人类疱疹病毒感染促动脉粥样硬化机制研究的新进展

人类疱疹病毒感染促动脉粥样硬化机制研究的新进展摘要：动脉粥样硬化是一个与脂质代谢异常相关的炎症过程。人类疱疹病毒（Humanherpesvirus，HHV）是一类感染人类、以潜伏感染为主的DNA病毒，共分为α、β和γ三个亚类，8种类型，超过90%的人群至少感染其中一种类型。HHV感染可通过模式识别受体激活宿主的炎症反应，也可引起感染细胞的脂质代谢异常。研究发现，HHV（尤其是HCMV）感染可激活单核细胞，促进氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL）摄入，抑制细胞凋亡，从而导致动脉粥样硬化发生，提示病原微生物感染可能是动脉粥样硬化发生发展的致病因素之一。本综述总结HHV与动脉粥样硬化的相关性，并探讨HHV诱发动脉粥样硬化病变中脂质代谢异常和炎症反应的致病机制。关键词：人类疱疹病毒；动脉粥样硬化：炎症；脂质代谢AdvancedprogressofmechanismsofhumanherpesvirusinfectioninpromotingatherosclerosisAbstract:Recently,emergingevidencehasshownthatatherosclerosis(AS)isalipidmetabolism-relatedinflammatoryprocess.StudiessuggestthattheinfectionofpathogensisoneofthepossiblepathogenicfactorsinleadingtoAS.Humanherpesvirus(HHV)isalargefamilyofDNAviruses,whichmainlyestablishlatentinfectioninhumanbeings.HHVincludesthreesubfamilies,namelyα、βandγ,eightherpesvirustypesandmorethan90%ofadultshavebeeninfectedwithatleastoneofthem.TheinfectionofHHVcanactivateinflammatoryresponsesthroughpatternrecognitionreceptorsandabnormallipidmetabolismofinfectedcells.Studieshavedemonstratedthatherpesvirusinfectionwouldinducetheactivationofmonocytes,promotetheuptakeofox-LDLandinhibitapoptosisoftheinfectedcells,thusleadingtoAS.ThisreviewsummarizesthecorrelationsbetweenherpesvirusinfectionsandAS,focusingondiscussingtheroleofherpesvirusinfectionintheprocessofAScausedbylipidmetabolismabnormalityandinflammation.Keywords:humanherpesvirus;atherosclerosis;inflammation;lipidmetabolism动脉粥样硬化（Atherosclerosis，AS）是一种慢性炎症性疾病，其病变始于动脉壁内皮损伤和由此引起的内皮功能紊乱。许多传统的心血管疾病危险因素（如脂代谢紊乱、高血压、糖尿病、胰岛素抵抗、吸烟、肥胖等）都可以引起血管壁的慢性炎症性反应，并通过影响相关信号通路而改变细胞代谢，诱发血管内皮功能紊乱，加速动脉粥样硬化病变的进程。