文章转载自：中国医学文摘·皮肤科学年2月第34卷第1期
作者：樊建勇，赵阳，杨慧兰
疱疹病毒家族是一类具有包膜结构的双链DNA病毒，病毒基因组DNA长度约~kb，按生物学特征和基因组结构不同可将疱疹病毒家族分为α，β和γ三个亚科。单纯疱疹病毒(herpessimplexvirus，HSV)属α亚科，广泛存在于自然界中，能感染人和许多动物，尤其对人体皮肤组织具有较强的嗜性。疱疹病毒主要通过皮肤、黏膜和神经组织感染宿主而引起相应的病变，是人类病毒性疾病的常见病原体。单纯疱疹病毒可分为HSV-1及HSV-2两种血清型，HSV-1感染人体后主要引起口唇疱疹、咽炎、角膜炎，也能引起散发性脑炎等严重疾病的发生;HSV-2主要通过破损皮肤及黏膜感染引起生殖器疱疹(genitalherpes，GH)。近年来的流行病学调查发现，在引起生殖器疱疹病毒的病原中，HSV-1与HSV-2占有同样重要的地位，均可在体内长期潜伏。在潜伏感染过程中，疱疹病毒基因组的结构和功能均未受到任何影响和破坏，而病毒基因转录及表达相关的一系列调控都处于停滞状态。此过程没有完整的基因组复制，但存在有限的局部基因转录，并在特定条件下进入增殖性复制感染阶段。单纯疱疹病毒的增殖性复制，是病毒自身调控蛋白与细胞内特定分子之间相互作用引起的一系列转录事件，但对潜伏状态下病毒基因转录调控事件及其进入复制性增殖的过程却知之甚少。目前生殖器疱疹发病率迅速增加且易复发，这给相关疾病的治疗及预防造成了巨大困难。阐明病毒潜伏感染及复发的相关机制，对进一步揭示HSV感染复发发生的本质，确立治疗靶点，以有效防治HSV感染及潜伏复发有重要的意义。本文综述了单纯疱疹病毒的生物学特点、可能的潜伏复发机制、HSV感染的临床防治策略及近年来HSV疫苗研制的最新进展。
一、单纯疱疹病毒的生物学特点HSV-1由被膜、衣壳、核心及囊膜组成球形病毒。病毒核心是双链线性DNA，纤丝卷轴缠绕，约~kb。HSV-2的基因组约kb。HSV-2HG52株基因组的G+C含量约70%，其中间由L-S交界处共价连接的18%短片段(S)和82%的长片段(L)所组成。每个片段包括两端的反向重复序列(TRL，IRL，IRS和TRS)和中间的独特序列(ML和US)。由于他们的连接方式不一样，HSV-2基因组出现4种同分异构体分子。HSV转录调控机制多样，基因组结构复杂，基因数目较多并相互重叠。
HSV-2基因通过严格的级联调控被转录和表达，根据时间先后顺序分为立即早期基因(immedi-ate-earlygeneIEorα)、早期基因(earlygene，Eorβ)、晚期基因(lategene，Lorγ)三类。立即早期基因是感染后最先表达，可被病毒晚期蛋白VP16反式激活，病毒潜伏感染的激活及复制性增殖与立即早期蛋白或感染多肤(infectedcellpolypeptideICP)密切相关，主要包括ICP47，ICP4，ICP27，ICP22和ICPO。ICPO和ICP4在病毒的复制中发挥最重要的作用。早期基因的复制通过诱导立即早期基因编码的蛋白反式作用，同时以级联调控的方式对早期基因和晚期基因的转录表达进行调节。早期基因有β1，β2，β1由ICP6和ICP8组成，β2是病毒核酸代谢的主要病毒蛋白，包含胸苷激酶和DNA多聚酶等。晚期基因的产物主要是病毒的结构蛋白，包括一些糖蛋白、衣壳蛋白和内膜蛋白等，其与病毒的吸附、进入和融合以及病毒的抗原性有关。
二、单纯疱疹病毒的潜伏感染机制HSV极具传染力，可引起多种广泛流行的疾病，且易建立潜伏感染。HSV-1和HSV-2分别能在三叉神经节和骸尾神经节内终生潜伏。Kesan等曾给HSV-1的潜伏作过这样的定义:
①病毒能在宿主体内持续存在但宿主本身不表现任何相关的临床症状;
②潜伏感染的HSV病毒可由潜伏状态被再次激活并伴随具感染力的病毒颗粒产生;
③病毒处于潜伏感染状态时，不表达任何相关的增殖性基因，但在宿主细胞核内会大量积累潜伏相关转录体(La-tency-Associatedtranscripts，LATs);
④病毒不表达相关抗原，但宿主体内可检测到病毒基因组的存在。
