手足口病中EV71病毒特異性受體研究新進(jìn)展

黨裔武，楊 柳，潘紅波，羅殿中綜述，陳 罡審校

（1.廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院病理科，廣西南寧530021；2.廣西醫(yī)科大學(xué)，廣西南寧530021）

手足口病中EV71病毒特異性受體研究新進(jìn)展

黨裔武1，楊 柳2，潘紅波1，羅殿中1綜述，陳 罡1審校

（1.廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院病理科，廣西南寧530021；2.廣西醫(yī)科大學(xué)，廣西南寧530021）

手足口病； 受體，病毒； 腸道病毒屬； 綜述

腸道病毒71型（EV71）是引起學(xué)齡前尤其是3歲以下兒童手足口病最常見的致病病毒[1]。感染后患兒的主要臨床癥狀為發(fā)熱和手、足、口腔、臀部等部位出現(xiàn)斑丘疹或皰疹，少數(shù)患兒會出現(xiàn)嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)并發(fā)癥[2]。病程進(jìn)展通常較快，常見病變?yōu)闊o菌性腦膜炎、急性遲緩麻痹和腦干腦炎，嚴(yán)重者會導(dǎo)致患兒的死亡[3]。由于該病毒對于醫(yī)療保健系統(tǒng)帶來的巨大影響，EV71病毒在手足口病中致病機(jī)制的研究顯得尤為重要。本文就EV71病毒特異性受體及其致病機(jī)制方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為手足口病的預(yù)防與治療提供理論依據(jù)。

1 病原學(xué)基礎(chǔ)

EV71是小RNA病毒科腸道病毒屬A種成員之一。該病毒顆粒為20面體立體對稱的無包膜球形，內(nèi)部的核酸為單股正鏈RNA，長度約為7 500個堿基，僅有的一個開放閱讀框編碼含有2 194個氨基酸的多聚蛋白[4]。多聚蛋白經(jīng)歷蛋白質(zhì)水解切割變?yōu)榍绑w蛋白，最終在病毒自身蛋白酶（2A、3C）的作用下水解成4種結(jié)構(gòu)蛋白（VP1、2、3、4）和7種非結(jié)構(gòu)蛋白（2A、2B、2C、3A、3B、3C、3D）[5]。其中VP1、2、3、4構(gòu)成病毒衣殼的基本結(jié)構(gòu)，有研究發(fā)現(xiàn)，VP4包埋在病毒外殼的內(nèi)側(cè)，而VP1、2、3則暴露在病毒外殼的外側(cè)，其獨特的結(jié)構(gòu)決定了該病毒的抗原決定簇主要位于VP1、2、3[6]。病毒感染細(xì)胞及其在細(xì)胞間的擴(kuò)散是不同的病理過程，但卻可能同時依賴于不同的細(xì)胞表面分子。在病毒的感染過程中，特異性受體與病毒的結(jié)合是啟動病毒感染的關(guān)鍵步驟。EV71病毒感染細(xì)胞首先需要病毒受體介導(dǎo)病毒黏附到易感細(xì)胞表面，提高病毒進(jìn)入易感細(xì)胞能力的同時增加其感染性。病毒受體的特異性也決定著病毒的組織嗜性[7]。目前發(fā)現(xiàn)的特異性受體主要有膜聯(lián)蛋白2（Anx2）、選擇素糖蛋白配體1（PSGL-1）、清道夫受體B2（SCARB2）等[8-10]。