动脉粥样硬化斑块中的氧化型低密度脂蛋白（oxidizedlowdensitylipoprotein，ox-LDL）与巨噬细胞表面的清道夫受体结合而被摄取，形成巨噬细胞源性泡沫细胞；同时动脉中膜的平滑肌细胞（smoothmusclecells，SMC）迁移至内膜并吞噬脂质，形成肌源性泡沫细胞(1)。研究显示，动脉壁中的SMC和单核-巨噬细胞均可促进ox-LDL的生成(2)。同时，这些细胞吞噬ox-LDL而转化为泡沫细胞，并增生迁移导致纤维帽和粥样斑块形成。聚集的ox-LDL使泡沫细胞坏死崩解，从而导致血管壁变硬、管腔狭窄，诱发一系列继发性病变，如冠状动脉粥样硬化性心脏病、脑卒中、主动脉夹层等。关于动脉粥样硬化发病机制存在多种学说(3-5)，新近有研究表明，病原微生物（如人类疱疹病毒，HHV）感染可能是导致并促进动脉粥样硬化发展的致病因素之一(6-8)。1.人类疱疹病毒感染人类疱疹病毒（Humanherpesvirus，HHV）是一类有囊膜的线性、双链DNA病毒。HHV包括三个亚科：α、β和γ疱疹病毒亚科。α疱疹病毒亚科，包括Ⅰ型单纯疱疹病毒（HSV-1）、Ⅱ型单纯疱疹病毒（HSV-2）和水痘-带状疱疹病毒（VZV）；β疱疹病毒亚科，包括人巨细胞病毒（HCMV）、人单纯疱疹病毒6型和7型（HHV-6和HHV-7）；γ疱疹病毒亚科，包括EB病毒（EBV）和人单纯疱疹病毒8型（HHV-8），后者又称为Kaposi肉瘤相关病毒（KSHV）。HHV主要感染外胚层发育而成的组织，如皮肤、粘膜和神经组织等，以潜伏性感染为主。在免疫功能低下时，可发生裂解性感染。裂解性感染主要位于内皮细胞（Endothelialcells，EC）、成纤维细胞和上皮细胞，潜伏性感染则多见于单核细胞、淋巴细胞和神经细胞(9-11)。人是HHV的天然宿主，主要通过直接密切接触和性接触传播。HHV经口腔、呼吸道、生殖道粘膜和破损皮肤等多种途径侵入机体，引起粘膜或皮肤疱疹，也可累及心脏等脏器，引起严重的全身性疾病(12,13)。2.人类疱疹病毒对动脉粥样硬化发生发展的影响流行病学研究显示，在正常组织和典型动脉粥样硬化病变组织中，均存在HSV、HCMV和EBV基因表达(7,14)。Hechter等对感染HIV男性患者的研究表明，HSV-2感染与动脉粥样硬化密切相关（HSV-2血清抗体阳性比值比=3.04，95%可信区间=1.38-6.71）(15)，提示HSV-2可能是AIDS患者发生动脉粥样硬化的危险因素之一。Horvath等发现，HCMV、EBV和HHV-6在动脉粥样硬化和正常人群中的感染率分别是76%vs59%（p0.01），59%vs50%和0.08%vs0%(14)，提示HCMV感染可能与动脉粥样硬化密切相关。Blum等对187例AS高危人群和93例无AS危险因素正常人群的前瞻性研究显示，高危人群中83.4%（126例）的抗HCMV抗体滴度≥1:800，17.6%抗HCMV抗体滴度≤1:400（33例）；而正常人群中86.0%（80例）抗HCMV抗体的滴度≤1:400，其余为抗HCMV抗体阴性(16)。AS高危人群普遍表现出高抗HCMV抗体滴度，提示HCMV感染也可能是诱发动脉粥样硬化的危险因素之一。同样，在俄罗斯人群中，正常人群抗HCMVIgM抗体显著高于动脉粥样硬化人群，并且动脉粥样硬化人群中HCMV病毒蛋白检出率高于其他人群(17)。在中国人群中，动脉粥样硬化人群的HCMV表达显著高于对照组，抗HCMVIgM和IgG抗体也都高于对照组(18-20)。不过，有些研究却提示HHV感染可能与动脉粥样硬化并无直接关系(21-23)。如在日本人群中，PCR、免疫细胞组化（Immunocytochemistry，ICC）和血清学检测均表明，HSV和HCMV感染与颈动脉粥样硬化无明显相关，并且在日本人群中，其粥样斑块病原体阳性率显著低于其他人群(22)，提示HHV感染与动脉粥样硬化的相关性可能与遗传背景有关。Hsich等分别给予Apo-/-C57BL/6J小鼠CMV(30,000pfu)和无病毒感染后发现，感染16周时，与无感染组相比，感染病毒组小鼠的主动脉粥样斑块显著增大(24)，提示CMV可能是促进动脉粥样硬化病变演变的一个危险因素。