知己知彼去戰“痘”

高穎 王銘宇 梁小珍

猴痘是非洲部分地區的流行病，但自2022年5月初以來，猴痘傳播到許多以前并無猴痘病例的國家，如歐洲和美洲的大部分區域，且大多數病例出現于以前未接種過天花疫苗的年輕男—男性行為者中。如果猴痘病毒成為廣泛傳播的人類病原體，則對公眾健康構成的風險將會進一步增加，尤其是增加對兒童和免疫缺陷癥患者等脆弱群體的潛在風險。

1958年，丹麥哥本哈根一批從新加坡進口用于脊髓灰質炎疫苗研究的食蟹猴（即長尾猴，M. fascicularis）暴發了非致命性痘樣疾病，引起非人靈長類動物出現水痘樣皮膚病變，故名“猴痘”。根據猴的發病癥狀和分離出的病毒特征分析，確定病原體為天花一類的正痘病毒，命名它為猴痘病毒（monkeypox virus， MPXV）。隨后在美國、荷蘭、西非和中非等地相繼報道了感染猴痘病毒的動物病例。1970年，剛果共和國一名9歲的從未接種天花疫苗的兒童成為首例感染猴痘病毒的病例。此后，利比里亞、塞拉利昂、尼日利亞、科特迪瓦等西非和中非國家也間斷性報告了猴痘病毒感染人的病例，且越來越多。1986年，剛果流行地區首次報道猴痘病毒人傳人的病例，但即使這樣，由于當時傳播率和致病率都較低，沒有引起人們重視，因其不構成公共健康問題而一直被忽視。直到2003年在美國發生了第一次猴痘疫情，當時美國6個州都報道了因接觸已感染的寵物草原犬鼠而感染人的病例。流行病學調查發現，這些感染者接觸的寵物曾經與從加納進口到美國的幾種嚙齒類動物關在一起，而其中一些進口動物攜帶了猴痘病毒。2018年9月到2019年1月，尼日利亞26個省暴發了猴痘疫情，共有311人感染，7人死亡。2018年，英國和以色列都報道了尼日利亞的輸入病例。值得關注的是，當時英國還報道了一個護理人員在負責輸入性感染病人過程中被感染，再次提供了猴痘病毒人傳人的證據。英國和新加坡在2019年、美國和英國在2021年，都相繼報道了尼日利亞輸入的猴痘病例。自2022年5月以來，在歐美等若干猴痘非流行國家，已發現多例猴痘病例和聚集性病例，而且在非洲幾個流行國家也不斷有猴痘病例的報告。根據世界衛生組織（WHO）和美國疾病控制與預防中心的數據，至今全球100多個國家和地區已報告7萬多病例，其中有26例死亡病例。猴痘疫情已成為全球關注的公共衛生問題。

猴痘是由猴痘病毒引起的一種人畜共患傳染病，主要發生在中非和西非的熱帶雨林地區及其周邊，后來越來越多地出現在城市中。猴痘病毒的動物宿主包括一系列嚙齒動物和非人類靈長類，如睡鼠、樹松鼠、長尾猴、短尾猴等。雖然猴痘病毒最早在猴身上被發現和命名，但其他動物也易于被感染，雖然目前認為其天然宿主是嚙齒動物，但仍需進一步研究和確認。

人類主要通過接觸受感染動物的損傷皮膚、血液或體液、被受感染動物咬傷或抓傷而受到感染。人與人的傳播則通過密切接觸感染者的呼吸道分泌物，也可經胎盤從母親傳給胎兒。2022年暴發的猴痘疫情主要發生在男性同性戀者中，且在精液中也檢測到猴痘病毒，說明猴痘病毒存在通過性傳播的可能性。

猴痘病毒是一種雙鏈DNA病毒，呈長方形或橢圓形，與天花病毒、牛痘病毒和痘苗病毒同屬痘病毒科正痘病毒屬。它有2 種不同形式的感染性病毒顆粒：胞內成熟病毒顆粒（intracellular mature virion，IMV）和胞外包膜病毒顆粒（extracellular enveloped virion，EEV）。

