Humane Papillomaviren HPV

Laborgemeinschaft
Institut für medizinische & molekulare
Diagnostik AG. Zürich
Info
Humane Papillomaviren HPV
1. Bedeutung
Papillomaviren sind eine heterogene Gattung doppelsträngiger DNA Viren, die mit dem Genus Polyomavirus der
Familie der Papovaviridae angehören. Durch sie verursachte klinische Erscheinungsformen sind schon in der
griechischen Literatur der Antike beschrieben und bereits Mitte des 19. Jahrhunderts äusserte ein italienischer
Arzt die Beobachtung, dass Nonnen praktisch nie an einem Gebärmutterkarzinom erkrankten. Er folgerte daraus,
durch den Geschlechtsverkehr könnte ein krebserregendes Agens übertragen werden. Heute ist die kausale
Rolle von HPV bei der Entstehung des Zervixkarzinoms und anderer bösartiger Geschwülste im Genitalbereich,
auch beim Mann, über jeden Zweifel erhaben [1,2,3,4]. Es mehren sich die Hinweise, dass HPV auch mitbeteiligt
sind an malignen Tumoren der Haut [5] sowie der Schleimhaut im Hals-Kopf-Bereich [6,7]. Eine der ersten
Krankheiten überhaupt, bei der erkannt wurde, dass eine Virusinfektion beim Menschen zu maligner Entartung
führen kann, ist die Epidermodysplasia verruci-formis (EV), eine seltene, vererbte Dermatose. Die Patienten sind meist schon als Kinder - am ganzen Körper übersät mit Warzen, die sich oft nach Jahren zu Plattenepithelkarzinomen entwickeln. In diesen Läsionen wurde eine Vielzahl verschiedener HPV Typen nachgewiesen, die als
EV-HPV in eine spezielle Gruppe zusammengefasst wurden. Wie man heute weiss, sind diese nicht auf EV
Patienten begrenzt, sondern weit verbreitet und werden vor allem auch bei Organtransplantierten gefunden [8,9].
Den entscheidenden Durchbruch erlebte die HPV-Forschung erst durch die Entwicklung molekularbiologischer
Techniken, vor allem der PCR, da die Viren in vitro nicht vermehrt werden können [10]. Sie infizieren
proliferierende epitheliale Zellen (Basalzellen) und exprimieren schrittweise unterschiedliche Gene, abhängig
vom Differenzierungsgrad der Wirtszelle: die "early" Gene E1-E7 kodieren vor allem für regulatorische Proteine,
die bei der Virusvermehrung eine wichtige Funktion haben, die "late" Gene L1 und L2 für Kapsidproteine. Reife
Viruspartikel finden sich nur in terminal differenzierten Plattenepithelzellen. In den meisten Fällen verläuft die
Infektion unbemerkt. In einem kleinen Prozentsatz nur kommt es zur klinischen Manifestation, wobei Art und
Lokalisation der Läsion häufig vom infizierenden HPV Typ bestimmt wird. Die Einteilung in Typen mit niedrigem
(low risk) und hohem Risiko (high risk) trägt dem unterschiedlichen onkogenen Potenzial Rechnung [11,12,13].
Momentan sind über 100 Typen bekannt, wovon 80 im HPV Referenzzentrum für humanpathogene Papillomaviren
am Deutschen Krebsforschungszentrum DKFZ in Heidelberg vollständig charakterisiert wurden und in Form
klonierter DNA vorliegen [14].
HPV verursachen Tumore, die zum grössten Teil gutartig sind (Warzen, Kondylome, Papillome), aber auch
transitorische, prämaligne Läsionen (Dysplasien). Die meisten Infektionen werden vom immunkompetenten Wirt
durch Elimination des Virus überwunden und heilen ohne Residuen ab. Etwa 10-20% persistieren. Die Persistenz
hochriskanter HPV Typen ist die Voraussetzung für eine Progression in Richtung Malignität. Bei Karzinomen ist
die HPV DNA ins Genom der Wirtszelle integriert, in präkanzerösen Läsionen liegt sie extrachromosomal im
Zellkern. Bei onkogenen HPV Typen wurden virale Gene (E6/E7) nachgewiesen, die die Wirtszelle immortalisieren.
