问医生 找医院 查疾病 症状自查 药品通 快应用

关于巨细胞病毒感染的免疫应答

2011-07-26 01:57:00中国网健康频道

  巨细胞病毒(Cytomegalovirus,CMV)是疱疹病毒科β属的DNA病毒,在自然界中广泛存在,正常人群中自然感染普遍,发达国家人群血清CMV抗体检出率约40%~60%,发展中国家超过90%  巨细胞病毒感染(cytomegalovirus infection)是由人巨细胞病毒(human cytomegalovirus,CMV)引起[1],在我国相当普遍,且大多在幼年时期发生。据我们1995年至1997年连续3年对1 678例就诊小儿筛查结果发现,1~3岁组幼儿CMV感染率83.2%,~7岁组83.7%,~14岁组87.3%;成人组高达95%。虽然大多数感染者明显症状,但在婴儿期和有免疫抑制的个体可引起严重疾病[2]。现在,国内不少单位已开展CMV感染的诊断工作,但存在不少问题。有必要对近年来有关CMV的病毒学研究和怎样正确诊断CMV感染予以介绍。

  一、有关CMV的病毒学研究进展

  (一)CMV的结构及其生物学特性: CMV属疱疹病毒科(herpesviridae),不同毒株间核苷酸序列具有80%以上的同源性,有共同抗原,暂定为一个血清型,因此在临床检测上可以不受毒株型别影响。近年来,国外的病毒学家们对CMV的分子结构作了很多研究,现知完整的病毒颗粒直径约230 nm,内核为CMV DNA;其外为外径约110 nm的二十倍体,称核衣壳(nucleocapsid),由162个壳粒构成。病毒的最外层为厚约10 nm的膜状囊膜,或称包膜(envelope),包膜与核衣壳之间为明显构型的被膜(tegument),厚约50 nm。CMV基因为线性双股DNA分子,长约230 kb,由长单一序列(UL)和短单一序列(US)构成。CMV DNA携带大约200个开放读码框(ORFs)。与其他疱疹病毒的表达特性相似,CMV前早期(immediate-early,α)、早期(early,β)和晚期(late,γ)蛋白基因连锁调控,呈时序级联地相继表达。前早期抗原(immediate early antigen,IEA)主要包括IE1(72 000,UL123)和IE2(18 000~86 000,UL122)蛋白,在感染1小时开始出现在感染细胞核内,这些转录调控蛋白与细胞蛋白相互作用,调节后继病毒基因的表达。早期抗原(early antigen,EA)在感染后3小时出现在感染细胞核和胞浆中,为一组合成子代DNA蛋白质所需的酶和调控因子,如病毒DNA多聚酶(140 000,UL54)、核DNA结合蛋白(140 000,UL57)和一组核蛋白(分子量分别为34 000,43 000,50 000和?84 000,UL112)。另一种核DNA结合蛋白(52 000,UL44)在不同启动控制下于感染早期和晚期表达,可促进病毒DNA多聚酶的活性。晚期抗原(late antigen,LA)在感染后6~24小时内表达,为病毒结构蛋白。核衣壳含三种高丰余蛋白,即主要衣壳蛋白(MCP,UL86),次要衣壳蛋白(mCP)和最小衣壳蛋白(SCP);一种低丰余蛋白(34 000)和装配蛋白(AP,UL805),后者存在于未成熟核内衣壳和非感染性包膜颗粒内,而在病毒颗粒内缺如。被膜暂定有7种蛋白,即高分子量蛋白(HMWP,UL47)、碱性磷酸蛋白(BPP或pp150;UL32)、上基质蛋白(UM或pp71,UL82)和下基质蛋白(LM或pp65,UL83) 以及115 000、80 000和24 000(pp28,UL99)蛋白。包膜蛋白至少有8种,7种被糖基化,其中3种为gB(130 000~160 000,UL55),第4种称gH(86 000,UL75),其他4种分别为酸性糖蛋白(AGP)、gp70、gp57和整合膜蛋白(IMP或gM,UL100)。病毒学家们对上述各种结构蛋白的功能进研究,如发现pp71是IE基因转录的反式激活诱导剂;pp65有蛋白激酶活性;gB参与病毒与宿主细胞膜的吸附与融合过程;gH亦介导病毒与宿主细胞膜的融合。目前至少已将IEA、EA和LA中的pp65作为临床上检验CMV存在的主要抗原依据。

  (二)CMV感染的致病机理:

