HCMV感染与动脉粥样硬化及急性冠脉综合征的相关性研究进展

韩卫红 李 国良 王淑霞

动脉粥样硬化(atherosclerotic，AS)是一种进行性进展疾病，以脂质和纤维成分在大动脉的聚集为特征。流行病学研究显示动脉粥样硬化有多种危险因素，但其病因和发病机制仍未明确［1，2］。研究表明病原微生物诸如巨细胞病毒、幽门螺杆菌、肺炎衣原体等可能参与AS的发生发展及心肌梗死、中风的发病。1978 年 Fabricant［3］用禽类疱疹病毒(marek’s disease herpesvirus，MDV)在鸡体内成功诱发动脉粥样硬化，而人巨细胞病毒(human cytomegalovirus，HCMV)与MDV同属疱疹病毒科(herpesviridal)且具有一定的转化能力，因此国内外学者在HCMV感染和人AS的关系上进行了大量的研究，现将HCMV感染与AS及急性冠脉综合证的相关性做一综述。

1 HCMV的分子生物学特点

巨细胞病毒(cytomegalovirus，CMV)为疱疹病毒科β属的双链DNA病毒，病毒颗粒大小为200 nm，其结构包括双股DNA、核衣壳和脂蛋白包膜，在细胞核内复制。HCMV基因组能够以静息、持续性或生产性感染等状态在细胞中存留。基因组为一线性双链DNA分子，大小约为240 kb，分为长短两大片段，其两侧均含末端重复序列(TRs)，中间为单一序列(UL及Us)HCMV基因的转录及翻译受自身及宿主细胞的调控，并具有时相性，可分为即刻早期基因(IE，alpha)、早期基因(E，beta)及晚期基因(L，gamma)［4］。细胞感染后首先被转录的基因是IE基因。IE基因的表达是被宿主细胞基因所激活，并不需要病毒蛋白的合成［5］。IE基因在CMV感染后1 h即可出现，主要在CMV基因表达的后序调控过程中起主导作用;E基因在感染后4～12 h出现，主要参与DNA聚合酶的合成，并诱导病毒释放;L基因在感染后12～24 h出现，表达病毒已装配成熟，复制完毕。

HCMV感染人体后，可以引起机体产生特异性的体液免疫和细胞免疫［6］。体液免疫反应可以产生特异性IgM、IgG和IgA同型抗体。IgM在机体病毒原发感染3～5 d即可出现，持续12～16周，此抗体可与被膜蛋白和内部成分起反应，具有出现早消失快的特点，一般代表有近期活动性感染;IgG特异性抗体在感染1～2周出现，4～8周达高峰，其可以相对恒定的在机体内存在数年甚至终生，复查抗体效价升高大于原抗体水平4倍以上者一般代表曾有HCMV感染。细胞免疫主要是由病毒基因编码的基质蛋白引起的特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)反应，这些基质蛋白主要有 pp72、pp65(phosphoprotein65，ppUL83)、pp71、pp150 等［7］。HCMV 的结构蛋白包括衣壳蛋白、被膜蛋白(又称基质蛋白)及包膜蛋白。HCMVpp65是HCMV被膜蛋白，位于病毒的衣壳和包膜之间，属于低基质磷酸化蛋白，分子量为65，占病毒总蛋白的15%，pp65蛋白能刺激、诱导病毒特异性CD+8T细胞活化与增殖特性，在细胞免疫中尤为重要，在血清阳性的人群中引起特异性CTL反应的频率最高，即刻早期基因产物次之。Elizabeth等［8］报道，pp71在病毒DNA复制中作用突出，该基因的表达蛋白能增强即刻早期和早期基因的表达，加快病毒向邻近细胞转移，并且能作为基因IE1和IE2的反激活蛋白去引发病毒感染，增强病毒的复制，其增强幅度可达到30～80倍，是一种增效蛋白［8］。

2 HCMV感染流行病学方面的资料

CMV在自然界中广泛存在，但宿主范围狭窄，有种的特异性，即HCMV只能感染人，HCMV感染在人群中非常普遍，常呈隐性，主要的传播途径有口口传播，口手传播，母婴垂直传播及通过输血或器官移植传播。在发达国家人群中的感染率为40% ～60%，而在发展中国家几乎达100%［9］。根据在美国进行的HCMV抗体水平普查，青少年中阳性率为10% ～15%，35岁时上升到40%或50%，65岁以后超过60% ～70%，这种与年龄相关的增高趋势与动脉粥样硬化的发病率相一致［10］。闻良珍等［11］对沈阳、上海、武汉三城市孕妇的调查中发现HCMV感染率为 88.93%，三城市分别为 96.74%、91.42% 和 79.53%。在社会经济状况较好的成年人中，多数可长期带毒成为潜伏感染，潜伏部位常在唾液腺、乳腺、肾脏和白细胞中，在孕妇、胎儿、新生儿、接受器官移植或应用免疫抑制剂治疗的患者，及恶性肿瘤、艾滋病等免疫系统受损的患者，HCMV感染常引起较高的病死率和严重的疾病。

