EV71病毒感染触发细胞凋亡的研究进展

EV71病毒感染触发细胞凋亡的研究进展 的传播主要通过粪 — 口 途 径 ， 密切接触也可传 播 。许多病毒在感染期间能够触发宿 主 细 胞 的 凋 亡 ， 并 引 起 相 EV71 ,,15关 疾 病 的 症 状 。 肠 道 病 毒 71 ,enterovirus 71， EV71, 感 染 人 Tseng等 认为呼吸道的飞沫传播是引 起流行的重要传播方式 。,,4血 管 内 皮 细 胞 、 T 淋 巴 细 胞 、 神经细胞后能触发被 感 染 细 胞 发 人类是目前唯一已知自然宿主 ， EV71 流行一年四季均可出 ,,1:3生 凋 亡 。 本 文 就 EV71的 生 物 学 特 性 、 流 行 病学特点及其触 现 ， 常 见 于 夏 季 ， 主 要 侵 犯 5 岁 以 下 儿 童 。 托 幼 机 构 是 发的细胞凋亡作一综述 。 EV71 流 行 、 暴发的主要场 所 。 血 清 流 行 病 学 研 究 明 ， 新 生 儿 由 于的 生 物 学 特 性1 EV71 带有母亲血清抗体 ， 44 %具 有 EV71 抗 体 ， 但 1 个 月 后 会 迅 速 EV71是 小 RNA 病 毒 科 ， 肠 道 病 毒 属 成 员 。 病 毒 基 因 组 下 降 , 1 :23 月 龄 的 儿 童 EV71 抗体阳性率仅为 0.8% , 从 2:5 为,,16岁 ， 血清阳性率以每 年 12%提 高 。 EV71 的 感 染 主 要 引 起 人 7408 个核苷酸的单股正链 RNA， 基因组中仅有一个开放阅读 类 的 手 足 口 病 ,hand、 foot and moudthis ease， HFMD, 和 无 菌 框 ,open read frame， ORF, ， 编 码 含 2194 个氨基酸的多聚蛋 性 脑 膜 炎 、 脑干脑炎以及脊髓灰质 炎 样的麻痹等多种与神经系 ,,。末 端 含 有 一个长度可变的多聚腺苷酸尾部 白 ， 在 其 两 侧 为 5' 和 3'-非 编 码 区 ,UTRs, ，p 在oly 3'-A 非 编 病 码 毒 区 的 的 统 相 关 的 疾 病 ， 致残及病死率较 高 。 单 链 具 有 感 染 性 ， 如 果 去 除 末 端 的多聚腺苷酸尾或基 触发的细胞凋亡 RNA 3' 3 EV71 因 组 出 现 断 裂 ， 感染性就会消失 。 多 聚蛋白可进一步被水解成 3.1 EV71 感 染 引 起人血管内皮细胞活化 , 分 泌 IL6， MIF，-P1、 P2、 P3 3 个 前 体 蛋 白 ， P1 前 体 蛋 白 编 码 VP1、 VP2、 MCP-1, 和 凋 亡 。 E V71 感染并发肺水肿患者 血 清 TNF-α， VP3、 VP4 4 个病毒外壳蛋白 , P 2 和 P3 前 体 蛋 白 编 码 7 个 非 IL-,,20结 构 蛋 白 ， 2A ,特异性蛋白水解酶 ,、2 B 、 2C、 3A、 VPg , 5' 1β， IL-6， IL-10， IL-13， IFN 等 细 胞 因 子 水 平 升 高 ， 这 末 端 结 合 蛋 白 ,、3C ,特 异 性 蛋 白 水 解 酶 ,、3D ,RNA 多 聚 酶 些 因 子 在 参 与 炎症反应的同时 ， 也可能激活了神经酰 胺 ,,。 4组 分 ,病毒粒子的衣壳由 60 个 亚 单 位 构 成 ， 后 者 由 4 种 衣 ,CER, 壳 蛋 白 ,VP1:VP4, 拼 装 成 五 聚 体 样 结 构 。 4 种 结 构 蛋 白 中 ， 等凋亡信号转导 。 是近年来新发现的一种第二信使 ， 它 CER 除 VP4 包埋在病毒粒子外壳的内 侧与病毒核心紧密连接以外 ， 在调节细胞分化中起重要作用 。 有 报 道 显 示 TNF -α， IL -其 他 3 种结构蛋白均暴露在病毒颗粒 的 表 面 ， 因而抗原决定 簇 1，,,5基 本 上 位 于 VP1:VP3 上 。 根据病毒衣壳蛋白 VP1 核 苷 酸 序 IFNβ 等因子与细胞凋亡有关 。 