人類乳突病毒(HPV)與致癌機轉:E6 拆 p53、E7 拆 Rb
這章讀完,你會得到:看到「與 p53 作用」反射 E6、看到「與 p105 Rb 作用」反射 E7,並能一眼分出高危型 16/18(致癌)與低危型 6/11(長疣),順手把整個 DNA 病毒家族的套膜、核酸、複製部位一次補齊。這是 26 模組完全沒教到的 Papovaviridae 缺口,我們從零把它建起來。
先想一下再往下讀(30 秒)
HPV 讓上皮細胞癌化,靠的是兩個病毒早期蛋白各拆掉一個抑癌蛋白(煞車)。E6 拆哪一個、E7 拆哪一個?這兩個煞車分別把守細胞週期的哪一關?先在心裡給答案+一句理由,再往下對。
HPV 是什麼病毒:無套膜的環狀 dsDNA,分高危與低危
人類乳突病毒(human papillomavirus, HPV)是一種無套膜(naked,non-enveloped)、二十面體外殼、帶環狀雙股 DNA(circular dsDNA)的病毒,在細胞核內複製。分類上屬傳統的乳突多瘤空泡病毒科(Papovaviridae)/現分出的乳突瘤病毒科(Papillomaviridae),屬 Papillomavirus。已知超過百種型別,臨床上用「致癌風險」分兩群:
| 分型 | 代表型別 | 主要疾病 | 致癌能力 |
|---|---|---|---|
| 高危型 high-risk | 16、18(及 31/33/45/52/58) | 子宮頸癌、頭頸(口咽)癌、肛門癌、外陰/陰道/陰莖癌 | E6/E7 強 → 易癌化 |
| 低危型 low-risk | 6、11 | 生殖器疣(菜花,condyloma acuminatum)、喉乳突瘤 | E6/E7 弱 → 少癌化 |
白話:一句話記兩群——子宮頸癌=16/18;長菜花=6/11。細胞學上看到挖空細胞(koilocyte)(鱗狀上皮細胞、核腫大、核周白暈 perinuclear halo,像荷包蛋)就是 HPV 感染的指標,抹片(Pap smear)常在報這個。
兩條致癌路徑:E6 拆 p53、E7 拆 Rb
HPV 早期蛋白裡,E6 與 E7 是致癌主角,各自綁掉一個抑癌蛋白(tumor suppressor):
E6 → 降解 p53
E6 招募細胞的泛素連接酶 E6-AP,把 p53 送去蛋白酶體降解。p53 是「基因體守護者」:DNA 一壞就踩煞車(G1 停格)並在修不好時啟動凋亡(apoptosis)。p53 沒了 → 壞掉的細胞不停格、也不自殺,突變一路累積。
E7 → 使 Rb 失活
E7 結合並使 Rb(retinoblastoma protein,p105/pRb)失活。Rb 平常抓住轉錄因子 E2F,擋在 G1→S 這道閘門前。E7 把 Rb 打開 → E2F 被放出 → 強推細胞進入 S 期 → 失控增殖。
白話:E6 拆掉 p53 這個「壞了就踩煞車+叫細胞自殺」的守門員;E7 打開 Rb 這道「擋在 G1→S 的閘門」放出 E2F。兩個煞車一起失靈 → 細胞不停分裂、壞掉也不自殺 → 癌化。此外 E1 負責病毒 DNA 複製、E5 促增生(但不綁 p53,這是常考陷阱);病毒基因體整合(integration)進宿主時破壞 E2 的抑制,反而讓 E6/E7 過量表現,加速癌化。
把整個 DNA 病毒家族一次補齊(套膜 × 基因體 × 複製部位)
HPV 屬 DNA 病毒。既有 26 模組的 DNA 病毒段只教了 Pox/Parvo/Hepadna/Herpes,缺了 Papova/Adeno/Polyoma。這張表把七大家族補齊,考前掃這張就夠:
| 家族 | 套膜 | 基因體 | 複製部位 | 代表病毒/疾病 |
|---|---|---|---|---|
