腺病毒的致病机理

发布时间:2019-10-29       作者:DDM       来源:临床实验室        浏览:2780       收藏: 1

一、致病性

1、腺病毒的致病特点

腺病毒所致疾病的特点,根据感染过程的不同而不同。腺病毒经呼吸道感染,先从眼鼻咽黏膜侵入上皮细胞,繁殖3~5d后引发上呼吸道急性炎症,并可蔓延至附近组织,引起自上而下的呼吸道炎症,5~10d后发展为肺炎。病毒可经血循环形成病毒血症而引起全身病变,常损害中枢神经系统及心脏等重要脏器,出现各系统的严重症状。


(1)腺病毒对呼吸系统的致病作用

1)上呼吸道感染疾病:普通感冒,发热、流清鼻涕、咽痛、咳嗽、声音嘶哑等。半数病例咽部出现白色渗出物及颈淋巴结肿大,多于3~4d后退热,全身症状减轻,但咳嗽等呼吸道症状可持续1~2周。尤其以婴儿和低龄儿童易发生,主要与Ad1~7型有关,且Ad1、2、5和6型在约50%感染儿童扁桃体组织和腺体组织内持续存在。

2)下呼吸道感染疾病:支气管炎、细支气管炎和肺炎。常继发于麻疹后。婴儿和儿童的严重肺炎,主要由Ad3、4、7和21型引起。由Ad5型和少见的Ad1~3型引起的儿童呼吸道感染,其咳嗽类似于百日咳。病变多呈点片状或为融合性肺炎,炎症可延及整个肺叶。起病急,有发热、咳嗽、气促、鼻扇、胸痛等症状,亦可发生胸膜炎。严重者有呼吸困难和紫绀,并可发生心功能不全乃至死亡。

3)咽结合膜热:多由B组Ad3和7型所致,但Ad1、2、5、6及41型亦可引起。常在儿童中引起流行。发病急,主要表现为发热、咽炎、单侧或双侧眼结膜炎及颈淋巴结肿大。病程5d左右。症状与急性发热性咽喉炎相似,易并发结膜炎。咽结膜热有暴发流行倾向,如游泳池结膜炎,预后尚好,一般无后遗症。


(2)腺病毒对眼部的致病作用

腺病毒致轻型眼部感染是呼吸道感染和咽喉炎的并发症。滤泡性结膜炎可由许多型腺病毒引起,类似于衣原体性结膜炎,而且为自限性。由Ad8、19和37型引起的角结膜炎为重型感染,具高传染性,以急性结膜炎开始,扩至耳前淋巴结,随后发生角膜炎。


(3)腺病毒对消化系统的致病作用

许多腺病毒在肠道细胞中复制,随粪便排出,但大多血清型与胃肠道疾病无关。前Ad40型和41型可引起婴幼儿及年少(4岁以下)儿童的胃肠炎,致腹痛、腹泻。C组腺病毒能引起某些婴幼儿肠套叠。


(4)腺病毒对其他系统的致病作用

Ad11型和少见的21型有时可引起急性出血性膀胱炎、急性出血性结膜炎等。有些免疫缺陷的患者,或接受器官移植的患者,或恶性肿瘤化疗患者以及患艾滋病者常因腺病毒感染致死,并且能从患者脑、血细胞、肺、尿、粪、脑脊液、肾、肝、胰腺中发现腺病毒。Ad37型可引起女性宫颈炎和男性尿道炎,常由性传播感染。在免疫功能低下者可引起偶发或严重的病毒感染,尤其在器官移植患者中发生严重呼吸道感染和病毒性肝炎,多由Ad1、5和7型腺病毒引起。艾滋病患者可感染多种血清型腺病毒,并能出现抗原性介于中间的杂合型毒株,而且常为致死性腺病毒感染。主要原因是腺病毒的E1A蛋白可反式激活HIV的转录,加速HIV的复制。临床发现37%的艾滋病患者病毒性腹泻是由腺病毒所致。


