马克斯普朗克感染生物学研究所和维尔茨堡大学的科学家报告说，病毒和细菌之间的某种合作可能会导致宫颈癌。为了得出这一发现，科学家们使用源自患者的子宫颈外类器官来模拟人乳头瘤病毒(HPV16E6E7)和沙眼衣原体的个体和共感染动态。
科学家们在《自然通讯》的一篇论文中指出：“我们的宫颈3D类器官提供了急需的近生理体外模型，以研究宫颈生物学的各个方面，包括女性生殖道感染和合并感染的影响及其分子机制。”该论文的资深作者、维尔茨堡大学微生物学系主任CindrilaChumduri博士补充道，多重感染“创造了一个独特的细胞微环境，可能有助于组织的重新编程，从而促进癌症的发展。”
新的发现证实了一个古老的怀疑。一段时间以来，人们注意到，宫颈癌患者不仅感染人乳头瘤病毒，还同时感染细菌病原体沙眼衣原体。这一观察结果表明，这两种病原体共同作用，对它们感染的细胞进行重新编程，使其退化并不受控制地繁殖。
Chumduri及其同事完成的工作细节发表在一篇题为“患者来源的宫颈外器官中衣原体和HPV共感染建模揭示了独特的细胞重编程”的论文中。例如，该论文描述了如何对类器官中的宫颈外干细胞进行基因操作，以引入E6E7癌基因来模拟HPV16整合。此外，该论文还提供了证据，表明这些类器官具有癌前病变的特征，保留了自我更新能力，并产生了与健康类器官相似的成熟分层上皮。
“衣原体和HPV诱导的独特转录和翻译后反应导致宿主细胞过程的独特重编程，”该文章的作者写道。“引人注目的是，衣原体阻碍了HPV诱导的维持细胞和基因组完整性的机制，包括干细胞中的错配修复。”
早已证明HPV可以致癌。事实上，90%以上的宫颈癌中都存在HPVDNA。然而，HPV并不是唯一的罪魁祸首。尽管超过80%的女性一生中都会感染HPV，但只有不到2%的女性会患上癌症。
因此，与沙眼衣原体的混合感染被认为是驱动HPV相关宫颈癌恶性组织形成的主要辅助因素。“[HPV和沙眼衣原体]是最广泛的性传播病原体感染之一，”马克斯·普朗克感染生物学研究所研究员、该研究的第一作者之一StefanieKoster博士观察到。马克斯·普朗克感染生物学研究所的组长、该研究的另一位第一作者RajendraKumarGurumurthy博士补充道：“然而，这种双重感染的动态和潜在机制在很大程度上尚不清楚。”
问题在于，“与肿瘤病毒不同，其DNA可以在肿瘤中找到，与癌症相关的细菌很少在癌细胞中留下可检测到的元素，”Chumduri解释道。尽管如此，她说，为了将细菌与癌症的发展联系起来，有必要确定那些导致细胞发生病理变化的细胞和突变过程。Chumduri和她的团队现在已经系统地解码了他们开发的类器官中的这些过程。
结果：“我们的分析表明，HPV和衣原体会导致宿主独特的细胞重编程，”科学家解释道。两种病原体以不同的方式上调或下调一些基因，这与特异性免疫反应相关。除其他外，病原体影响负责DNA损伤修复的所有受调控基因的一个重要子集。
总体而言，该研究表明“干细胞中HPV和衣原体的共存可能会对细胞和基因组稳定性产生不利影响，并促进肿瘤进展。”该研究还表明，子宫颈的3D类器官适合研究子宫颈生物学的各个方面，包括在接近生理条件下的药物测试。
Chumduri的研究重点是两种组织类型。第一个是所谓的子宫颈阴道部——宫颈粘膜延伸到阴道的部分。第二个是子宫颈内膜——位于子宫颈内部、连接子宫的粘膜部分。这些组织的基本任务是防止病原体进入子宫，从而帮助保持女性上生殖道无菌。
Chumduri指出，“子宫颈外和子宫颈内融合的区域形成了一个过渡区。“[这些区域]特别容易发生感染和肿瘤。”她补充说，大多数宫颈癌都起源于那里。
《自然通讯》文章的作者总结道：“[我们的]类器官的长期可培养性以及对其进行基因操纵的能力，为在真实的临床前环境中研究慢性感染的发生、进展和结果开辟了途径。”“通过利用这一强大的发展，我们在这里展示了上皮组织、病毒和细菌共感染的复杂三方相互作用，以及对宿主细胞反应和命运的影响。”
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