科研丨J MED VIROL: 宫颈阴道微生物组对宫颈异常发展风险的影响

编译：微科盟可爱多

编辑：微科盟居居、江舜尧。

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导读

阴道微生物组可能对人乳头瘤病毒(HPV)感染的自然史及其临床情况造成影响。本研究旨在对807名(平均年龄41.45±  10.79岁)高危型HPVs(Hr-HPV)阳性女性样本中的阴道微生物组进行表征。本研究使用商业试剂盒进行微生物组分析，以检测21种微生物。检测到的最常见的微生物是UP(Ureaplasma parvum，52.5%)、GV(Gardnerella vaginalis，34.5%)、AV(Atopobium vaginae，32.6%)、Lacto(Lactobacillus spp.，30.7%)和MH(Mycoplasma hominis，23.5%)。根据年龄的分布显示，MH、Mega1(Megasphaera type 1)、GV、BVab2(与细菌性阴道病相关的细菌)、AV和Mob(Mobiluncus spp.)在41岁以上的女性中更常见(p < 0.05)，而Lacto在该组中显著降低(23.5% vs. 39.4%，p < 0.001; RR = 0.47)。风险分析显示，Hr-HPV-16/-18和Hr-HPV-9val基因型与发生宫颈异常的风险增加有关，而Lacto(p < 0.001; OR = 0.33)、GV(p = 0.0111; OR = 0.41)、AV(p = 0.033; OR = 0.53)和Mob(p = 0.022; OR = 0.29)与保护作用有关。在ASC-H的发展风险方面也发现了类似的结果。总体而言，多变量分析证实，乳杆菌和与细菌性阴道病相关的细菌(GV、AV和Mob)与预防宫颈异常发展有关。这项研究为未来Hr-HPV阳性女性的风险分层管理提供了重要数据。    

论文ID

原名：Impact of cervicovaginal microbiome on the risk of cervical abnormalities development

译名：宫颈阴道微生物组对宫颈异常发展风险的影响

期刊：Journal of Medical Virology

IF：12.7

发表时间：2023.5

通讯作者：Hugo Sousa

通讯作者单位：葡萄牙波尔图肿瘤研究所

DOI号：10.1002/jmv.28762

实验设计

结果

1Hr-HPV特征

对NILM(上皮内病变或恶性肿瘤阴性)和不同宫颈异常中的Hr-HPV(高危型人乳头瘤病毒)患病率分析显示，Hr-HPV多重感染占LSIL(低级别鳞状上皮内病变)和ASC-US(无明确意义的非典型鳞状细胞)病例的40%以上(分别为49.3%和44.1%)；HPV-16/-18与30%以上的ASC-H和HSIL(高级别鳞状上皮内病变)病例相关(分别为38.6%和53.2%)；HPV-9价疫苗基因型(HPV-9val)占所有病例的66%以上，特别是ASC-H(94.7%)和HSIL(89.4%)(图1)。

图1 Hr-HPV特征和宫颈细胞学分类。ASC-H，非典型鳞状上皮细胞，不排除HSIL；HSIL，高级别鳞状上皮内病变；ASC-US，无明确意义的非典型鳞状细胞；LSIL，低级别鳞状上皮内病变；NILM，上皮内病变或恶性肿瘤阴性。

2宫颈阴道微生物组特征

本研究用三种不同的试剂盒分析了宫颈阴道微生物组，关于试剂盒中包括的不同小组的结果描述如表1所示。其中，UP(Ureaplasma parvum，52.5%)、GV(Gardnerella vaginalis，34.5%)、AV(Atopobium vaginae，32.6%)、Lacto(Lactobacillus spp.，30.7%)和MH(Mycoplasma hominis，23.5%)是本研究中所有女性的优势物种。在所有检测的病原体中，没有发现任何LGV(Lymphogranuloma venereum)病例。结果显示，mGU(生殖器溃疡)微生物的总体患流行率为8.2%，mSTI(性传播感染)微生物的总体流行率为68.1%，mBV(细菌性阴道病)微生物的总体流行率为59.1%。

表 1 宫颈阴道微生物组的特征。(原文表2)

3宫颈阴道微生物组和年龄

为了研究年龄对不同病原体分布的影响，本研究根据女性中位年龄进行了分层分析。结果显示了有关人群中最流行的病原体的有趣数据(表1和图2)。虽然UP(53.8%对53.6%)和UU(Ureaplasma urealyticum，14.4% vs. 18.9%)在考虑年龄时没有显著差异，但结果表明MH(p < 0.001; RR = 1.97)，Mega1(Megasphaera type 1，p < 0.001; RR = 2.22)、GV(p = 0.013; RR = 1.46)、BVab2(与细菌性阴道病相关的细菌，p < 0.001; RR = 2.22)、AV(p < 0.001; RR = 1.78)和Mob(Mobiluncus spp.，p = 0.002; RR = 2.17)在41岁以上的女性中更为普遍(表1)。相反，41岁以上女性体内Lacto (Lactobacillus spp.)显著减少(23.5% vs. 39.4%，p < 0.001; RR = 0.47)。