2 Anx2

作為膜聯(lián)蛋白基因家族的成員之一，Anx2主要表達(dá)在人類內(nèi)皮細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞等細(xì)胞的細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞外表面[11]。除了可以通過其鈣離子泵的α螺旋結(jié)構(gòu)域與磷脂膜產(chǎn)生相互作用外，Anx2還可以與多種細(xì)胞因子作用參與包括胞吞、胞吐、鈣依賴的F-肌動蛋白纖維的黏附和纖溶酶原的產(chǎn)生等一系列的細(xì)胞調(diào)節(jié)活動[12]。研究人員用表達(dá)Anx2蛋白的質(zhì)粒穩(wěn)定轉(zhuǎn)染EV71病毒的非敏感細(xì)胞HepG2后發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞內(nèi)EV71病毒產(chǎn)量大大提高。不管是用可溶性Anx2重組體預(yù)處理EV71病毒，還是用Anx2抗體預(yù)處理宿主細(xì)胞，均可抑制這種增強(qiáng)的感染性。病毒和Anx2的相互作用在EV71的其他臨床分離株如C2、C5和B5這幾種基因型的感染過程中同樣出現(xiàn)，這些結(jié)果均證實了Anx2在EV71感染宿主細(xì)胞過程中的受體作用；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，宿主細(xì)胞表面的Anx2通過衣殼蛋白VP1與EV71病毒黏附產(chǎn)生相互作用，提高病毒進(jìn)入細(xì)胞的能力、增強(qiáng)病毒感染性的同時，使病毒產(chǎn)量大大提高[12]。在極少量的病毒感染時，這種增強(qiáng)作用尤為重要。通過酵母雙雜交分析發(fā)現(xiàn)，二者相互作用的結(jié)構(gòu)域被映射到VP1的第40～100位氨基酸，三維立體結(jié)構(gòu)分析表明，其由β片層和一部分的BC環(huán)組成。BC環(huán)是VP1上暴露的外向衣殼，可以與特異性抗體反應(yīng)并參與病毒顆粒脫衣殼過程中的構(gòu)象改變。這些均為Anx2增強(qiáng)EV71與宿主細(xì)胞黏附的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[8]。近年來有研究通過對EV71易感和非易感的RD細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)的對比分析發(fā)現(xiàn)，2種細(xì)胞內(nèi)β-肌動蛋白變體的含量與種類有顯著差異，EV71易感的RD細(xì)胞內(nèi)擁有β1和β2 2種肌動蛋白變體，而后者只有β1-肌動蛋白變體。又因Anx2可以與細(xì)胞質(zhì)F-肌動蛋白結(jié)合，同時參與細(xì)胞內(nèi)膜泡轉(zhuǎn)運。因此，研究人員預(yù)測，Anx2通過與β2-肌動蛋白變體結(jié)合從而影響EV71的膜泡轉(zhuǎn)運過程來介導(dǎo)病毒的復(fù)制[13]。

3 PSGL-1

PSGL-1是一種主要表達(dá)在白細(xì)胞表面的跨膜蛋白，屬于唾液黏蛋白家族的成員。通過與選擇蛋白和趨化因子的相互作用介導(dǎo)白細(xì)胞滾動，從而參與炎癥早期過程[14]。Nishimura等[9]發(fā)現(xiàn)，EV71感染的手足口病并發(fā)腦炎或神經(jīng)源性肺水腫的患者均存在腦脊液炎癥細(xì)胞升高和T細(xì)胞耗竭的現(xiàn)象，因此，建立了對EV71-1095易感的人類急性T細(xì)胞白血病細(xì)胞株（Jurkat T）的cDNA文庫，將該cDNA導(dǎo)入非易感的小鼠骨髓瘤細(xì)胞P3X63 Ag8U.1（P3U1）并篩選得到能與EV71-1095結(jié)合的克隆株，經(jīng)證實這幾株克隆株均編碼人PSGL-1。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，PSGL-1 N-末端的42～61位氨基酸是EV71與宿主細(xì)胞緊密結(jié)合的關(guān)鍵部位，宿主細(xì)胞表面穩(wěn)定表達(dá)的PSGL-1促進(jìn)了EV71進(jìn)入細(xì)胞并大量復(fù)制，使非易感的小鼠成纖維細(xì)胞（L929）產(chǎn)生細(xì)胞病變效應(yīng)。上述現(xiàn)象可被可溶性的PSGL-1及其抗體所抑制，這些均表明PS GL-1是EV71的功能性受體并賦予L929易感性[9]。有研究發(fā)現(xiàn)，PSGL-1是通過細(xì)胞膜穴樣內(nèi)陷依賴的內(nèi)吞作用來介導(dǎo)EV71進(jìn)入靶細(xì)胞的，用細(xì)胞膜穴樣內(nèi)陷通路抑制劑或小窩蛋白-1（CAV-1）siRNA預(yù)處理PSGL-1-L929細(xì)胞后，EV71的感染力被抑制，病毒衣殼蛋白和RNA表達(dá)明顯減少，這些結(jié)果提示，PSGL-1激活的小窩依賴性胞吞作用是啟動病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞的關(guān)鍵[15]。但EV71導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變的具體機(jī)制還未知曉，后續(xù)有實驗利用腺相關(guān)病毒載體將EV71病毒受體PSGL-1導(dǎo)入成年健康小鼠發(fā)現(xiàn)，小鼠不僅對EV71病毒的易感性發(fā)生了改變，而且腦部和小腸也出現(xiàn)了局部炎癥，因此,推測EV71與白細(xì)胞表面的PSGL-1結(jié)合后，激活了炎癥因子的產(chǎn)生，促進(jìn)腦膜炎或肺水腫的發(fā)生[16]。由于PSGL-1受體在非白細(xì)胞上并不表達(dá)，因此，在非白細(xì)胞的感染中應(yīng)該還存在著不依賴PSGL-1的其他機(jī)制或其他受體。

