付揚喜，劉恩梅

重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院呼吸內(nèi)科，重慶 400014

腺病毒（Adenovirus）是從手術(shù)切除的扁桃體組織分離培養(yǎng)得到的一種DNA病毒,自從1953年Rown等人首次發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)有60余年的歷史了。腺病毒常引起人呼吸道、胃腸道和眼睛、膀胱等部位感染［2］，并可造成全世界范圍暴發(fā)流行，在大規(guī)模流行過程中，其所致的病死率較高［3-5］。各個年齡段人群均能被腺病毒感染，在免疫功能低下的病人?？梢饑?yán)重甚至致死性感染［6］。因此重視和加強(qiáng)對腺病毒感染的防治具有十分重要的意義?，F(xiàn)就其相關(guān)研究進(jìn)展綜述如下。

1 腺病毒的一般特征

1.1 腺病毒的分類

根據(jù)宿主范圍不同，腺病毒分為哺乳動物腺病毒屬和禽類腺病毒屬、腺胸腺病毒屬、唾液酸酶腺病毒屬［7］。人腺病毒（Human adenoviruses,HAdV）屬于腺病毒科的哺乳動物腺病毒屬，其57個型可分為A-G7個種［8］，其中與呼吸道感染有關(guān)的是B、C和E種，與胃腸道感染有關(guān)的是A、F和G種，與眼部、腎臟及尿道感染有關(guān)的是D和E種［9］。目前文獻(xiàn)報道和GenbBank數(shù)據(jù)庫資料顯示HAdV已有67個型別，這些新型腺病毒大部分是由同亞屬的某兩個或幾個血清型同源重組而成［10］。

1.2 腺病毒的結(jié)構(gòu)

根據(jù)電子顯微鏡和X線衍射分析技術(shù)，腺病毒是一種無外殼的雙鏈DNA病毒，直徑約95 nm，基因組全長約36 kb，編碼超過40種不同的蛋白質(zhì)［11］。病毒基因組包含早期表達(dá)的與病毒復(fù)制相關(guān)的E1A、E1B、E2A、E2B、E3和E4基因和晚期表達(dá)的與腺病毒顆粒組裝相關(guān)的 L1（pIIIa）；L2（Penton、pV、pVII、pX）；L3（pVI、Hexon、EP）；L4（pVIII）；L5（Fiber）基因［12］。

腺病毒呈無囊膜的球形結(jié)構(gòu)，線狀雙股DNA與核心蛋白形成核心，被包裹于衣殼內(nèi)。衣殼呈二十面體對稱結(jié)構(gòu)，由252個殼粒組成，殼粒排列在三角形的面上，其中240個為六鄰體（hexon，非頂點殼粒），每個六鄰體是六鄰體蛋白的同源三聚體，三聚體的六鄰體分子有一個三角形的塔尖和五面體的基底，塔區(qū)由4個環(huán)（loop1、loop2、loop3、loop4）構(gòu)成，基底包含P1、P2區(qū)。另外12個為五鄰體（penton，頂點殼粒），位于病毒粒的12個頂端。纖維突起是從每個五鄰體基底上由衣殼面伸出的線狀突起，長約9～77.5 nm，包含一個頭節(jié)區(qū)和莖部結(jié)構(gòu)［13-14］。

腺病毒有13個結(jié)構(gòu)蛋白，包括3個主要衣殼蛋白（六鄰體、五鄰體基底、纖維蛋白突起），4個次要衣殼蛋白（IIIa、VIII、VI、Ⅸ），6個核心蛋白（V、VII、Mu、TP、Ⅳa2、半胱氨酸蛋白酶）。主要衣殼蛋白介導(dǎo)病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞，次要衣殼蛋白幫助穩(wěn)固病毒體、干預(yù)胞內(nèi)體破壞和核心輸入六鄰體的過程。核心蛋白的目標(biāo)是病毒基因轉(zhuǎn)入細(xì)胞核心、原始DNA復(fù)制和幫助DNA包裝［11］。

