Genital human papillomavirus (HPV) infection is common and the majority of infected individuals successfully deal with this virus. Clearance of HPV is presumably mediated by T cells but HPV-16-specific T-cell memory was usually detected in patients with progressive disease and not in healthy subjects, suggesting that HPV-immunity comes too late. We now show the presence of HPV-16 E6-specific memory T-helper (Th) responses in a major fraction (12 of 20) of healthy individuals by application of the IFN-γ-ELISPOT assay. Although nearly all E6-peptides were recognized, the majority of the responders targeted peptide sequences of the COOH-terminal half (E681–158) of HPV-16 E6. In a direct comparison, the presence of HPV-16 E6-specific T cells coincided with HPV-16 E2-specific T-cell reactivity in healthy individuals, whereas hardly any HPV-16 E7-specific Th immunity was found. This indicates that the induction of T-cell reactivity against HPV-16 E7 is suboptimal during infection when compared with that against HPV-16 E2 and HPV-16 E6. In conclusion, the presence of HPV-16 E6-specific Th memory in the healthy population demonstrates that HPV infection leads to T-cell immunity against immediate early proteins expressed during infection. Because this HPV-16 E6-specific T-cell immunity was frequently detected in healthy subjects, our data suggest that the observed IFN-γ-producing proliferating T cells circulating in the peripheral blood play a role in protection against persistent HPV infection and associated development of malignancies.

Genital infection of both men and women with oncogenic HPV4 types is quite common (1, 2, 3), however, only a minor fraction of infected subjects develop progressing epithelial lesions or cancer (4, 5, 6). Most premalignant lesions regress spontaneously. This is likely mediated by cellular immune responses because regressing (genital) warts are infiltrated with CD4+ T cells, CD8+ T cells, and macrophages (7, 8). The role of immune surveillance in controlling infection by various HPV types is additionally indicated by the increased incidence of HPV infections, HPV-associated warts, cervical intraepithelial neoplasia lesions, and cervical carcinoma in immunocompromised subjects (9, 10, 11). This notion is sustained by the observations that papillomavirus-specific T-cell immunity can protect against malignant transformation of papillomas in rabbits (12).

Examination of HPV-specific T-cell immunity in patients with HPV+ cervical lesions has revealed the occasional presence of CTL responses against the E6 and E7 oncoproteins (13, 14, 15, 16, 17, 18). Because an overt correlation between the presence of such CTL immunity and regression or progression of the disease has thus far not been found, the functional significance of these responses is at present a matter of debate. Most likely, not only CTL numbers, but also their activation state needs to be taken into account. Accumulating evidence pertinently shows that proper activation of CTL requires delivery by professional APCs of strong costimulatory signals in addition to the antigenic signal. Especially in the case of antiviral immunity in chronic infections, this costimulatory action of APC requires virus-specific Th cell activity (19, 20, 21, 22, 23). We previously found that E7-specific Th immunity was frequently observed in HPV-16+ patients but only rarely in healthy subjects (24). In contrast, >50% of the healthy subjects tested showed very strong memory-type Th responses against one or more epitopes of HPV-16 E2. It is conceivable that this Th memory is a witness of previous encounter with HPV-16 or possibly other HPV-types encoding cross-reactive epitopes (25). Apparently, the T-cell immune system deals with the E2 and E7 antigens in a completely different manner. Because high expression of E6/E7 and E2 is mutually exclusive during infection and subsequent tumor development, these findings prompted us to now also monitor Th immunity against HPV-16 E6 in patients and healthy subjects. Similar to what was found for E2, memory Th immunity against E6 was frequently and abundantly observed in healthy subjects, suggesting a role for these Th cells in protection against reinfection by high-risk HPV and as such the HPV-mediated induction of anogenital lesions and cervical cancer.

Subjects and Controls.

PBMCs of anonymous healthy blood bank donors (D) were obtained after informed consent. Because these donors are anonymous, only a general age and gender distribution can be given. The currently studied healthy individuals displayed a median age of 44 years old (range, 25–68 years) and comprised of 40% women and 60% males. No additional data are available, nor was serum available to determine the HPV infection status by serological analysis. However, donors with a known recent history of infection, including abnormal pap-smear, were as part of normal regulations, discouraged to donate blood.

The study of the subjects (P) with cervical carcinoma in this paper was nested in the CIRCLE study, which investigates cellular immunity against HPV-16-infected cervical lesions. Women presenting with histological proven cervical carcinoma at the department of gynecology of the Leiden University Medical Center were, after informed consent, enrolled in this study. The study design was approved by the Medical Ethical Committee of the Leiden University Medical Center. Blood was drawn at day of treatment before surgery. Subjects with stage IB-IIA were treated by a radical hysterectomy. The age of the patients ranged between 29 and 76 years old, and these women were typed for HPV-16 using HPV-16-specific primers on DNA isolated from paraffin-embedded sections of biopsies or surgical resection specimens (26).

Antigens.

A set of peptides spanning the whole HPV-16 E2 protein, consisting of 22 30-mer peptides with 15 amino acids of overlap and the COOH-terminal peptide with a length of 35 amino acids, was used for the T-cell proliferation assays. They are indicated by the first and last amino acid in the protein (e.g., E21–30, residues 1–30, and the last peptide E2331–365). For the ELISPOT assays, a large set of 22-residue long HPV-16 E6 overlapping (12 residues) peptides was used to obtain a detailed insight in the immunogenic regions of the E6 protein. In addition, 8 HPV-16 E6-derived 32-mer overlapping (14 residues) peptides and 4 HPV-16 E7 35-mer overlapping (14 residues) peptides were used for the T-cell cultures and proliferation assays. These long HPV-16 E2, HPV-16 E6, and HPV-16 E7 peptides were used in the proliferation assay to lower the number of PBMCs required because we wanted to use pools of maximal two peptides.

