HPV-Diagnostik – Aktueller Stand zur Testung von viruskodierter mRNA für die HPV-Onkogene E6 und E7

Humane Papillomviren (HpV) sind die wahrscheinlich am häufigsten sexuell übertragenen Infektionen. Etwa 40–50 % der 20–25-jährigen jungen Frauen testen positiv auf eine HPV-Infektion und 30 % sind mit Hochrisiko-HPV infiziert. Bei ca. 20 % ist HPV 16 nachweisbar, der karzinogenste unter den HPV-Genotypen. Diese hoheDurchseuchung repräsentiert zunächst aber keine Erkrankung, denn in über 90 % der Fälle heilen diese Infektionen über einen Zeitraum von 8–18 Monaten aus, ohne zu einem Zervixkarzinom zu führen.

Funktion der viralen Onkogene E6 und E7 zur Immortalisierung von Epithelzellen: Nur wenn HPV persistent nachweisbar ist und weitere zelluläre Veränderungen stattfinden, kann ein Karzinom entstehen. Das Virus hat für seine erfolgreiche Vermehrung eine besondere Aufgabe zu lösen. Es muss sich in differenzierenden Epithelzellen replizieren. Diese Zellen haben aber die DNA-Synthese eingestellt und sind auf dem Weg in den programmierten Zelltod, um die toten Epithelschichten aufzubauen. Papillomviren haben im Laufe der Evolution zwei Schlüsselsignalwege zu beeinflussen gelernt, die Epithelzellen zu immortalisieren imstande sind: das virale E6-Protein inaktiviert das zelluläre p53 und unterbindet damit Apoptose. Das virale E7-Protein interagiert mit dem Retinoblastoma-Tumorsuppressorprotein und schickt die Zelle damit in einen Zellzyklus, wodurch die DNA-Synthesemaschine angeworfen wird. Die Expression von E6 und E7 erfolgt nur nach erfolgreicher Infektion und damit ist der Nachweis dieser mRNA nur in aktiv infizierten Zellen möglich. Die lange Latenzzeit der HPV beruht auf der Eigenschaft, in wenigen Stammzellen des Epithels zu persistieren. Dies geschieht durch eine sehr schwache Expression von E6 und E7 vermittelt durch eine Repression durch das virale Steuerprotein E2. Im Zuge der Progression von Infektionen zu hochgradigen Dysplasien und Zervixkarzinomen kommt es meist zu einer Integration des zirkulären viralen Genoms in die DNA der Zelle. Meist wird des E2-Gen dabei zerstört und damit fällt der Repressor für E6 und E7 weg. Beide viralen Onkogene werden erheblich stärker exprimiert und die Zellen sehr effizient immortalisiert, was den erst Schritt in der Tumorprogression zur Malignität darstellt. Damit ist der Nachweis von starker E6/ E7-Expression ein Hinweis auf ein hochgradiges dysplastisches Geschehen.

Ein Nachweissystem, das HPV-Infektionen anhand der mRNA für die Onkogene E6 und/oder E7 detektiert, kann damit potenziell eine höhere Spezifität erreichen als ein DNANachweis. Ein zweiter Vorteil ist bei der Vermeidung von falsch-positiven Befunden gegeben. Während bei DNA-basierten Nachweisen – vor allem wenn hochsensitive PCR eingesetzt wird – eine Detektion von viraler Nukleinsäure möglich ist, die nicht in infizierten Zellen vorliegt, ist bei Nachweis von viraler mRNA immer eine aktive Infektion ein Voraussetzung, die über der Nachweisgrenze liegen muss, um ein positives Signal zu erzeugen. Daher kann der mRNA-Nachweis zu einer Reduktion von falsch-positiven Befunden führen und dadurch unnötige Nachuntersuchungen, Angst bei der Patientin und möglicherweise auch Therapien ersparen.

Auch mRNA-basierte Testsysteme können genotypisieren: Es muss beachtet werden, dass der Nachweis auch die Vielzahl an verschiedenen Hochrisiko-HPV-Typen umfasst. 14 verschiedene Genotypen sind als karzinogen klassifiziert. Nur wenn alle potenziell nachgewiesen werden können, wird der Test eine ausreichend hohe Sensitivität und Spezifität erreichen können. Dabei ist es von Vorteil, wenn eine Art Genotypisierung die vorliegenden HPV-Typen identifiziert. Die Genotypen HPV16 und 18 haben sich als diejenigen mit dem höchsten karzinogenen Potenzial herausgestellt. Infektionen mit diesen Typen haben ein etwa 10-fach höheres Progressionsrisiko zu hochgradigen Läsionen als andere HPV-Typen. Auch mRNA-basierte Testsysteme können genotypisieren und damit eine Risikoabschätzung zulassen.

Ausblick: Information aus dem Muster der gesplicten mRNA: Viren müssen sehr wirtschaftlich mit ihrer limitierten Erbsubstanz umgehen. Daher werden aus den primären RNATranskripten durch differenzielles Splicing mehrere kodierende mRNAs hergestellt, die zu Proteinen mit unterschiedlicher Funktion führen. Das Muster der differenziell gespliceten mRNA kann ebenfalls Aufschluss über den Schweregrad einer vorliegenden Dysplasie geben. Diese Studien sind vielversprechend, aber noch am Beginn ihrer Entwicklung zu tauglichen Testsystemen, die aber eine noch bessere Einschätzung der vorliegenden Dysplasie zulassen könnten.

FAZIT: Zusammengenommen bieten moderne Screeningmethoden Vorteile und können die Aussagekraft von Screeningergebnissen steigern.