宫颈癌是全球女性第四大常见癌症,呈高死亡率,尤其是在发展中国家。2020年全球估计有604,127例新发宫颈癌病例和341,831例死亡。近90%的宫颈癌的死亡发生在发展中国家。近年来,随着宫颈癌筛查工作的普及和HPV疫苗的广泛应用,发达国家宫颈癌的发病率已明显下降,而我国宫颈癌的发病率却有升高趋势。据估计,2016年中国新增病例11.93万例,死亡3.72万例。山西省是我国宫颈癌的重灾区,据文献报道山西省阳城县2003-2007年宫颈癌发病率78.23/10万、2005年宫颈癌死亡率为25.07/10万,均远高于全国的平均水平。宫颈上皮内瘤变（cervical intraepithelial neoplasia,CIN）作为宫颈癌前病变,为阻断宫颈癌的发生与进展提供了良好契机。由于对CIN转归规律及相关因素认识不清,导致临床上缺乏更加精细化诊治方案,因此寻找影响CIN进展的相关因素是目前研究者非常关注的问题,但尚缺乏以人群为基础的大型前瞻性队列研究。高危型人乳头瘤病毒（high risk human papilloma virus,HR-HPV）的持续感染是导致CIN进展为宫颈癌的首要因素,与宫颈癌和CIN相关的是13-14种最常见的HR-HPV基因型别,在不同的HR-HPV基因型别之间进展为宫颈癌和CIN的风险存在很大差异。通过不同HR-HPV基因型别组合能否优化现有的筛查策略?HR-HPV并非宫颈癌和CIN的唯一因素。那么什么因素是它的协同因素?山西省如此高的发病率有无特殊的地域因素值得进一步研究。生物地理学证据显示,山西省宫颈癌的高发区域位于太行山脉,与叶酸缺乏致新生儿神经管畸形高发区走形一致。叶酸缺乏可能是我省宫颈癌高发区的地域因素。然而,叶酸缺乏与CIN进展的风险和HR-HPV感染之间关系并不清楚。近年来研究表明,环状RNA（circular RNAs,circRNAs）是在肿瘤发生发展过程中起重要作用。探讨circRNAs在宫颈癌变过程中的表达差异,有望发现一些CIN进展的新型生物标志物。本研究拟从以下部分进行:1)在山西现场建立目标人群为CIN患者的前瞻性队列,并分析队列人群的基线特征;2)结合随访数据,评价HPV基因分型检测对意义不明的非典型鳞状细胞女性的分流价值;3)分析红细胞和血清叶酸浓度与CIN和高危型HPV感染的关系;4)基于队列研究建立的生物样本库,筛选在宫颈癌变过程中差异表达的circRNAs,并进行验证。旨在发现一些CIN转归的关键影响因素、优化筛查策略以及为后续深入研究提供了重要的理论依据。第一部分山西省宫颈上皮内瘤变前瞻性队列:建立及基线特征目的:在山西现场建立目标人群为CIN患者的前瞻性队列,并分析队列人群的基线特征。方法:山西CIN队列研究是基于大规模宫颈癌筛查项目,采用以社区和医院为基础相结合建立的前瞻性队列研究。课题组自2014年6月开始对山西省阳曲和介休2个社区现场共计4万名妇女和医院现场1200例研究对象开展基线调查,内容包括流行病学问卷调查、妇科检查、实验指标检测（包括宫颈脱落细胞检测、阴道镜检查及宫颈组织病理检查和HPV分型检测等）及生物标本收集。采用Epidata3.0软件建立数据库。结果:在社区现场的40,000例人群中CIN的检出率为2.00%（95%CI:1.82-2.09）,宫颈癌（CC）检出率为48/10万。山西CIN随访队列共3504名女性平均年龄47.0±9.5岁,HPV感染率最高的前5位HPV基因型别依次是HPV16（19.1%）、51（3.4%）、33（3.3%）、58（3.3%）和18（3.0%）。CIN2及以上组血清叶酸的中位数16.1（12.6-20.6）nmol/L、红细胞叶酸的中位数 325.9（228.1-445.6）ng/ml 均低于CIN1及以下组。CIN2及以上组表达强阳性的比例P16（33.8%）、Ki67（39.7%）、叶酸受体（FRα）（39.2%）均明显高于CIN1及以下组。结论:通过建立山西CIN队列,明确了山西人群CIN及CC现患率,发现了队列人群HPV基因型别分布特点。明确不同亚组间的基线特征差异,为后续研究影响CIN进展的生物学指标物搭建了研究共享平台。第二部分 HPV基因分型检测对意义不明的非典型鳞状细胞女性的分流价值目的:在这项基于人群为基础的前瞻性研究队列中,我们评估了高危人乳头瘤病毒（HR-HPV）基因分型在中国农村地区对意义不明的非典型鳞状细胞（ASC-US）女性进行分流价值。方法:在2014年6月至2014年12月期间,中国山西省农村地区共有40,000名女性参加了宫颈癌筛查项目。对于细胞学为ASC-US的女性接受了 HPV基因分型检测、阴道镜检查和组织病理学检查。对于初次评估组织病理学评估为宫颈正常或宫颈上皮内瘤变（CIN）1级的患者,进行了为期2年的随访观察。