Pools of four 30-mer peptides, with 15 amino acids overlap, spanning the influenza matrix 1 protein of A/PR/8/34 (M1) were used as positive control in the ELISPOT assay. The peptides were synthesized and dissolved as described previously (27).

TT (1 LF/ml; National Institute of Public Health and the Environment, Bilthoven, the Netherlands) was used as positive control in the short-term T-cell proliferation assays.

Recombinant HPV-16 E6 protein and HPV-16 E7 protein (the latter protein served as control protein in proliferation assays) were produced in recombinant Escherichia coli transformed with Pet-19b-HPV-16 E6 and Pet-19b-HPV-16 E7 (24).

Analysis of Antigen-specific Th Cells by IFN-γ-ELISPOT.

The presence of HPV-16 E6-specific Th cells was analyzed by ELISPOT as described previously (24). Briefly, PBMCs were seeded at a density of 2 × 106 cells/well of a 24-well plate (Costar, Cambridge, MA) in 1 ml of Iscove’s medium (Bio-Whittaker, Verviers, Belgium) enriched with 10% FCS (Greiner, Mannheim, Germany) in the presence or absence of 5 μg/ml of indicated E6-derived 22-mer peptide. As a positive control, PBMCs were cultured in the presence of indicated pools of influenza A/PR/8/34 M1 protein-derived peptides, consisting of four overlapping 30 amino acid long peptides in each pool because previous analyses showed that all healthy individuals displayed reactivity against one or more of these M1 peptide pools (24). After 4 days of incubation at 37°C, PBMCs were harvested, washed, and seeded in 6-replicate wells at a density of 105 cells/well on a Multiscreen 96-well plate (Millipore, Etten-Leur, the Netherlands) coated with an IFN-γ catching antibody (Mabtech AB, Nacha, Sweden). Then, the ELISPOT plates were incubated for 18 h at 37°C to allow catching of the antigen-specific produced IFN-γ. The ELISPOT assay was additionally performed according to the instructions of the manufacturer (Mabtech). The number of spots was analyzed with a fully automated computer-assisted video imaging analysis system (Carl Zeiss Vision). Specific spots were calculated by subtracting the mean number of spots plus 2× SD of the medium only control from the mean number of spots of experimental wells. Antigen-specific T-cell frequencies were considered to be increased compared with nonresponders when T-cell frequencies were ≥1/104 PBMCs (24).

Short-Term T-Cell Proliferation Assay.

Healthy donor-derived PBMCs were incubated with 12 pools of HPV-16 E2-derived 30-mer peptides, 4 pools of E6 32-mer peptides, and 2 pools of E7 35-mer peptides (each pool containing two overlapping peptides), according to procedures described previously (25, 27). Briefly, freshly isolated PBMCs were seeded at a density of 1.5 × 105 cells/well in a 96-well U-bottomed plate (Costar, Cambridge, MA) in 200 μl of Iscove’s medium (Bio-Whittaker) supplemented with 10% autologous serum. In previous experiments, we observed that proliferative responses to HPV-16 E2 peptides were relatively reduced with the use of (heat-inactivated) human AB serum (Sigma) as compared with autologous serum. HPV-16 E2-, HPV-16 E6- and HPV-16 E7-derived peptides were added at a concentration of 10 μg/ml. Medium alone was taken along as a negative control and TT served as a positive control. For each peptide pool, 8 parallel microcultures were incubated. Peptide-specific proliferation was measured at day 6 by [3H]thymidine incorporation. Cultures were scored positive when the proliferation of ≥75% of the test wells exceeded the mean proliferation plus 3× SD of the medium only control wells, and the SI of the mean test wells over mean medium control wells was ≥3.

Long-Term HPV-16 E6-specific T-Cell Cultures.

PBMCs derived from healthy blood donors were incubated with 8 overlapping 32-mer peptides spanning the entire HPV-16 E6 protein at a concentration of 1 μg/ml in Iscove’s medium (Bio-Whittaker) supplemented with 10% recalcified autologous plasma. One day after stimulation, T-cell growth factor (Biotest, Dreieich, Germany) was added at a final concentration of 5%. At day 10, the cell culture was harvested and incubated with autologous monocytes and E6 peptides (1 μg/ml) at a 10:1 ratio for 16 h, after which, T cells producing IFN-γ in response to the E6 peptides were enriched by a cytokine secretion assay (Miltenyi; Biotech, Bergisch Gladbach, Germany). This assay is based on a bispecific antibody recognizing (a) the IFN-γ molecule and (b) the CD45 molecule. The captured IFN-γ is detected by a phycoerythrin-labeled secondary antibody, and subsequent magnetic labeling allows enrichment of the antigen-specific cells. The isolated cells were cultured for 10–14 days with irradiated autologous PBMCs at 1:10 ratio and 10% T-cell growth factor without any further addition of antigen. The polyclonal T-cell culture was tested for recognition of E6 peptides (5 μg/ml) and protein (10 μg/ml) in a 3-day proliferation assay. Autologous adherent monocytes were used as APCs, and proliferation was measured by [3H]thymidine incorporation.

E6-specific IFN-γ-secreting Th Cells in HPV-16-positive Cervical Cancer Patients.

In addition to E7, the E6 oncoprotein is essential for maintenance of the transformed state in cervical carcinoma. Both proteins are thus interesting targets for antitumor T-cell immunity. We therefore extended our previous analysis of HPV-16 E7-specific Th immunity in HPV-16+ cervical cancer patients (24) to the E6 antigen. Hence, PBMC of 11 HPV-16+ cervical cancer patients were stimulated with a set of overlapping 22-mer peptides covering the complete HPV-16 E6 protein, after which, the number of IFN-γ-producing E6-specific Th cells was determined by ELISPOT. In 3 of 11 HPV-16+ patients (P4, P5, and P8), HPV-16 E6-specific Th frequencies ≥1/10,000 PBMCs were demonstrated. On the basis of our experience, responses of such a magnitude are clearly positive, whereas responses lower than this frequency may fall within background reactivity (24). Patient P4 responded to peptide E631–52 and E6131–152, indicating the presence of memory Th cells specific for two distinct epitopes. The other two patients (P5 and P8) responded to only one E6 peptide, suggesting that in both cases a single E6-epitope was recognized (Table 1). Overall, the frequency and magnitude of Th1-type response against E6 detected in patients is comparable with that previously found for E7 (24).