这个定义分别从四个不同的层面界定了HSV-1潜伏感染时的表型，并且与HSV-2潜伏感染的情况吻合。虽然随着检测技术的逐步发展，ICPO和TK激酶等病毒增殖性感染基因在病毒潜伏感染期间也有微量表达，但研究者认为这是由于潜伏感染与再激活感染之间的动态平衡所引起的。
HSV-2病毒在体内引起潜伏感染的原因主要有以下几个方面:
①病毒感染后免疫逃逸;
②LAT基因对病毒立即早期蛋白表达的抑制及其调控;
③病毒基因组与宿主细胞的相互作用，包括病毒基因对细胞蛋白、RNA合成的抑制、HSV感染病毒mRNA的选择性翻译、疱疹病毒对细胞周期系统及细胞凋亡的调控作用等;
④病毒基因组编码的microRNA介导的调控作用;
⑤CTCF通过HSV基因组上CTCF特异结合的序列，调控其潜伏复发。
2.1HSV逃避免疫监控的机制
不同种属的DNA和RNA病毒均可能躲避免疫系统的监视，在宿主体内长期寄生。病毒成功的免疫逃逸是造成慢性疱疹病毒感染的主要原因之一。其机制主要包括以下六个方面。
2.1.1病毒基因的限制性表达
几乎所有病毒都不同程度地利用这一方式来躲避宿主免疫系统的监视，疱疹病毒和一些反转录病毒表现得尤为突出。一旦单纯疱疹病毒在神经元内潜伏下来，病毒基因组织所有基因除了一种以外全部停止转录，使得被感染神经元内几乎没有任何病毒的痕迹。大量研究表明LAT具有抑制病毒基因表达的功能。
2.1.2利用宿主体内的免疫豁免部分
人体少数组织和器官是免疫细胞不得介入的部位，享有免疫豁免的“特权”，因此进入免疫豁免部位的病毒在不引起局部炎症反应的情况下可以暂时避开免疫系统的监视。中枢神经系统(CNS)的血-脑脊液屏障限制了淋巴细胞进入CNS，因而不易被T淋巴细胞所识别。因此，CNS是包括HSV在内的数种病毒长期慢性感染和潜伏的器官。
2.1.3病毒抗原的变异
HSV病毒也可通过基因突变来逃避宿主的免疫监视。病毒基因突变后其编码的抗原亦随之发生了变异。表面抗原的变异可能使病毒突变株暂时避免已有抗体的中和或调理作用，获得一定的生存优势。CTL和Th细胞对彻底清除和控制病毒的慢性感染起十分重要的作用，它们能够识别被MHC分子递呈的病毒蛋白质分子中的T淋巴细胞表位。如果病毒在体内繁殖过程中的基因突变恰好改变了原来的T淋巴细胞表位，使得这个新的肽段或者不再能与宿主的MHC分子结合，或者结合了也不能被T淋巴细胞所识别，病毒突变株便能暂避开CTL及Th细胞作用，获得亲代株所没有的繁殖优势。这种现象在HSV、乙型肝炎病毒和EB病毒中均已得到证实。
2.1.4干扰宿主细胞的抗原递呈
抗原呈递细胞表面CD1d分子呈递的脂类抗原能诱导NK细胞的免疫应答，这对于宿主抵抗病毒抗原的攻击非常重要。Liu等研究发现HSV-1感染可以抑制抗原呈递细胞表面CD1d分子的表达。这不是因为HSV抑制了CD1d的合成，而是因为它重新分配胞吞的CD1d分子到溶酶体界膜上，进而阻止胞吞的CD1d分子重新出现在细胞表面。也可能是因为HSV抑制新合成的CD1d分子转运到细胞表面。也有研究表明HSV编码的ICP47可以结合到抗原呈递相关运载体TAP-1/2上，阻止病毒蛋白运输到内质网，装载到新生的MHC-I分子上，最终呈递给CD8﹢T细胞。
2.1.5抑制TCR信号转导
T淋巴细胞是抗HSV感染免疫应答的重要组成成分。Yang等研究发现HSV通过抑制TCR信号转导而使T细胞失活。对TCR信号转导的抑制既发生于TCR信号级联过程的T细胞激活联结子处，也发生于远离T细胞激活联结子的步骤处，包括对于钙流量和多重MAPK(促分裂原活化蛋白激酶)的抑制。HSV诱导的T细胞失活导致酪氨酸残基处T细胞激活联结子磷酸化水平降低，而酪氨酸残基的磷酸化对于TCR信号转导却具有重要意义。
2.1.6干扰免疫效应子的功能
干扰素位于宿主抵抗病毒感染的第一线，大量研究表明干扰素是一个可溶性蛋白质家族，它们介导宿主的抗病毒效应，调节细胞生长和免疫应答的激活。干扰素固有的抗病毒活性非常有效和快速。所以许多病毒通过抑制干扰素的合成或下游的抗病毒效应来逃避宿主的免疫监视。Davis等研究发现，HSV编码的ICP34.5对病毒逃避宿主的固有免疫应答具有重要的作用。ICP34.5使eIF2α(在抗病毒应答中被PKR磷酸化的翻译起始因子)脱磷酸化，进而降低了干扰素-β等细胞因子的表达。Mogensen研究发现HSV-1促进病毒基因表达的间层蛋白VP16，通过降低IL-6mRNA的稳定性来抑制促炎细胞因子的表达。这种抑制并不是由VP16直接介导，而是依赖于病毒立即早期基因编码的ICP4(感染细胞蛋白)和ICP27。在HSV感染的初期，它们以一个VP16依赖的方式被表达。HSV包膜糖蛋白gC能够结合到补体C3b上，使病毒不被补体成分所中和。实验表明，野生HSV病毒株在补体存在时也维持完全的侵袭力，然而不表达gC的突变株即使在缺乏抗体的情况下也能被补体所中和。