| Herpesviridae 疱疹病毒 | 有套膜 | 線狀 dsDNA | 核內 | HSV、VZV、CMV、EBV、HHV-8;潛伏(latency) |
| Hepadnaviridae 肝去氧核糖病毒 | 有套膜 | 部分雙股環狀 DNA(複製經反轉錄) | 核內 | HBV → B 型肝炎、肝細胞癌(HCC) |
| Adenoviridae 腺病毒 | 無套膜 | 線狀 dsDNA | 核內 | 呼吸道感染、結膜炎、腹瀉 |
| Papovaviridae/Papillomaviridae 乳突瘤病毒 | 無套膜 | 環狀 dsDNA | 核內 | HPV → 疣、子宮頸癌 |
| Polyomaviridae 多瘤病毒 | 無套膜 | 環狀 dsDNA | 核內 | BK(腎移植腎病)、JC(PML)、SV40 |
| Parvoviridae 微小病毒 | 無套膜 | 線狀 ssDNA(唯一單股) | 核內 | B19 → 傳染性紅斑(第五病)、再生不良危象、胎兒水腫 |
| Poxviridae 痘病毒 | 有套膜(複雜) | 線狀 dsDNA(最大病毒) | 細胞質(唯一) | 天花、傳染性軟疣(molluscum contagiosum) |
白話口訣:DNA 病毒幾乎都是 dsDNA、核內複製、無套膜的除外三個。三條例外背起來 →
· 唯一 ssDNA:Parvo(B19)。
· 唯一在細胞質複製:Pox(自帶聚合酶)。
· 有套膜的 DNA 病毒只有三家:Herpes、Hepadna、Pox;剩下 Papova、Adeno、Parvo(無套膜 = 「PAP」)。
大家都搞錯
最常見的背反是「E6 綁 Rb、E7 綁 p53」——錯。正確是 E6 拆 p53、E7 拆 Rb。記法:把兩組照順序前配前、後配後——E6、E7 對 p53、Rb(E6–p53、E7–Rb)。腺病毒剛好相反:E1A–Rb、E1B–p53(前配後、後配前,跟 HPV 對調)。另兩個常錯:以為 HPV 有套膜(其實無套膜)、以為子宮頸癌是低危 6/11(其實高危 16/18;6/11 長菜花)。還有一句「E5 會與 p53 結合」是錯的——綁 p53 的是 E6。
破題關鍵字(看到 → 反射)
看到「p53 降解/結合/作用」→ E6;看到「p105 Rb 作用」→ E7;看到「子宮頸癌/頭頸癌/肛門癌」→ 高危 16/18;看到「生殖器疣/菜花/condyloma」→ 低危 6/11;看到「koilocyte(挖空細胞)/核周白暈」→ HPV 感染;看到「腺病毒 E1A」→ Rb、「E1B」→ p53;看到「SV40 large T(T 抗原)」→ 同時綁 p53 + Rb。
這個考點在婦科、預防醫學怎麼延伸
篩檢與細胞學(Pap smear)
子宮頸抹片(Papanicolaou smear)看到挖空細胞(koilocyte)——鱗狀上皮細胞出現核腫大、核周白暈(perinuclear halo)——就是 HPV 感染的細胞病變指標;再加做 HPV DNA 分型判高/低危。(105-2 醫二亦考過「koilocyte = HPV」的病理配對。)
疫苗與預防
9 價 HPV 疫苗(Gardasil 9)涵蓋 6/11/16/18/31/33/45/52/58,用 L1 外殼蛋白組成類病毒顆粒(VLP)誘發抗體,屬預防性疫苗(防新感染,不治療既有病變)。同時涵蓋高危(防癌)與低危 6/11(防菜花)。
白話:微生物學問「哪個蛋白綁哪個抑癌基因」、婦科問「抹片看到什麼、要不要打疫苗」,其實是同一個 HPV 考點的兩面,一起記最省。
國考考過長這樣(真題,難度階梯)
「與人類子宮頸癌相關之病毒是?(A) 人類乳頭瘤病毒(HPV)第十八型 (B) EB 病毒 (C) 腺病毒第七型 (D) 反轉錄病毒」正解:(A) HPV(高危型 16/18 最相關)。
