HCMV感染與動脈粥樣硬化及急性冠脈綜合征的相關性研究進展

韓衛紅 李 國良 王淑霞

動脈粥樣硬化(atherosclerotic，AS)是一種進行性進展疾病，以脂質和纖維成分在大動脈的聚集為特征。流行病學研究顯示動脈粥樣硬化有多種危險因素，但其病因和發病機制仍未明確［1，2］。研究表明病原微生物諸如巨細胞病毒、幽門螺桿菌、肺炎衣原體等可能參與AS的發生發展及心肌梗死、中風的發病。1978 年 Fabricant［3］用禽類皰疹病毒(marek’s disease herpesvirus，MDV)在雞體內成功誘發動脈粥樣硬化，而人巨細胞病毒(human cytomegalovirus，HCMV)與MDV同屬皰疹病毒科(herpesviridal)且具有一定的轉化能力，因此國內外學者在HCMV感染和人AS的關系上進行了大量的研究，現將HCMV感染與AS及急性冠脈綜合證的相關性做一綜述。

1 HCMV的分子生物學特點

巨細胞病毒(cytomegalovirus，CMV)為皰疹病毒科β屬的雙鏈DNA病毒，病毒顆粒大小為200 nm，其結構包括雙股DNA、核衣殼和脂蛋白包膜，在細胞核內復制。HCMV基因組能夠以靜息、持續性或生產性感染等狀態在細胞中存留。基因組為一線性雙鏈DNA分子，大小約為240 kb，分為長短兩大片段，其兩側均含末端重復序列(TRs)，中間為單一序列(UL及Us)HCMV基因的轉錄及翻譯受自身及宿主細胞的調控，并具有時相性，可分為即刻早期基因(IE，alpha)、早期基因(E，beta)及晚期基因(L，gamma)［4］。細胞感染后首先被轉錄的基因是IE基因。IE基因的表達是被宿主細胞基因所激活，并不需要病毒蛋白的合成［5］。IE基因在CMV感染后1 h即可出現，主要在CMV基因表達的后序調控過程中起主導作用;E基因在感染后4～12 h出現，主要參與DNA聚合酶的合成，并誘導病毒釋放;L基因在感染后12～24 h出現，表達病毒已裝配成熟，復制完畢。

HCMV感染人體后，可以引起機體產生特異性的體液免疫和細胞免疫［6］。體液免疫反應可以產生特異性IgM、IgG和IgA同型抗體。IgM在機體病毒原發感染3～5 d即可出現，持續12～16周，此抗體可與被膜蛋白和內部成分起反應，具有出現早消失快的特點，一般代表有近期活動性感染;IgG特異性抗體在感染1～2周出現，4～8周達高峰，其可以相對恒定的在機體內存在數年甚至終生，復查抗體效價升高大于原抗體水平4倍以上者一般代表曾有HCMV感染。細胞免疫主要是由病毒基因編碼的基質蛋白引起的特異性細胞毒性T淋巴細胞(CTL)反應，這些基質蛋白主要有 pp72、pp65(phosphoprotein65，ppUL83)、pp71、pp150 等［7］。HCMV 的結構蛋白包括衣殼蛋白、被膜蛋白(又稱基質蛋白)及包膜蛋白。HCMVpp65是HCMV被膜蛋白，位于病毒的衣殼和包膜之間，屬于低基質磷酸化蛋白，分子量為65，占病毒總蛋白的15%，pp65蛋白能刺激、誘導病毒特異性CD+8T細胞活化與增殖特性，在細胞免疫中尤為重要，在血清陽性的人群中引起特異性CTL反應的頻率最高，即刻早期基因產物次之。Elizabeth等［8］報道，pp71在病毒DNA復制中作用突出，該基因的表達蛋白能增強即刻早期和早期基因的表達，加快病毒向鄰近細胞轉移，并且能作為基因IE1和IE2的反激活蛋白去引發病毒感染，增強病毒的復制，其增強幅度可達到30～80倍，是一種增效蛋白［8］。

2 HCMV感染流行病學方面的資料

CMV在自然界中廣泛存在，但宿主范圍狹窄，有種的特異性，即HCMV只能感染人，HCMV感染在人群中非常普遍，常呈隱性，主要的傳播途徑有口口傳播，口手傳播，母嬰垂直傳播及通過輸血或器官移植傳播。在發達國家人群中的感染率為40% ～60%，而在發展中國家幾乎達100%［9］。根據在美國進行的HCMV抗體水平普查，青少年中陽性率為10% ～15%，35歲時上升到40%或50%，65歲以后超過60% ～70%，這種與年齡相關的增高趨勢與動脈粥樣硬化的發病率相一致［10］。聞良珍等［11］對沈陽、上海、武漢三城市孕婦的調查中發現HCMV感染率為 88.93%，三城市分別為 96.74%、91.42% 和 79.53%。在社會經濟狀況較好的成年人中，多數可長期帶毒成為潛伏感染，潛伏部位常在唾液腺、乳腺、腎臟和白細胞中，在孕婦、胎兒、新生兒、接受器官移植或應用免疫抑制劑治療的患者，及惡性腫瘤、艾滋病等免疫系統受損的患者，HCMV感染常引起較高的病死率和嚴重的疾病。