4 SCARB2

SCARB2也稱為溶酶體膜蛋白2（LIMP-2），屬于清道夫受體蛋白的CD36家族。SCARB2是一種由478個氨基酸組成的Ⅲ型跨膜糖蛋白，其位于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的N端和C端2個跨膜結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)蛋白2次跨膜[17]。其主要表達(dá)于溶酶體膜和內(nèi)含體上，并且參與高密度脂蛋白和致病菌的內(nèi)吞、內(nèi)含體和溶酶體的重組等過程[18]。與PSGL-1不同的是，SCARB2不僅介導(dǎo)所有基因型的EV71病毒感染，還介導(dǎo)柯薩奇病毒A組7、10、14、16的感染，且在各種細(xì)胞表面普遍存在[19]。Yamayoshi等[19]將對EV71易感的人橫紋肌肉瘤細(xì)胞DNA轉(zhuǎn)化至本來對EV71不易感的L929內(nèi)并篩選到2株對EV71感染性不同的轉(zhuǎn)化細(xì)胞（Ltr051和Ltr246），其中Ltr051細(xì)胞膜上高表達(dá)SCARB2，通過直接與EV71特異性結(jié)合，該類細(xì)胞表現(xiàn)為對EV71易感并產(chǎn)生一系列的細(xì)胞病變效應(yīng)。后續(xù)抗EV71實驗表明，這種感染能被SCARB2抗體抑制，抑制效果與劑量成正比。由此說明，SCARB2是EV71的一種特異性受體[10]。小核酸病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞的過程可分為2個關(guān)鍵的步驟：（1）黏附，在這個過程中病毒與宿主細(xì)胞表面的功能性受體結(jié)合；（2）脫衣殼，此過程中病毒基因由病毒顆粒轉(zhuǎn)移至宿主細(xì)胞內(nèi)[19]。不同于PSGL-1，SCARB2是EV71的脫衣殼受體，目前對于EV71與SCARB2結(jié)合后如何進(jìn)入靶細(xì)胞的推論主要有2種：①有研究表明，SCARB2是EV71的脫衣殼受體，EV71與SCARB2結(jié)合后可通過衣殼蛋白VP1周圍的谷氨酰胺-172峽谷進(jìn)入細(xì)胞[7]；②當(dāng)SCARB2所處的環(huán)境由中性轉(zhuǎn)為酸性時，其脂質(zhì)轉(zhuǎn)化通道構(gòu)象發(fā)生改變，通道開放的同時移除了EV71病毒衣殼表面的口袋因子病毒脫衣殼，病毒基因轉(zhuǎn)移至宿主細(xì)胞內(nèi)[20]。

有學(xué)者對SCARB2和PSCL-1這2種受體的功能進(jìn)行了比較后發(fā)現(xiàn)，SCARB2與EV71的結(jié)合能力有限，但是其感染能力卻顯著高于PSGL-1，這提示EV71的感染率并不單一由病毒與受體的結(jié)合能力決定[21]。進(jìn)一步觀察EV71侵入細(xì)胞的過程發(fā)現(xiàn)，PSGL-1參與EV71與受體的結(jié)合、病毒的內(nèi)在化這2個過程，而SCARB2不僅參與前2個過程還參與了病毒脫衣殼[22]，因而其感染能力更強(qiáng)。

5 結(jié) 語

目前對于EV71受體的研究已經(jīng)有了一定的進(jìn)展，但多組實驗結(jié)果均提示，介導(dǎo)EV71病毒感染的受體和途徑不止一種。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，唾液酸化的聚糖如唾液酸連接的O型聚糖可在呼吸道和消化道上皮細(xì)胞大量表達(dá)，作為EV71受體介導(dǎo)EV71感染人結(jié)腸癌DLD-1細(xì)胞株[23]。單核樹突狀細(xì)胞所表達(dá)的受體樹突狀細(xì)胞特異的胞間黏附分子-3-結(jié)合非整合素分子（DC-SIGN）也可與部分EV71病毒相互作用從而介導(dǎo)EV71的感染[24]。這些病毒受體的研究為EV71感染的預(yù)防和治療提供了一定的理論依據(jù)[25]。但受體如何介導(dǎo)病毒進(jìn)入、感染及病毒與受體之間相互作用的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制、各個受體之間的相互作用關(guān)系還有待更深入的研究和探索。

[1]Wang Q，Zhang W，Zhang Y，et al.Clinical features of severe cases of hand，foot and mouth disease with EV71 virus infection in China[J].Arch Med Sci，2014，10（3）：510-516.

[2]余夢妮，王興勇.手足口病臨床特征及其病原體檢測[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2014，30（21）：3252-3254.

[3]Chia MY，Chiang PS，Chung WY，et al.Epidemiology of enterovirus 71 infections in Taiwan[J].Pediatr Neonatol，2014，55（4）：243-249.

[4]Qing J，Wang Y，Sun Y，et al.Cyclophilin a associates with enterovirus-71 virus capsid and plays an essential role in viral infection as an uncoating regulator[J].PLoS Pathog，2014，10（10）：e1004422.

