腸道病毒71型感染相關遺傳易感基因研究現狀

黃明元林綺玲范穎曾今誠

腸道病毒71型感染相關遺傳易感基因研究現狀

黃明元1林綺玲1范穎1曾今誠2★

腸道病毒71型（EV71）是引起嬰幼兒手足口病（HFMD）的最常見腸道病毒之一。EV71侵染取決于病毒、宿主及環境的多重作用，特別是介導EV71病毒與宿主固有免疫及適應性免疫反應功能異常相關基因的多態性與EV71易感關系密切。在此過程中，越來越多白細胞介素類（IL-4，IL-8，IL-17F和IL-18）、趨化因子類（MCP-1，IP-10）及抗病毒蛋白類（OAS，HLA）相關基因被篩選發現與EV71易感及病程惡化密切相關。本文就近年來EV71感染相關遺傳易感基因篩選研究狀況作一綜述。

腸道病毒71型；基因多態性；手足口病；白細胞介素；趨化因子；抗病毒蛋白

腸道病毒71型（enterovirus 71，EV71）是引起嬰幼兒手足口病（hand，foot and mouth disease，HFMD）的最常見、具嗜神經性腸道病毒之一。EV71侵染取決于病毒、宿主及環境的多重作用，特別是介導EV71病毒逃逸宿主固有或適應性免疫反應監視相關基因的多態性與EV71易感關系密切［1］。在這個過程中橋梁機體固有免疫及適應性免疫反應的白細胞介素類，趨化因子類蛋白也就成為了篩選EV71感染相關遺傳易感基因的靶點，如IL-17F和MCP-1基因可能是通過影響其基因表達并調節炎癥反應，進而影響EV71感染的發生風險及嚴重程度。此外，基因多態性引起的抗病毒蛋白類功能異常也成為EV71易感的重要因素，如HLA-G 14 bp-/-基因型使HLA-G的表達增多，使病毒逃避免疫監視，進而導致機體對EV71易感。因此，本文就EV71感染相關遺傳易感基因研究進展作一綜述。

1 白細胞介素類

1.1 IL-4基因

人白細胞介素4（interleukin-4，IL-4）基因定位于染色體5q31，其蛋白作為Th2細胞分泌的主要細胞因子介導機體體液免疫反應。EV71感染患者體內Th2細胞比例和IL-4含量均增高，且兩者均隨著疾病的持續進展、高燒等顯著增加［2］。Zhang等［3］也發現重組的EV71病毒VP1蛋白誘導高水平的Th2細胞反應。因此，IL-4可能是EV71感染患兒病情加重的一項重要指標。尤其是IL-4通過調節MHCⅡ類抗原和FcR異常表達影響機體抗EV71感染過程。IL-4基因序列分析顯示該基因存在多態性位點，特別是IL-4基因啟動子區，如IL-4-589 C/T基因多態性位點。該位點與IL-4產生、活性及功能關系密切。研究發現IL-4-589 CC基因型、IL-4-589 CT基因型和IL-4-589 C等位基因與乙型肝炎病毒（hepatitis B viruses，HBV）和丙型肝炎病毒（hepatitis C viruses，HCV）易感有關［4］。此外，IL-4-33 TT基因型與人類免疫缺陷病毒（human immunode fi ciency virus，HIV）易感有關［5］，IL-4-590 T等位基因與呼吸道合胞病毒（respiratory syncytial virus，RSV）易感有關［6］。最近Li等［7］發現EV71感染重癥HFMD患兒中，IL-4-589 CC基因型和IL-4-589 CT基因型患兒血清IL -4含量顯著高于IL-4-589 TT基因型患兒，且IL-4 -589 C等位基因與中國漢族兒童EV71病毒易感及疾病嚴重程度密切相關，這些研究說明IL-4基因多態性對IL-4介導的抗病毒感染過程尤為重要。因此，對EV71感染高發區兒童進行IL-4基因多態性篩查對預防地區EV71流行可能具有重要的價值。