逐句解碼:看到「子宮頸癌」直接反射高危型 HPV 16/18;本題給了 18 型就選 (A)。EBV 關聯的是鼻咽癌與 Burkitt 淋巴瘤、腺病毒不致此癌、反轉錄病毒(retrovirus)是 RNA 病毒。原卷 KEY 直接寫「跟人類子宮頸癌相關的就是乳頭瘤病毒 16、18 型」。
「DNA 病毒之蛋白質可與調節細胞週期之 p53 蛋白質作用者為?(A) HPV16 之 E6 (B) HPV16 之 E7 (C) 腺病毒 E1A (D) EBV LMP1」正解:(A) HPV16 E6 蛋白。
逐句解碼:看到「p53」反射 E6(E6 招募 E6-AP 泛素連接酶把 p53 送去蛋白酶體降解)。對照記憶:腺病毒剛好相反——E1B 綁 p53、E1A 綁 Rb;HPV 則 E6 綁 p53、E7 綁 Rb。EBV LMP1 走 NF-κB 訊號、不直接綁 p53。原卷 Hint:「E6 與 p53、E7 與 p105 RB 作用」。
「HPV 16 及 18 型與子宮頸癌密切相關,病毒的 E6 及 E7 蛋白『較不會』抑制下列何種抑癌基因功能?A. p53 B. RB C. p21 D. BRCA1 及 BRCA2」正解:(D) BRCA1/2。
逐句解碼:E6 抑制的清單裡有 p53;E7 控制的清單裡有 Rb、p21 → A/B/C 都被 HPV 打到。BRCA1/2 是遺傳性乳癌/卵巢癌的抑癌基因,與 HPV 致子宮頸癌的機轉無關 → 問「較不會抑制」就選 D。陷阱:BRCA 也是抑癌基因,容易被誤選成「有抑制」,但它不在 HPV 的攻擊清單上。原卷詳解引用 HPV E6/E7 致癌論文(PMC2785934)。
速刷(同考點其他真題,答案先遮)
· 095-2 醫一 Q75:何種 DNA 病毒蛋白可與 p105 Rb 作用?→ HPV16 E7(E6 綁 p53、E7 綁 Rb;腺病毒 E1B 綁 p53、E1A 綁 Rb)。
· 106-2 醫二 Q10:HPV 敘述何者錯誤?(選項含「E5 會與 p53 結合」)→ 錯在 E5——與 p53 結合的是 E6,不是 E5;E7 綁 p105Rb、E1 管複製、6/11 為低危型都正確。
· 114-2 醫二 Q11:致癌性病毒敘述何者最適當?→ 多瘤病毒 SV40 的 T 抗原(large T)可與寄主抑癌蛋白(p53、Rb)結合;C 錯因 E7 綁的是 Rb 非 p53、D 錯因腺病毒 E1B 綁 p53 非 Rb。(此題檔內無官方 key,依機轉推定 A)
你來當審稿人
某同學筆記寫:「HPV 是有套膜的病毒;它的 E6 蛋白會結合並使 Rb 失活、E7 蛋白則把 p53 降解;高危險的第 6、11 型會導致子宮頸癌。」
我挑好毛病了,看解答
三處都錯。坑一:HPV 是無套膜(naked)的環狀 dsDNA 病毒(Papova/乳突瘤科),不是有套膜。坑二:E6/E7 對應寫反了——E6 降解 p53、E7 使 Rb 失活。坑三:6、11 是低危型,導致生殖器疣(菜花);導致子宮頸癌的是高危型 16、18。正確版:HPV=無套膜 dsDNA;E6–p53、E7–Rb;子宮頸癌=16/18、菜花=6/11。
遮住上面,回答這 4 題(口頭即可)
- HPV 的 E6 和 E7 各降解/失活哪個抑癌蛋白?各自造成什麼後果?
- 高危型與低危型 HPV 的代表型別各是什麼?分別對應哪種疾病?
- HPV 屬哪個病毒家族?有無套膜?核酸是哪一種(單股還雙股、環狀還線狀)?
- DNA 病毒中,唯一單股 DNA(ssDNA)與唯一在細胞質複製的各是誰?
- 挖空細胞(koilocyte)是什麼?在哪個檢查看到、代表什麼感染?