Epidemiological Study of Tobacco Use and Human Papillomavirus - Implications for Public Health Prevention

Kohdunkaulan syöpä on yksi naisten yleisimmistä syöpämuodoista. Seksin yhteydessä tarttuvat syöpävaaralliset ihmisen papilloomavirukset (HPV) ovat kohdunkaulansyövän välttämättömiä syytekijöitä. Vain pieni osa HPV-infektioon sairastuneista naisista saa syövän. Muut vältettävissä olevat osatekijät, jotka saavat yhdessä HPV:n kanssa kohdunkaulansyövän esiasteet etenemään on identifioitava ja voitettava. Tupakointi, mahdollinen ympäristöperäinen kohdunkaulansyövän osatekijä, on herättänyt kasvavaa mielenkiintoa 1980-luvulta lähtien. Tarkoitukseni oli tässä työssä määrittää tupakoinnin rooli kohdunkaulansyövässä ja sen esiasteissa sekä HPV-infektioissa, ja arvioida tupakoinnin vaikutusta luonnollisen HPV-infektion ja toisaalta rokotuksen seurauksena syntyneelle immuunivasteelle. Väestöpohjainen upotettu tapaus-verrokkitutkimus hyödynsi viittä pohjoismaista (Islanti, Norja, Ruotsi, Suomi) seerumipankkikohorttia. Tapausten ja verrokkien näytteistä tutkittiin kotiniini (tupakoinnin biomarkkeri) ja HPV, herpes simplex virus ja klamydia vasta-aineet. Pienen otoskoon vuoksi ensimmäisen tutkimusmateriaalin mahdollisuudet erottaa onko tupakointi kohdunkaulan syövän kehittymisen itsenäinen riskitekijä vai selittyykö osuus syöpävaarallisten HPV:n jäännössekoitusvaikutuksella (osajulkaisu I) ei ollut mahdollinen. Toiseen tutkimusmateriaaliin (osajulkaisu I) keräsimme neljä kertaa suuremman, erillisen, materiaalin, jossa oli 588 tapausta ja 2861 verrokkia. Osoitimme tupakoinnin olevan kohdunkaulansyövän itsenäinen riskitekijä. Löysimme erittäin merkitsevän 2-3 kertaisen kohdunkaulansyöpäriskin (vaarasuhde, OR = 2.1; 95 % luottamusväli (CI): 1.4-3.2) ja levyepiteelisyöpäriskin (OR = 2.7; 95% CI: 1.7-4.3) HPV16/18 vasta-ainepositiivisten aktiivisten tupakoitsijoiden joukossa, joka oli vapaa jäännössekoitus-vaikutuksesta. Lisäksi piste-estimaatit olivat sitä suurempia mitä korkeampi tutkittavien ikä oli diagnoosihetkellä (so. mitä pitempi altistuminen) ja mitä korkeampi heidän kotiniinitasonsa. Tekemässämme poikkileikkaustutkimuksessa (osajulkaisu II) vertasimme tupakoitsijoiden ja purutupakan käyttäjien useiden HPV infektioiden ja kohdunkaulansyövän esiasteiden (SIL) riskiä kahdessa populaatiossa. Tutkimuksessa oli 2162 naista Norsunluurannikolta Länsi-Afrikasta ja 419 naista Suomesta, Pohjoi-Euroopasta, joista oli käytettävissä tiedot kohdunkaulansyövän seulontatutkimuksesta, tupakoinnista ja purutupakan käytöstä, kohdunkaulan HPV DNA löydöksistä, klamydia ja HIV vasta-ainetiedot. Molemmissa tutkittavien ryhmissä tupakka-altistus (purutupakan käyttäjillä ja tupakoitsijoilla) liittyi kohonneeseen matala-asteisen SIL-muutoksen riskiin sekä nuoremmilla (OR= 5.5, 95% CI: 1.2-26) että vanhemmilla (OR=5.5, 95% CI: 2.1-14) tutkittavilla. Löysimme, ei-tilastollisesti merkitsevästi, kohonneen matala- ja korkea-asteisten SIL-muutosten riskin yli 30-vuotiailla tupakka-altistuneilla (purutupakan käyttäjät tai tupakoitsijat) tutkittavilla. Heidän useiden HPV-infektioiden riskinsä ei ollut kohonnut. Kohorttitutkimuksessa (osajulkaisu III) arvioimme tupakoinnin liittymistä kiertäviin HPV vasta-aineisiin 191 HPV-infektioon sairastuneella naisella, joita seurattiin aina 10 vuotta kohdunkaulansyövän seulontanäytteillä joista määritettiin myös HPV-DNA.Tutkimuksen alku- ja loppuhetkillä otetut näytteet tutkittiin kotiniini, ja HPV16 ja HPV18 immunoglobuliini (Ig) G ja IgA vasta-aineiden suhteen, myös klamydia vasta-aineet määritettiin ELISA menetelmällä. Nuoret tupakoitsevat naiset serokonvertoivat HPV16/18 viruksille tai säilyttivät nämä vasta-aineensa 10 seurantavuoden ajan vähemmän todennäköisesti kuin tupakoimattomat. Tämä viittaa siihen, että nuorilla naisilla, joilla on syöpävaarallisten HPV16/18 virusten aiheuttama infektio, tupakointi huonontaa vasta-aineresponssia korkean riskin HPV virustyypeille. Kaksoissokkoutettuun, satunnaistettuun faasi III tutkimukseen osallistui Suomessa 4808 16-17 vuotiasta naista, ja he saivat joko HPV16/18 AS04-adjuvantoitua viruksen kaltaisista partikkeleista (VLP) koostuvaa rokotetta tai kontrollina hepatiitti A rokotetta (HavrixTM) (osajulkaisu IV). Teimme pilottitutkimuksen 216 tutkittavan joukossa vertaamalla HPV16/18 vasta-aineita tupakoimattomilla ja tupakoitsijoilla 7 kuukautta rokotuksen aloittamisesta (kuukausi kolmannen rokotuskerran jälkeen). Alkuhetken ja 7 kuukauden seeruminäytteistä analysoitiin kotiniini ja HPV16 ja HPV18 IgG vasta-aineet. Naisilla, jotka tupakoivat ja jotka eivät tupakoineet HPV16 ja HPV18 vasta-aineet olivat samalla tasolla 7 kuukautta rokotuksen jälkeen. Tuloksemme viittaa siihen, että tupakoinnilla ei ole vaikutusta HPV rokotuksen seurauksena syntyvään vasta-aineresponssiin. Tulostemme mukaan HPV-rokotus ja seulontaohjelmia, ja kohdunkaulansyövän varhaista diagnostiikkaa kehitettäessä myös kansanterveystyö tupakoinnin ja purutupakan käytön vähentämiseksi olisi perusteltua, erityisesti nuorilla naisilla.Aline Simen-Kapeu. Epidemiological Study of Tobacco Use and Human Papillomavirus Implications for Public Health Prevention. 