图2 不同年龄的微生物流行率。

4宫颈阴道微生物组和HPV状态

分析Hr-HPV状态下宫颈阴道微生物组中不同病原体的分布，考虑到：(1)多种Hr-HPV基因型感染；(2) HPV-16/-18；和(3) HPV-9val(表1和图3)。

宫颈阴道微生物组的微生物与HPV状态之间相关性的相对风险分析显示，UU(p < 0.001; RR = 1.94)和MH(p = 0.005; RR = 1.63)在患有多种Hr-HPV感染的女性中明显更常见(表II)。相反，Lacto(p = 0.026; RR = 0.68)和GV(p = 0.036; RR = 0.71)在患有多种Hr-HPV的女性中的发病率较低。在分析HPV-16/-18或HPV-9val感染的女性时也发现了类似的结果。此外，本研究发现MH(p = 0.028; RR = 1.51)和Mob(p = 0.025; RR = 1.85)与HPV-9val感染有关。总之，mBV中存在的病原体在患有HPV-16/-18(p = 0.003; RR = 0.60)或HPV-9val感染(p = 0.001; RR = 0.59)的女性中非常罕见，而mSTI中存在的病原菌感染在多发性Hr-HPV感染的女性中更常见(p < 0.001; RR = 1.86)。

图3 根据HPV状态的微生物流行率。

5宫颈阴道微生物组和细胞病理学分类

在分析不同病原体在不同细胞病理学结果中的分布时，本研究考虑了不同的细胞学分类：NILM、ASC-US、LSIL、ASC-H和HSIL。结果表明，CMV(巨细胞病毒)和HSV-2(单纯疱疹病毒2型)在mGU中最常见；UP、MH和UU是mSTI中排名前三的微生物；AV、GV和Lacto是mBV中最常见的三种微生物(表1)。NILM中最常见的病原体是GV(61%)，其次是UP(54%)、Lacto(46%)、AV(44%)和Mega1(26%)；ASC-US中最常见的病原体是UP(54%)，其次为AV(41%)、Lacto(35%)、MH(24%)和GV(20%)；LSIL中最常见的病原体是UP(52%)，其次是AV(21%)、MH(20%)、Lacto(17%)和GV(13%)；ASC-H中中最常见的病原体是UP(43%)，其次是MH(24%)、AV(16%)、Lacto(11%)和GV(11%)；HSIL中最常见的病原体是UP(30%)，其次是MH(17%)、AV(15%)、GV(15%)和Lacto(11%)。

风险分析的计算考虑了三个结果：

(1)每种宫颈异常的发生风险(NILM与ASC-US、LSIL、ASC-H和HSIL)；

(2)宫颈病变发生的风险(NILM和ASC-US，与LSIL、ASC-H和HSIL)；

(3)以及发生高级别或更高级别病变的风险(NILM、ASC-US和LSIL与ASC-H和HSIL)(支持信息：表III)。

结果显示，Mega1(p < 0.001; RR = 0.19)、Lacto(p < 0.001; RR = 0.29)、GV(p < 0.001; RR = 0.11)、BVab2(p < 0.001; RR = 0.22)、AV(p < 0.001; RR = 0.43)和Mob(p < 0.001; RR = 0.23)在患有宫颈异常的女性中发生率明显较低。在关于宫颈病变或ASC-H/HSIL发展的分析中也发现了类似的结果。总体而言，在患有宫颈异常(p < 0.001; RR = 0.12)、宫颈病变(p < 0.001; RR = 0.19)或高级别病变/更高级别病变(p < 0.001; RR = 0.27)的女性中，mBV中存在的病原体感染的频率明显更低。分析还表明，UP(p = 0.007; RR = 0.61)和CT(Chlamydia trachoatis，p = 0.020; RR = 0.22)在患有高级别或更高级别病变的女性中明显不常见。