2.2LAT基因在HSV潜伏复发中的作用
LATs家族包括主要LATs(由2.Okb，l.5kb，1.45kb组成)和非主要LAT(由8.3kb组成)。这些RNA部分呈线形，部分呈环形，但都是通过不同的折叠方式而被激活。非主要LAT是一个8.3kb的转录子，经剪接得到一个2.0kb的LAT，再剪去约bp，可生成1.5kb或1.45kb的LAT。LAT被认为在高效建立潜伏过程中起重要作用。另外还发现，LAT启动子部分序列小片段的缺失，即可导致潜伏感染细胞数目的骤减，因而揭示了LATs的转录是建立潜伏感染的关键。LAT具有多功能性，在HSV潜伏的建立、维持激活过程中起作用。目前主要采用缺失突变的策略来研究LAT在潜伏感染中的作用。
2.2.1LAT在建立潜伏感染中的作用
LAT被认为在高效建立潜伏过程中发挥重要作用，LAT启动子部分序列小片段的缺失，即可导致潜伏感染细胞数目的骤减，提示了LAT的转录是建立潜伏感染的关键。
2.2.2LAT在维持潜伏感染中的作用
HSV病毒潜伏的维持机制至今仍不明确。有两个反义转录抑制机制的假说，一种假说认为在潜伏过程中2.0kbLAT通过反义RNA机制抑制ICPO蛋白的表达，阻断病毒的复制;另一种假说认为，是非主要LAT在潜伏过程中通过反义RNA机制来抑制ICP4蛋白的表达，以此来阻止病毒的复制，推迟病毒进入裂解期。研究发现，在潜伏过程中还存在几组裂解性病毒基因转录的mRNA，由于转录的水平很低，因此不易检测到。Chen等在LAT突变病毒株潜伏过程中，检测到了立即早期蛋白ICP4基因和早期蛋白TK基因的转录体表达水平比野生病毒要高数倍。进一步研究发现，ICP4通过与miR-的前体hsa-mir--2结合下调RNA结合蛋白富G序列因子1（GRSFl)的表达，抑制HSV-1病毒的复制。
2.2.3LAT在病毒复发中的作用
复发过程中早期LAT基因的表达，可能在促使裂解性基因从沉默到表达发挥了重要作用。在潜伏过程中，ICP4的mRNA在神经节里始终有表达，尽管是很低的表达量。因此，当ICPOmRNA出现及其表达量上调时，可作为病毒进入裂解复制期的标志。实验表明，在LAT基因的小鼠中，HSV-1病毒的DNA量是LAT基因缺陷小鼠的3倍，其激活和表达与CD8，PD-1及Tim-3有关。
2.2.4LAT通过编码microRNA执行抗细胞凋亡功能
MicroRNA(miRNA)是一类新发现的调节基因表达的小分子单链非编码RNA，是动植物和病毒体内调节RNA稳定性和翻译效率的重要因素。无论是HSV-1还是HSV-2LATS，均编码多个功能miRNA，而且它们在潜伏期的表达量比在急性感染期间的表达量要高很多。针对HSV-1，CUI等通过计算机模拟及与miRNAs序列比对，找到24对候选miRNA和13对miRNA前体，年，IgorJura等通过高通量测序证实17种由HSV-2表达的miRNA，到目前为止，miRNA库MiRBase已经记载有18种。本课题组的近期研究证实了HSV-2LATs编码的miR-H4-5p可靶向作用于感染的宿主细胞CDKN2A和CDKL2基因，引起其mRNA和蛋白质水平的降低，并发挥抗ActD诱导的细胞凋亡作用，也可促使细胞周期进入S期，促进细胞增殖。而miR-H3可发挥抗ActD诱导的细胞凋亡作用，但对细胞周期无明显作用，其具体的分子机制仍不十分清楚。这表明HSV-2miRNA调控病毒自身和宿主基因的表达，发挥RNA干扰效应，进而抑制神经元细胞凋亡，有利于维持病毒持续潜伏感染。通过上调或者下调miRNA的表达，可改变目的基因表达，以达到治疗或者干预的目的。miRNA作为一类新型的药物作用靶点逐渐受到各界北京中科医院几级北京治疗白癜风医院那里最好