Frequent Memory Th Reactivity against HPV-16 E6 in Healthy Blood Donors.

We subsequently analyzed whether these E6-specific responses are also detectable in healthy donors because this population undoubtedly includes individuals who have effectively dealt with HPV-16 infection (3, 6, 28). Therefore, we assessed the presence of HPV-16 E6-specific Th cells in the blood of a group of 20 healthy individuals. Interestingly, 12 of 20 healthy blood donors showed HPV-16 E6-specific Th type 1 responses upon stimulation with one or more of the HPV-16 E6 22-mer peptides (Table 1). Analysis of the reactivity pattern revealed that most responses detected were directed against peptide sequences of the COOH-terminal half (E681–158) of HPV-16 E6 (Table 1). The magnitude of the E6-specific responses was very similar to that found in patients. However, the fraction of healthy donors showing strong IFN-γ Th responses against E6 peptides appears higher than that of the patients (60 versus 27%). Furthermore, some of the healthy subjects reacted even against four or more E6-peptides (range, 1–7), whereas the 3 patients responded to one or two peptides only. It must be noted, however, that also the incidence and breadth of the response against the influenza M1 antigen is higher in healthy subjects (Table 1), indicating an overall reduced immunity in patients.

To further characterize the observed HPV-16 E6-specific IFN-γ-responses in healthy subjects, the E6-induced proliferation capacity of PBMCs was analyzed. Freshly isolated PBMCs of 5 healthy donors were stimulated with a pool of eight of the long 32-mer overlapping HPV-16 E6-peptides for 10 days, and the responding T cells were isolated based on the E6-specific IFN-γ production using cytokine secretion assay and magnetic cell sorting. Flow cytometric analysis of the T cells specifically responding to E6 revealed that these T cells resided in the CD4+ fraction only (Fig. 1). After a 14-day period of nonspecific expansion, the resulting T-cell cultures were tested for their proliferative capacity to both E6 peptides and E6 protein because the latter will indicate their capacity to respond to naturally processed and presented antigen. From 3 of these 5 cultures, we were able to isolate IFN-γ-producing HPV-16 E6-specific Th cells able to proliferate not only upon stimulation with peptide but also to E6 protein-pulsed APCs (Fig. 1). Two subjects (D21 and D23) predominantly responded to E673–109 and E6127–158, whereas the third donor (D22) displayed a broader reaction pattern (Fig. 1). The area covered by E673–109 and E6127–158 was also frequently recognized when the E6 response was analyzed by ELISPOT (Table 1). Taken together, our data demonstrate that the memory T-cell repertoire of the majority of healthy individuals contains proliferative and IFN-γ-producing CD4+ Th-cells capable of reacting against the HPV-16-derived E6 oncoprotein.

Healthy Individuals Display Coinciding Th Responses against HPV-16 E2 and E6 but not against E7.

We have recently demonstrated frequent HPV-16 E2-specific Th responses in healthy individuals (25), whereas Th immunity against the E7 oncoprotein was rarely found in these subjects (24). This study revealed that the HPV-16 E6 protein is also frequently targeted by Th cells in healthy subjects. To define the relationship between the E2-, E6- and E7-specific Th response in healthy individuals, the presence of Th reactivity against these three antigens was analyzed in parallel. Fresh PBMC samples derived from 12 healthy blood donors were stimulated with 18 pools of two overlapping 30–35-mer peptides that together cover the entire sequences of HPV-16 E2, HPV-16 E6, and HPV-16 E7, and T-cell proliferation was evaluated after 6 days of culture as described previously (25). A SI exceeding 3 was applied as a threshold because this is commonly used for the detection of memory T-cell responses (29, 30). The incidence and specificity of the proliferative responses against HPV-16 E2 and HPV-16 E6 were comparable with our previous ELISPOT experiments (Table 1; Ref. 25). One donor (D33; Fig. 2) displayed responses against all three antigens, and 3 donors [D27 (Fig. 2), D30, and D37] showed specific proliferation against E2 and E6 (Table 2). In three other cases (D26, D29, D34) responses were only found against E2, whereas one PBMC sample (D31) only responded to E6 peptides. Most importantly, a vast majority (8 of 12) of the healthy subjects displayed memory-type Th responses against HPV-16 E2 and/or HPV-16 E6 in their blood, supporting the notion that encounter with high-risk HPV types, including HPV-16, is very common (1, 2, 3). Although in certain cases, this event may result in the prevalence of Th memory against either E2 or E6 rather than against both antigens; such immunity against the E7 antigen is only rarely installed (Table 2, Fig. 2).

Data obtained in the few studies that scrutinized HPV-specific immunity in HPV-16-positive patients suggested that HPV-16 E6-specific T-cell immunity might play a role in the protection against progressive HPV-16 infection (14, 31). Successful control of viral infection by the cellular immune system induces T-cell memory and therefore E6-specific T cells are expected to be present in those individuals who have effectively dealt with infection. On the basis of the cumulative 24-month incidence of infection with HPV-16 of 7% (6), a substantial fraction of the healthy population is expected to harbor such T-cell memory. Indeed, we could detect HPV-16 E6-specific memory Th immunity in more than half (17 of 32) of the healthy subjects by both IFN-γ-ELISPOT and short-term proliferation assays. Isolated E6 peptide-specific Th cells from such healthy subjects specifically reacted upon stimulation with HPV-16 E6 protein showing their capacity to respond not only to peptide but also to naturally processed HPV-16 E6 protein.

