Genital human papillomaviruses. Studies of their occurrence, type spectrum and expression.

Abstract

The occurrence of genital human papillomavirus infection was determined in different categories of patients by means of PCR.



In high proportion of young women attending an adolescent clinic, the presence of HPV DNA was demonstrated in simultaneously urethral and cervical samples, suggesting that genital HPV infections are often multifocal. Multiple HPV types were demonstrated in about half of these HPV-positive patients. The corresponding figure for women attending a health screening program or referred to a colposcopy clinic was about 23%.



From supposedly healthy men, the prevalence of HPV DNA was 8% in urethra samples, as compared to 5% in simultaneously collected urine samples. The overall prevalence of HPV DNA in corresponding urethra and urine samples was higher among women than among males. Among female patients referred to a colposcopy clinic, 49% of the cervical samples and 38% of the urine samples were found to be HPV DNA positive. Among patients whose cervix samples were positive for HPV DNA simultaneous urine samples were also found to be HPV-positive in 65% of the cases.



Eighteen percent of a group of women in a health screening program manifested HPV DNA in the cervix. Half of the colposcopy patients studied were characterized by benign histology, and the prevalence of HPV DNA was 27%, whereas of women with various grades of CIN, between 72% and 88% had HPV DNA. The cancer-related HPV types represented about 85% of the isolates identified among all women studied, HPV 16 being the most prevalent type. A simple non-radioactive reverse dot blot hybridization method was developed for the typing of HPV consensus primer generated amplimers.



The complete nucleotide sequence and genomic organization of a new HPV type (HPV 70) was determined by cloning and DNA sequence analysis of overlapping PCR products.



A quantification method, with dynamic ranges of 4 to 6 log10, was developed for PCR products, using microtiter plate based hybridization with an enzyme-labeled probe followed by colorimetric detection. Higher quantities of both HPV 16 DNA and mRNA were found in patients with CIN II or high-grade neoplasia than among women with CIN I or a normal diagnosis. However, measurements of HPV 16 mRNA relative to viral load can not be used as an indicator of disease activity.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Vårtor (skivepitelpapillom) i hud eller slemhinna orsakas av papillomvirus. Kunskapen om detta virus var länge ganska liten eftersom det inte går att odla i cellkulturer, men med molekylärbiologins framsteg har förståelsen ökats. Varje djurart har sina egna papillomvirus och genom att jämföra nukleinsyrasekvenserna i DNA-kedjan hos olika virusisolat har man identifierat 77 typer som infekterar människan varav ca 30 orsakar infektion i det genitala området. Vissa av dessa genitala humana papillomvirus (HPV) ger upphov till könsvårtor (kondylom) medan andra befunnits associerade med vissa cancerformer. I sexuellt aktiva populationer är genital HPV infektion vanligast i 20-25 års åldern (associerat med antalet sexpartner) för att därefter sjunka med stigande ålder. Viruset försvinner vanligen inom en 2-årsperiod efter smittotillfället men kan, om infektionen är långdragen, orsaka cellförändringar på livmoderhalsen (cervix uteri), som efter flera år kan övergå i cancer. Hos kvinnor med allvarliga cellförändringar på livmoderhalsen detekteras oftast HPV typ 16, medan i icke cancerrelaterade könsvårtor HPV 6 och 11 är de vanligaste typerna. Virusinfektion kan också vara latent utan synliga tecken på infektion. För att påvisa latent HPV infektion med pyttesmå HPV DNA mängder används en method där virus DNA i provrör förökas flera miljoner gånger före detektionssteget [polymeras-kedjereaktion (polymerase chain reaction; PCR)].



Genom att använda PCR har vi påvisat HPV-infektioner hos tonårsflickor, både med och utan synliga könsvårtor, samt observerat att infektionen ofta är samtidigt förekommande i både urinrörsmynningen (uretra) och till cervix (multifocal infektion). Att HPV i hög utsträckning kunde påvisas i uretra föranledde oss att testa om urinprov kunde användas för viruspåvisning. Den funna HPV-förekomsten blev dock högre när vi testade uretra eller cervixprov jämfört med samtidigt tagna urinprov. För HPV analys kan dock urinprov vara motiverat att användas när mera invasiva provtagningssätt vill undvikas, tex hos barn.



