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人疱疹病毒-8型致病作用研究进展
国外医学病毒学分册 1999年第6卷第1期
上海医科大学微生物学教研室 (上海200032)钱利生综述
卡波济肉瘤(KS)为一种内皮细胞增生性恶性肿瘤。流行病研究表明,KS由传染性病原体引起,并怀疑与病毒感染有关。1994年,Science首次报道美国哥伦比亚大学Chang等采用差异性分析法,在AIDS相关KS组织中发现两段疱疹病毒样DNA序列,称为卡波济肉瘤相关的疱疹病毒样序列(KSHV)。核酸序列分析表明,KSHV与喉疱疹(herpesvorus saimiri,HVS)和EBV同属于γ疱疹病毒亚科Rhadinovirus属内的成员,定为人疱疹病毒-8型(HHV-8)。
1 HHV-8的DNA序列
Chang等[1]应用差异性分析,在AIDS的病损组织中检出两段DNA序列,定为KS330Bam和KS631Bam。KS330Bam有330个bp,G+C为51%,与HVS和EBV衣壳蛋白VP23分别有51%和39%的氨基酸同源性。KS631Bam有631个bP,G+C为63%,与HVS和EBV的包膜蛋白具有同源性。两段序列在AIDS-KS损伤组织中的检出率达90%以上,但在有或没有AIDS的非KS组织中检出率极低,提示该两段DNA为外源性DNA,而不是宿主细胞的基因组。
1996年,Moore等[2]应用BC-1淋巴细胞系,通过电泳观察DNA的分子大小,提出HHV-8DNA约为270Kb。其中20.7Kb完成测序和序列分析,发现有17个开放读码杠架ORFs与γ2-疱疹病毒的基因同源,分别编码衣壳蛋白、胸苷激酶和gH蛋白。应用感染细胞抗原,能检出KS病人血清中的特异性抗体。同年Russo[3]对BC-1细胞系中的HHV-8DNA作序列分析,发现BC-1 HHV-8基因组结构与HVS相似,有一独特区,长140.5Kb,G+C含量约为53.5%,两侧有末端重复区,由多个直接重复单位组成,每一直接重复单位长约801bp,G+C为84.5%,合计BC-1中HHV-8基因组全长约210Kb。独特区至少有81个ORFs和5个内重复区,其中66个ORFs与HVS oRFs同源。病毒基因组除编码结构蛋白和代谢相关蛋白外,还能编码多种细胞同系物,包括补体结合蛋白、神经细胞粘附分子样蛋白、巨噬细胞炎症因子、Bcl-2、干扰素调节因子IL-8受体、D型细胞周期素和二氨叶酸还原酶等。
1997年,Engelbrecht等[4]应用单股构型多态性分析(SSCP),研究HHV-8 dNA的构型变化,与KS330Bam原型序列相比,5例KS病例的KS330Bam片段部有点突变的发生。4处硷基转换为G→T、A→C和两个A→G;两处硷基转换为C→T。其中3处点突变引起氨基酸的改变,突变的意义尚需深入研究。
2 病毒基因与致病的关系
DNA序列分析发现,HHV-8的若干ORFs与细胞基因同源[5],能编码干扰免疫系统蛋白,参与核酸代谢的酶和细胞生长调节因子等。参与病毒的致癌作用。
HHV-8 IL-6(Viral IL-6,v-IL-6)的氨基酸序列有24.7%与人IL-6相同[6]。IL-6能与细胞受体结合,促进IL-6依赖细胞系的生长。人重组IL-6能促进KS细胞生长,可能与KS的致病有关。v-LI-6对KS的致病作用研究发现,在体外培养的KS纺锤形细胞能表达高亲和力的IL-6受体,而HHV-8相关的淋巴细胞增生性疾病则能表达v-IL-6。v-IL-6能阻止鼠杂交瘤B9细胞系的凋亡,可能与B细胞淋巴瘤和多灶性卡斯特莱曼病的致病有关。
HHV-8 MIP(macrophage iflammatory protein)的氨基酸有30%与人MIP同源[7]。按胱氨酸(C)排列基序(mtoif),具有C-C结构的双半胱氨酸蛋白包括MIP-1α和MIP-1β,其主要功能是吸引单核巨噬细胞。实验证明vMIP-1能抑制HIV-1感染细胞,提示HHV-8和HIV-1感染之间的相互联系。