Because E6 protein sequences are conserved to considerable extent between HPV types, it is conceivable that infection with a given HPV type induces T cells, which are also able to react with peptides of HPV-16. Amino acid sequence analysis revealed that especially the genital high-risk HPV types displayed strong homology with HPV-16 E6 (data not shown). Therefore, part of the memory Th responses measured in this study might be a reflection of previous infections with high-risk HPV types other than HPV-16. Furthermore, the relatively high incidence and prevalence of (subclinical) infection with high-risk HPV (3, 6, 28) implies that some of these responses reflect current HPV infection.

In PBMCs from patients diagnosed with HPV-16+ cervical carcinoma, E6-specific Th type 1 immunity was detected in ∼30% (3 of 11) of the patients tested. As such, the number of E6-specific responders does not differ from that of HPV-16+ patients with E7-specific Th type 1 reactivity (6 of 16, ∼40%; Ref. 24 and unpublished observations). On the basis of the frequency of E6 responses in healthy individuals, the HPV-16 E6-specific Th cells in patients are likely to represent the remnants of a failing immune response, whereas Th reactivity to E7 may reflect de novo responses after cross-priming of E7 derived from a progressive tumor. Interestingly, a direct comparison of Th responses against HPV-16 E6 and HPV-16 E7 in healthy individuals reveals a different trend of immune activity. Only 1 of 12 healthy blood donors displayed E7-specific Th immunity, whereas 5 of these 12 healthy subjects reacted upon stimulation with HPV-16 E6 peptides. Moreover, we demonstrated that E6-specific Th responses in general coincided with responses against HPV-16 E2. In addition, if one takes into account that probably not all of these anonymous healthy blood donors have encountered HPV-16, whereas the patients are all HPV-16+, the percentage of healthy subjects responding to HPV-16 E6 after successful clearance of the HPV infection is likely to be underestimated. Failure of boosting the E6-specific Th1 type immunity may thus be related to progressive infection, which was also suggested by the work of Kadish et al.(31). To address this, a more comprehensive study of HPV-16-specific immunity in relation to disease and HPV infection status is required.

Collectively, our data suggest that the induction of Th cell reactivity against the HPV-16 E7 protein is suboptimal when compared with that against HPV-16 E2 and HPV-16 E6. Recently, it was shown that CD4+ T-cell reactivity against the plantar wart causing low-risk HPV type 1 was predominantly directed against the E4 protein (50%) and to a lesser extent against E6 (20%). Th-cell reactivity against HPV-1 E7, like our results with HPV-16 E7, could not be demonstrated (32). Presently, it is not clear why Th reactivity is preferentially induced against the HPV-16 E6 protein and not against E7. Because of the nature of HPV infection, induction of T-cell immunity is exclusively dependent on cross-presentation by epithelial resident dendritic cells, the Langerhans cell (33). Possibly, the localization of the antigen in the infected cell may determine the accessibility of these antigens for Langerhans cells. Low-risk and high-risk E7 proteins are expressed in the nucleus of the cell (34), and Th responses against this antigen are hardly detected in healthy subjects (24, 32). The expression of HPV-1 E4 protein is predominantly cytoplasmic, and a large fraction of healthy subjects mount an HPV-1 E4-specific Th response (32). Interestingly, the expression of low-risk HPV E6 protein is also restricted to the nucleus, but E6 of high-risk HPV is expressed in the nucleus and the cytoplasm (34). This difference in localization seems to be reflected by the low Th response rate against HPV type 1 E6 protein and the frequent induction of HPV-16 E6-specific Th reactivity in healthy subjects. Moreover, the similar cytoplasmic and nuclear expression of HPV-16 E2 induces Th memory in healthy individuals (25, 35).

In conclusion, the high rate of spontaneous clearance of high-risk HPV infections suggests that in general, the Langerhans cell-driven antigen presentation machinery is capable of inducing an effective immune defense against HPV. Our study is the first to demonstrate the presence of HPV-16 E6-specific memory Th immunity in the healthy population and shows that HPV infection indeed leads to T-cell immunity against the (immediate) early proteins E2 and E6 expressed during infection. Because the population, in which E2- and E6-specific T-cell immunity frequently is found, consists of healthy subjects, the observed IFN-γ-producing T cells circulating in the peripheral blood may play a role in protection against newly and/or persistent HPV infections and as such the development of cancer.

Fig. 1.

HPV-16 E6 peptide-specific IFN-γ-producing Th cells are able to proliferate against E6 protein-pulsed APCs. Freshly isolated PBMCs of donors (D) 21–25 were stimulated with a pool of 8 of the long 32-mer overlapping HPV-16 E6-peptides (1 μg/ml/peptide) for 10 days, and T cells producing IFN-γ in response to restimulation with E6 peptides were isolated by IFN-γ secretion assay and magnetic cell sorting. A, flow cytometric analysis showed E6-specific IFN-γ production in the CD4+ T-cell subset only. One representative example (D21) is shown. B, after a 14-day period of nonspecific expansion, T-cell cultures were tested for their capacity to proliferate upon stimulation with 5 μg/ml of each single E6 peptide (or pools of two peptides) indicated by the number of their first and last amino acid or the negative control peptide from HPV-16 E2 (E21–30). In addition, T-cell proliferation, upon stimulation with 10 μg/ml HPV-16 E6 protein or the negative control HPV-16 E7 protein, is shown. Subjects D24 and D25 did not specifically respond after the expansion period and are therefore not shown.

Fig. 1.