具有不同形式的感染性病毒顆粒是大多數正痘病毒的共同特點。成熟顆粒有一個包含病毒DNA的核心，外圍是側體，側體外還有一層內膜和表面小管。成熟顆粒最外面包上一層含有8種特異性病毒蛋白的包膜就成為帶包膜的病毒顆粒。

猴痘病毒的基因組約為20萬個堿基對，有190多個編碼蛋白質的開放閱讀框。病毒基因組包括中央保守區域、左右兩邊的末端區域和左右兩端完全相同的反向末端重復序列。中央保守區域與其他痘病毒基因組同源性高，主要編碼參與病毒復制、轉錄和包裝的蛋白質；末端區域的異質性較高，主要編碼參與宿主嗜性、病毒毒力和宿主免疫反應等病毒致病機制相關基因。反向末端重復序列包含4個功能未知的基因和一個富含腺嘌呤和胸腺嘧啶、堿基不完全配對的發夾環，后者將兩條DNA鏈進行共價連接。除了與其他痘病毒同源、功能已知的保守基因之外，大多數基因的功能尚不清楚。通過病毒基因序列比較分析，猴痘病毒分為兩個不同的遺傳進化分支，即中非（剛果盆地）分支和西非分支，前者更具傳染性，感染后將引起更嚴重的癥狀，病死率約10%；后者感染性相對弱一些，病死率約3.6%。

大多數DNA病毒都不編碼依賴于DNA的RNA聚合酶，它們必須進入細胞核利用宿主細胞的依賴于DNA的RNA聚合酶來復制與轉錄病毒DNA基因組。然而，猴痘病毒所屬的痘病毒科是唯一的例外，它能自己編碼依賴于DNA的RNA聚合酶，這樣它進入細胞后無需進入細胞核，在細胞質中就能完成病毒DNA基因組的復制與轉錄，從而完成生活周期。

猴痘病毒整個生活周期如何被調節，目前研究甚少。有報道高爾基相關蛋白復合體對于IMV外面包裹雙層膜形成帶包膜的病毒顆粒是必需的；酪氨酸蛋白激酶參與了猴痘病毒IMV釋放形成EEV的過程。至于兩種不同形式的病毒顆粒EEV和IMV如何感染進入細胞內，哪些病毒蛋白和細胞受體參與，目前只是通過蛋白組學以及猴痘病毒與痘苗病毒之間的同源性蛋白進行比較分析。推測猴痘病毒在吸附到細胞表面過程中，病毒蛋白A28、H3、A29和E8參與其中：A28結合細胞表面的層黏連蛋白，能與A29相互作用，A29和H3結合細胞表面的氨基多糖和肝素，而E8則與硫酸軟骨素相結合。通過對痘苗病毒參與入侵細胞的進入融合復合體（entry fusion complex， EFC）的蛋白組學分析， 推測猴痘病毒與痘苗病毒的EFC中的A16、 A21、A28、F9、G3、G9、H2、I2、J5、L1、L5、O3等十幾個同源蛋白，參與了猴痘病毒進入細胞的過程[1，2]，但每個蛋白的具體功能還不清楚。

雖然發現猴痘病毒已有幾十年了，但是猴痘病毒感染人后誘導的免疫反應還沒有被廣泛研究。猴痘病毒與宿主免疫系統之間的相互作用，主要基于痘苗病毒和其他正痘病毒的研究，以及猴痘病毒在少量動物模型中的研究進行推測。先天免疫反應是抵御病毒感染的第一道防線，在病毒感染誘導的免疫反應中起關鍵作用。在猴痘病毒感染人的過程中，單核細胞或巨噬細胞、中性粒細胞、自然殺傷性（NK）細胞、樹突狀細胞等先天免疫細胞的作用尚不清楚。體內和體外的感染模型研究表明，單核細胞是痘病毒感染的初始靶細胞，單核細胞和人M2樣巨噬細胞在痘苗病毒的感染與擴散中非常重要。與此相一致，在被猴痘病毒感染后，在有肺炎癥狀的食蟹猴中也觀察到單核細胞被招募到感染位點，說明單核細胞在猴痘病毒感染致病過程中有潛在作用。在感染猴痘病毒的恒河猴的外周血和淋巴結中觀察到NK細胞顯著性擴增，但是NK細胞的遷移能力和活性卻被嚴重抑制；更重要的是，發現NK細胞數量的差異是經典實驗室雜交小鼠不易感而CAST/EiJ小鼠對猴痘病毒易感的重要原因之一[3，4]，這提示了NK細胞在猴痘病毒感染過程中的重要性。此外，有研究表明血液中較低的中性粒細胞也與動物感染猴痘病毒后的死亡率有相關性。這些都表明先天免疫細胞在猴痘病毒感染與致病過程中有重要作用。