3 HCMV感染和AS

3.1 病因学研究 1965年，美国Baylor医学院的Melnick曾尝试在人AS病灶中寻找相关病毒，结果在60例动脉粥样硬化斑块活检组织并体外培养后，未能找到［12］。15年后他们再次利用体外细胞培养技术处理AS斑块及周围组织，并应用免疫学技术检测HCMV抗原，结果出乎意料，在动脉粥样硬化病灶组织有29%HCMV抗原阳性，而周围组织中有52%检出HCMV抗原。表明HCMV感染可能是AS的启动因素。Fabricant［3］用MDV诱发的所有感染MDV的小鸡的AS病变主要累及冠状动脉、腹腔和胃的动脉、肠系膜动脉，未感染MDV的小鸡除了在主动脉远端外几乎见不到病灶。而在所形成的粥样硬化斑块中以血管中膜平滑肌细胞过度增生和脂肪增多为特点，与人类动脉粥样硬化的病理改变一致。国内秦红松等［13］用原位杂交的方法检测了38例动脉硬化性闭塞症患者截肢动脉组织中HCMU晚期基因片段。结果发现38份标本中，血管内皮细胞表达阳性者4份，浸润的单核细胞表达阳性者4份，平滑肌细胞表达阳性者3份，阳性率为28.95%，意外事故截肢血管标本14份均为阴性。Yi等［14］对35例脑AS患者颅内动脉进行检测，40%患者标本检测到HCMV DNA。这些研究提示了HCMV和AS发病的关系。CMV感染和AD发生同样具有慢性炎性反应的多种特征:(1)病毒感染系全身感染;(2)病毒感染后内皮细胞损伤;(3)脂质浸润，平滑肌细胞增生;(4)单核粒细胞吞噬脂质形成泡沫细胞，进而脂纹及斑块形成。新近的许多研究已在人类AS病变中找到HCMV抗原及其病毒DNA序列，证实了HCMV和AS发生的相关性。

3.2 HCMV的血清学检测 特异性的检查包括病毒分离培养，电镜观察细胞学检查，血清中抗HCMV抗体检测［补体结合试验、胶乳凝集试验、酶联免疫吸附试验ELISA］，HCMV抗原检测以及应用核酸杂交法、聚合酶链反应(PCR)检测标本中的HCMV DNA。DNA原位杂交技术不仅可反应出病毒感染频率，同时显示病毒易感部位及细胞，但操作繁琐。PCR技术可分别检测HCMV IE)及LA，且具有特异、快速、简便和敏感的优点。1994年美国的动脉粥样硬化危险因子社区调查(ARIC)［15］曾经将超声检查颈动脉壁增厚2倍的患者和正常作对照，2组均进行血清HCMV抗体检测，结果显示HCMV感染与AS发生有一定的相关性，且不受高血压及高血脂的影响。国内的研究也同样证实了这一点，说明HCMV感染参与动脉粥样硬化的过程并不是通过升高血脂而发生的［16］。

3.3 HCMV感染导致AS的机制 在正常情况下血管内皮细胞具有:屏障、接受、传递信息及分泌作用等功能。内皮功能受损可引起以下改变:(1)内膜通透性增加，损伤细胞表面常见血小板粘附、聚集融合或分解，影响血液凝固及纤维蛋白溶解平衡;(2)促进血管平滑肌细胞增生;(3)脂质代谢紊乱，血浆脂质向内皮下浸润;(4)改变细胞因子及其他炎性介质产物;(5)诱导白细胞黏附分子及其产物产生;(6)诱导血管内皮下炎症。从而导致AS的发生发展。首先在HCMV急性感染期血中可见HCMV感染的内皮细胞，引起血管内皮细胞功能失调。Bason等［17］的研究表明病毒感染后产生的特异性IgG抗体能够和血清内热休克蛋白60(human heat－shock protein，HSP60)发生交叉反应，进而引起未感染内皮细胞的代谢功能变化。许从峰［18］通过对468例大样本的血清特异性IgG抗体及HCMV基因和内皮细胞ECV-304表达趋化因子单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)的检测，血清阳性率为82.2%，基因检出为(13/15)，感染4 h后MCP-1的表达明显升高，8 h后达到高峰，12 h已有所下降，提示HCMV可能通过调节内皮细胞趋化因子的表达参与AS的发生发展。Ryckman等［19］进一步的研究发现，HCMV UL128、ul130及ul131基因编码的三个蛋白同时与病毒包膜糖蛋白gH/gl形成的复合物可促进HCMV进入血管内皮细胞。HCMV在血管内皮细胞中的复制是病毒的持续感染、传播及疾病发生的关键，是内皮功能损伤的最直接的原因，进而血管平滑肌细胞的增生和血管功能障碍，导致AS的发生。