二、感染过程

1、腺病毒的感染过程

腺病毒具有线性双链DNA基因组,它能在哺乳动物细胞的细胞核利用宿主细胞进行复制。腺病毒进入宿主细胞涉及病毒和宿主细胞相互作用。腺病毒感染细胞的过程是从腺病毒纤毛的头节区黏附到细胞表面的特异性受体开始的。目前发现的两个受体是:B亚属腺病毒受体CD46和所有除B亚属外的A~G亚属的受体(CAR)。因为人腺病毒主要与柯萨奇B病毒共用一种受体,因此这种受体被称为柯萨奇-腺病毒受体。病毒纤毛基底部五邻体细胞表面的αvβ3与αvβ5整合素结合,刺激细胞产生诱导信号,从而使与整合素结合的病毒颗粒进入宿主细胞,然后通过内吞作用进入细胞的腺病毒进入溶酶体。由于溶酶体是酸性的,腺病毒衣壳构象会发生变化。腺病毒从溶酶体中释放出来,躲过溶酶体的消化作用。最后腺病毒颗粒转位到细胞核,通过核孔将病毒DNA释放到细胞核内。


2、腺病毒的感染类型

腺病毒侵入宿主细胞后至少能引起三种感染:(1)慢性、潜伏性感染:常在淋巴细胞内发生,潜伏感染时外放的病毒量极少,细胞坏死也不明显,故临床上感染不明显,潜伏感染的机制尚不清楚。(2)溶解性感染:病毒在细胞内如人类上皮细胞中经历复制过程,通过溶解细胞的作用使细胞死亡。(3)肿瘤样变异:此时病毒繁殖只进行最初几步,然后腺病毒DNA与细胞DNA整合并复制,但不产生感染性病毒,腺病毒抗原性较稳定。


三、病理改变

1、腺病毒肺炎的病理改变

腺病毒经呼吸道感染,先从眼鼻咽黏膜侵入上皮细胞,引发呼吸道急性炎症,并可蔓延至附近组织,引起自上而下的呼吸道炎症,进而发展为肺炎。病灶性或融合性坏死性肺浸润和支气管炎及肺间质炎为该病的主要病理变化。肉眼所见两肺各叶均被累及,以下叶和后背脊柱缘为重。重症者可见病灶融合,触之坚硬,切面呈均匀致密暗红色,其中散在或密集以支气管为中心的粟粒大灰黄色病灶的病变区。气管和支气管的上皮坏死组织及炎症渗出物充满整个支气管腔,支气管周围的肺泡腔内也常有渗出物,大都为淋巴、单核细胞浆液纤维素,有时伴有出血,而中性白细胞则很少。炎性区边缘可见支气管或肺泡上皮细胞增生,上皮细胞核内可见核内包涵体,其大小近似正常红细胞,境界清晰,染色嗜酸性或嗜两色性,其周围有一透明圈,核膜清晰,核膜内面有少量染色质堆积,胞质内无包涵体,也无多核巨细胞形成,由于支气管闭塞及肺实质的严重炎性病变,影响了通气和气体交换,最后导致低氧血症和二氧化碳潴留,使呼吸和心率次数增加。由于呼吸深度的增加和呼吸辅助肌参与活动,出现鼻翼扇动及三凹现象缺氧、二氧化碳潴留及酸性代谢产物增加,可引起代谢性酸中毒和呼吸性酸中毒,并可使小动脉反射性收缩形成肺动脉高压加重右心负担。腺病毒及体内毒性代谢产物直接作用于心肌,可引起中毒性心肌炎,心肌有轻度间质性炎症,血管壁增生,进而导致心力衰竭。


2、腺病毒性肠炎病理改变

肠腺病毒主要感染空肠和回肠。肠黏膜上皮细胞绒毛变小、变短,细胞变性、溶解,肠固有层有单核细胞浸润,导致小肠吸收功能障碍,引起渗透压性腹泻。


3、腺病毒性角结膜炎病理改变

腺病毒性角结膜炎是一种重要的病毒性结膜炎,主要表现为急性滤泡性结膜炎,常伴有角膜病变,传染性强,可散在或流行性发病。其主要表现为两大类型,即流行性角结膜炎和咽结膜热;通常由Ad8、19及37型所引起,其中8型常见,传染性强,曾引起世界性流行。病变分为两个时期:(1)急性结膜炎期:潜伏期5~12d,多为双侧,眼先起,常伴有头痛、疲劳、低热等全身症状。有异物感,刺痒,但分泌物少,且为水样。三分之一的患者结膜上可见伪膜,结膜高度充血、水肿,在下睑结膜及穹窿部多有圆形滤泡,有时结膜下可见点状出血,耳淋巴结肿,且有压痛。约5~7d后,结膜炎症状逐渐消退。(2)浅层点状角膜炎期:结膜炎症消退后,有时患者仍感怕光、流泪、异物感及视力模糊。检查时,以1%荧光素染色后,在裂隙灯下可见角膜中心区有很多散在点状着色,上皮下有圆形浸润点,将上皮微微抬起,但不形成溃疡。病程可达数月或数年,浸润逐渐吸收后,常可留下不同程度的薄翳,一般对视力无大影响。