除了先天免疫細胞，在感染猴痘病毒的食蟹猴和人中，都引起了系統性的細胞因子反應，IL-2、IL-6、IL-8、CCL5等細胞因子顯著提高。比較嚴重與輕微癥狀的患者發現，IL-2R、 IL-10、GM-CSF和CCL5在嚴重的患者中明顯升高，而IL-6則降低[5]，提示輔助性T細胞2的免疫反應可能與猴痘病毒感染引起的疾病嚴重性存在一定聯系。

猴痘病毒感染引起的抗體反應目前只局限于少量的臨床分析。分析美國2003年暴發的猴痘疫情，發現猴痘病毒感染后，在皮疹出現的一周內，不論以前是否接種過天花疫苗，都能檢測到IgM和IgG，總IgG反應在接種和未接種疫苗的人群中沒有明顯差別，皮疹出現100多天后還能檢測到IgG。雖然IgM在未免疫的個體中反應更快，而且持續時間更長 （126天：77 天），但是反應趨勢在未接種和接種過天花疫苗的人群中一樣，都有一個明顯的急性反應期，皮疹出現第2周IgM水平明顯升高隨后降低[6]。此外，相較于輕癥患者，中度和嚴重的患者有更高的IgM反應和更低的IgG反應。對2007—2011年剛果共和國猴痘病毒感染者群體分析發現，相對于只有IgG反應的個體，同時有IgG和IgM反應的感染者有更嚴重的癥狀。這些預示猴痘病毒感染后，IgM反應可能與癥狀的嚴重程度相關。由于分析的人群數目有限，需要對更多感染人群進行分析驗證。

目前缺乏關于猴痘病毒感染后誘導的T細胞免疫反應或T細胞在猴痘病毒感染致病中的作用的研究。一個HIV-1感染的患者在抗逆轉錄病毒治療后，CD4+ T細胞恢復到正常數目，雖然感染了猴痘病毒，但沒有引起嚴重的疾病，預示CD4+ T細胞可能減輕了猴痘癥狀的嚴重程度[7]。在感染猴免疫缺陷病毒（SIV）的恒河猴中，CD4+ T細胞的數目很低（細胞數少于300/毫升），接種天花疫苗后不能產生病毒特異性的IgG，再感染猴痘病毒后導致死亡，說明CD4+ T細胞在天花疫苗免疫恒河猴后誘導保護性抗體的產生，在抵抗猴痘病毒的致死性感染中起關鍵作用[8]。

正痘病毒有很多基因參與病毒識別、細胞凋亡和免疫調節等免疫逃逸功能。除了編碼與其他痘病毒功能同源的免疫逃逸蛋白參與調節各種信號通路之外，猴痘病毒還有其特異的免疫逃逸機制。區別于痘苗病毒，猴痘病毒在體外感染巨噬細胞、成纖維細胞、海拉細胞等各種人類細胞時，會選擇性抑制激活先天免疫反應信號通路中有重要作用的宿主基因，如干擾素誘導基因的表達。而且能在I型干擾素IFN-α存在的條件下進行正常的復制。后續研究發現，猴痘病毒編碼的I型干擾素結合蛋白（IFNα/βBP）能結合到宿主細胞膜上抑制I型干擾素信號通路。此外，猴痘病毒感染恒河猴后雖然能誘導NK細胞的擴增，但是明顯抑制NK細胞的殺傷功能[9]。不同于痘苗病毒和牛痘病毒，猴痘病毒還能通過抑制T細胞的激活，逃逸抗病毒CD4+ T 和CD8+ T細胞的免疫識別和反應[10]，可能以此用于促進病毒在感染宿主體內的擴散。隨后發現猴痘病毒編碼的197和D14L蛋白在抑制T細胞功能上發揮重要作用。這些研究說明猴痘病毒已經演化出多種特異的逃逸宿主先天免疫和適應性免疫的機制。