3 HCMV感染和AS

3.1 病因學研究 1965年，美國Baylor醫學院的Melnick曾嘗試在人AS病灶中尋找相關病毒，結果在60例動脈粥樣硬化斑塊活檢組織并體外培養后，未能找到［12］。15年后他們再次利用體外細胞培養技術處理AS斑塊及周圍組織，并應用免疫學技術檢測HCMV抗原，結果出乎意料，在動脈粥樣硬化病灶組織有29%HCMV抗原陽性，而周圍組織中有52%檢出HCMV抗原。表明HCMV感染可能是AS的啟動因素。Fabricant［3］用MDV誘發的所有感染MDV的小雞的AS病變主要累及冠狀動脈、腹腔和胃的動脈、腸系膜動脈，未感染MDV的小雞除了在主動脈遠端外幾乎見不到病灶。而在所形成的粥樣硬化斑塊中以血管中膜平滑肌細胞過度增生和脂肪增多為特點，與人類動脈粥樣硬化的病理改變一致。國內秦紅松等［13］用原位雜交的方法檢測了38例動脈硬化性閉塞癥患者截肢動脈組織中HCMU晚期基因片段。結果發現38份標本中，血管內皮細胞表達陽性者4份，浸潤的單核細胞表達陽性者4份，平滑肌細胞表達陽性者3份，陽性率為28.95%，意外事故截肢血管標本14份均為陰性。Yi等［14］對35例腦AS患者顱內動脈進行檢測，40%患者標本檢測到HCMV DNA。這些研究提示了HCMV和AS發病的關系。CMV感染和AD發生同樣具有慢性炎性反應的多種特征:(1)病毒感染系全身感染;(2)病毒感染后內皮細胞損傷;(3)脂質浸潤，平滑肌細胞增生;(4)單核粒細胞吞噬脂質形成泡沫細胞，進而脂紋及斑塊形成。新近的許多研究已在人類AS病變中找到HCMV抗原及其病毒DNA序列，證實了HCMV和AS發生的相關性。

3.2 HCMV的血清學檢測 特異性的檢查包括病毒分離培養，電鏡觀察細胞學檢查，血清中抗HCMV抗體檢測［補體結合試驗、膠乳凝集試驗、酶聯免疫吸附試驗ELISA］，HCMV抗原檢測以及應用核酸雜交法、聚合酶鏈反應(PCR)檢測標本中的HCMV DNA。DNA原位雜交技術不僅可反應出病毒感染頻率，同時顯示病毒易感部位及細胞，但操作繁瑣。PCR技術可分別檢測HCMV IE)及LA，且具有特異、快速、簡便和敏感的優點。1994年美國的動脈粥樣硬化危險因子社區調查(ARIC)［15］曾經將超聲檢查頸動脈壁增厚2倍的患者和正常作對照，2組均進行血清HCMV抗體檢測，結果顯示HCMV感染與AS發生有一定的相關性，且不受高血壓及高血脂的影響。國內的研究也同樣證實了這一點，說明HCMV感染參與動脈粥樣硬化的過程并不是通過升高血脂而發生的［16］。

3.3 HCMV感染導致AS的機制 在正常情況下血管內皮細胞具有:屏障、接受、傳遞信息及分泌作用等功能。內皮功能受損可引起以下改變:(1)內膜通透性增加，損傷細胞表面常見血小板粘附、聚集融合或分解，影響血液凝固及纖維蛋白溶解平衡;(2)促進血管平滑肌細胞增生;(3)脂質代謝紊亂，血漿脂質向內皮下浸潤;(4)改變細胞因子及其他炎性介質產物;(5)誘導白細胞黏附分子及其產物產生;(6)誘導血管內皮下炎癥。從而導致AS的發生發展。首先在HCMV急性感染期血中可見HCMV感染的內皮細胞，引起血管內皮細胞功能失調。Bason等［17］的研究表明病毒感染后產生的特異性IgG抗體能夠和血清內熱休克蛋白60(human heat－shock protein，HSP60)發生交叉反應，進而引起未感染內皮細胞的代謝功能變化。許從峰［18］通過對468例大樣本的血清特異性IgG抗體及HCMV基因和內皮細胞ECV-304表達趨化因子單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)的檢測，血清陽性率為82.2%，基因檢出為(13/15)，感染4 h后MCP-1的表達明顯升高，8 h后達到高峰，12 h已有所下降，提示HCMV可能通過調節內皮細胞趨化因子的表達參與AS的發生發展。Ryckman等［19］進一步的研究發現，HCMV UL128、ul130及ul131基因編碼的三個蛋白同時與病毒包膜糖蛋白gH/gl形成的復合物可促進HCMV進入血管內皮細胞。HCMV在血管內皮細胞中的復制是病毒的持續感染、傳播及疾病發生的關鍵，是內皮功能損傷的最直接的原因，進而血管平滑肌細胞的增生和血管功能障礙，導致AS的發生。