4、腺病毒皮肤病的病理改变

腺病毒除能引起咽炎、肺炎、眼结膜炎、角膜炎、肠系膜淋巴结炎、心肌炎、胃肠炎及肿瘤外,偶尔亦可伴发各种皮损,如麻疹、风疹、蔷薇疹、猩红热样或多形红斑样发疹、水疱或大疱,甚至坏死性血管炎等。皮疹多在发热时或退热时出现,多见于面、颈、躯干,有时可发生于四肢。


四、腺病毒的免疫

1、免疫损害

在病毒感染中,病毒的衣壳抗原均可刺激机体产生免疫应答,包括抗病毒免疫和免疫病理,后者常导致组织损伤。其中包括:(1)体液免疫病理作用:当受感染的细胞表面存在病毒抗原时,可与体液中相应的抗体形成抗原-抗体复合物,产生Ⅱ型超敏反应,引发组织细胞损伤;(2)细胞免疫病理作用:抗病毒免疫以细胞免疫为主,细胞免疫在发挥其抗病毒感染的同时,特异性细胞毒性T细胞(CTL)等也对宿主细胞产生损伤,引起类似于胞内菌感染的Ⅳ型超敏反应;(3)抑制免疫系统功能:直接杀伤免疫活性细胞,引起免疫抑制,引发自身免疫病。


对腺病毒感染宿主细胞后引起疾病的致病机制尚不完全清楚,可能通过以下机制来逃避宿主的免疫应答;(1)通过与MHC-Ⅰ类分子结合形成复合物来抑制末端氨基酸的糖基化,或通过阻断MHC-Ⅰ类分子的转录或mRNA的转运而阻止细胞表面MHC-Ⅰ类分子受体的表达;(2)通过与病毒相关的RNA和E1A来抑制干扰素对腺病毒的作用;(3)腺病毒E1B基因编码的蛋白质可能通过与Bcl-2家族的促凋亡蛋白形成异源复合物来抑制感染细胞的内在凋亡。在腺病毒持续感染过程中,蛋白14.7kDa和Gp19起重要作用,14.7kDa蛋白与控制宿主免疫反应有关,可以阻断肿瘤坏死因子介导的溶细胞作用;Gp19阻止MHC-Ⅰ类分子转运到感染的细胞表面,减少细胞毒性T细胞对感染细胞的攻击。腺病毒通过感染树突状细胞(DC)产生早期和晚期抗原来改变细胞表面标志;还可通过感染单核细胞来抑制其分化为DC,从而逃避T细胞的识别。在腺病毒急性感染恢复当中,T细胞介导的细胞免疫是很重要的,T细胞功能低下的患者感染腺病毒的概率非常高。


2、免疫保护

(1)腺病毒免疫过程

机体对腺病毒的特异性免疫可分为体液免疫和细胞免疫。体液免疫主要通过分泌抗体保护气管、肺部等组织器官,而细胞免疫反应则直接作用于病毒内部蛋白,终止感染,在对抗腺病毒感染中起主要作用。细胞毒性T淋巴细胞(CTL)是清除受病毒感染的细胞的关键因素。CD4+T细胞和CD8+T细胞在清除上、下呼吸道内的病毒过程中均能发挥有效的作用。腺病毒感染后刺激T细胞分化成各类型的效应T细胞,从而产生免疫保护作用或免疫病理改变。


腺病毒感染后,CD4+T细胞活化可以产生大量细胞因子,CD8+T细胞储存效应分子在分泌囊沟中,在信号传递后的几秒钟内释放。与CD8+T细胞不同,许多CD4+T细胞仅存有少量细胞因子,必须先合成才能大量释放。各种不同的CD4+T细胞克隆多属于两种分泌类型中的一种,即Th1和Th2型细胞。1991年Maggi等证实人类存在着辅助性T细胞Th1和Th2亚群。Th1型细胞主要分泌γ-干扰素(IFN-γ)、白细胞介素-2(IL-2)和肿瘤坏死因子-β(TNF-β)等。Th2型细胞主要分泌白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-10(IL-10)等。这两种类型的细胞也共同分泌其他细胞因子。作为单个细胞因子生物活性及多个复合因子协同作用的结果,Th1型细胞倾向于激活巨噬细胞及NK细胞,而Th2型细胞倾向于促进B细胞产生的抗体,以及激活肥大细胞和嗜酸性粒细胞。另外,两种细胞产生的一些细胞因子会相互抑制各自的作用。病毒免疫反应中究竟倾向于Th1型细胞还是Th2型细胞呢?抗原提呈细胞(APC)上抗原的密度、辅助细胞释放的细胞因子混合物,以及APC提供的共刺激分子特性均与之有关。