  1.CMV的细胞和组织嗜性:从CMV感染患者尸体检查材料的组织病理学分析表明,任何器官都能受到CMV感染,但从细胞水平,CMV在体内传播的潜能是基于广泛的靶细胞。近年来,采用细胞标记蛋白和病毒抗原或DNA同步染色法对各种组织CMV感染细胞类型进行了分析。结果提示,在体内,CMV的嗜细胞性有三大特征:(1)广泛分布的细胞类型如上皮细胞、内皮细胞和(或)成纤维细胞是CMV感染的主要靶细胞;(2)外周血循环中的白细胞是CMV易感细胞;(3)特殊的实质细胞如脑和视网膜的神经细胞、肠道的平滑肌细胞和肝细胞也能被感染,在某些情况下导致有意义的细胞病变。

  上皮细胞对CMV高度易感。由于呼吸道、泌尿道、胃肠道的上皮层构成机体与环境的介面,因而,它们既是病毒侵入机体的重要部位,又是机体经体液释出病毒的场所。故常可从患者的唾涎和尿液中检得病毒。内皮细胞也极易受CMV感染。由于内皮细胞是组织和血循环的介面,感染内皮细胞可能参与病毒的血源性传播。被感染的内皮细胞还可经提呈抗原和白细胞粘附,而有助于引导免疫反应至感染局部。CMV的组织嗜性与宿主的年龄和感染状况有关。在胎儿和新生儿期,神经细胞和唾液腺对CMV最为敏感,网状内皮系统也常受累。在年长儿和成人,免疫正常时,论原发或再发感染,病毒多局限于唾液腺和肾脏,而少数原发症状性感染者可累及淋巴细胞;在免疫抑制个体,部最常被侵及,并常造成广泛组织、器官的播型感染。

  2.CMV与宿主细胞的相互作用:CMV侵入机体后,与其他疱疹病毒一样,具有潜伏-活动的特性。因此与宿主细胞相互作用,形成下列四种感染类型:(1) 产毒型感染(productive infection)或称活动性感染:病毒在宿主细胞核内复制,重者产生包涵体,引起细胞病变,受染细胞溶解死亡;轻者也可包涵体形成。病毒从受染细胞内释出,感染其他易感细胞,使病变扩散,产毒型感染可转变为潜伏型感染;(2)潜伏型感染(latent infection):在原发感染后,CMV可长期潜伏在宿主细胞内;病毒不复制,不形成包涵体;电镜下不能观察到完整病毒颗粒;病毒分离、病毒抗原和CMV mRNA均不能检出,但用核酸杂交或PCR法可检出CMV DNA。在某些情况下,如妊娠、免疫抑制时潜伏病毒可被激活,导致产毒型感染;(3)细胞转化(cell transformation):CMV基因整合至宿主细胞DNA内,并可表达病毒抗原。宿主细胞因病毒基因的整合而发生转化和增生;(4)不全感染(abortive infection):CMV在宿主细胞内虽有少量复制,可使细胞功能产生障碍,而无或极少发生细胞形态改变。

  3.CMV的致病性:由于CMV是一种弱致病因子,对免疫正常的健康个体并不具有明显毒力,却能产生一些逃逸宿主免疫攻击的机制,如CMV的某些蛋白质与宿主主要组织相容性复合体(MHC)Ⅰ类分子类似。CMV感染细胞通过表面表达一种与MHCⅠ类分子相似的分子来阻抗宿主自然杀伤细胞(NK)的融解作用;还可通过3种互不依赖的CMV糖蛋白作用,减少MHC Ⅰ类分子的表达,以逃宿主CD8+T细胞的免疫监视(immunosurveillance)。最近,又有学者发现CMV能破坏干扰素IFN-γ信使传导途径Jak/Stat pathway阻抑MHC Ⅱ类分子的表达,以逃脱CD4+T细胞的免疫监视。因此,CMV一旦侵入宿主机体后,得以在宿主体内长期存在。故有CMV复制并不总是代表疾病过程,CMV在免疫抑制个体或胎儿和婴儿才易引起多系统播散性疾病或单一器官损害。

  二、CMV感染及其诊断

  (一)CMV感染的类型:1.根据其感染的次序可分为:(1)原发感染(primary infection):指宿主初次感染CMV,而在感染前缺乏对CMV的任何特异性抗体(6个月以前的婴儿可有从母体被动获得的IgG抗体);(2)再发感染(recurrent infection),是由于潜伏在宿主体内的病毒被重新激活(reactivation)而复制增殖;或再次感染(reinfection)外源性不同毒株或更大剂量的同株病毒。CMV侵入宿主体内,并在宿主体内复制或潜伏,即为CMV感染。