HPV-16 E6 peptide-specific IFN-γ-producing Th cells are able to proliferate against E6 protein-pulsed APCs. Freshly isolated PBMCs of donors (D) 21–25 were stimulated with a pool of 8 of the long 32-mer overlapping HPV-16 E6-peptides (1 μg/ml/peptide) for 10 days, and T cells producing IFN-γ in response to restimulation with E6 peptides were isolated by IFN-γ secretion assay and magnetic cell sorting. A, flow cytometric analysis showed E6-specific IFN-γ production in the CD4+ T-cell subset only. One representative example (D21) is shown. B, after a 14-day period of nonspecific expansion, T-cell cultures were tested for their capacity to proliferate upon stimulation with 5 μg/ml of each single E6 peptide (or pools of two peptides) indicated by the number of their first and last amino acid or the negative control peptide from HPV-16 E2 (E21–30). In addition, T-cell proliferation, upon stimulation with 10 μg/ml HPV-16 E6 protein or the negative control HPV-16 E7 protein, is shown. Subjects D24 and D25 did not specifically respond after the expansion period and are therefore not shown.

Close modal
Fig. 2.

Proliferative Th responses against HPV-16 E2, HPV-16 E6, and HPV-16 E7 of two representative donors. Freshly isolated PBMCs derived from healthy blood donors were stimulated with the indicated HPV-16 peptides (10 μg/ml) for 6 days, after which, proliferation was measured by [3H]thymidine incorporation. TT (1 LF/ml) served as a positive control. (○) represents proliferation in each individual microculture, and the (———) indicates the cutoff value defined by mean +3× SD of the medium control. PBMCs of healthy blood donor D27 (A) show significant responses against both E2 and E6, and donor D33 (B) displays reactivity against all three antigens.

Fig. 2.

Proliferative Th responses against HPV-16 E2, HPV-16 E6, and HPV-16 E7 of two representative donors. Freshly isolated PBMCs derived from healthy blood donors were stimulated with the indicated HPV-16 peptides (10 μg/ml) for 6 days, after which, proliferation was measured by [3H]thymidine incorporation. TT (1 LF/ml) served as a positive control. (○) represents proliferation in each individual microculture, and the (———) indicates the cutoff value defined by mean +3× SD of the medium control. PBMCs of healthy blood donor D27 (A) show significant responses against both E2 and E6, and donor D33 (B) displays reactivity against all three antigens.

Close modal

The costs of publication of this article were defrayed in part by the payment of page charges. This article must therefore be hereby marked advertisement in accordance with 18 U.S.C. Section 1734 solely to indicate this fact.

1

This work was supported by Dutch Cancer Society Grants NKB:RUL 99–2024 and RUL 2000–2200 (to R. O. and C. J. M. M.) and a grant from the Cancer Research Institute (to S. H. v. d. B.).

4

The abbreviations used are: HPV, human papillomavirus; APC, antigen-presenting cell; ELISPOT, enzyme-linked immunospot; M1, influenza matrix 1 protein; PBMC, peripheral blood mononuclear cell; SI, stimulation index; Th, T-helper; TT, tetanus toxoid.

Table 1

HPV-16 E6-specific Th responses as measured by IFN-γ-ELISPOT

HPV-16 E6aInfluenza M1
1– 2211– 3221– 4231– 5241– 6251– 7261– 8271– 9281– 10291– 112101– 122111– 132121– 142131– 152137– 158P1P2P3P4
P1 b – – – – – – – – – – – – – – – – – – 
P2 – – – – – – – – – – – – – – – – – 10 – 
P3 – – – – – – – – – – – – – – – – – – – 
P4 – – – 28 – – – – – – – – – 13 – – – – – 
P5 – – – – – – – – – – – – – 22 – – – 62 30 
P6 – – – – – – – – – – – – – – – – – – – 
P7 – – – – – – – – – – – – – – – – – – – 
P8 – – – – – 11 – – – – – – – – – 31 – 13 – 
P9 – – – – – – – – – – – – – – – – – – – 
P10 – – – – – – – – – – – – – – – – – 15 – 
P11 – – – – – – – – – – – – – – – – – – – 
D1 – – – – – – – – – – – – – – – – 16 – – 
D2 – – – – – – – – – – – – – – – – 26 12 – 
D3 – – – – – – – – – – – – – 18 – 30 – 19 – 
D4 – – – 10 – – – – – – – – – – – 22 15 14 10 
D5 – – – – – – – – – 10 – – – – – – 10 12 37 
D6 – 34 – – – – – – 11 14 – 12 10  – – 33 41 – 
D7 – – – – – – – – – 14 – – – – 14 – 21 57 28 
D8 – – – – – – – – 12 14 – – – – – 27 38 34 16 
D9 – – – – – – – – – – – – – – – 22 10 14 – 
D10 – – – – – – – – – – – – – – – 13 23 19 11 
D11 – – – – – – – – – – – 15 10 27 17 33 28 24 52 
D12 – – – – – – – – – – – – 14 15 – – 10 12 – 
D13 – – – – – – – – – – – – – – – – – – 21 
D14 – – – 10 – – – 20 12 – 28 18 37 40 – 12 42 28 45 
D15 18 16 – 15 – – – – 12 21 – 11 – – – 52 68 64 – 
D16 – – – – – – – – – – – – – – – 39 66 49 48 
D17 – – – – – – – – – – – – – – – – – – 66 
D18 – – – – – – – – –   11 – – – – – 10 – 
D19 – – – – – – – – – – 33 38 – 16 13 16 19 27 21 
D20 – – – – – – – – – – – – – – – – – 10 38 
HPV-16 E6aInfluenza M1
1– 2211– 3221– 4231– 5241– 6251– 7261– 8271– 9281– 10291– 112101– 122111– 132121– 142131– 152137– 158P1P2P3P4
P1 b – – – – – – – – – – – – – – – – – – 
P2 – – – – – – – – – – – – – – – – – 10 – 
P3 – – – – – – – – – – – – – – – – – – – 
P4 – – – 28 – – – – – – – – – 13 – – – – – 
P5 – – – – – – – – – – – – – 22 – – – 62 30 
P6 – – – – – – – – – – – – – – – – – – – 
P7 – – – – – – – – – – – – – – – – – – – 
P8 – – – – – 11 – – – – – – – – – 31 – 13 – 
P9 – – – – – – – – – – – – – – – – – – – 
P10 – – – – – – – – – – – – – – – – – 15 – 
P11 – – – – – – – – – – – – – – – – – – – 
D1 – – – – – – – – – – – – – – – – 16 – – 
D2 – – – – – – – – – – – – – – – – 26 12 – 
D3 – – – – – – – – – – – – – 18 – 30 – 19 – 
D4 – – – 10 – – – – – – – – – – – 22 15 14 10 
D5 – – – – – – – – – 10 – – – – – – 10 12 37 
D6 – 34 – – – – – – 11 14 – 12 10  – – 33 41 – 
D7 – – – – – – – – – 14 – – – – 14 – 21 57 28 
D8 – – – – – – – – 12 14 – – – – – 27 38 34 16 
D9 – – – – – – – – – – – – – – – 22 10 14 – 
D10 – – – – – – – – – – – – – – – 13 23 19 11 
D11 – – – – – – – – – – – 15 10 27 17 33 28 24 52 
D12 – – – – – – – – – – – – 14 15 – – 10 12 – 
D13 – – – – – – – – – – – – – – – – – – 21 
D14 – – – 10 – – – 20 12 – 28 18 37 40 – 12 42 28 45 
D15 18 16 – 15 – – – – 12 21 – 11 – – – 52 68 64 – 
D16 – – – – – – – – – – – – – – – 39 66 49 48 
D17 – – – – – – – – – – – – – – – – – – 66 
D18 – – – – – – – – –   11 – – – – – 10 – 
D19 – – – – – – – – – – 33 38 – 16 13 16 19 27 21 
D20 – – – – – – – – – – – – – – – – – 10 38 
a