[5]Zhang DM，Lu JY，Lu JH.Enterovirus 71 vaccine：close but still far[J].Int J Infect Dis，2010，14（9）：739-743.

[6]Kiener TK，Jia Q，Meng T，et al.A novel universal neutralizing monoclonal antibody against enterovirus 71 that targets the highly conserved"knob" region of VP3 protein[J].PLoS Negl Trop Dis，2014，8（5）：e2895.

[7]Lin JY，Shih SR.Cell and tissue tropism of enterovirus 71 and other enteroviruses infections[J].J Biomed Sci，2014，21：18.

[8]Yang SL，Chou YT，Wu CN，et al.AnnexinⅡbinds to capsid protein VP1 of enterovirus 71 and enhances viral infectivity[J].J Virol，2011，85（22）：11809-11820.

[9]Nishimura Y，Shimojima M，Tano Y，et al.Human P-selectin glycoprotein ligand-1 is a functional receptor for enterovirus 71[J].Nat Med，2009，15（7）：794-797.

[10]Yamayoshi S，Yamashita Y，Li J，et al.Scavenger receptor B2 is a cellular receptor for enterovirus 71[J].Nat Med，2009，15（7）：798-801.

[11]Zhang XH，Liu SQ，Guo CM，et al.The association of annexin A2 and cancers[J].Clin Transl Oncol，2012，14：634-640.

[12]Ceruti P，Principe M，Capello M，et al.Three are better than one：plasminogen receptors as cancer theranostic targets[J].Exp Hematol Oncol，2013，2（1）：12.

[13]Lui YL，Lin Z，Lee JJ，et al.Beta-actin variant is necessary for Enterovirus 71 replication[J].Biochem Biophys Res Commun，2013，433（4）：607-610.

[14]Nishimura Y.Infection mechanism of enterovirus 71[J].Uirusu，2012，62（1）：121-128.

[15]Lin HY，Yang YT，Yu SL，et al.Caveolar endocytosis is required for human PSGL-1-mediated enterovirus 71 infection[J].J Virol，2013，87（16）：9064-9076.

[16]Hsiao HB，Chou AH，Lin SI，et al.Delivery of human EV71 receptors by adeno-associated virus increases EV71 infection-induced local inflammation in adult mice[J].Biomed Res Int，2014，2014：878139.

[17]Li XJ，F(xiàn)an PH，Jin J，et al.Establishment of cell lines with increased susceptibility to EV71/CA16 by stable overexpression of SCARB2[J].Virol J，2013，10：250.

[18]Tsou YL，Lin YW，Chang HW，et al.Heat shock protein 90：role in enterovirus 71 entry and assembly and potential target for therapy[J].PLoS One，2013，8（10）：e77133.

[19]Yamayoshi S，Lizuka S，Yamashita T，et al.Human SCARB2-dependent infection by coxsackievirus A7，A14，and A16 and enterovirus 71[J].J Virol，2012，86（10）：5686-5696.

[20]Nishimura Y，Lee H，Hafenstein S，et al.Enterovirus 71 binding to PSGL-1 on leukocytes：VP1-145 acts as a molecular switch to control receptor interaction[J].PLoS Pathog，2013，9（7）：e1003511.

[21]Dang M，Wang X，Wang Q，et al.Molecular mechanism of SCARB2-mediated attachment and uncoating of EV71[J].Protein Cell，2014，5（9）：692-703.

[22]Yamayoshi S，Ohka S，F(xiàn)ujii K，et al.Functional comparison of SCARB2 and PSGL1 as receptors for enterovirus 71[J].J Virol，2013，87（6）：3335-3347.

[23]Yang B，Chuang H，Yang KD.Sialylated glycans as receptor and inhibitor of enterovirus 71 infection to DLD-1 intestinal cells[J].Virol J，2009，6：141.

[24]Ren XX，Ma L，Liu QW，et al.The molecule of DC-SIGN captures enterovirus 71 and confers dendritic cell-mediated viral trans-infection[J].Virol J，2014，11：47.

[25]Chang HW，Lin YW，Ho HM，et al.Protective efficacy of VP1-specific neutralizing antibody associated with a reduction of viral load and pro-inflammatory cytokines in human SCARB2-transgenic mice[J].PLoS One，2013，8（7）：e69858.

10.3969/j.issn.1009-5519.2015.08.014

：A

：1009-5519（2015）08-1159-03

2014-12-06）

廣西自然科學(xué)基金項目（2013GXNSFAA019157）；廣西醫(yī)療衛(wèi)生重點科研課題（2011097）。

黨裔武（1982-），男，廣西北流人，碩士研究生，主管技師，主要從事臨床病理技術(shù)及分子病理檢測工作；E-mail：dangyiwu@126.com。

陳罡（E-mail：chen_gang_triones@163.com）。