Med PCR teknik har vi visat att ca 18% av kvinnor mellan 20-29 år, som går på gynekologisk hälsokontroll i Malmö, har HPV DNA i cervixprov. Motsvarande siffra var 27% för kvinnor utan cervicala cellförändringar kallade till gynekologisk uppföljning pga cellförändringar hittade vid tidigare gynekologisk hälsokontroll. Hos kvinnor med gravare cellförändringar var HPV förekomsten mellan 72 och 88%. Ca 85% av HPV fynden utgjordes av typer som ofta hittas hos fall av cervixcancer, med HPV 16 som den vanligaste typen. Förekomst av HPV var betydligt högre hos kvinnor med cellförändringar än hos kvinnor med normala cellprover vilket pekar mot ett samband mellan HPV infektionen och utveckling av livmoderhalscancer. Dock måste återigen starkt betonas att HPV infektion hos yngre kvinnor med normal cytologi eller låg grad av cellförändringar oftast självläker inom ca 2 år.



Eftersom HPV infektionen kan återfinnas både bland kvinnor med och utan cellförändringar vore det av intresse att undersöka om HPV infektionen är olika aktiv i de båda grupperna. Vi valde att undersöka mängden viralt budbärar RNA (messenger RNA) såsom en molekyl nödvändig för att virusproteiner ska bildas. Mängden av budbärar RNA jämfördes med mängden av HPV 16 DNA i cellprover från kvinnor som blir kallade till gynekologisk uppföljning pga cellförändringar som upptäcks vid tidigare hälsokontroll. En kvantitativ metod för mätning av mängd virus DNA och budbärar RNA med hjälp av PCR utvecklades för detta ändamål. Avsevärt högre mängder av HPV 16 DNA och budbärar RNA påvisades hos kvinnor med grava cellförändringar jämfört med hos kvinnor med normala celler eller låg grad av cellförändringar. I förhållande till mängden virus DNA sågs däremot ingen ökning av mängden budbärar RNA i prover med grava cellförändringar.



Typbestämning av HPV är ett problem, eftersom det finns minst 77 typer varav ett 30-tal kan orsaka genitala infektioner. Genom att använda en allmän HPV PCR med förmåga att finna och föröka DNA från flertalet genitala typer kan PCR produkten sedan testas för DNA sekvenslikhet (hybridisering) med ett större antal nylonfilterbundna kända HPV-typer i en enda analys. Denna applikation kunde omsättas till en icke-radioaktiv typningsmetod för genitala HPV infektioner som ej kunde typbestämmas med tillgänglig typspecifik PCR. På detta sätt kunde mindre vanliga genitala typer som HPV 34, 39, 45, 52, 53, 56 och 58 återfinnas bland patienter. Även HPV isolat med endast partiell DNA sekvenslikhet med de tidigare karakteriserade HPV-typer kan upptäckas om temperaturen sänks i hybridiseringssteget. Från ett dylikt HPV isolat producerades överlappande PCR produkter runt hela virusgenomet om tillsammans ca 8000 baspar. PCR produkterna klonades och nukleinsyrasekvensen bestämdes för hela viruset. Från DNA sekvensen kunde sedan genkartan för en ny HPV typ (HPV 70) göras upp.

• author: Forslund, Ola
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: Professor Wadell, Göran, Inst. of Virology, University of Umeå, Sweden
• organization: Clinical Microbiology, Malmö (research group)
• publishing date: 1997
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Microbiology in the medical area
• keywords: mRNA expression, microwell, HPV 70, type determination, CIN, quantification, urine, multifocal infections, hybridization, PCR, HPV, human papillomavirus, Microbiology, bacteriology, virology, mycology, Mikrobiologi, bakteriologi, virologi, mykologi
• pages: 130 pages
• defense location: Patologiska Institutionens föreläsningssal, MAS
• defense date: 1997-04-24 09:15:00
• external identifiers: other:ISRN: LUMEDW/MEKB--1020-SE
• ISBN: 91-628-2428-7
• language: English
• LU publication?: yes
• id: b97a7014-0228-4e0c-992c-5df6840d758e (old id 29135)
• date added to LUP: 2016-04-04 11:11:11
• date last changed: 2018-11-21 21:03:12