Einführung
Humane Papillomviren
(HPV) infizieren ausschließlich Epithelzellen der Haut oder Schleimhaut. Die Infektiosität variiert stark und ist von der Menge der vorhandenen Viruspartikel, der Art und Intensität des Kontakts sowie dem
Immunstatus des infizierten Menschen abhängig
.
Bisher werden mehr als 200 humane Papillomvirus-Genotypen (weniger als 90 % Homologie in der DNA-Sequenz des Hauptstrukturproteins L1) unterschieden, von denen etwa die Hälfte Infektionen im Genitaltrakt verursachen (Bernard et al.
2010; de Villiers,
1997) (Tab.
1). Mit sehr sensitiven Methoden können zwar in einer Warze mehrere HPV-Typen nachgewiesen werden, aber es ist nur ein HPV-Typ mit einer hohen Viruslast (>1 Kopie pro Zelle) vorhanden, der diese Erkrankung auslöst. Partielle HPV-Sequenzen, die in Biopsien identifiziert wurden, lassen auf die Existenz von mehr als 50 weiteren HPV-Typen schließen. Die außerordentliche Vielfalt der Papillomviren gilt als Ergebnis einer Evolution über viele Millionen Jahre (Gottschling et al.
2011).
Haut | Verrucae vulgares | 1–4, 26–29, 38, 41, 49 57, 63, 65, 75–77 |
Schlachterwarzen | 2, 7 |
Epidermodysplasia verruciformis | 2, 3, 5, 8–10, 12, 14, 15, 17, 19–25, 34, 47, 50 |
| 16, 34, 35 |
| 5, 8, 14, 17, 20, 41, 47 |
Genitale | | 6, 11 (seltener 42, 44, 51, 55, 69, 70) |
In-situ-Karzinome | 6, 11, 16, 18, 30–35, 39, 40, 42, 43, 45, 51, 52, 56, 57, 59, 61, 62, 64, 71 |
Karzinome | 16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 54, 56, 66 |
Kopf-Hals-Tumoren | Papillome | 6, 7, 11, 32, 57, 72, 73 |
Fokale epitheliale Hyperplasie Heck | 13, 32 |
Karzinome | 2, 6, 11, 16, 18, 30 |
Papillomviruspartikel sind ikosaedrisch mit einem Durchmesser von 50-55 nm und gehören zu den kleinsten Viren. Die Proteinhülle (
Kapsid) ist aus 72 identischen
Untereinheiten als Ikosaeder aufgebaut. Sie umschließt das Virusgenom, eine ringförmig geschlossene, doppelsträngige DNA mit 7200–8000 Basenpaaren. Die Genomorganisation aller Typen weist große Gemeinsamkeiten auf. Man unterscheidet 3 Regionen:
-
Eine etwa 400–1000 Basenpaare umfassende, nicht kodierende Region mit regulatorischen Aufgaben bei der
Transkription und DNA-Replikation (NCT, non-coding region oder LCR, long control region).
-
Eine frühe Region (early region) aus offenen Leserahmen (ORF, open reading frames) (E1–7) mit der Kodierung für regulatorische Proteine in der DNA-Replikation, Transkription und Zelltransformation. Frühe Region bezieht sich auf die frühe Expression viraler Gene während des Lebenszyklusses.
-
Eine späte Region (late region), die für die viralen Strukturproteine L1 und L2 kodiert (späte virale Expression).
Bei den als Hochrisikotypen identifizierten, genitalen HPV-Genotypen kann es zur Integration von Virus-DNA in das Wirtsgenom kommen (Wentzensen et al.
2004). Die virale Integration genitaler HPV-Typen erfolgt erst zu einem späten Zeitpunkt während der Karzinogenese (
Zervixkarzinom). Die Expression der Gene E6 und E7 führt zu einer Immortalisierung von Keratinozyten. Die Proteine bedingen eine Stimulation der Zellproliferation und verzögern gleichzeitig Zelldifferenzierung und Zellalterung. Die unterschiedliche Assoziation von HPV6/HPV11 mit
Condylomata acuminata sowie von HPV16/HPV18 mit zervikalen Carcinomata in situ und Karzinomen korreliert mit unterschiedlichen Aktivitäten der E6- und E7-Genprodukte, die daher als die entscheidenden
Onkogene gelten (International Agency for Research on Cancer
1995; Schwarz et al.
1985; zur Hausen
2002). Man vermutet, dass eine weitere Gruppe von kutanen HPV-Typen (5, 8, 17 und weitere) (Iftner et al.
1988) bei Personen mit normaler Immunabwehr nur zu subklinischen Infektionen, bei Patienten mit Epidermodysplasia verruciformis oder erworbenen Immundefekten jedoch zu extensivem Befall an Warzen führen kann. Bei Einwirkung zusätzlicher kanzerogener Faktoren wie UV-Strahlung kommt es dann häufig bei diesen Patienten zur Entwicklung von kutanen Plattenepithelkarzinomen (Bouwes Bavinck et al.
2010; Nindl et al.
2007).
Genitale Hochrisiko-HPV-Typen sind mit malignen Tumoren der Cervix uteri assoziiert.
Zum Nachweis von HPV-Typen stehen verschiedene Untersuchungsmethoden zur Verfügung:
-
Direkte Immunfluoreszenz-Mikroskopie: Erkennung über gruppenspezifische
Antigene in hochdifferenzierten Zellen mit hohem Virusgehalt; kommerziell erhältliche
Testverfahren, aber wenig sensitiv und nicht spezifisch. Diese Methode spielt bei der Diagnostik keine Rolle und wird nur vereinzelt bei bestimmten Fragestellungen in der Forschung verwendet.
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Serologische Tests: Keine Routinemethode, fast alle bekannten HPV-Genotypen sind mit der Luminex Methode spezifisch nachweisbar.
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DNA-Hybridisierung: Als Standardmethode zur Identifizierung neuer HPV-Typen galt die Southern-Blot-Hybridisierung, nicht andere Verfahren wie Hybrid capture (HC) oder Filter-in-situ-Hybridisierung (FISH). Der virale Hybridisierung-Test erlaubt meistens keine exakte Typisierung. Eine Differenzierung in Niedrig- und Hochrisiko-HPV-Typen ist aber möglich. Die Hybridisierungs-Methode ist ähnlich sensitiv wie die Polymerasekettenreaktion (PCR), aber weniger spezifisch für den Hochrisiko-HPV-Nachweis.
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PCR: Gut zugänglich, durch exponentielle Amplifikation können auch kleinste Mengen von Viren in
Abstrichen, Kryogewebe und fixiertem Gewebe nachgewiesen werden; mit gruppenspezifischen PCR-Sonden ist sie typenspezifisch und hoch sensitiv.