HHV-8 D型周期素[8]有32%的氨基酸与HVS周期素同源,31%与细胞周期素同源。细胞D型周期素至少与4种周期素依赖激酶有关,即Cdk2、Cdk4、Cdk5和Cdk6。病毒周期素与Cdk6相关。在淋巴样细胞中,周期素主要与Cdk6激酶结合,引起抗癌基因产物视网膜神经胶质瘤蛋白和细胞组蛋白H1磷酸化,使细胞通过G1期而逃避细胞对G→S期过滤的监控。在KS损伤组织的淋巴细胞,纺锤形细胞和体腔淋巴细胞瘤中均有HHV-8的存在,而HHV-8周期素对Cdk6激酶的特性与HHV-8的嗜淋巴细胞和引起淋巴细胞转化的特性相一致。
凋亡的诱导是宿主细胞对病毒感染的典型反应。许多病毒具有抑制凋亡的基因,有助于病毒逃避细胞的凋亡反应。象EBV和HVS一样,HHV-8带有细胞Bcl-2同系物基因[9],基因产物Bcl-2和Bax、Bik等蛋白结合,产生Bcl-2和Bax异两聚体结合物能有效阻断Bax介导的细胞调亡,延长持续感染细胞的生存时间。在各种人类肿瘤中,已证明Bcl-2表达的失调,Bcl-2的过滤表达,可通过抗凋亡引起致癌作用。也有报道[10]HHV-8 bcl-2不与Bax等蛋白结合,因而不受这类蛋白的负调作用影响而显示其抑制功能。Thome等[11]报道另一种凋亡抑制蛋白,即病毒FLICE抑制蛋白(viral fLICE-inhibitory proteins,FLIPs)γ-疱疹病毒包括HHV-8具有vFLIPs,能干扰由死亡受体介导的细胞凋亡,引起持续感染和产生肿瘤。
1997年,Neipol等[12]提出HHV-8可能有5种致病假设:(1)过路病毒假设,认为HHV-8为一种常见的持续感染病毒,在肿瘤组织中可被单独激活但不致病。(2)危险因子模式认为HHV-8与KS致病有关,但不是必需病毒。(3)必需辅助因子理论提出HHV-8为KS的常见病毒,但在KS的致病中,其他因子起重要作用。(4)双重因子假设则认为,HHV-8为一类少见的性传播病毒,当与免疫抑制者(AIDS)和/或有遗传倾向者相连时,成为引起KS的决定性病毒。(5)内源性转化病毒学说则提出,HHV-8为一种罕见病毒,感染可引发KS。5种假设各有优缺点,但双重因子理论最具吸引力,按照双重因子假设,HHV-8为KS的感染因子,免疫抑制有助于病毒增殖,导致KS的发生。
3 HHV-8与相关疾病
KS是内皮细胞增生性恶性肿瘤,根据流行病学研究,可将KS分为古典型卡波济肉瘤(classic kS,CKS),非洲型卡波济肉瘤(african KS,AKS),流行性卡波济肉瘤(epidemic kS,EKS)和医源性卡波济肉瘤(iatrogenic KS,IKS)。CKS为地中海沿岸居民和东欧系犹太人群中的稀见肿瘤,病程比较缓慢;AKS为非洲撒哈拉沙漠以南黑人的常见肿瘤;EKS为AIDS的独特并发症,病程进展较快,多在两年内死亡;IKS主要指与使用免疫抑制剂治疗相关的KS,多发生于器官移植患者[13]。KS虽有不同的流行病学和临床表现,但都有相同的组织学表现。AIDS病人中KS的流行病研究提示,除HIV外,另一种性传播感染因子与致病作用有关。在美国,AIDS-KS发病率比普通人群高20000倍,免疫抑制人群比健康人高600倍。应用PCR检测KS330Bam和KS631Bam两段DNA片段,来自AIDS-KS组织,90%以上含有HHV-8 dNA,非AIDS活检组织均为阴性,但在AIDS的非KS组织中,HHV-8 DNA阳性率为15%[14],而且在AIDS-KS患者血清中可检出抗HHV-8。认为HHV-8为引起KS的病原体。
多灶性卡斯特莱曼病(multifocal castleman's disease,MCD)是一种罕见的淋巴细胞增生性疾病[15],但在KS患者中,MCD的发生较为常见。与AIDS相关的MCD中常能检出HHV-8 dNA。