  2.根据宿主获得感染的时间可分为:(1)先天性感染(congenital infection):指由CMV感染的母亲所生育的子女,于其出生14天内(含14天)证实有CMV感染,为宫内感染所致;(2)围生期感染(perinatal infection):为CMV感染母亲的子女,在出生14天内没有发现CMV感染,而于生后第3~12周内证实感染者,主要经产道或母乳途径获得感染。以上两型都是原发性感染;(3)生后感染(postnatal infection)或获得性感染(acquired infection):指在出生12周后证实有感染(出生12周内无CMV感染证据),可以是原发感染,也可以为再发感染。我们前瞻性观察47例由CMV感染母亲生育的子女至1周岁,其中先天性感染27.7%,围生期感染23.7%,生后感染34%,无感染14.6%。但在临床工作中,由于患儿没有从出生开始定期作过CMV检测,因此较晚就诊者很难确定为何型感染。有些先天性感染患儿,出生时没有症状,以后才出现智能减退耳聋,故应格外重视,予以定期随访。

  3.根据有无症状出现,又可分为:(1)症状性感染(symptomatic infection):指出现与CMV感染相关的症状和体征。若CMV损害宿主2个或2个以上的器官、系统时又称全身性感染(systemic infection),多见于先天性感染,仍可沿用病理诊断名称即巨细胞包涵体病(cytomegalic inclusion disease,CID);若CMV损害主要集中于宿主的某一器官或系统,则可相应地称为CMV性肝炎(CMV hepatitis)、CMV性肺炎(CMV pneumonia)或传染性单核细胞增多症(infectious mononucleosis)等。在症状性感染时,患儿体内均有病毒活动,处于产毒型感染阶段。(2)无症状性感染(asymptomatic infection):指体内病毒复制状态有二种情况:一是有病毒复制,若足以引起靶器官或组织损害,临床表现有体征和器官功能改变,称之为亚临床型感染(subclinical infection);若未引起靶器官损害,则无相应体征和功能变化,为真正的无症状性感染。后者是病毒处于潜伏状态或呈不全感染。

  (二)CMV感染诊断中应注意的问题:CMV感染的诊断依据详见CMV感染诊断方案[4],临床应用中需注意以下几方面的问题。

  1.对CMV感染的诊断主要依靠实验室检查结果,因此实验室操作从试剂选用至结果判定,都需保证质量。采用国际上尚未公认的新方法时,应与“金标准”病毒分离等结果对照,考核其可靠性。

  2.在我国小儿中,原发感染大多发生于婴幼儿时期,此时又多呈产毒型感染状态。以后随着年龄增长趋向潜伏感染。但在患有其他疾病时,体内病毒又可被激活,呈现产毒型感染。如我们观察过3岁以上的53例急性黄疸甲型肝炎,在他们的急性期除2例(3.8%)外均伴有CMV感染,其中半数以上(64.2%)为再发感染,以后随访中发现又转为潜伏感染,可以作为佐证。

  3.CMV感染小儿多表现为无症状性感染,只有少数为症状性感染,且又多发生于先天性和围生期感染患儿。在严重免疫缺陷时,可出现肺炎、肝炎等全身疾患。

  4.CMV感染可累及宿主机体各个器官和系统,但产生严重病变的机会不多,靶器官的损害又与患儿的年龄有关。中枢神经系统损害(如小头畸形、智能障碍等)和先天畸形主要见于先天性感染;肝炎、肺炎还可见于婴幼儿时期感染。因此,在生后感染患儿身上发现有中枢神经损害和先天畸形,将其归为CMV感染所致是不科学的。

  5.新生儿在娩出时,往往会在其体内混入微量母亲血液,脐带血更甚。故从脐带血或初生新生儿血中用PCR法查得CMV DNA,以示新生儿感染也是不可靠的。应该再次对新生儿复查或作其他病毒学检查核实。

  6.对症状性CMV感染如肺炎、肝炎的诊断,仅仅依赖血清学或尿、血中病毒学检查阳性结果也欠妥当。因为这些检测结果只能表现体内有CMV存在或复制,却无定位意义。如从病变肺、肝组织中原位检测阳性则就可靠,但是实施困难。因此,应该采取肺炎患儿的下呼吸道分泌物替代或排除能够引起同样病症的其他病因和病原,力求诊断可靠。

  三、对CMV感染的治疗

  由于CMV感染患儿大多处于潜伏感染状态;即使CMV在体内复制活动,也多为无症状性感染。目前又无有效、安全的抗CMV药物,故对CMV感染的治疗,仍限于症状性感染时的对症处理;更昔洛韦因有骨髓抑制等毒副作用,因此只能在症状性感染时谨慎使用。

(责任编辑:韩欢  实习编辑:张曼)

特别策划
39热文一周热点