1.2 IL-8基因

人白細胞介素8（interleukin-8，IL-8）由定位于染色體4q13-21的CXCL8基因編碼，其蛋白作為單核細胞、巨噬細胞、上皮細胞、平滑肌細胞、成纖維細胞和角化細胞主要分泌的趨化因子，在趨化靶細胞（如T細胞、嗜堿性粒細胞、中性粒細胞等）到炎癥位點，啟動固有免疫細胞和適應性免疫細胞介導的機體抗微生物感染、抗腫瘤等方面具有重要作用。EV71感染可誘導人單核細胞衍生的巨噬細胞（monocyte-derived macrophages，MDMs）分泌IL-8。近年來，眾多學者發現EV71感染引起的腦干腦炎患者血清、腦脊液IL-8含量顯著增加且與重癥患者中性粒細胞和單核細胞含量密切相關［8-10］，而Wang等［11］也發現EV71感染HFMD患者血清IL-8含量顯著增加且與疾病嚴重程度呈正相關，表明血清IL-8含量是重癥EV71感染的危險因素，可作為EV71感染嚴重程度的輔助診斷指標。最近Li等［12-13］發現攜帶IL-8+781 C基因漢族嬰幼兒易發生EV71感染且易發展成重癥患兒，而攜帶IL-8-251 T基因漢族EV71感染HFMD患兒發生腦炎的風險更大。研究還發現IL-8-251 T等位基因還與EV71感染HFMD患兒性別、年齡、發燒天數、白細胞含量、CRP和BG濃度、IL-8含量密切相關［14］。此外，IL-8-251 T基因型還與漢族幽門螺桿菌相關胃癌、消化性潰瘍、呼吸道合胞病毒（respiratory syncytial virus，RSV）易感有關［15-17］。因此，對EV71感染患兒進行IL-8基因多態性篩選，尤其對攜帶IL-8-251 T基因型患兒提前進行治療干預，可能在控制患兒發展成為重癥患兒中具有重要的價值。

1.3 IL-17F基因

IL-17F基因定位于染色體6p12，其蛋白主要由CD4+T細胞、CD8+T細胞、γ δT細胞、NKT細胞、LTi-like細胞和上皮細胞分泌產生，在組織炎癥部位誘導釋放促炎細胞因子和趨化因子中發揮著重要作用。已報道IL-17F基因多態性與多種感染性疾病易感相關。IL-17F-7488 C和IL-17 G-152A基因型均與結核易感相關［18-19］。IL-17A rs4711998遺傳性變異與HBV相關的肝硬化易感相關［20］。IL-17F在抗EV71感染中起至關重要的作用。研究發現IL-17F-7488 C基因型與EV71感染HFMD患者腦炎低發生風險有關，且攜帶IL-17F-7488 TT基因型EV71感染HFMD患者CRP、血細胞含量、中性粒細胞含量均高于IL-17F-7488 CC+CT基因型EV71腦炎患者［21］，提示IL-17F-7488 T基因可導致嚴重的組織炎癥反應介導患兒病情加重。然而，IL-17F 7488 G基因型與中國漢族人群EV71易感及肺炎易感無關，但與突尼斯人肺炎易感密切相關［22］。因此，攜帶IL-17F-7488 TT基因型可作為警惕患兒并發腦炎的一項重要指標。

1.4 IL-18基因

IL-18基因定位于染色體11q22.2-22.3，其蛋白作為一種重要的促炎癥細胞因子，能激活單核細胞、巨噬細胞、淋巴細胞和內皮細胞，在自身免疫性疾病及感染性疾病中發揮重要作用。EV71感染患者血清中IL-18含量明顯高于正常個體［23］，IL-18-607 C/A和IL-18-137 G/C基因多態性可能與IL-18的低表達有關［24］。研究發現IL-18-607 AA基因型、IL-18-607A等位基因攜帶兒童更易感染EV71，且IL-18-607 AA基因型HFMD患兒更易并發腦炎［25］，提示IL-18基因多態性也與EV71感染患兒發展成為重癥患兒有關。IL-18-607位點C變為A，阻斷了cAMP應答元件結合蛋白的結合位點，繼而抑制其調控的基因轉錄，影響IL-18基因表達水平，IL-18基因多態性可能由此參與EV71感染的發生發展。