6逻辑回归分析

通过估计OR，进行单变量逻辑回归分析，以确定不同变量对不同结局风险的独立贡献(表2)。奇怪的是，年龄超过41岁在统计学上与预防任何宫颈异常(p = 0.006; OR = 0.67)或任何宫颈病变(p < 0.001; OR = 0.62)的发生有关，而对于ASC-H/HSIL的发展，没有观察到统计学意义(p = 0.470; OR = 0.88)。关于HPV状态，结果显示Hr-HPV-16/-18与宫颈异常(p < 0.001; OR = 1.92)、宫颈病变(p < 0.001; OR = 1.90)或ASC-H/HSIL(p < 0.001; OR = 3.35)发生的风险增加有关。同样，Hr-HPV-9val感染与宫颈异常(p < 0.001; OR = 2.18)、宫颈病变(p < 0.001; OR = 2.02)以及更重要的ASC-H/HSIL(p < 0.001; OR = 9.27)发生的风险增加有关。Hr-HPV多发感染被发现与宫颈异常(p < 0.001; OR = 2.34)和宫颈病变(p < 0.001; OR = 1.69)有关，但与ASC-H/HSIL(p < 0.001; OR = 9.27)无关。关于不同的病原体，结果表明，Mega1、Lacto、GV、AV和Mob的存在与预防宫颈异常、宫颈病变或ASC-H/HSIL的发展有关(p < 0.050; OR <  1.00)。结果还揭示了UP和CT的感染也与对ASC-H/HSIL发展的保护有关(p < 0.050; OR <  1.00)。

单变量逻辑回归中与不同结果相关的变量(p < 0.05)纳入多变量模型，使用手动输入模型构建方法调整潜在的混杂因素(表3)。结合年龄、HPV状态和不同病原体的信息进行多变量逻辑回归分析，通过估计ORs来确定不同变量在发展不同结果的风险中的独立贡献。关于发生宫颈异常的风险，Hr-HPV-16/-18(p = 0.008; OR= 1.81)和Hr-HPV-9val(p < 0.001; OR = 7.49)与风险增加有关，而Lacto(p < 0.001; OR = 0.33)、GV(p = 0.0111; OR = 0.41)、AV(p = 0.033; OR = 0.53)和Mob(p = 0.022; OR = 0.29)具有保护作用。此外，对于ASC-H/HSIL的发生风险也发现了类似的结果。

表 2 不同宫颈细胞病理学发展风险的单变量逻辑回归分析。(原文表3)

表3 不同宫颈细胞病理学发展风险的多变量逻辑回归分析。(原文表4)  

讨论

自2009年人类微生物组项目发布以来，关于微生物组在疾病发展中的影响的研究一直在增加。一些研究将阴道微生物组描述为由多种微生物物种组成，尽管以乳杆菌为主。事实上，据描述，阴道微生物组可分为I至V的CST，以特定乳杆菌的优势来定义：I、II、III和V分别由Lactobacillus crispatus(Lacto C)，Lactobacillus gasseri(Lacto G)，Lactobacillus iners(Lacto I)和Lactobacillus jensenii(Lacto J)主导；而IV的特征是细菌性阴道病的典型多微生物状态。

此外，一些作者已经根据其他微生物(如Megasphaera和GV)的存在和丰度提出了这些CST的一些变化。 宫颈阴道微生物组的变化(生态失调)与妇科疾病和生殖健康的发展有关。此外，阴道微生物组受女性生命的不同阶段(包括出生、婴儿期、青少年、育龄期和更年期)、种族、地理位置、妊娠状况、口服避孕药的使用、月经周期和性活动影响。阴道微生物菌群与女性的雌激素周期有关，这刺激了育龄女性阴道上皮的厚度，促进了由乳杆菌维持的较低的阴道pH值(<4.5)。否则，阴道微生态失调偶尔会引起症状，最常见的临床状况是细菌性阴道病(BV)，它几乎与所有阴道炎症有关。许多研究表明，BV的发生伴随着阴道微环境的改变、乳酸水平降低、阴道pH升高以及其他细菌种群的存在，如GV、MH、Mob和UU。 本研究报告了参加葡萄牙北部地区组织的RCCU的25-64岁女性宫颈样本中不同微生物的流行情况。本研究首次报告了在CC筛查范围内获得的女性宫颈阴道样本中微生物的流行率，并测试了它们与细胞学分类和Hr-HPV状态的关系。使用商业试剂盒来表征发展宫颈阴道疾病的不同微生物组，即性传播感染、生殖器溃疡和细菌性阴道病。考虑到HPV是最常见的性传播感染及其对癌症发展的影响，确定其他可预测从Hr-HPV感染向癌症发展的辅助因素具有重要意义。总体而言，本研究从mSTI和mBV中发现了高频率的阳性病例(分别为68.1%和59.1%)。