2 腺病毒的感染與致病性

2.1 腺病毒的感染

腺病毒感染患者和隱性感染者是最主要的傳染源。腺病毒主要通過空氣飛沫傳播，多數(shù)型別的腺病毒也可通過消化道途徑傳播，密切接觸也是很重要的傳播方式。各年齡段人群均可感染腺病毒，但嬰幼兒、老年人以及免疫功能低下者較易感染［3-6］。發(fā)病主要集中在冬春季節(jié)，呈現(xiàn)全球性分布。環(huán)境改變、對疫情地自然條件不適應(yīng)等因素可促進(jìn)群體性疫情的發(fā)生和發(fā)展［3-5］。

2.2 腺病毒的致病性

腺病毒進(jìn)入細(xì)胞涉及以下幾個階段［15］：（1）細(xì)胞表面的初級受體薩奇-腺病毒受體與纖維突起粘附在細(xì)胞表面；（2）五鄰體基底和次級受體αν整合素相互作用，導(dǎo)致了網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的病毒胞內(nèi)化；（3）病毒在胞內(nèi)體的酸性環(huán)境中開始移位和釋放包括蛋白Ⅵ的頂體蛋白，蛋白Ⅵ能夠破壞胞內(nèi)體膜，允許部分分解的病毒顆粒從胞內(nèi)體中逃逸；（4）去包裝的病毒通過動力蛋白沿著微管被運送到復(fù)雜的核心孔；（5）病毒DNA通過復(fù)雜的核心孔被輸送入核心。腺病毒主要的粘附受體如下：柯薩奇-腺病毒受體，腺病毒除B和D種外，其它種的受體都是柯薩奇-腺病毒受體（coxsackie-adenovirus receptor,CAR）［16］。研究已經(jīng)證實CAR和腺病毒的纖維突起結(jié)合并在上皮細(xì)胞之間的緊密結(jié)構(gòu)和附著點發(fā)揮作用。和腺病毒纖維突起相互結(jié)合的柯薩奇-腺病毒受體的細(xì)胞外相同結(jié)構(gòu)域也參與了同種柯薩奇-腺病毒受體之間在鄰近細(xì)胞的聯(lián)系，提高了其親和性，觸發(fā)了細(xì)胞外信號通路，導(dǎo)致了在人類呼吸道上皮細(xì)胞的細(xì)胞因子的表達(dá)和炎癥反應(yīng)。在上皮細(xì)胞過度表達(dá)的CAR的研究已經(jīng)表明CAR可以直接或間接激活ERK（extracellular receptor kinases）P42、P44活性和能增加整合素β1、β3的表達(dá)。

CD46，所有腺病毒B種、少數(shù)D種（HAdV-D26、49）可與胞膜表面免疫調(diào)節(jié)分子CD46相結(jié)合［17-18］。CD46分子是補(bǔ)體系統(tǒng)的一種調(diào)節(jié)蛋白，對于I因子介導(dǎo)的C3b和C4b裂解有輔助作用，可以保護(hù)細(xì)胞免受補(bǔ)體攻擊［19］。研究提示CD46的胞外部分有4個結(jié)構(gòu)域SCR1-SCR4，其中SCR1和SCR2參與結(jié)合B亞種腺病毒的纖維突起，SCR2-SCR4參與結(jié)合C3b和C4b［20］。SCR2是腺病毒與補(bǔ)體結(jié)合CD46的重疊部分，腺病毒結(jié)合CD46后可能影響SCR2的表達(dá)或構(gòu)象，當(dāng)SCR2上調(diào)或易與補(bǔ)體結(jié)合，就會加強(qiáng)CD46對補(bǔ)體的裂解而降低其的攻膜作用，從而維持腺病毒的有效繁殖。