其次HCMV感染導致平滑肌細胞增殖。HCMV具有腫瘤DNA病毒的特性，病毒感染細胞后其DNA可整合入細胞的染色體上，造成持續性或潛伏性感染。在一些因素(高血壓、高血脂、某些病毒感染等)作用下周期性的被激活、復發，從而促使平滑肌細胞的增殖。平滑肌細胞增殖在AS斑塊形成過程中極為重要，纖維斑塊纖維斑塊中主要的細胞成分就是平滑肌細胞，既能合成結締組織的基質，也能在內皮下吞噬脂質形成泡沫樣細胞，，泡沫樣細胞逐漸增多，并發生腫脹、崩解，使得AS斑塊不穩定。Zhou等［20］利用CMV感染兔的SMC制造流產感染的模型，結果顯示30% ～40%的感染細胞表達IE基因產物(IE1，72kd:IE2，86 kd)，表達的高峰期在感染3 d后，HCMV 感染可明顯增加SMC的增生和遷移及PDGF2β受體的表達，盡管增生和遷移的機制不清，但作者認為HCMV誘導血小板衍生生長因子-β(PDGF-β)受體的表達可能起一定作用。因為體外和體內的研究研究都表明血小板衍生生長因受體-β(PDGFR-β)的表達可促使SMC從中膜層向新內膜層遷移，進而導致內膜層的增生和血管壁的損傷。Reinhardt等［21］也證明HCMV感染人血管平滑肌細胞可增強PDGF-B受體的表達。PDGFs是很重要的促細胞分裂素，參與胚胎發育、創傷愈合、致癌和AS的發生過程，可由血小板、SMCs、內皮細胞及巨噬細胞等多種細胞分泌，可誘導SMCs的分化，并增殖遷移到血管壁內膜層中。PDGFs還與細胞外基質細胞的遷移、增殖、分化及沉積相關。HCMV感染后PDGFs在細胞中表達的紊亂導致了SMCs從中膜層向新內膜層遷移，進而導致內膜層的增生和血管壁的損傷。吳建賢等［22］發現UL122和US28基因產物的抗體可誘導表達黏附分子、趨化因子及與免疫應答、細胞外基質沉積相關分子的基因表達，引起VECs損傷，并使其功能紊亂，進一步導致了AS的產生，而且這一過程是AS病理機制中最初階段發生的。

4 HCMV感染與急性冠脈綜合征

冠狀AS是全身動脈粥樣硬化的一個部分，急性冠脈綜合征病理基礎的核心是AS斑塊的破裂或腐蝕進而血栓形成。該綜合征包括ST段抬高型心肌梗死及非ST段抬高型心肌梗死和不穩定性心絞痛。近年來急性炎癥、病毒感染被認為與之發生有著密切的關系。Timoteo［23］等對急性冠狀動脈綜合征和穩定型冠狀動脈疾病(CAD)的患者進行了抗HCMV-IgG檢測，結果ACS者抗體陽性率是95%，而穩定型CAD是81%。山鳳蓮等［24］用 ELISA檢測冠心病患者和健康人 HCMV、流感病毒(IV)的血清抗-IgM抗體。結果CAD患者的HCMV-IgM及IVIgM陽性率明顯高于健康者，為41.1% 和29.9%。其中，急性心肌梗死患者的HCMV-IgM陽性率顯著高于心絞痛、隱匿性CAD患者，以HCMV感染為主。試驗證明，HCMV感染產生病毒糖蛋白及黏附分子，促使內膜從抗凝狀態變為促凝狀態，從而增加中性粒細胞、單核細胞及血小板的黏附;病毒感染內皮細胞使促凝因子及組織因子生成，抗凝因子包括血栓素、前列環素、組織纖溶酶原活化因子等喪失，導致血栓形成。Neito等［25］所做的流行病學研究表明，巨細胞病毒抗體與血漿凝血因子Ⅴa、Ⅷ以及蛋白C具有相關性，巨細胞病毒抗體滴度與抗凝血酶Ⅲ和纖維蛋白原有相關性，提示巨細胞病毒具有促凝作用。

綜上所述，來自動物試驗研究、分子生物學研究、血清免疫學研究等方面的證據顯示:HCMV感染與AS的形成具有密不可分的關系，并且可能是AS形成的啟動因子。盡管直接來自急性冠脈綜合癥的證據還不多，但作為全身AS的一個重要部分，可以說，HCMV感染對冠心病的發生具有同樣重要的意義。

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