这些因子可以导致鞘磷脂- 列 的 差 异 ， 可 将 EV71分 为 A、 B、 C3 个 基 因 型 ， 其 中 B 型 和 酶 ,,6:8,SMase, 活 化 水 解 鞘 磷 脂 ,SM, ， 形 成 CER， 所以推测这些因 C 型又进一步分为 B1、 B2、 B3、 B4 以 及 C1 和 C2 亚 型 。 子 通 过 CER起 作 用 。 CER 的作用机制有几种可 能 ,? 活 化 内 皮生长因子受体 ,EGFR, 的 蛋 白 激 酶 ,? 激 活 分 化 活 化 的 激 的流行病学特点 2 EV71 酶 ,MAPK, , ? 它 可 使 依 赖 CER活化的蛋白磷酸 酶 ,CAPP, 自 1969 年首次从美国加利福尼 亚患有中枢神经系统疾病 ,,9活 化 ， CA PP活 化 可 以 诱 导 凋 亡 , ? 直 接 激 活 PKC-及 NF-κ的婴儿粪便标本中分离到 EV71 以 来 ， EV71 已在世界范围内 ,10:13,B 转 录 因 子 ， ? 通 过 下 调 CMYC 基 因 的 表 达 ， 从 而 凋 亡 。 -感 染 淋 巴 细 胞 ， 引 起 表 达 ，。 并 导 致 其 凋 亡 引起十多次暴发和流行 ， 其 中 有 次 大 的 流 行 , 年 保 EV71 T FasL 3.2 3 1975 另 外 ， E V71 感染引起人血管内皮细胞凋亡比 UV-EV71 组 增 是一种细胞表面受体 ，， 如 淋 巴在多种组织细胞中表达 Fas T 加 利 亚 大 流 行 ， 共 有 705 名 患 儿 受 到 感 染 ， 其 中 149 例 发 生 多 ，表 明 EV71 在复制过程的相关产物可能参与 了人血管内皮细 胞 、 淋 巴 细 胞 、 细 胞 、 单 核 细 胞 、、 内 皮 成 纤 维 细 胞 了 急性弛缓性瘫痪 ， 44 例 死 亡 , 1997 马 来 西 亚 大 流 行 ， 共 B NK ,,1细胞 凋 亡 。 细胞和上皮细胞等 。 是 的 配 体 ， 淋 巴 细 胞 感 染有 2 FasL Fas T EV71 后 表 达 FasL， 与 T 淋巴细胞的表面受体 Fas结 合 可 能 传 例 发 病 ， 例急性脊髓灰质炎样岁 麻痹或无菌性脑膜, 年我国台湾地炎 ， 区 其 平 均 年 龄 628 39， 1.5 1998 30 多 例 患 儿 死 亡 递着死亡信号， 最终导致其凋亡。 Fas也许是某种生长因子受体 ， 大 暴 发 ， 共 发 生 例 和 红 斑 疹 ， 其 中 EV71 129 106 HFMD ,,18405 而 FasL与 其 结 合能阻断生长因子的作用 ， 因 而 发 生 凋 亡 。 例为严重的中枢神经系统感染 ， 78 例 死 亡 ， 死 亡 原 因 主 要 为 Fas , FasL相关的细胞凋亡 对 T 淋巴细胞免疫功能的稳 定 和 调 节 由中枢神经系统感 染而导致的肺水肿和出血 ,83% , ， 91% 的 有 关 键 作 用 ， 已 有 研 究 表 明 ，E V71 感 染 引 起 脑炎合并肺水肿 死 亡 患 儿 小 于 5 岁 。 另 外 ， 2008 年 春 季 ， 我国安徽省阜阳市 患 者 ， 存 在 EV71 感 染 引 起 FasL表 达 导 致 T 淋巴细胞凋亡和 暴 发 了 感染引起的手足口病 。 截 至 月 日 ，共 有 患 儿 EV71 5 5 ,,19,,14衰 减 现 象 ， 因 此 ， E V71 感 染 引 起 T 淋 巴 细 胞 凋 亡 ， 导 致 消 4 496 例 ， 其 中 22 例 死 亡 。 除病毒的的特异细胞免疫功能下降 ， 这 可 能 是 EV71 能 否 侵 犯,,2作 者 简 介 , 罗 小 娟 ,1983-, ， 女 ， 本 科 ， 技 师 CNS引起严重疾病关键因素之 一 。 作 者 单 位 , 1. 深圳市儿童医院检验科 ， 深 圳 ， 51802 6, 2. 深 圳 市 儿 童 3.3 EV71 通 过 激 活 Abl Cdk5 信 号 ， 引起神经细胞凋 亡 。-医院儿科研究所 Cdk5 ,a serne , threoninepr oten of cycndependnte kinase , 是 iili- Endothelial Cell Activation and ApoptosisInduced by Enterovirus 脑 组 织在各种神经毒性刺激下的关键效应分子 。 