian vài tháng. Chỉ còn lại số ít nhiễm tiềm ẩn có khả năng gây UTCTC.
Khi bị nhiễm, HPV sẽ bám vào bề mặt tế bào biểu mô vẩy và biểu mô trụ của lớp đáy, sau đó HPV sẽ nhân lên gây tổn thương da và niêm mạc sau thời kỳ nung bệnh từ 4-8 tuần. Các tổn thương qua khoảng 3-4 tháng nữa và không lây nhiễm lớp tế bào sâu hơn. HPV tồn tại lâu dài và gây ra những rối loạn sinh sản tế bào, gây tổn thương từ nhẹ đến trung bình rồi nặng và cuối cùng dẫn đến UTCTC. 11 Khi tế bào bất thường chiếm toàn bộ các lớp của biểu mô vảy, gọi là loạn sản nặng, ung thư tại chỗ, sẽ có khả năng phát triển rộng khỏi màng đáy để tấn công vào các lớp sâu hơn, gây xâm lấn tạo nên UTCTC giai đoạn xâm lấn.
Khoảng thời gian cho sự tiến triển thành UTCTC khi tổn thương tại chỗ CTC vào khoảng 10-20 năm. Đây chính là khoảng thời gian thuận lợi cho sàng lọc UTCTC. Nếu phát hiện sớm giai đoạn này có thể điều trị được khỏi hoàn toàn (Hình 1. Quá trình tổn thương tế bào ở cổ tử cung do HPV gây ra 1.
Chẩn đoán nhiễm HPV - Lâm sàng: + Ra khí hư hoặc không + Có u nhú ở bộ phận sinh dục - Cận lâm sàng: + Soi cổ tử cung: * Tổn thương hình khảm. * Tổn thương nhú sùi giữa là mạch máu. + Mô bệnh học: Hình ảnh tổn thương trên mô bệnh học của nhiễm HPV là các condylom. Có 3 loại condylom: 12 * Condylom phẳng.
* Condylom nhọn đỉnh. * Condylom đảo ngược hay u nhú đảo ngược.