PBMCs were stimulated with the indicated HPV-16 E6 22-mer peptides, and subsequent IFN-γ production by Th cells was measured by ELISPOT. Influenza M1-derived peptide pools were used to compare HPV-specific T-cell frequencies with T-cell reactivity to a common recall antigen.

b

Number of HPV16 E6-specific memory Th lymphocytes per 100,000 PBMCs in HPV-16+ subjects with cervical cancer (P) or healthy blood donors (D) is given. Specific Th cell frequencies ≥1/10,000 are depicted. A dash indicates that no specific T-cell reactivity that exceeded background levels was measured.

Table 2

Short-term proliferation assay of PBMCs from healthy blood donors

DonoraE2 reactivityE6 reactivityE7 reactivityTT reactivity
1–4531–7561–10591–135121–165151– 195181– 225211– 255241– 285271–315301–345331–3651–5037–8673–122109– 1581– 5643–98
D26 b 75% (8.7) – – – – – – – 88% (5.7) 88% (11.5) – – – – – – – 100% (23.9) 
D27 – 88% (16.5) 100% (22.9) – – – – – – – 100% (25.5) – 75% (4.8) 75% (8.5) 75% (20.9) – – – 100% (140.0) 
D28 – – – – – – – – – – – – – – – – – – 100% (35.0) 
D29 – – 100% (4.7) – – – – – – – 88% (6.3) – – – – – – – 100% (15.9) 
D30 – – – – – – – – – – 88% (13.1) – – – 88% (7.5) – – – 100% (125.6) 
D31 – – – – – – – – – – – – – – 75% (4.8) – – – 100% (17.1) 
D32 – – – – – – – – – – – – – – – – – – 100% (25.7) 
D33 – 88% (5.4) 100% (6.0) 75% (3.5) – – – – – – 100% (8.8) 75% (3.4) – 88% (4.2) 100% (4.6) – – 100% (4.6) 100% (16.1) 
D34 – 75% (4.8) – – – – – – – 75% (4.4) 100% (8.2) – – – – – – – 100% (76.1) 
D35 – – – – – – – – – – – – – – – – – – 100% (22.1) 
D36 – – – – – – – – – – – – – – – – – – 100% (56.5) 
D37 – 75% (8.9) – – – – – – – 75% (4.3) – – – – 100% (9.5) – – – 100% (20.7) 
DonoraE2 reactivityE6 reactivityE7 reactivityTT reactivity
1–4531–7561–10591–135121–165151– 195181– 225211– 255241– 285271–315301–345331–3651–5037–8673–122109– 1581– 5643–98
D26 b 75% (8.7) – – – – – – – 88% (5.7) 88% (11.5) – – – – – – – 100% (23.9) 
D27 – 88% (16.5) 100% (22.9) – – – – – – – 100% (25.5) – 75% (4.8) 75% (8.5) 75% (20.9) – – – 100% (140.0) 
D28 – – – – – – – – – – – – – – – – – – 100% (35.0) 
D29 – – 100% (4.7) – – – – – – – 88% (6.3) – – – – – – – 100% (15.9) 
D30 – – – – – – – – – – 88% (13.1) – – – 88% (7.5) – – – 100% (125.6) 
D31 – – – – – – – – – – – – – – 75% (4.8) – – – 100% (17.1) 
D32 – – – – – – – – – – – – – – – – – – 100% (25.7) 
D33 – 88% (5.4) 100% (6.0) 75% (3.5) – – – – – – 100% (8.8) 75% (3.4) – 88% (4.2) 100% (4.6) – – 100% (4.6) 100% (16.1) 
D34 – 75% (4.8) – – – – – – – 75% (4.4) 100% (8.2) – – – – – – – 100% (76.1) 
D35 – – – – – – – – – – – – – – – – – – 100% (22.1) 
D36 – – – – – – – – – – – – – – – – – – 100% (56.5) 
D37 – 75% (8.9) – – – – – – – 75% (4.3) – – – – 100% (9.5) – – – 100% (20.7) 
a

PBMC from 12 healthy blood donors (D) were tested against HPV-16 E2, HPV-16 E6, and HPV-16 E7 peptide pools, consisting of two subsequently overlapping peptides per pool, in a short-term proliferation assay. TT at a concentration of 1 LF/ml was used as a positive control.

b

Indicated are the percentages of positive wells and (mean stimulation index) for positive scoring peptides of all wells. Peptides were scored positive, when the proliferation of ≥75% of the eight test wells exceeded the mean proliferation plus 3 × SD of the medium only control wells, and the mean SI of all test wells over control wells was ≥3. Proliferative responses that did not exceed the background are indicated by a dash.

