【疾病名】柯萨奇病毒感染

【疾病名】柯萨奇病毒感染【英文名】coxsackie virus infections【别名】【ICD号】A08.3【病因和发病机制研究的进展】1.病因研究进展 柯萨奇病毒(coxsackie virus，CV)属于肠道病毒，是一种小RNA病毒，分A、B两组。

柯萨奇病毒感染是临床常见病，在国内外引起多次流行和散发，目前研究认为该病毒可引起多种疾病。

柯萨奇病毒可引起病毒性心肌炎、无菌性脑膜炎、流行性肌痛、多发性肌炎、1型糖尿病、上呼吸道感染、急性出血性结膜炎等疾病。

过去由于血清免疫学检测未普遍开展，人们对该病的认识受到局限。

2.发病机制研究进展 柯萨奇病毒经粪-口、呼吸道、虫媒传播感染人类，进一步形成病毒血症，主要靶器官是脑膜、心脏、皮肤、肌肉等，但体内任何脏器均可受累，临床表现复杂多样。

(1)柯萨奇病毒感染的受体学：柯萨奇病毒可侵入机体呼吸道、胃肠道组织黏膜下或淋巴结，进行第一次复制，继之游离病毒颗粒侵入血流形成病毒血症并继发感染二级靶器官，最终造成脑膜炎、视网膜炎、心肌炎、自身免疫性糖尿病等。

基于这种生长特性，病毒可从患者血清、白细胞、PBMC、心肌细胞等分离出，病毒抗原可在心、脑、脾、胸腺、胰、肝等多器官检出。

病毒感染的初始步骤是病毒与细胞表面特异性受体的吸附、粘附、构象变化、内化诸过程，并启动胞内信号级联；因而受体的分布及表达一定程度上决定病毒的组织嗜亲性与致病性。

从CVB残的感染动力学可得知，CVB感染的容纳性细胞可以是间质细胞如一些上皮细胞、内皮细胞，造血细胞系如白细胞、PBMC，实质细胞如心肌细胞、肝细胞等，甚至免疫细胞如B、T细胞，其感染性及程度的主要因素之一取决于这些细胞表面CVB受体与病毒的相互作用；而非容纳性细胞是诸如造血系统的单核细胞、粒细胞等。

在持续研究CVB吸附细胞受体的30多年中，有关专家通过分析这些细胞的差异，陆续发现CAR、D A F等受体。

①CVB受体：A.CAR结构、分布与生理功能：CAR是柯萨奇病毒与腺病毒的共用受体，于1997年被识别并获得其c D NA克隆，分子量46k D a，属免疫球蛋白超家族成员，胞外含2个Ig域(D1，D2)，跨膜螺旋及C端胞内域。

其N端Dl区是腺病毒C 族结合位点，但柯萨奇病毒B族结合位点仍未定位。

最近，以CAR Dl晶体构象衍射成像。

两个Dl通过表面GF CC＇C”形成同型二聚体与病毒作用，结构与C D21-C D58 D1异型二聚体相似。

值得指出的是Dl同型二聚体在液相中的解离常数与其他细胞粘附分子复合物近似。

CAR的分布呈组织、种属特异性。

在鼠中，分布于脑、肝、心、肺、肾等。

新生小鼠中，心、脑组织CAR高度表达，随后逐渐降低，在成年期轻微或不能检测出。

时间上与CVB感染在婴幼儿的优势分布相符合。

CAR确切的生理意义至今还未明了，但据其结构特点及实验数据推测，CAR 与I CAM-1、N-CAM相似。

I CAM-1、N-CAM的表达与正常的心脑发育、神经分布或病原刺激后相关。

Masa h iro等在自身免疫性心肌炎鼠模型中，证实新生鼠心肌中CAR过度表达、在成年期轻微表达的形态学发生现象。

体外分离心肌细胞培养时，CAR表达减少，随着心肌细胞增殖成簇并起搏后，CAR的表达逐渐恢复，说明CAR参与细胞间的粘附作用。

在CVB感染的漫长研究过程中，人们早已发现两个关键工具R m cA、R m cB单克隆抗体能阻断CVB感染H e L a细胞。

随后1995年，Ber g e l son的实验指出，R m cB的靶位点正是位于CAR D1/D2功能域内特定序列而阻断CVB吸附。

B.D A F结构、分布与功能：衰变加速因子(D A F)是糖磷脂-磷脂酰肌醇锚着糖蛋白，分子量约70k D a，分可溶性及膜结合两种D A F。

N端含有4个短保守重复序列(S CR1、S CR2、S CR3、S CR4)，l个S er/T h r富集域，内含O-糖基化位点及1个膜锚着单位。

D A F的分布极其广泛图，接触血清、体液的细胞表面均含有D A F。

D A F最初是于1985年从白细胞、血小板表面发现，具有调控补体功能，因而含量丰富。

D A F通过阻滞C3a、C5a拼接片段形成，抑制经典或旁路途径C3a、C5a转换酶并阻止补体级联反应介导的细胞溶解。

纯化的可溶性D A F在体内外均可抑制补体活化，而使固定于膜上的D A F功能进一步强化，由此提示D A F的膜锚着单位是功能构象转化的必需位点。

随后的研究又发现，D A F是一些肠道病毒结合受体、C D97、L P S等的配体。

D A F与其共表达的I CAM-l有空间构象联系，如CVA结合D A F但须I CAM-1才能入胞。

抗体位点分析发现，D A F的S CR是病毒结合位点，如CVB结合S CR2和S CR3。

直接针对S CR3的抗体，如IF7，才能抑制D A F功能；去除S CR1则无影响；去除S CR2、S CR3或S CR4可减弱D A F功能。

②CVB氏与CAR、D A F的作用机制：A.不同细胞的以R、D A F表型：在常见的体外试验用细胞中，运用CAR、D A F抗体及流式细胞仪检测CAR、D A F的表达量发现，非容纳性细胞，C HO两者均未表达；MCR-5细胞D A F高表达，CAR阴性；横纹肌肉瘤细胞(R D)持续丰量表达D A F，cAR表达变异。