猴痘病毒從感染到出現癥狀的潛伏期是5～21天，感染者的臨床癥狀類似感染天花病毒，初期有發熱、頭痛、肌痛等癥狀，發燒后會出現皮疹，主要集中在面部和四肢，也會影響口腔黏膜、生殖器結膜和角膜等處。區別于天花病毒，猴痘病毒感染表現出的最顯著特征是淋巴結腫大，并誘導出更有效的免疫識別和免疫反應。

猴痘是一種自限性疾?。礋o需治療，患者會自愈），癥狀維持2～4周。嚴重病例多見于兒童和免疫缺陷的個體。猴痘并發癥與后遺癥包括呼吸道與胃腸道疾病、腦炎、敗血癥和視力喪失。與接種過天花疫苗的人群相比，未接種疫苗的個體癥狀更嚴重，并發癥也相對更普遍。

雖然目前還沒有猴痘病毒疫苗，但通過若干觀察性研究表明，天花疫苗有很好的交叉保護效果，對預防猴痘病毒感染的有效率達85%，還能減輕猴痘癥狀。目前上市用于預防猴痘病毒感染的疫苗有三種：兩種是美國FDA批準上市的ACAM2000和IMVAMUNE（US）/IMVANEX （Europe），前者不良反應大、在免疫缺陷人群中會引起嚴重疾病甚至死亡，后者不良反應相對較小、反應快且有較長的保護持久性。第三種是日本批準上市的LC16m8 ，不良反應較小。

抗病毒藥研制方面，根據動物模型研究的數據，兩種為預防天花研發的抗病毒藥被美國FDA授予許可用于猴痘。其中Brincidofovir通過抑制病毒DNA基因組復制，起到抗病毒作用，對其他大部分雙鏈DNA病毒也有一定效果；而Tecovirimat則是正痘病毒保守的、胞外病毒顆粒EEV形成所需的膜蛋白p37的靶向抑制劑。p37蛋白在痘苗病毒中由F13L基因編碼，而在猴痘病毒中則由C19L基因編碼。Tecovirimat 不會抑制和影響正痘病毒DNA基因組的復制、病毒蛋白的合成以及成熟病毒顆粒IMV的形成，只會抑制胞外病毒顆粒EEV形成和釋放，從而抑制病毒在宿主體內的擴散達到抗病毒目的。2022年猴痘疫情的臨床數據顯示，Brincidofovir不但有嚴重的毒性，而且在猴痘患者中沒有觀察到任何有益的治療效果。相比而言，Tecovirimat安全性更好，無明顯不良反應，能降低病毒載量、加速患者康復。

經過全球疫苗接種和防控措施，天花于1980年在全球范圍被宣布消滅。天花能通過接種疫苗被根除的重要原因之一是，除了人類之外，沒有發現天花能感染其他動物。然而，與天花不同的是，猴痘病毒能感染各種動物，所以，很難像天花那樣，經過全球接種疫苗來根除猴痘病毒。即使現有天花疫苗在猴痘病毒感染上有比較好的交叉保護作用，也還是需要對動物貿易開展猴痘病毒檢測，降低人畜傳播和人際傳播的風險。并且加強猴痘病毒感染與致病機制的研究，優化現有疫苗，為風險人群提供更好的防疫保護措施。

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關鍵詞：猴痘病毒 生活周期 免疫反應與逃逸 疫苗與抗病毒藥■