与AIDS相关的体腔淋巴瘤(AIDS- associated body cavity-based lymphoma,BCBL)为淋巴样细胞肿瘤[16]。应用PCR和Southern印迹法检查,HHV-8 dNA都为阳性。研究结果表明HHV-8为嗜淋巴细胞病毒,感染后能促进细胞增生,可形成淋巴瘤。
1997年,Albert等[17]从结节病(类肉瘤病,sarcodosis)组织中检出HHV-8DNA,在39份结节病的肺、淋巴结及口腔组织标本中,经PCR扩增,其中38份为HHV-8 oRF26 DNA阳性,阳性率为97.43%。38份阳性标本中,31份标本HHV-8 oRF25 DNA也为阳性。59份非结节病标本,仅7份为HHV-8 ORF26 DNA阳性。因此认为HHV-8结节病密切相关,是否为结节病病原体尚需进一步研究。
4 结语
关于HHV-8的致病机理,诸多学者[18-20]认为HHV-8感染B淋巴细胞亚群,引起B细胞的增生反应,导致细胞恶性转化,或是HHV-8感染细胞后,促使细胞因子的产生,引起细胞增生,其中内皮细胞的增生引起KS,上皮细胞的增生导致鳞状细胞癌的发生,而B细胞的增生则发展为淋巴细胞瘤。1998年,Sarid等研究BC-1细胞中HHV-8基因转录,发现有3类病毒基因转录。Ⅰ类基因有病毒周期素、潜伏相关核抗原和vFLIP基因,不受TPA(tetradecanoyl phorbol acetate)诱导的影响,在标准生长条件下能连续转录。Ⅱ类基因聚集在基因组的编码区,包括小的聚A rNAs以及大多数病毒编码的细胞因子和信号转录基因,无需TPA处理,Ⅱ类基因也能转录,但若用TPA处理,可诱导较高水平的转录。Ⅲ类基因包括初级结构基因和复制基因,仅用TPA处理能转录,推测与溶介性毒粒产生有关。随着3类病毒基因转录的深入研究,有助于从分子水平论述HHV-8的致病机理,为有效预防和治疗HHV-8的感染开辟新途径。
参考文献
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2 Moore PS, et al. J Virol,1996;70:549-558
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5 Nicholas J, et al. J Virol,1997;71:1963-1974
6 Neipel F, et al. J Virol,1997;71;839-842
7 Mip Nichals J. Nat Med,1997;3:287-292
8 Chang Y, et al.Nature,1996;382:410-411
9 Godden-Kent D, et al. J Virol,1997;7(16):4193-4198
10 Sarid J. Nat Med,1997;3:293-298
11 Thome M, et al.Nature,1997;386:517-521
12 Neipel F, et al. J Virol,1997;6:4187-4192
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18 Levy JA.Lancet,1995;34:799
19 Foreman KE, et al. N Engl J med,1997;336:163-171
20 Lagunoff M, et al.Virol,1997;236:147-154
21 Sarid R, et al. J Virol,1998;72:1005-1012
校对时间:99-12-08惠冬莉
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