Deteksjon og kvantitering av humant papillomavirus DNA i serum hos kvinner med og uten celleforandringer i livmorhalsen

Abstract

Persisterende infeksjon med humant papillomavirus (HPV) kan føre til utvikling av celleforandringer i livmorhalsen og livmorhalskreft, som på verdensbasis forårsaker 270 000 dødsfall hvert år. Innføringen av screeningprogrammet i 1995 utgjorde en nedgang i antall tilfeller av livmorhalskreft i Norge, der i underkant av 30 000 kvinner får påvist celleforandringer og omlag 3000 blir konisert hvert år. I mer enn 90 % av tilfellene vil HPV-infeksjonen gå tilbake uten behov for behandling, men det er ikke mulig å identifisere andelen av kvinner som kommer til å utvikle livmorhalskreft. Resultatet er en overbehandling der mange av koniseringstilfellene kunne vært unngått. Identifisering av gode biomarkører for sykdomsprogresjon vil ha stort potensiale til å optimalisere screening og behandling, og samtidig senke tallet av overbehandling, da konisering kan medføre komplikasjoner for kvinnen ved senere svangerskap. Det er tidligere antatt at HPV ikke går over i blodbanen, men flere studier har nå vist at HPV-DNA likevel kan detekteres i perifert blod. De fleste funn er gjort hos kreftpasienter og det er tidligere antatt at påvisning av HPV-DNA i blod har sin opprinnelse fra kreftceller. En nyere studie har derimot påvist HPV-DNA i plasma hos kvinner med nylig oppdagede celleforandringer i livmorhalsen.

Hensikten med denne studien var å undersøke om tilstedeværelse og mengde av HPV-DNA i serum korrelerer med lesjonsgrad i livmorhalsen, og dermed kan benyttes som en potensiell biomarkør for progresjon av dysplasi. Studien er basert på analyse av serumprøver fra kvinner henvist til gynekolog med unormale funn ved cytologisk prøve fra livmorhalsen. Kvinnene som ble inkludert i denne studien ble påvist med HPV 16, 31 og/eller 45 i livmorhalsen, uavhengig av lesjonsgrad, samt kvinner med påvist adenokarsinom in situ (ACIS), eller livmorhalskreft, uavhengig av HPV-type i livmorhalsen (n=149). Det ble etablert metoder for ekstraksjon og påvisning før prøvene ble screenet for ti HPV-typer med real-time PCR (qPCR) (6, 16, 18, 31, 33, 42, 45, 52, 58 og 73) og mer målrettet, for de mest karsinogene HPV-typene med droplet digital PCR (ddPCR).

Resultatene viser at HPV-DNA kunne påvises i serum hos 1 av 159 (0,6 %) kvinner ved hjelp av qPCR og 2 av 149 (1,3 %) med ddPCR. HPV-DNA kunne ikke detekteres i serumprøvene fra kvinnene med ACIS eller livmorhalskreft. Resultatene fra denne studien viser at det ikke foreligger korrelasjon mellom deteksjon og alvorlighetsgrad, og viser at HPV-DNA i serum ikke ser ut til å være egnet som biomarkør for progresjon av dysplasi i livmorhalsen. Mer kunnskap om HPVs tilstedeværelse i blodbanen er nødvendig for å kunne identifisere den optimale blodfraksjonen for deteksjon av HPV. Deretter kan det avgjøres hvorvidt HPV-DNA i gjeldende blodfraksjoner kan benyttes som en biomarkør for å identifisere de kvinnene med dysplasi i livmorhalsen, som har høyere risiko til å utvikle livmorhalskreft.

A persistent infection with human papillomavirus (HPV) may lead to the development of dysplasia and cervical cancer, which causes 270 000 deaths worldwide yearly. The introduction of a national screening program in 1995 in Norway led to a decrease in number of cervical cancer cases, where close to 30 000 women are diagnosed with some grade of dysplasia, and approximately 3000 undergo conization for cervical dysplasia every year. In more than 90 % of the cases, the infection will regress without the need of treatment, but it is not possible to identify which women among those with dysplasia who actually will develop cervical cancer. This results in an overtreatment where many conizations could have been avoided. Identification of biomarkers for progression could have great potential to optimize screening and treatment, and simultaneously lower the number of overtreatment, as conization can cause complications for women in later pregnancies. It has previously been assumed that HPV does not lead to viremia, but several studies have shown that HPV-DNA can still be detected in peripheral blood. Most of the positive findings have been made in cancer patients, and it is assumed that detection of HPV-DNA in the bloodstream originates from cancer cells. A study, however, has newly shown the presence of HPV-DNA in the plasma of women with a recent history of cervical dysplasia. The aim of this study was to investigate whether or not the presence and load of HPV-DNA in the serum correlates with the severity of cervical dysplasia, and thus could be used as a potential biomarker for progression. The study is based on the analysis of serum from women referred to a gynecologist due to abnormal cytologycal findings in their cervix. The women who were included in this study were positive for HPV 16, 31 and/or 45 in the cervix, regardless of the grade of dysplasia. Methods of extraction and detection were established before samples were screened for a panel of ten HPV-types (6, 16, 18, 31, 33, 42, 45, 52, 58 and 73) with real-time PCR (qPCR), and for the most oncogenic types with droplet digital PCR (ddPCR). The results indicate that HPV-DNA could be detected in serum in 1 of 159 (0,6 %) women using qPCR and 2 of 149 (1,3 %) with ddPCR. HPV DNA could not be detected in serum samples from women with ACIS or cervical cancer. The results of this study indicate that there is no correlation between detection and the severity grade suggesting that HPV-DNA in serum is not suitable as a biomarker for progression of cervical dysplasia. However, more knowledge on the mechanisms for HPV's presence in the bloodstream is necessary to identify the optimal blood fraction for the detection of HPV, and determine whether HPV-DNA in current blood fractions can be used as a biomarker to identify those women with cervical dysplasia who are at higher risk of developing cervical cancer.