唾液酸受體，唾液酸是細(xì)胞膜和可溶性蛋白的重要組成成分。D種腺病毒的一些血清型(HAdV-D37、8、l9)以唾液酸為受體。Nilsson等［21］發(fā)現(xiàn)攜帶唾液酸殘基的糖蛋白或糖脂（GD1a glycan）是HAdV-D37引起流行性角結(jié)膜炎的一種細(xì)胞受體。促進(jìn)腺病毒穿人細(xì)胞的整合素包括：ανβ3、ανβ5、ανβ1、α3β1和α5β1，其中最具特色的是ανβ3、ανβ5。除HAdV-F40、41以外，其它腺病毒血清型的五鄰體基座上都有整合素的識別位點—RGD肽（由精氨酰、甘氨酰、天冬氨酸構(gòu)成）。整合素與在五鄰體基座最上面部分里的包含有RGD肽的外環(huán)相互作用有助于腺病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞［22］。硫肝糖蛋白（heparan sulfate-containing proteoglycans,HSPG）包括跨膜的多配體聚糖和磷脂酰肌醇聚糖。HSPG和HAdV-C的纖維突起莖部粘附是通過KKTK基序的激活，腺病毒纖維突起基本的氨基酸錨固序列可以被HSPG識別；纖維突起基底部KKTK基序的突變可以明顯改變HAdV-C5的體內(nèi)細(xì)胞親嗜性，可能來源于與HSPG相互作用的改變［23］。橋粒核心糖蛋白2（DSG-2）被認(rèn)為是與HAdVB3、7、11、14結(jié)合的粘附受體。纖維突起和DSG-2的連接是不牢固的，其親和機(jī)制和HAdV-B3與CD46一樣。通過p42、p44-ERK或磷脂酰肌醇-3激酶磷酸化這些證據(jù)表明腺病毒和DSG-2的連接和上皮細(xì)胞與細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)移類似。病毒誘導(dǎo)的上皮細(xì)胞間的轉(zhuǎn)移開放了細(xì)胞內(nèi)的結(jié)合部位，上皮細(xì)胞間的上下部位導(dǎo)致了朝向內(nèi)腔的受體底外側(cè)的暴露，因此使得上皮和纖維突起更加靠近，增加了感染機(jī)會［24］。維生素K依賴的血凝因子 X和IX（coagulation factor X和IX,CFX和IX），Annasara Lenman等研究發(fā)現(xiàn)［25］CFIX 能有效增強(qiáng)HAdV-A18、31和與來自于氣道和腸道上皮細(xì)胞的粘附和感染。表面等離激元分析顯示某些腺病毒型（HAdVC2、HAdV-E4、HAdV-B16、HAdV-B50）和CFX有很高的親和力，而其它一些HAdV-B3、35有較弱的親和力，甚至HAdV-D26、48根本無相互作用［26］。目前研究已經(jīng)證實所有腺病毒B種的血清型都能與CD80和CD86發(fā)生相互作用［27］。CD80（B7-1）和 CD86（B7-2）是協(xié)同刺激分子，提供了額外信號刺激給T細(xì)胞和抗原提呈細(xì)胞（巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞)）但是直至目前為止這些細(xì)胞仍不是腺病毒B種的靶細(xì)胞。

3 腺病毒致病機(jī)制

目前對腺病毒感染宿主細(xì)胞后引起疾病的致病機(jī)制尚不十分清楚，可能有以下免疫反應(yīng)的參與:天然免疫：炎癥介質(zhì)和IFN之間的復(fù)雜相互作用有助于清除腺病毒感染：腺病毒通過toll樣受體和非toll樣受體依賴通路直接激活巨噬、樹突狀細(xì)胞，導(dǎo)致了IL-1β的成熟和Ⅰ型IFN的表達(dá)，緊跟其后是白細(xì)胞浸潤等導(dǎo)致組織破壞、壞死以及干擾素阻止了腺病毒在其感染的細(xì)胞里的轉(zhuǎn)錄；在巨噬細(xì)胞里激活的炎癥介質(zhì)NALP3也和吞噬體和吞噬溶酶體的成熟有關(guān)［28-29］；NK細(xì)胞激活需要直接依靠其細(xì)胞上的Ⅰ型IFN信號去介導(dǎo)先天性免疫清除腺病毒感染［28］；腺病毒也可間接激活補(bǔ)體［30］；中和抗體通過吞噬溶酶體參與和擴(kuò)大了先天性免疫應(yīng)答效應(yīng)[31]。適應(yīng)性免疫：巨噬細(xì)胞捕獲病毒粒子并運送到淋巴結(jié)，淋巴結(jié)中的B細(xì)胞產(chǎn)生對腺病毒衣殼蛋白的中和抗體，記憶性CD8+T細(xì)胞識別了表達(dá)抗原的組織細(xì)胞，因此有助于誘導(dǎo)適應(yīng)性免疫［32］；CD4+、CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)了腺病毒感染的免疫應(yīng)答，其中主要是CD4+T細(xì)胞，而CD4+T細(xì)胞對腺病毒免疫反應(yīng)集中在六鄰體蛋白的保守殘基上［33-34］；細(xì)胞毒性T細(xì)胞通過依靠穿孔素機(jī)制溶解感染腺病毒的靶細(xì)胞［35］；巨噬細(xì)胞和DC細(xì)胞作為抗原提呈細(xì)胞誘導(dǎo)了適應(yīng)性免疫。免疫逃逸:腺病毒通過感染樹突狀細(xì)胞(dendritic cells,DC)產(chǎn)生早期和晚期抗原來改變細(xì)胞表面標(biāo)志，腺病毒還可通過感染單核細(xì)胞來抑制其分化為DC，從而逃避T細(xì)胞的識別［36］。細(xì)胞蛋白PML和Daxx通過中和腺病毒E4開放閱讀框3蛋白調(diào)節(jié)了先天性抗病毒防御［37］。