除了上述T细胞亚群外,其他类型淋巴细胞也可分泌IFN-γ、白细胞介素等多种细胞因子。例如,IFN-γ除了T细胞可分泌外,NK细胞也可以分泌;T细胞、B细胞、巨噬细胞、单核细胞、角质细胞都可以分泌IL-10;IL-4主要是由T细胞、肥大细胞、骨髓分泌的;而IL-6主要由T细胞、B细胞、巨噬细胞分泌的;TNF主要是由T细胞、B细胞、巨噬细胞分泌的。


近年研究中发现一种特殊的、产生白细胞介素-17的辅助性T细胞。它具有重要的免疫调节作用。该型的CD4+T细胞同传统Th1/Th2型细胞具有明显不同的特征,此亚群细胞产生IL-17、IL-6、TNF-α,而不产生IFN-γ和IL-4,被称为Th17细胞亚型。Th17细胞介导炎性反应(防御病原体感染)、自身免疫性疾病、肿瘤和移植排斥等的发生及发展。各类型的细胞在体内分泌的各种细胞因子之间并不是孤立存在的,而是有着复杂的相互作用。它们之间通过合成和分泌的相互调节、受体表达的相互调节、生物学效应的相互影响等组成一个复杂的细胞因子互作网络。


(2)参与腺病毒免疫的细胞因子

1)IFN-γ与腺病毒免疫

干扰素(IFN)是最先发现的细胞因子,因其具有干扰病毒感染和复制的能力,故称为干扰素。根据来源和理化性质,可将干扰素分为α、β、γ三种类型。IFN-α/β主要由白细胞、成纤维细胞和病毒感染的组织细胞产生,称为Ⅰ型干扰素。IFN-γ主要由活化T细胞和NK细胞产生,称为Ⅱ型干扰素。由于干扰素可抑制或干扰病毒的复制,从而起到抗病毒作用。它的生物学作用包括调节主要组织相容复合物(MHC)的抗原表达、调节T淋巴细胞对外来抗原的识别、刺激巨噬细胞活化等。


IFN-γ是最典型的Th1型细胞因子,有杀伤细胞内感染、促进MHC抗原表达、增加抗原的提呈、促进抗原被识别、诱导B细胞产生同种异型抗体等作用,同时还具有抗病毒活性。有研究表明,IFN-γ能激活巨噬细胞以清除肺部的病毒。有研究发现,脐带血细胞低分泌IFN-γ与呼吸道病毒感染的加剧有关。因此儿童呼吸道腺病毒急性感染时引起IFN-γ的降低,从而导致机体清除病毒的能力降低。


2)IL-4与腺病毒免疫

白细胞介素-4(IL-4)主要由Th2细胞、肥大细胞及嗜碱性粒细胞产生。它的主要功能有促进B细胞的增殖与分化、诱导IgG和IgE产生、促进Th0细胞向Th2细胞分化、抑制Th1细胞活化、分泌细胞因子和协同IL-3刺激肥大细胞增殖等。目前区分Th1和Th2型细胞大多仍根据产生的细胞因子和生物学效应来确定。临床上测定细胞因子的变化,可间接反应Th亚群的变化,一般将IFN-γ活性作为Th1细胞功能指标,IL-4活性作为Th2细胞功能指标。在人类,IL-4主要由活化的Th2细胞产生,刺激B细胞增殖,促进B细胞产生IgE,并能抑制IFN-γ的产生,在Ⅰ型速发变态反应中起关键作用。IFN-γ可促进T、B细胞的分化及细胞毒性T淋巴细胞的成熟,在机体对病毒的清除中起重要作用。同时IFN-γ也是抑制肺中嗜酸性粒细胞浸润的一个关键因素。正常情况下,各种细胞因子彼此调节,相互制约,相对平衡,以维持正常的免疫状态。