本研究中最常见的五种微生物是UP(52.5%)、GV(34.5%)、AV(32.6%)、Lacto(30.7%)和MH(23.5%)。本研究还确定了微生物组在年龄、细胞学异常模式和Hr-HPV状态方面的差异。 数据分析显示，这些女性年龄 > 41岁的患者中MH、UU、AV、BVab2、GV和Mega1的流行率增加，相反，该组的Lacto显著降低(23.5% vs. ≤41岁的39.4%)。很多研究已经证明，阴道微生物组在女性的一生中会发生变化，而在育龄期，阴道微生物群主要由Lacto主导，随着女性进入更年期，Lacto种类逐渐减少，阴道微生物组主要由GV、UU、Candida albicans和Prevotella spp.组成。Kyrgiou等人指出，绝经前女性体内存在的健康阴道细菌群落通常由Lacto组成，并提供抵御病原体的第一道防线，因为它们通常被认为可以确保较低的pH值。由于糖原代谢，暴露于雌激素和孕激素可以降低局部pH值(<4.5)，这限制了许多病原体的生长，并有助于Lacto的粘附、定植和存活。然而，并非所有的Lacto都一定是稳定或健康的，例如Lacto I存在于所有女性体内，包括那些有微生态失调的女性，而Lacto C主要出现在健康女性中。其他研究发现，Lacto I的优势与BV的发展有关，Lacto C的优势似乎可以预防BV的发展。在本研究中，我们无法区分单个乳杆菌物种，这将有助于CST的表征，并进一步澄清与年龄、宫颈病变或Hr-HPV状态的相关性。 本研究的结果表明，与ASC-H或HSIL相比，年轻女性和NILM、ASC-US或LSIL患者中Lacto的比例过高，从而对宫颈病变的发展具有保护作用(p < 0.001; OR = 0.33)。Fan等人描述了类似的结果，证实了Lacto感染与宫颈病变风险降低有关。此外，研究结果还表明，Lacto与Hr-HPV感染的相关性较低，尤其是HPV-9val(p < 0.001; RR = 0.50)。事实上，一些研究描述了某些种类的Lacto与预防HPV感染有关，但Lacto I可能与风险增加有关。 Ureaplasma spp.是一种常见的性传播感染菌。UP是本研究中最流行的病原体，在所有女性中有超过50%的阳性病例，并且在年龄方面没有显著差异。数据分析显示，尽管UP的流行率很高，但它与Hr-HPV感染没有显著相关性，同时它似乎提供了预防ASC-H/HSIL发展的趋势(p = 0.074; OR = 0.74)，这似乎与其他研究的报告一致。与UP类似，UU的分布与年龄无关。然而，UU大多无症状，但被描述为与产科并发症和HPV感染相关，显示其经常与Hr-HPV多重感染有关(p = 0.001; RR = 1.94)。 GV被发现是41岁以上女性群体中最重要的病原体之一。

文献表明，这些细菌虽然是BV最常见的病因之一，但经常存在于女性的正常菌群中，并且只在某些情况下会引起症状(如阴道分泌物)。事实上，随着女性年龄的增长，它变得越来越普遍。本研究结果表明，GV更频繁地与年龄> 41岁相关 (p < 0.050)，是任何宫颈病变发展的保护性标志物(p < 0.001; OR = 0.41)。GV通常在pH > 4.5下发现，这可能是由于雌激素和孕激素的减少有利于GV感染和存活。本研究的结果存在争议，因为不同的作者将GV在宫颈病变和/或癌症发展中的潜在影响联系起来，而有些研究没有发现任何关联。此外，一些研究已经表明，对某些微生物(如GV)的定量可能具有潜在意义，这一点应该进一步探索。 本研究发现MH(p = 0.028; RR = 1.51)和Mob与HPV-9val高度相关(p = 0.025; RR = 1.85)。然而，Mob与预防任何宫颈病变的发展有关(p = 0.022; OR = 0.29)。这些结果需要进一步澄清，因为尚不清楚这些微生物在宫颈疾病发展或HPV感染中的真正作用，尤其是通过研究健康女性。另一个有趣的数据是Mega1和BVab2的结果，单变量分析显示，这些结果不仅对宫颈疾病发展有显著保护作用(p < 0.001，OR = 0.19;和p < 0.001，OR = 0.23)，而且对ASC-H/HSIL(p = 0.051，OR = 0.56;和p = 0.037，OR = 0.52)也有显著保护。Chen等人认为，Mega1感染与病变发生风险降低有关，这与本研究的结果一致。一些研究与本研究的发现相反，这些研究发现BVab2、AV77、78和CT79感染可能会增加宫颈病变的风险。 综上所述，本研究的数据表明，年轻女性中主要的病原体是Lacto，而MH、UU、AV、BVab2、GV和Mega1在老年女性中更为常见。结果表明，虽然Lacto和GV与Hr-HPV感染的保护作用有关，但UU和MH与Hr-HPV感染风险增加有关。这一结果表明，Hr-HPV促进或者抑制UU和MH感染，这一点需进一步研究。此外，与细菌性阴道病相关的细菌(Mega1、Lacto、GV、BVab2、AV和Mob)与预防宫颈异常的发生有关。

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