Vliegen等则进一步检测了Apo-/-C57BL/6J小鼠病变血管壁中γ-干扰素（IFN-γ）和TNF-α的表达水平及CMV的扩散情况，结果发现，感染组的IFN-γ和TNF-αmRNA表达分别为100%和60%，而对照组为67%和25%(25)，提示HCMV感染可诱导IFN-γ和TNF-α等炎症因子的表达，从而触发炎症级联反应。3.人类疱疹病毒感染促动脉粥样硬化发生发展的致病机制3.1HHV感染可诱导细胞脂代谢异常与其他病毒一样，HHV为高度寄生性微生物，本身没有细胞结构，完全依赖宿主细胞的代谢系统完成其生命周期(26)。病毒通过其囊膜蛋白与特定的细胞受体相互作用识别、融合进入细胞。随后，病毒组分释放到细胞质，而其基因组则进入细胞核。在完成基因组复制，颗粒装配等过程后，子代病毒以裂解或出芽方式出细胞。这些过程均需要宿主细胞代谢产生的各种大分子参与。因此，细胞代谢在病毒复制和增殖中必然发挥非常重要的作用。脂质可以触发病毒囊膜和细胞膜的融合，影响胞内代谢以及子代病毒的组装和释放，因而其在病毒感染中的作用尤其受到关注(27,28)。Hajjar等发现，与对照组相比，感染HSV-1组SMC中胆固醇酯（Cholesterolesters，CE）和甘油三酯（Triacylglycerols，TG）水平均明显上调(29)。Key等则证实，HSV-1感染EC可提高组织因子（Tissuefactor，TF）活性，下调血栓调节蛋白（Thrombomodulin，TM）表达，最终导致血栓和粥样斑块沉积(30)。同时，EBV急性感染也可引起机体的脂质代谢异常和脂质酶变化，但相关机制尚不明确(31)。新近发现，HCMV感染SMC后，可通过病毒即刻早期蛋白IE72诱导A型清道夫受体基因表达，促进ox-LDL摄入；也可通过IE84抑制p53介导的细胞凋亡途径，增加SMC的数量(32,33)。上述过程一方面可提供病毒复制周期所需的脂质和生存环境，另一方面也可诱发动脉粥样硬化的发生发展。同时，ox-LDL在SMC和EC中的累积，可直接转录激活处于潜伏感染的HCMVIE基因表达，反馈性加剧HCMV感染，促进粥样斑块形成(9)。此外，HCMV感染还能上调SMC中脂氧合酶（5-lipoxygenase，5-LO）表达，促进白三烯（Leukotriene，LT）B4产生(10)。LTB参与慢性炎症反应，进而促进动脉粥样硬化病程发生发展。HCMV感染成纤维细胞等其他类型细胞也可引发脂代谢异常(34-37)。有意思的是，HCMV感染可以诱导抗病毒蛋白viperin的表达上调(38)，而该蛋白同时又可以被HCMV病毒蛋白vMIA利用而锚定在线粒体，通过抑制定位于线粒体膜的β-脂肪酸调节酶TFP（Trifunctionalprotein）活性，降低细胞内ATP水平，诱导细胞膜上葡萄糖转运蛋白4（Glucosetransporter4，GLUT4）表达，从而增加糖摄取和脂质合成，促进病毒复制和子代病毒颗粒毒力(11,39,40)。这些机制在HCMV或其他HHV感染SMC和EC中是否具有共性，还有待进一步研究。3.2HHV感染可诱发炎症反应在病毒感染时，宿主细胞通过模式识别受体（Patternrecognitionreceptors，PRR）识别病原相关分子模式（Pathogen-associatedmolecularpattern，PAMP），从而激活天然免疫炎症反应信号通路。根据天然免疫中病原相关模式识别受体的结构特点，PRR可分为Toll样受体（Toll-likereceptor，TLR）、RIG-I样受体（RIG-I-likereceptor，RLR）、NOD样受体（NOD-likereceptor，NLR）和DNA识别受体（DNAsensor）等。病毒感染通过相应受体活化单核-巨噬细胞、T/B淋巴细胞等，分泌产生大量促炎症因子和趋化因子，共同参与并激发炎症级联反应(41)。Boer等小样本实验发