在腺病毒感染中IL-4水平的增高,可能参与了抑制IFN-γ分泌的机制。有报道指出IL-4刺激B淋巴细胞分泌IgE,而IFN-γ是一个IgE合成的潜在抑制物,IL-4增高及IFN-γ降低可能使感染机体IgE水平增高,引起了一系列气管、支气管的炎症改变。


3)TNF与腺病毒免疫

肿瘤坏死因子(TNF)是一类能引起肿瘤组织出血性坏死的细胞因子。1975年Garwell等将卡介苗注射给荷瘤小鼠,2周后再注射脂多糖,结果在小鼠血清中发现一种能使肿瘤发生出血性坏死的物质,称为肿瘤坏死因子。肿瘤坏死因子分为TNF-α和TNF-β两种,前者主要由脂多糖/卡介苗活化的单核巨噬细胞产生,亦称恶病质素;后者主要由抗原/有丝分裂原激活的T细胞产生,又称淋巴毒素。TNF-α/β为同源三聚体分子,主要生物学作用如下:对肿瘤细胞和病毒感染细胞有生长抑制和细胞毒作用;激活巨噬细胞、NK细胞,增强吞噬杀伤功能,间接发挥抗感染、抗肿瘤作用;增强T、B细胞对抗原和有丝分裂原的增生反应,促进MHC-Ⅰ类分子表达,增强Tc细胞杀伤活性;诱导血管内皮细胞表达黏附分子,分泌IL-1、IL-6、IL-8等细胞因子,促进炎症反应发生;直接或通过刺激巨噬细胞释放IL-1间接作用于下丘脑体温调节中枢引起发热;引起代谢紊乱,重者出现恶病质。


机体感染腺病毒后,抗原及内毒素直接刺激免疫活性细胞,诱导细胞内TNF基因的转录与表达,引起TNF的大量分泌,从而导致血清中TNF水平增高。TNF作为活化巨噬细胞、单核细胞和T细胞等产生的一种具有多种生物学效应的细胞因子,在感染和炎症机制中起介导作用。病理状态下,如感染、肿瘤、烧伤等,体内TNF水平大都升高。适量的TNF对机体有保护作用,过量时则对机体产生损伤作用。有学者报道,重症肺炎患儿血浆TNF含量明显升高可能是由于肺泡巨噬细胞遭受病原微生物反复感染,病毒或细菌刺激巨噬细胞合成并分泌大量TNF,同时释放多种细胞因子,直接损伤血管内皮细胞造成的,导致肺泡毛细血管膜通透性增加,肺内液体渗出,加重肺组织的损伤。而肺组织的损伤又促使TNF因子的释放,形成恶性循环,造成肺炎的反复和持续。TNF还能促进炎症细胞的活化,如多核白细胞的聚集核激活,释放炎症介质,增强中性粒细胞及单核细胞的黏附作用,诱导IL-6等其他细胞因子的产生。IL-6和TNF在腺病毒急性期发生、发展中起一定的作用。IL-6和TNF的表达可能与患者病情的轻重程度密切相关。急性呼吸道腺病毒感染引起了TNF水平的改变。因此,TNF可作为机体免疫激活的一个非特异性指标,也是组织和免疫细胞活性状态的一个辅助指标,其水平的高低能反映T和B细胞激活有关的一些疾病的活动性,可了解预后及治疗的情况。


4)IL-2与腺病毒免疫

白细胞介素-2分子质量为15kDa,是含有113个氨基酸残基的糖蛋白,在人类由4号染色体上的一个基因编码。IL-2具有一定的种属特异性,人类细胞只对灵长类来源的IL-2起反应,而几乎所有种属动物的细胞均对人类IL-2敏感。IL-2可刺激T细胞生长。其他各种刺激物活化的T细胞一般不能在体外培养中长期存活,但加入IL-2则能使其长期持续增殖,因此IL-2曾被命名为T细胞生长因子。静止的T细胞表面不表达IL-2R,对IL-2没有反应,受丝裂原或其他刺激活化后T细胞才能表达IL-2R,成为IL-2的靶细胞,IL-2又可诱导靶细胞增加IL-2R的表达。在活体内,IL-2对CD4+T细胞的作用是通过自分泌途径实现的,因为活化的CD4+T细胞能够产生大量的IL-2,而CD8+T细胞则通过旁分泌途径来维持细胞的生长。IL-2主要由CD4+T细胞受抗原或丝裂原刺激后合成,B细胞、NK细胞及单核-巨噬细胞亦能产生IL-2。