研 究 表 明 ， 71 Infection.Jouraln of Medical Virology， 2004， 74, 597-603. Cdk5 可 被 EV71 激 活 ， 阻 止 Cdk5 激酶活性或其蛋白表达可有 ,,3LienCheng Chen， HueyWen Shyu， ShunHua Chen， et al. En- ---,2 , 效 抑 制 EV71 引起的神经细胞凋亡 。 EV71 激 活 Cdk5 受 C- terovirus71 Infection Induces Fas Ligand ExpressionA apoptosnd is Abl 调 节 ， 通 过 抑 制 C 激酶活性可有效抑制 Cdk5 活 性 及 -Ablof Jurkat Cells , J,. Journla of Medical Virology， 2006， 78, 780- EV71感染引起的神经细胞凋 亡 。 经 UV 照 射 失 活 的 EV71同 样 786. 能 激 活 Abl-Cdk5 信 号 通 路 ， 引 起 神 经 细 胞 凋 亡 ， 说 明 Tsan -Chi Chen， Yiu -Kay Lai， Chun -Keung Yu， et al. En-,3 , EV71 引起神经细胞凋亡并不依赖病毒的转 录 和 复 制 。另 有 报 terovirus 71 triggering of neuronal apoptosis through activaoftion ,,17道 显 示 ，细 胞 配 体 与 受 体 ,包 括 PDGF受 体 ， 粘附分子受体 Abl-Cdk5 signalling , J,. Cellular Microbiology， 2007， 9, 2676-等 , 的 相互作用可以激活 Abl 激 酶 ， 由 此 推 测 ，E V71 和 神 经 2688. 细 胞 表 面蛋白或受体相互作用也可能参与了 Abl 和 , 或 Cdk5激 金 奇. 医学分子病毒学 ,M,. 北 京 , 科 学 出 版 社 ， 2001. 606 -613. ,4 , 酶 的 激 活 。 也 就 是 说 EV71引起神经细胞凋亡可 能 在病毒刚接,5 , Ho M， ChenE R， Hsu KH， et al. An epidemicof enterovirus71 infectionin Taiwan,J,. NewE ngl J Med， 1999， 341, 929-935.触宿主 细胞表面的早期感染阶段就启动了 。 BrownB A. Molecular epidemiology and evolution of enterovirus 71 ,6 , 3.4 另 有 报 道 EV71 感 染 能 引 起 phosphaidytlinotidylinositol 3- strains isolated from 1970to 1998 ,J,. J Virol， 1999， 73, 9969 -kinase , PI3K, , Akt 和 mitogena ctivated protein kinase , MAPK, 9975. 信号转导途径的早期活化 ， 其 下 游 , ERK glycogen synthaseki- McMinn P， LindsayK ， PereraD ， et al. Phylogenetic analysisof ,7 , nase-3β ,GSK3β, 的 活 化 受 PI3K, Akt 和 MAPK, ERK 活 化 的 enterovirus71 strains isolated duringlinked epidemicsin Malaysia ， Singapore and Western Austr,Ja,.lia J Viro l， 2001， 75, 7732 - 负 性 调 节 ， GSK3 的 磷 酸 化 能 被 PI3K, Akt 和 MAPK, ERK 的 特 7738. 