容纳性细胞如H e p-2、H e L a细胞中高水平D A F及相对较低的CAR表达。

Vuorinen等在单核细胞系U-937及从临床患者血清中分离的PBMC均有不同程度D A F表达，而B细胞系Ra j i、T细胞系Mo l t-4中D A F阴性。

这些资料提示，CVB的感染谱由CAR、D A F受体所决定。

B.不同病毒株的结合表型：所有的CVB株均能结合CAR，将CAR-c D NA转染C HO细胞可使之对CVB易感，因而认为CAR是CVB感染的主要条件；而一些高结合D A F的CVB氏株，单独结合D A F不能介导细胞溶解。

CVB在MRC-5、R D细胞中复制轻微或不复制，CVB Nanc y/Ne w株即使高感染剂量也不能裂解R D细胞。

但1984年Rea g an等将CVB Nanc y株在R D细胞中盲传，产生一株能溶解R D细胞及凝集红细胞的病毒株(CVB R D Variant)。

CVB R D Variant凝集红细胞是由于结合红细胞表面高丰量的D A F所致。

将CVB R D Variant与父系株氨基酸序列比对，CVB R D Variant株VP2中108位Va l→As p，151位S er→T h r。

将父系株P l区5＇NTR替换成相应的CVB R D Variant序列，即获得R D溶解表型。

Sh afren等将与D A F高结合活性的CVB Nanc y/Ne w株与无D A F结合活性的CVB Nanc y株比对，显示病毒壳粒蛋白中VP2的108Va l、151S er：是传递D A F结合活性及R D表型的关键位点。

不过，对R D表型阴性的CVB Nanc y/VR-30测序发现，VP2 151位仍是S er，可能VP3的137L eu，155Va l是潜在的协同位点。

CVB Nanc y/P株在H u F i H(一种人成纤维细胞)中呈慢性感染，无细胞病变效应(CP E)，但其突变株CVB Nanc y/P D诱导CP E，比对认为VP1 K78、A80、A91、I92决定H u F i H细胞溶解感染。

结合实验表明，CVB Nanc y/P株结合CAR，CVB Nanc y/P D株则结合CAR弱，结合D A F强。

这方面的点突变研究仍在进行中。

Pasc h等比较两株CVB对H e L a细胞以CAR、D A F的结合活性。

CVB-H A(ATCC VR-688)能凝集红细胞，另一株由经典的K a d o l f的CVB c D NA转染。

病毒覆盖蛋白结合试验(V O PBAs)表明，CVB-H A结合46k D a CAR与70k D a D A F，CVB只结合46k D a CAR。

因此，不同的病毒株结合以CAR或D A F的强弱程度不同，还不能认为单一的CAR或D A F受体可以决定病毒的感染类型。

C.CAR与D A F的相互作用：CVB Nanc y/Ne w株高载量仍未溶解R D，提示D A F结合活性与病毒生产性复制、细胞溶解无关，可能病毒与D A F结合尚不足以引起构象转化以利于内化，而CVB Nanc y/Ne w株对H e L a、H e p-2细胞产生溶解性感染，单用抗D A F S CR3抗体IF7抑制感染效率不如CAR抗体R m cB，但在高病毒载量攻击时，只有联合应用两种抗体才能全面抑制感染。

同时，用磷脂酰肌醇特异磷脂酶C(P I-P L C)去除H e p-2表面上的D A F后，35S放射标记病毒的结合率只是对照的10%，R m cB减少病毒结合率60%，R m cB＋P I-P L C则100%抑制。

Pasc h等在噬斑形成抑制试验中发现，CVB-H A感染H e L a细胞的噬斑直径只有CVB株的30%～50%，两株的生长特性与病毒滴度无差异。

当予R m cB处理时，两株病毒感染形成均需10倍以上病毒滴度。

IF7单独应用无抑制效应，R m cB＋IF7合用有协同效应，表明CAR与D A F有紧密联系。

CVB吸附受体后，粒子构象变化，丢失VP4，释放非感染性A颗粒，在蔗糖梯度中沉降系数为135S。

CVB-H A与CVB感染H e L a此细胞中均出现135S颗粒，表明构象变化主要依赖CAR。

病毒的内化过程受P H、温度等多因子调节。

预孵R m cB或IF7时，标记病毒与受体在4℃结合、37℃内化1小时后，135S均显著降低；当病毒与受体37℃结合后再予抗体处理时，R m cB仍显著降低135S颗粒，而有或无IF7，则对135S无影响。

这种结果用来解释D A F募集CVB，尚缺乏说服力，因为尽管CVB-H A、CVB的受体结合特性不同，两者在同一细胞中的生长特性却相似。

但在抗体抑制试验中，有理由表明CVB-H A与CAR/D A F受体复合物作用形成溶解感染。

在同属病毒中，CVB壳粒无脊髓灰质炎病毒、鼻病毒等突出的峡谷，受体复合物的存在可以增强病毒粘附与内化过程。

D A F的作用更可能在于作为CAR 的协同受体。

反之，CAR/D A F受体复合物对于病毒株型又产生选择作用，对各病毒株产生相对的嗜组织特性。

③受体表达的调控：与细胞表面D A F数量相比，以CAR约占1/50。

作为CVB感染的关键受体，CAR的表达量与CVB感染的启动及预后有关。