其次HCMV感染导致平滑肌细胞增殖。HCMV具有肿瘤DNA病毒的特性，病毒感染细胞后其DNA可整合入细胞的染色体上，造成持续性或潜伏性感染。在一些因素(高血压、高血脂、某些病毒感染等)作用下周期性的被激活、复发，从而促使平滑肌细胞的增殖。平滑肌细胞增殖在AS斑块形成过程中极为重要，纤维斑块纤维斑块中主要的细胞成分就是平滑肌细胞，既能合成结缔组织的基质，也能在内皮下吞噬脂质形成泡沫样细胞，，泡沫样细胞逐渐增多，并发生肿胀、崩解，使得AS斑块不稳定。Zhou等［20］利用CMV感染兔的SMC制造流产感染的模型，结果显示30% ～40%的感染细胞表达IE基因产物(IE1，72kd:IE2，86 kd)，表达的高峰期在感染3 d后，HCMV 感染可明显增加SMC的增生和迁移及PDGF2β受体的表达，尽管增生和迁移的机制不清，但作者认为HCMV诱导血小板衍生生长因子-β(PDGF-β)受体的表达可能起一定作用。因为体外和体内的研究研究都表明血小板衍生生长因受体-β(PDGFR-β)的表达可促使SMC从中膜层向新内膜层迁移，进而导致内膜层的增生和血管壁的损伤。Reinhardt等［21］也证明HCMV感染人血管平滑肌细胞可增强PDGF-B受体的表达。PDGFs是很重要的促细胞分裂素，参与胚胎发育、创伤愈合、致癌和AS的发生过程，可由血小板、SMCs、内皮细胞及巨噬细胞等多种细胞分泌，可诱导SMCs的分化，并增殖迁移到血管壁内膜层中。PDGFs还与细胞外基质细胞的迁移、增殖、分化及沉积相关。HCMV感染后PDGFs在细胞中表达的紊乱导致了SMCs从中膜层向新内膜层迁移，进而导致内膜层的增生和血管壁的损伤。吴建贤等［22］发现UL122和US28基因产物的抗体可诱导表达黏附分子、趋化因子及与免疫应答、细胞外基质沉积相关分子的基因表达，引起VECs损伤，并使其功能紊乱，进一步导致了AS的产生，而且这一过程是AS病理机制中最初阶段发生的。

4 HCMV感染与急性冠脉综合征

冠状AS是全身动脉粥样硬化的一个部分，急性冠脉综合征病理基础的核心是AS斑块的破裂或腐蚀进而血栓形成。该综合征包括ST段抬高型心肌梗死及非ST段抬高型心肌梗死和不稳定性心绞痛。近年来急性炎症、病毒感染被认为与之发生有着密切的关系。Timoteo［23］等对急性冠状动脉综合征和稳定型冠状动脉疾病(CAD)的患者进行了抗HCMV-IgG检测，结果ACS者抗体阳性率是95%，而稳定型CAD是81%。山凤莲等［24］用 ELISA检测冠心病患者和健康人 HCMV、流感病毒(IV)的血清抗-IgM抗体。结果CAD患者的HCMV-IgM及IVIgM阳性率明显高于健康者，为41.1% 和29.9%。其中，急性心肌梗死患者的HCMV-IgM阳性率显著高于心绞痛、隐匿性CAD患者，以HCMV感染为主。试验证明，HCMV感染产生病毒糖蛋白及黏附分子，促使内膜从抗凝状态变为促凝状态，从而增加中性粒细胞、单核细胞及血小板的黏附;病毒感染内皮细胞使促凝因子及组织因子生成，抗凝因子包括血栓素、前列环素、组织纤溶酶原活化因子等丧失，导致血栓形成。Neito等［25］所做的流行病学研究表明，巨细胞病毒抗体与血浆凝血因子Ⅴa、Ⅷ以及蛋白C具有相关性，巨细胞病毒抗体滴度与抗凝血酶Ⅲ和纤维蛋白原有相关性，提示巨细胞病毒具有促凝作用。

综上所述，来自动物试验研究、分子生物学研究、血清免疫学研究等方面的证据显示:HCMV感染与AS的形成具有密不可分的关系，并且可能是AS形成的启动因子。尽管直接来自急性冠脉综合症的证据还不多，但作为全身AS的一个重要部分，可以说，HCMV感染对冠心病的发生具有同样重要的意义。

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