We thank all healthy blood donors and patients participating in the CIRCLE study. We also thank Willemien Benckhuijsen for synthesis of the peptides, Gemma Ranke for obtaining patient material, and Sandra Uljee for HPV typing.

1
Burk R. D., Kelly P., Feldman J., Bromberg J., Vermund S. H., DeHovitz J. A., Landesman S. H. Declining prevalence of cervicovaginal human papillomavirus infection with age is independent of other risk factors.
Sex Transm. Dis.
,
23
:
333
-341,  
1996
.
2
Karlsson R., Jonsson M., Edlund K., Evander M., Gustavsson A., Boden E., Rylander E., Wadell G. Lifetime number of partners as the only independent risk factor for human papillomavirus infection: a population-based study.
Sex. Transm. Dis.
,
22
:
119
-127,  
1995
.
3
Koutsky L. Epidemiology of genital human papillomavirus infection.
Am. J. Med.
,
102 (5A)
:
3
-8,  
1997
.
4
Duggan M. A., McGregor S. E., Stuart G. C., Morris S., Chang-Poon V., Schepansky A., Honore L. The natural history of CIN I lesions.
Eur. J. Gynaecol. Oncol.
,
19
:
338
-344,  
1998
.
5
Evander M., Edlund K., Gustafsson A., Jonsson M., Karlsson R., Rylander E., Wadell G. Human papillomavirus infection is transient in young women: a population-based cohort study.
J. Infect. Dis.
,
171
:
1026
-1030,  
1995
.
6
Ho G. Y., Bierman R., Beardsley L., Chang C. J., Burk R. D. Natural history of cervicovaginal papillomavirus infection in young women.
N. Engl. J. Med.
,
338
:
423
-428,  
1998
.
7
Aiba S., Rokugo M., Tagami H. Immunohistologic analysis of the phenomenon of spontaneous regression of numerous flat warts.
Cancer (Phila.)
,
58
:
1246
-1251,  
1986
.
8
Coleman N., Birley H. D., Renton A. M., Hanna N. F., Ryait B. K., Byrne M., Taylor-Robinson D., Stanley M. A. Immunological events in regressing genital warts.
Am. J. Clin. Pathol.
,
102
:
768
-774,  
1994
.
9
Benton C., Shahidullah H., Hunter J. A. A. Human papillomavirus in the immunosuppressed.
Papillomavirus Rep.
,
3
:
23
-26,  
1992
.
10
Serraino D., Carrieri P., Pradier C., Bidoli E., Dorrucci M., Ghetti E., Schiesari A., Zucconi R., Pezzotti P., Dellamonica P., Franceschi S., Rezza G. Risk of invasive cervical cancer among women with, or at risk for, HIV infection.
Int. J. Cancer
,
82
:
334
-337,  
1999
.
11
Palefsky J. M., Minkoff H., Kalish L. A., Levine A., Sacks H. S., Garcia P., Young M., Melnick S., Miotti P., Burk R. Cervicovaginal human papillomavirus infection in human immunodeficiency virus-1 (HIV)-positive and high-risk HIV-negative women.
J. Natl. Cancer Inst. (Bethesda)
,
91
:
226
-236,  
1999
.
12
Selvakumar R., Ahmed R., Wettstein F. O. Tumor regression is associated with a specific immune response to the E2 protein of cottontail rabbit papillomavirus.
Virology
,
208
:
298
-302,  
1995
.
13
Bontkes H. J., de Gruijl T. D., van den Muysenberg A. J., Verheijen R. H., Stukart M. J., Meijer C. J., Scheper R. J., Stacey S. N., Duggan-Keen M. F., Stern P. L., Man S., Borysiewicz L. K., Walboomers J. M. Human papillomavirus type 16 E6/E7-specific cytotoxic T lymphocytes in women with cervical neoplasia.
Int. J. Cancer
,
88
:
92
-98,  
2000
.
14
Nakagawa M., Stites D. P., Patel S., Farhat S., Scott M., Hills N. K., Palefsky J. M., Moscicki A. B. Persistence of human papillomavirus type 16 infection is associated with lack of cytotoxic T lymphocyte response to the E6 antigens.
J. Infect. Dis.
,
182
:
595
-598,  
2000
.
15
Nakagawa M., Stites D. P., Farhat S., Sisler J. R., Moss B., Kong F., Moscicki A., Palefsky J. M. Cytotoxic T lymphocyte responses to E6 and E7 proteins of human papillomavirus type 16: relationship to cervical intraepithelial neoplasia.
J. Infect. Dis.
,
175
:
927
-931,  
1997
.
16
Ressing M. E., van Driel W. J., Celis E., Sette A., Brandt R. M. P., Hartman M., Anholts J. D. H., Schreuder G. M. T., ter Harmsel W. B., Fleuren G. J., Trimbos B. J., Kast W. M., Melief C. J. M. Occasional memory cytotoxic T-cell responses of patients with human papillomavirus type 16-positive cervical lesions against a human leukocyte antigen-A*0201-restricted E7-encoded epitope.
Cancer Res.
,
56
:
582
-588,  
1996
.
17
Evans E. M., Man S., Evans A. S., Borysiewicz L. K. Infiltration of cervical cancer tissue with human papillomavirus-specific cytotoxic T-lymphocytes.
Cancer Res.
,
57
:
2943
-2950,  
1997
.
18
Youde S. J., Dunbar P. R., Evans E. M., Fiander A. N., Borysiewicz L. K., Cerundolo V., Man S. Use of fluorogenic histocompatibility leukocyte antigen-A*0201/HPV 16 E7 peptide complexes to isolate rare human cytotoxic T-lymphocyte-recognizing endogenous human papillomavirus antigens.
Cancer Res.
,
60
:
365
-371,  
2000
.
19
