据世界卫生组织的估算，15.4%的肿瘤起病归因于感染，而有9.9%是与病毒有关。迄今为止已有11种病原被确认具有致癌性，其中最常见的为幽门螺杆菌，HPV，HBV，HCV和EBV，后四种均属于病毒类（图表1）。众所周知，病毒在肿瘤形成的多个阶段发挥了生物学作用，部分病毒更被视作标志物用于肿瘤的早期筛查、诊断和预防。

图表1. 最常见的肿瘤致病原

该课题组对来源于38类肿瘤的5354例病理/正常组织标本开展了全基因组序列分析，并对来源于25类肿瘤的1057例病理组织标本RNA测序数据进行了研究，发现前者得出的病毒谱包括并且大于后者（图1），这可能要归因于病毒基因在某些时期的表达比例低，进而提示在鉴定肿瘤相关病毒方面，全基因组序列分析相较于全转录组测序更为重要。此外两种方法产生的数据均提示，86%的相关病毒属于无或携带逆转录酶的双链DNA类别。

图1. 两种序列分析得出的肿瘤病毒谱对比

图2. 不同病毒在各类肿瘤里的分布图

HBV主要见于肝癌。全基因组测序分析HBV的精准度和可重复性与传统的靶点PCR技术类似，但灵敏度更高。研究人员还发现HBV感染与CTNNB1, TP53和ARID1A突变存在互斥现象。

EBV在不同肿瘤器官和正常组织中均有发现，虽然属于淋巴滤泡病毒，但其阳性存在并不依赖于免疫细胞的浸润。EBV在胃癌的发生发展中扮演了重要角色。

甲型乳头瘤病毒主要见于头颈肿瘤，宫颈癌和膀胱癌。研究人员发现HPV16是出现频率最高的亚型，分布于宫颈癌和头颈肿瘤，其次为HPV18，存在于宫颈癌；随后是分布在头颈肿瘤和宫颈癌的HPV33。变异型HPV-6与-45则存在于膀胱癌。

在头颈肿瘤中，类似于HBV的排他性，HPV感染与TP53, CDKN2A和TERT突变亦存在互斥现象；另外，病毒阳性的样本中突变信号-2和APOBEC3B表达显著增强，而在宫颈和其他组织则无此现象。不局限于以上基因，病毒阳性的头颈肿瘤所展现的表达谱更明显异于阴性的肿瘤组织，而受病毒感染的影响，M1型巨噬细胞和T细胞表达信号也显著提高。

图3. 不同肿瘤内的HBV (a)、EBV (b)、HPV (c)和基因突变

（*代表互斥关系）

图4. HPV(+)(红色)与HPV(-)(灰色)的肿瘤组织存在基因表达谱差异

人内源性逆转录病毒ERV1主要见于慢性淋巴细胞白血病，但本研究未能证实其与干细胞标志物OCT3/4，SOX2和KLF4间的关联。此外，肾癌中ERV1高表达提示患者的生存预后差。

图5. ERV1表达与肾癌的预后正相关

病毒将序列整合入宿主人体基因组后能促进肿瘤的发展，HPV（HPV16，HPV18）之于宫颈癌和头颈肿瘤，HBV和AAV2之于肝癌，均充分印证了这一理论。序列整合的位点可横跨染色体，其中发生在内显子区域的占40%，而在基因编辑区域的仅有3.4%。在61例HBV阳性的肝癌病例中，有36例存在HBV基因整合。HBV基因整合能促进TERT、TEKT3，CCNA2，CDK15和THRB基因的表达增强，并导致整合位点附近的基因组拷贝数变异增多，然而后一现象并未见于HPV16和HPV18等其他病毒的基因整合。

在HPV16序列整合的位点中，有2个是非编码的长RNAs，包括LINC00111和PVT1，其中后者具备致癌性，这两个基因的表达均得到显著增强。此外，在距离基因组的整合位点上下游10,000对碱基的范围内，突变率亦明显提高。值得注意的是，HPV16的整合位点多分布于常见的基因脆弱部位，提示了：1. 染色质中脆弱或难以修复的部位为病毒序列整合创造了先决条件；或2 病毒序列整合影响了宿主基因组的稳定性。而HPV18的序列整合则主要涉及宫颈癌的TALDO1基因。

在一例肝癌样本中，AAV2序列整合发生于促癌基因KMT2B的内显子区域内。

图6. HBV (a)和HPV (b)在不同基因区域的整合

导致部分基因的表达增强（红色标记）

本课题还揭露了头颈肿瘤内HPV与驱动基因突变之间的互斥现象，以及HPV感染与APOBEC突变信号存在密切相关性，提示抗病毒防御机制的受损推动了宫颈癌、膀胱癌和头颈肿瘤的发生发展。

就HBV，HPV16，HPV18和AAV2而言，病毒序列整合与基因组拷贝数的变异存在关联；发生于TERT启动子部位的基因整合则与端粒酶高表达有关，后者能显著激活成瘤机制。

ERV1表达增强提示肾癌患者的预后差。

对肿瘤相关病毒的探索已在临床应用中略见成效，“上医治未病”，针对HPV的病毒疫苗更在肿瘤的预防领域树立了典范。相信随着科学家对肿瘤基因组的进一步解锁，会有越来越多的相关病毒被发掘，届时不但能改写人类的肿瘤治疗策略，更有望将肿瘤的防御线向前推进。