2 抗病毒蛋白類

2.1 OAS基因

2′-5′寡聚腺苷酸合成酶（2′-5′Oligoadenylates Synthetase，OAS）是干擾素（interferon，IFN）誘導產生的抗病毒蛋白，主要由定位于染色體12q24的OAS1、OAS2和OAS3基因編碼。OAS參與機體非特異性免疫和特異性免疫，在機體的抗病毒、信號轉導等過程中起重要作用。研究發現OAS1 rs10774671位點GG基因型個體易患CA16型HFMD，且其IFN-γ表達水平較高，而AA+AG基因型HFMD患兒易發生腦炎［26］；OAS2 rs1293762位點G/G基因型和G等位基因與俄羅斯人慢性丙型肝炎（hepatitis C，HC）患者密切相關，而T/T基因型和T等位基因與重癥森林腦炎（tick-borne encephalitis，TBE）易感有關［27］。胡聰慧等［28］采用PCR-SSP技術發現OAS1 rs1131476（G/A）位點基因型AA和等位基因A漢族人群攜帶者在EV71感染中易發展為重癥。OAS1基因多態性可能通過影響OAS1的活性，繼而影響其對EV71病毒蛋白合成的抑制效果，從而引起EV71感染的發生發展。

2.2 HLA基因

人類白細胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）基因定位于染色體6p21.31，含一系列緊密連鎖的基因座，其蛋白作為人類的主要組織相容性復合體（major histocompatibility complex，MHC）與人類免疫系統功能密切相關。HLA-A33基因型常見于亞洲人群，而在白種人中少見。早期研究發現HLA-A33基因型與EV71易感關系密切，而HLA -A2基因型患兒易發生心肺衰竭［29］。人類白細胞抗原G（Human leukocyte antigen G，HLA-G）14 bp插入/缺失多態性是位于HLA-G的第3 742 bp處存在一個長度為14 bp的插入或缺失。研究發現EV71感染患兒HLA-G 14 bp-/-基因型及其血漿sHLA-G水平顯著高于正常個體，且HLA-G 14 bp-/-基因型與EV71易感密切有關［30］，提示HLA-G參與了EV71感染的發生發展過程，但HLA基因多態性在EV71感染中的診療價值還有待進一步評估。

3 趨化因子類

單核細胞趨化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-l，MCP-1）基因位于染色體17q11.2-12，其編碼的蛋白也稱趨化因子配體2［（chemokine（CC motif）ligand 2，CCL2］，屬于炎癥趨化因子CC亞族成員，能趨化T淋巴細胞、單核細胞，誘導內皮細胞、單核細胞釋放黏附因子，使單核/巨噬細胞向病變處聚集，在炎癥反應、血管再生及損傷修復、腫瘤發生發展等方面發揮重要作用。研究發現CCL2-2510 G基因型與EV71型腦炎易感有關［31］，而CCL2-2518 A/G基因型和CXCL10-201 A/ G基因型均與EV71易感程度及疾病惡化程度相關［32］。此外，攜帶趨化因子IP-10（inducible protein 10，IP-10）基因1596 C/T位點A等位基因和黏病毒抗性蛋白 A（myxovirus resistance protein A，MxA）基因啟動子C-123 A及G-88 T等位基因中國漢族兒童，感染EV71的可能性均較低［33-34］。