4 抗腺病毒治療

至今只有更昔洛韋、病毒唑、西多福韋等藥物用于治療腺病毒感染，其中西多福韋、病毒唑作為一線抗腺病毒藥物［38］；西多福韋是新型的胞嘧啶核苷膦?；酌蜒苌?在體外能抑制幾種DNA病毒的復(fù)制，在感染的細(xì)胞內(nèi)通過形成二磷酸核苷類似物，與正常的核苷競爭性整合入病毒DNA，最終導(dǎo)致核酸鏈的延伸終止。盡管其有腎毒性、骨髓抑制、嚴(yán)重中樞神經(jīng)系統(tǒng)等副作用，但在診斷腺病毒感染后早期使用西多福韋治療有效率很高［39］。病毒唑也是一種嘌呤核苷酸類似物，體外研究顯示對腺病毒感染有活性，其作用機(jī)制可能是直接抑制病毒多聚酶以及免疫調(diào)節(jié)或耗竭三磷酸鳥苷或抑制RNA的加帽活動或增加新合成DNA的基因突變以達(dá)到直接或間接抑制腺病毒感染，其副作用主要是引起溫和可逆的貧血。

研究發(fā)現(xiàn)中藥及其活性成分（如白藜蘆醇、苦碟子、抗病毒滴丸等）也具有抗腺病毒活性［40］。其作用機(jī)制主要包括：細(xì)胞外直接殺滅病毒；影響病毒吸附、穿入細(xì)胞；進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)抑制病毒的復(fù)制。傳統(tǒng)中藥的多靶點作用機(jī)制、不良反應(yīng)少、耐藥性低等優(yōu)點表現(xiàn)出誘人的應(yīng)用前景，篩選高效低毒的抗病毒中藥是今后抗病毒研究熱點之一。

5 腺病毒載體

腺病毒載體經(jīng)口、鼻、氣管等粘膜表面接種,可獲得包括粘膜、體液免疫和細(xì)胞免疫在內(nèi)的全面免疫。腺病毒載體具有易構(gòu)建、高效率、滴度高、低致病性及無插入突變激活癌基因的危險等優(yōu)點，這使得其成為最具應(yīng)用前景的載體之一和以腺病毒為載體構(gòu)建的重組活疫苗在進(jìn)行癌癥、遺傳病和重要傳染病的基因治療等方面的研究應(yīng)用最為熱門。

6 展望

迄今為止我們對腺病毒有了較深入地了解，但是還有許多方面值得進(jìn)一步深入研究，譬如：在病毒脫衣殼中觸發(fā)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)變化的精確位置、病毒DNA雙鏈與核心蛋白V、VII、Mu的結(jié)構(gòu)信息，是否有特異性受體或其它受體，腺病毒進(jìn)入細(xì)胞的信號通路以及病毒與免疫之間的關(guān)系，這有助于指導(dǎo)我們在臨床上更好地抗腺病毒治療和研發(fā)新的抗病毒藥物、合理設(shè)計更安全有效的腺病毒載體和疫苗。

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