结果:在研究人群中,ASC-US的报告率为5.76%（2,304/40,000）。ASC-US女性CIN2级及以上（CIN2+）和CIN3级及以上（CIN3+）的检出率分别为7.28%和1.75%。HPV 16（39.53%）、HPV 58（17.83%）和 HPV 52（15.50%）是所有细胞学为ASC-US的女性中最常见的三种HR-HPV基因型别。在组织学确诊CIN3+病变中最常见的五种HR-HPV基因型别是HPV16、HPV58、HPV33、HPV31和HPV18。在检测CIN2+和CIN3+病变方面,与15 HR-HPV检测相比,HPV16/18/31/33/58基因型别组合显着提高了特异性,灵敏度相似,并且可以显着降低阴道镜检查的转诊率（23.15%与33.70%,P＜0.01）。此外,在2年的随访期间,感染HPV16、18、31、33或58基因型别的女性是最有可能发生CIN2病变（92%,23/25）。结论:我们的研究结果表明,5种最高危HPV16/18/31/33/58基因型别组合可以为中国农村人群中ASC-US女性的提供了更有效和更具成本效益的风险分层方法。第三部分 红细胞和血清叶酸浓度与宫颈上皮内瘤变和高危型HPV感染的关系目的:评估红细胞（red blood cell,RBC）和血清叶酸浓度与CIN级别和HR-HPV感染的相关性,在不同CIN级别中RBC叶酸与HR-HPV感染的交互作用,以及RBC叶酸与CIN1进展为CIN2的风险的关系。方法:利用山西CIN人群队列中2,304名患者的数据,使用logistic回归模型来评估RBC和血清叶酸浓度与CIN级别和HR-HPV感染的比值比（ORs）和患病率比（PRs）。分类和样条分析用于评估剂量反应关系。采用巢式病例对照研究设计,进一步评估了红细胞叶酸浓度与CIN1进展为CIN2风险的关系。结果:红细胞叶酸浓度与所有不同CIN级别风险均呈负相关。与第四四分位数的红细胞叶酸浓度相比,第一四分位数的风险为2.28（1.77-2.93）（Ptrend＜0.01）。在CIN2+组中观察到红细胞叶酸与HR-HPV感染之间呈显著交互作用（P-interaction＜0.01）。在不同级别 CIN组中,均没有观察到红细胞、血清叶酸浓度与HR-HPV患病率之间相关。在CIN1队列中,中位随访时间为21.0个月,发现与第四四分位数的红细胞叶酸浓度相比,第一四分位数的患者发生CIN1进展CIN2的风险显着增高（OR=3.86,95%CI:1.01-14.76）。结论:本研究表明,RBC叶酸与中国成年女性的CIN风险和CIN1进展为CIN2相关。无论是否感染HR-HPV的女性,维持正常的叶酸状态对于降低女性患CIN及其进展的风险都是非常重要的。第四部分宫颈癌变过程中circRNA表达谱的综合分析目的:综合分析宫颈癌变过程中差异表达circRNAs,发掘一些CIN进展的潜在生物标志物,并初步探索其对宫颈癌细胞的生物学行为的影响。方法:通过Affymetrix基因芯片技术,筛选宫颈癌变过程中circRNAs和mRNAs的差异表达谱,通过GO功能富集、KEGG通路分析和STEM软件等多种生物信息学方法并结合STRING、TargetScan、miRanda等多个数据库对差异表达circRNAs进行了分析和筛选,进一步采用qRT-PCR对分析结果进行验证。通过siRNA敲低Hsa circ 0003954表达,利用CCK-8和流式细胞仪观察其对宫颈癌细胞的细胞活性和细胞周期的影响。结果:应用STEM工具确定了在宫颈癌变过程中呈连续上调模式的3个mRNAs和3个circRNAs,基于STEM获得的DEMs在癌症相关信号通路显着富集,例如DNA复制、细胞周期和DNA修复相关的GO功能。通过PPI网络,发现 CDK1、KIF11、CCNB2、PCNA 和 CCNB1 等中枢基因。采用 qRT-PCR 验证前 5 个 circRNAs,结果发现 hsacirc0001955 和 hsacirc0003954 在宫颈癌变过程中的表达均呈持续上调（P＜0.01）。进一步通过ceRNA分析预测和qRT-PCR验证了 hsacirc0001955/hsa-miR-6719-3p/CDK1、hsacirc0001955/hsa-miR-1277-5p/NEDD4L 和 hsacirc0003954/hsa-miR-15a-3p/SYCP2 的表达模式符合ceRNA 网络。体外实验进一步证实,敲低hsacirc0003954,可抑制SiHa细胞增殖并调节细胞周期。结论:本研究建立宫颈癌变过程中circRNAs的表达谱,发现了hsacirc0001955和hsacirc0003954在宫颈癌变过程中呈持续上调,有望成为宫颈癌变过程中的新型生物标志物,为后续进一步深入研究circRNAs在CIN进展的分子机制奠定了基础。