Walter E. A., Greenberg P. D., Gilbert M. J., Finch R. J., Watanabe K. S., Thomas E. D., Riddell S. R. Reconstitution of cellular immunity against cytomegalovirus in recipients of allogeneic bone marrow by transfer of T-cell clones from the donor.
N. Engl. J. Med.
,
333
:
1038
-1044,  
1995
.
20
Cardin R. D., Brooks J. W., Sarawar S. R., Doherty P. C. Progressive loss of CD8+ T cell-mediated control of a g-Herpesvirus in the absence of CD4+T cells.
J. Exp. Med.
,
184
:
863
-871,  
1996
.
21
Heslop H. E., Ng C. Y., Li C., Smith C. A., Loftin S. K., Krance R. A., Brenner M. K., Rooney C. M. Long-term restoration of immunity against Epstein-Barr virus infection by adoptive transfer of gene-modified virus-specific T lymphocytes.
Nat. Med.
,
2
:
551
-555,  
1996
.
22
Matloubian M., Concepcion R. J., Ahmed R. CD4+ T cells are required to sustain CD8+ cytotoxic T-cell responses during chronic viral infection.
J. Virol.
,
68
:
8056
-8063,  
1994
.
23
Melief C. J. M., Toes R. E. M., Medema J. P., Van der Burg S. H., Ossendorp F., Offringa R. Strategies for immunotherapy of cancer.
Adv. Immunol.
,
75
:
235
-281,  
2000
.
24
van der Burg S. H., Ressing M. E., Kwappenberg K. M., de Jong A., Straathof K., de Jong J., Geluk A., van Meijgaarden K. E., Franken K. L., Ottenhoff T. H., Fleuren G. J., Kenter G., Melief C. J., Offringa R. Natural T-helper immunity against human papillomavirus type 16 (HPV16) E7-derived peptide epitopes in patients with HPV16-positive cervical lesions: identification of 3 human leukocyte antigen class II-restricted epitopes.
Int. J. Cancer
,
91
:
612
-618,  
2001
.
25
de Jong A., van der Burg S. H., Kwappenberg K. M., van der Hulst J. M., Franken K. L., Geluk A., van Meijgaarden K. E., Drijfhout J. W., Kenter G., Vermeij P., Melief C. J., Offringa R. Frequent detection of human papillomavirus 16 E2-specific T-helper immunity in healthy subjects.
Cancer Res.
,
62
:
472
-479,  
2002
.
26
Claas E. C., Melchers W. J., van der Linden H. C., Lindeman J., Quint W. G. Human papillomavirus detection in paraffin-embedded cervical carcinomas and metastases of the carcinomas by the polymerase chain reaction.
Am. J. Pathol.
,
135
:
703
-709,  
1989
.
27
van der Burg S. H., Kwappenberg K. M., Geluk A., van der Kruk M., Pontesilli O., Hovenkamp E., Franken K. L., van Meijgaarden K. E., Drijfhout J. W., Ottenhoff T. H., Melief C. J., Offringa R. Identification of a conserved universal Th epitope in HIV-1 reverse transcriptase that is processed and presented to HIV-specific CD4+ T cells by at least four unrelated HLA-DR molecules.
J. Immunol.
,
162
:
152
-160,  
1999
.
28
Lambropoulos A. F., Agorastos T., Frangoulides E., Karahaliou R., Bontis J., Dozi-Vassiliades I. Detection of human papillomavirus using the polymerase chain reaction and typing for HPV16 and 18 in the cervical smears of Greek women.
J. Med. Virol.
,
43
:
228
-230,  
1994
.
29
Bermas B. L., Hill J. A. Proliferative responses to recall antigens are associated with pregnancy outcome in women with a history of recurrent spontaneous abortion.
J. Clin. Investig.
,
100
:
1330
-1334,  
1997
.
30
Fryauff D. J., Church L. W., Richards A. L., Widjaja H., Mouzin E., Ratiwayanto S., Hadiputranto H., Sutamihardja M. A., Richie T. L., Subianto B., Tjitra E., Hoffman S. L. Lymphocyte response to tetanus toxoid among Indonesian men immunized with tetanus-diphtheria during extended chloroquine or primaquine prophylaxis.
J. Infect. Dis.
,
176
:
1644
-1648,  
1997
.
31
Kadish A. S., Ho G. Y., Burk R. D., Wang Y., Romney S. L., Ledwidge R., Angeletti R. H. Lymphoproliferative responses to human papillomavirus (HPV) type 16 proteins E6 and E7: outcome of HPV infection and associated neoplasia.
J. Natl. Cancer Inst. (Bethesda)
,
89
:
1285
-1293,  
1997
.
32
Steele J. C., Roberts S., Rookes S. M., Gallimore P. H. Detection of CD4(+)- and CD8(+)-T-cell responses to human papillomavirus type 1 antigens expressed at various stages of the virus life cycle by using an enzyme-linked immunospot assay of γ interferon release.
J. Virol.
,
76
:
6027
-6036,  
2002
.
33
Offringa, R., de Jong, A., Toes, R. E. M., van der Burg, S. H., and Melief, C. J. M. Interplay between human papillomaviruses and dendritic cells. Curr. Top. Microbiol. Immunol., in press, 2003.
34
Guccione E., Massimi P., Bernat A., Banks L. Comparative analysis of the intracellular location of the high- and low-risk human papillomavirus oncoproteins.
Virology
,
293
:
20
-25,  
2003
.
35
Maitland N. J., Conway S., Wilkinson N. S., Ramsdale J., Morris J. R., Sanders C. M., Burns J. E., Stern P. L., Wells M. Expression patterns of the human papillomavirus type 16 transcription factor E2 in low- and high-grade cervical intraepithelial neoplasia.
J. Pathol.
,
186
:
275
-280,  
1998
.