除以上研究外，近年來研究者還發現內皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）G894T位點T基因攜帶者與中國漢族人群EV71易感有關［28］。黑色素瘤分化相關基因5 （melanoma differentiation-associated gene 5，MDA5）基因rs1990760位點多態性與中國漢族人群重癥EV71感染有關［35］。Toll樣受體7（toll-like Receptor 7，TLR7）3號外顯子371T＞A位點突變可能為中國漢族人群EV71易感基因，尤其是男性患兒［36］。然而，這些基因在EV71易感中的地位還有待評估。

4 小結

隨著國際人類基因組計劃和單體型圖譜計劃的完成，遺傳易感基因研究已成為當前功能基因組學的研究熱點和焦點。對疾病易感基因的篩選在指導疾病的預警、預防和治療等方面具有重要意義。近年來，對EV71感染相關遺傳易感基因的研究越來越多，可知人們已經認識到基因多態性在EV71感染發生、發展中的重要作用，尤其是各種與EV71易感相關基因多態性研究及與疾病病程發展相互間的聯合分析將會是今后針對EV71感染精準醫療的研究重點。文中，我們通過綜述近年來篩選得到的EV71感染相關遺傳易感基因發現白細胞介素類（IL-4，IL-8，IL-17F和IL-18）、趨化因子類（MCP-1，IP-10）及抗病毒蛋白類（OAS，HLA）相關基因與EV71易感密切相關，因此，對EV71易感區進行這些基因的基因多態性分析，對早期預防兒童感染，降低地區EV71感染率具有重要價值。此外，對重度EV71感染易感基因進行篩選也有可能對EV71感染患兒早期預防及治療中具有重要意義。然而，目前這些EV71感染相關遺傳易感基因的研究還處于初級階段，其臨床應用價值還有待進一步深入，尤其是這些EV71感染相關遺傳易感基因在同一群體中的發生率如何？不同遺傳易感基因之間是否存在某種聯系？還有待進一步研究，此外，已有的研究還需要繼續增加樣本量，仍需在不同區域的人群中進行研究，從而使EV71感染相關遺傳易感基因的研究更加深入，為揭示宿主基因多態性在疾病發生、發展中的重要作用提供依據。

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Research status of genetic susceptibility genes of Enterovirus 71 infection

HUANG Mingyuan1，LIN Qiling1，FAN Ying1，ZENG Jincheng2★
（1.Department of Sanitary Inspection，School of Public Health，Guangdong Medical University，Dongguan，Guangdong，China，523808；2.Guangdong Provincial Key Laboratory of Medical Molecular Diagnostics，Dongguan Scientific Research Center，Guangdong Medical University，Dongguan，Guangdong，China，523808）

Enterovirus 71(EV71)is one of the most common intestinal virus that causes hand,foot and mouth disease in infants.EV71 infection depends on multiple factors including virus,host and environment, especially the genes polymorphism mediated host innate immunity and adaptive immunity dysfunction to EV71 virus are closely associated with susceptibility to EV71.In this process,more and more interleukins genes(IL-4, IL-8,IL-17F and IL-18),chemokines(MCP-1,IP-10)and antiviral protein(OAS,HLA)related gene to be screened closely related to the susceptibility and deterioration of EV71 infection.Here,genetic susceptibility genes of Enterovirus 71 infection were reviewed.

Enterovirus type 71;Genetic polymorphism;Hand,foot and mouth disease;Interleukin; Chemokines;Antiviral protein

國家自然科學青年基金項目（81500007）；廣東醫科大學大學生創新創業訓練計劃項目（XJ105711558，XJ105711559）；廣東醫科大學大學生創新實驗項目（2015ZYDG015，2015ZZDG007）

1.廣東醫科大學公共衛生學院衛生檢驗教研室，廣東，東莞523808

2.廣東醫科大學東莞科研中心，廣東省醫學分子診斷重點實驗室，廣東，東莞523808

★通訊作者：曾今誠，E-mail：zengjc@gdmc.edu.cn