定抑制物所抑制 ， 其 他 通 路 下 游 对 象 ， PI3K, Akt BADCas- Shih SR. Genetic analyofsis enterovirus 71 isolated fromfat al and pase， FKHR ,Forkhead transrcpton factor, 在 EV71 感 染 的-9ii,8 , non -fatal casesof hand -foot -mouth disease during an epideinm ic , 内 ,通 过 活 化也 即 早 期 阶 段 ， 没有完成磷酸化 6h EV71 Taiwan， 1998,J,. Virus Res， 2000， 31, 127-136. 和 信 号 转 导 途 径 ， 转 而 抑 制 的PI3K, Akt MAPK, ERK GSK3β SchmidtN J， Lennette EH， Ho HH， et al. An apparently new- en 活 性 ， 从而阻止了宿主细胞的凋 亡 。 经 UV 照 射 失 活 的 EV71,9 , terovirus isolatedfrom patientswith disease of the centrla nervous 只 能 引 起 Akt 初 期 活 化 ， 并 不 足 于 引 起 Akt 后 期 活 化 ， 表 明 system,J,. J Infect Dis， 1974， 129, 304-309. 其 信 号 活 化 在 EV71 刚接触宿主细胞表面受体时就 立 即 启 动 , 10 , Is himaru Y， Nakano S， Y amaokaK ， et al. Outbreaksof hand - 了 ， ,21, foot and mouth disease by enterovirus 71 ,J,. Arch Dis Child，--但其后期活化依赖于 的 复 制 和 转 录 。 EV71 1980， 55, 583-588. 触发细胞凋亡的特点 4 EV71 , 11 , G ilbert GL， Dickson K E， Waters M， J et al. Outbreak of en-多 样 性 4.1 terovirus71 infectionin Victoria， Australia， with a high incidence 不同种类的细胞有不同的信号转导系统 ， E V71 感 染 T 淋of neurologic involvement. Pedi atr ,J,. Infect Dis J， 198 8， 7, 通 过 激 活巴 细 胞 ， 引 起 表 达 ， 并 导 致 其 凋 亡 ，EV71 FasL 484-488. Abl-Cdk5 信 号 ， 引起神经细胞凋 亡 。 , 12 , K ennettM L， Birch CJ， LewisF A， et al. Enterovirus type71 in- 4.2 偶 联 性 fection in Melbourne , J,. Bull World Health Organ， 1974， 51,死亡信号的转导系统与细胞增殖 ， 分化过程中的信号转导 609-615. 系统在某些环节上有交叉 ， 偶 联 。如 有 报 道 在 EV71 感 染 的 早 , 13 , K omatsu H ， Shimizu Y ， Takeuchi Y ， et al. Outbreakof severe neurologic involvement associated with enterovirus71 infection, J,. 期 阶 段 , 6 h 内 , ， PI3K , Akt 和 MAPK, ERK 的 磷 酸 化 导 致 Pediatr Neuro， l 1999， 20, 17-23. GSK-3活 化 受 阻 ， 随 后 的 BAD、 Caspas-e9、 FKHR无 法 完 成 , 14 , htt p, , www.who.int ,, csr , don, 2008-05-07, zh , index.html,OL,.,,10磷 酸 化 ， 阻 止 了 宿 主 细 胞 的 凋 亡 。 