Es liess sich zeigen, dass die von diesen Genen codierten Virusproteine mit Tumor-suppressor Genen der
Wirtszelle interagieren und deren normale Funktion beeinträchtigen, u.a. die Regulation des Zellzyklus, was zu
unkontrolliertem Zellwachstum und chromosomaler Instabilität führen kann [4,15]. Als Kofaktoren, die den Verlauf
der Infektion ungünstig beeinflussen können, gelten geschwächte Immunabwehr (durch Organtransplantation,
HIV Infektion, Medikamente) und genetische Prädisposition; für die genitalen Infekte Promiskuität, andere sexuell
übertragene Krankheiten, Frau über 30jährig; für solche im Oropharynxbereich Nikotin- und Alkoholabusus, oraler
Sex und für die Nicht-Melanom-Karzinome der Haut die Einwirkung von UV-Strahlen.
Die Ausdehnung der Suche nach HPV in malignen Läsionen auf Körperregionen ausserhalb des Genitalbereichs,
die Entdeckung neuer onkogener Typen, in Zukunft wahrscheinlich auch anogenitaler, machen eine Anpassung
der Labordiagnostik unumgänglich.
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2. Nachweismethoden
Der Nachweis von HPV kann nur molekularbiologisch geführt werden. Die meist verwendete Methode ist die PCR,
die über die Jahre vielfach modifiziert wurde. Die Mehrheit der beschriebenen PCR-Systeme basiert auf der
Genregion L1 des HPV Genoms [10,16,17]. Das von IMD verwendete amplifiziert mit Hilfe von degenerierten
consensus Primern 450 Nukleotide, wodurch alle bisher bekannten, aber auch neue HPV Typen erfasst werden.
Das Amplifikat wird anschliessend durch Sequenzierung und Datenbankvergleich genotypisiert. Durch ein
selektives Sequenzierungsverfahren sind auch Mischinfektionen für 13 der häufigsten anogenitalen Typen
nachweisbar [10,18]. Eine Amplifikationkontrolle wird für jede Probe mitgeführt. Damit kann stark degradierte DNA
(z.B. durch Fixationsmittel) erkannt und das Untersuchungsresultat u.U. in Frage gestellt werden. Für die
Untersuchung von Proben ausserhalb des Anogenitalbereichs ist die PCR Methode der Wahl.
Das auf dem Markt etablierte Digene Hybrid Capture System hat sich in vielen Händen über Jahre bewährt. Es ist
aber auf die Erfassung der wichtigsten anogenitalen HPV Genotypen beschränkt und unterscheidet lediglich
zwischen Gruppen von Typen mit hohem bzw. niedrigem Risiko, erlaubt also keine Aussage über den einzelnen
Genotyp [12]. Problematisch ist, dass die Sonden teilweise kreuzreagieren [19, eigene Daten]. Da der Nachweis
der Persistenz ein und desselben Hochrisiko-Typs bei einer genitalen Infektion für die Entwicklung der Läsion und
demzufolge für die Überwachung der Patienten von ausschlaggebender Bedeutung ist, wird auch hierzulande
zunehmend die HPV Genotypisierung in gynäkologischen Proben empfohlen resp. zur Diskussion gestellt [20],
derweil sie andernorts bereits Routine ist [19].
3. Therapie
Eine spezifische antivirale Therapie steht nicht zur Verfügung. Die Zukunft liegt wahrscheinlich bei Impfstoffen
gegen onkogene HPV Typen, an deren Entwicklung intensiv gearbeitet wird.
4. Untersuchungsmaterialien
Folgende Proben sind für eine Untersuchung auf humane Papillomaviren geeignet:
• Abstriche und Biopsien aus Genitalbereich (Zervix/Portio/Vagina/Vulva/Urethra/Penis)
• Abstriche und Biopsien aus ORL Bereich (Mundhöhle, Tonsillen, Zunge, Larynx)
• Hautbiopsien
Der Versand von Abstrichen erfolgt im Digene Specimen Collection Kit oder im PCR Standard Transportmedium.
Tupfer im Medium belassen!
Biopsien nativ in sterilem Behälter, fixierte Biopsien tel quel.
5. Literatur
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