150 pages. Cervical cancer (CC) is one of the most common forms of cancer in women. The sexually transmitted oncogenic human papillomavirus (HPV) types are the necessary etiological agents of CC. However, only a small fraction of HPV-infected women go on to develop cancer. Other avoidable co-factors that act in conjunction with HPV to promote cervical malignant lesions need to be verified and tackled. Tobacco exposure, a potential environmental cofactor of CC, has attracted increasing attention since the early 1980s. My aim in this thesis was to assess the role of tobacco exposure in cervical precancerous lesions and cancer of the uterine cervix as well as in multiple HPV infections, and to evaluate the impact of tobacco smoking on the immune response to natural HPV infection as well as to HPV vaccination. A population-based case-control study of CC was nested within a joint cohort of five Nordic serum banks from Finland, Iceland, Norway and Sweden. The samples of cases and controls were analyzed for cotinine (a biomarker of tobacco smoking) and antibodies to HPV types 16 and 18, herpes simplex virus type 2 (HSV-2), and Chlamydia trachomatis (C. trachomatis). Due to small sample size, the first study material (171 cases and 496 controls) (Paper I) had limited power to distinguish whether tobacco smoking was an independent cofactor in cervical carcinogenesis or whether its relative role was due to residual confounding by the oncogenic HPVs. In the second study material (Paper I), we assembled almost four times bigger independent material, including 588 cases and 2,861 controls. We identified smoking as an independent risk factor for CC. A highly significant 2- to 3-fold increased risk of invasive CC (Odds ratio (OR) =2.1; 95% confidence interval (CI): 1.4- 3.2) and squamous cell carcinoma (SCC) (OR =2.7; 95%CI: 1.7- 4.3), free of residual confounding bias, was found among HPV16/18-seropositive heavy smokers. In addition, the point estimates increased with increasing age at diagnosis (probably indicating longer exposure) and increasing cotinine level. In a cross-sectional analysis (Paper II), we compared the association between tobacco smoking and chewing and the risk of multiple HPV infections and cervical squamous intraepithelial lesions (SILs) in two populations with different routes of tobacco exposure. We studied 2,162 women from Côte d Ivoire, West Africa, and 419 women from Finland, Northern Europe, with baseline data on cervical screening, smoking and chewing habits, HPV DNA status, C. trachomatis status and human immunodeficiency virus (HIV) seropositivity. In both settings, tobacco consumers (chewers or smokers) ≥30 years of age tended to have an increased risk of low-grade SIL (LSIL). Among tobacco chewers (Côte d Ivoire), the risk of high grade SIL (HSIL) was five times higher in both young (OR=5.5, 95% CI: 1.2 26) and older (OR=5.5, 95% CI: 2.1 14) women compared to non-chewers. We found an increased, albeit not significant, risk of both LSIL and HSIL, in HPV-DNA positive women ≥30 years of age an! d actively exposed to tobacco through smoking or chewing. There was no increased risk of multiple HPV infections among tobacco consumers. In a cohort study (Paper III), we evaluated the association between humoral immune response to HPV and smoking in 191 HPV infected women prospectively followed-up for 10 years by cytology and HPV DNA analyses. The baseline sample and the last follow-up sample were analysed for serum cotinine levels, Immunoglobulin (Ig) A and IgG antibodies to HPV16 and 18, and C. trachomatis using ELISA methods. Young women ( A phase III double-blind, randomized controlled trial enrolled 4,808 16- to 17-year-old females in Finland to receive either the prophylactic HPV16/18 AS04-adjuvanted vaccine-like-particle (VLP) vaccine or hepatitis A vaccine (HavrixTM) as a control (Paper IV). We conducted a pilot study among 216 participants to compare HPV16/18 antibody levels of nonsmokers and smokers 7 months post-vaccination (one month post the third vaccination dose). Baseline and month 7 serum samples were analysed for cotinine levels and IgG antibodies to HPV16 and 18. We found that women who smoked appeared to have comparable levels of anti-HPV16 and 18 antibodies to nonsmokers at month 7 post-vaccination. Our data suggest that smoking may not have an impact on the humoral antibody response following HPV vaccination. Alongside the development and combination of HPV vaccination programmes and screening and early diagnosis of CC, our findings support public health initiatives intended to prevent tobacco smoking and chewing exposures, particularly among young women