Akt 催 化 多 种 底 其 中 , 15 , T sengF C， Huang HC， Chi CY， et al. Epidemiologicl asurveyof 物 ， enterovirus infections occurringin T aiwan between 2000 2005and , 包 括 ， 其通过磷酸化多种转录因子和翻译启始因子 ， 参 GSK-3 analysisof sentinel physician surveillance data ,J,. J Med Virol， 与 细 胞 代 谢 ， 增 殖 ， 分 化 过 程 ， GSK-3 在生长因子刺激下被 2007， 79, 1850-1860. Akt 磷 酸 化 所 抑 制 ， Akt 催化底物还包括与细胞凋亡相关的 , 16 , Ooi E E， PhoonM C， shak B， et al. Seroepidemiologofy human I BAD、 Caspas-e9、 FKHR等 。 另 外 ，M APK家族激活最 终 导 致enterovirus71 ,J,. EmergI nfect Dis， 2002， 8, 995-997 ERK 激 活 ， 可促进胞浆靶 蛋 白磷酸化或调节其他蛋白激酶的 , 17 , L in TY， S. H. Hsia， Y. C. Huang， et al. Proinflammatorycy tokine reactionsin enterovirus71 infectionsof centrla nervous system,J,. 活 性 ， 激 活 的 ERK 可 进 入 核 内 ， 促进多种转录因子磷酸 化 ， ,,18Clin Infect Dis， 2003， 36, 269-274. 增 强 转 录 活 性 ，与 细 胞 生 长 、 分 化 、凋亡等密切相 关 。 , 18 , 金 惠 铭. 病 理 生 理 学 ,M,. 人民卫生出版社 ， 2002. 182. 4.3 多 途 性 , 19 , W angSM， LeiHY， HuangKJ， et al. Pathogenesisof enterovirus 71 同一凋亡诱导因素 ,EV71 感 染 , 可 经过多条信号转导途 brainstem encephalitisin pediatricp atients, Rolesof cytokinesa nd 径 触 发 凋 亡 ， 其中似乎并没有起枢 纽 作 用 的 关 键 点 ， 这 意 味 cellular immune activation in patientswith pulmonary edem,Ja ,. J 着 nfect Dis 2003， 188, 564-570. I , 20 , H ernande，z S.E，. Krishnaswami， M.， Miller A.L.， et al. How do 要 完 全 阻 抑 EV71感染引起的凋亡必须同 时 切断多条相关的信 Abl family kinases regulacellte shape and movement ,J,. Trends 号 转 导 途 径 。 Cell Biol， 2004， 14, 36-44. 细胞凋亡可能是 EV71 感染引起严重疾病的发病机制之 , 21 , We nRou Wong， YuYun Chen， et al. Phosphorylationof P13K, --一 ， 在目前缺乏特 异 ，高效的抗病 毒 药 物 情 况 下 ， 通 过 切 断 凋 Akt and MAPK, E RK in an early entry step of enterovirus 71,J ,. 亡的相关信号转导途径来阻抑 EV71感 染 引 起的细胞凋亡为治 Lift Scienc，e 2005， 78, 82-90. 疗提供了另一方向 。 但目前相关研究 较 少 ， 很多结论仍停留在 ,收 稿 日 期 , 2009 -01-06, 假设猜想阶段， EV71引起细胞凋亡的信号转导有待进一步研 究。 参 考 文 献 , ， ， ， ,1 , Chun -Ching LiangMu -Jie SunHuan -Yao Leiet al. Human