腺病毒进入机体后,Th细胞受到刺激,增殖并产生IL-2。IL-2又可与其他细胞因子构成炎性细胞因子网络,共同参与局部炎症反应和肺损伤。IL-2具有调节机体免疫、增加机体抗感染的能力,是参与免疫应答的重要细胞因子。它可促进Th细胞增殖并产生细胞因子、促进B细胞增殖及产生抗体、激活单核巨噬细胞。IL-2本身并无直接抗病毒活性,它是通过增强CTL、NK杀伤活性以及诱导IFN-γ产生而介导抗病毒感染的。在急性呼吸道腺病毒感染引起了IL-2水平的升高,IL-2参与了机体抗病毒免疫与病毒性肺炎的病理损害过程,其水平变化反映了儿童腺病毒性支气管炎和肺部炎症反应、肺损伤的情况。血清中IL-2的检测有助于判断腺病毒感染患儿患支气管炎、肺炎的情况。


IL-6是B细胞分化产生抗体所必需的因子,能促进抗体的合成和分泌。IL-2是活化的淋巴细胞产生的一种淋巴因子,它通过各种免疫细胞表面的IL-2R来达到调节机体免疫反应的目的。腺病毒感染患儿血清中IL-2水平的升高,可能与急性呼吸道腺病毒感染引起了多种细胞因子水平的变化,而不同细胞因子间存在相互诱生有关。


5)IL-10与腺病毒免疫

1989年Fiorentino等首次描述了Th2细胞克隆产生的一种细胞因子可以抑制Th1细胞克隆分泌IFN-γ,当时被称为细胞因子合成抑制因子,即我们今天所熟知的白细胞介素-10(IL-10)。IL-10的分子质量为35~40kDa,通常为二聚体,主要由Th2细胞产生,也可由单核细胞、角质细胞及活化的B细胞产生。IL-10具有广泛的免疫学效应,其基本功能是抑制Th1产生细胞因子及其活性,并可抑制多种细胞因子如IL-1β、IL-6、IL-8等的产生,从而抑制细胞免疫应答。IL-10可降低单核-巨噬细胞表面MHC-Ⅱ类分子的表达水平,损害APC的抗原提呈能力,这可能是其抑制细胞免疫的原因之一。此外,IL-10还能抑制NK细胞活性,干扰NK细胞和巨噬细胞产生细胞因子,但可刺激B细胞分化增殖,促进抗体形成。IL-10也可减少如NO、自由基和前列腺素等炎性调节因子的分泌,所以IL-10在免疫调节过程中起关键作用,特别是在病原体介导的免疫及机体免疫损伤产生的过程中起平衡作用。


病毒感染抑制了IL-10的产生,从而不能削弱机体的细胞免疫反应,其机制可能与病原能诱导出较多活性强的抑制性T细胞有关。抑制性T细胞膜上的IL-10受体能吸收IL-10,使调节活动不能正常进行,使T细胞不能充分表达,进而出现异常的免疫病理反应。在所有产生保护性Th1反应的过程中,IL-10需要在高水平炎性反应中限制机体的损伤,这些影响取决于体内产生的细胞因子的平衡性。通常机体在遭受致病微生物袭击时,一方面通过产生IL-6等促炎因子来清除病毒,促进组织修复;另一方面,机体又通过释放IL-10等抑炎因子来下调或平衡炎症反应。若某一炎性因子表达过度,可出现全身炎症反应综合征或代偿性抗炎综合征,上述两者均可进一步引起机体自身的破坏。其实这种炎症反应是机体防御机制的过度激活,而非细菌或毒素直接损伤机体的结果。急性呼吸道腺病毒感染引起了IL-10水平的降低,故IL-10的测定对于了解机体的免疫反应及细胞因子平衡十分重要。


6)IL-6与腺病毒感染

细胞因子白细胞介素-6(IL-6)是由184个氨基酸组成的蛋白质,其编码基因定位于7号染色体。IL-6的mRNA在大多数正常静息细胞中并不表达,而受到刺激后可由T细胞、B细胞、单核-巨噬细胞、内皮细胞等产生,具有刺激细胞生长、促进细胞分化和加速急性期蛋白合成的作用。IL-1、肿瘤坏死因子(TNF)等都可增加各种细胞中IL-6基因表达,而细菌脂多糖(LPS)、病毒RNA、感染产生的中介物质可使受感染细胞及免疫细胞分泌IL-6。


IL-6是参与多种生理与免疫过程的重要细胞因子,具有广泛的生物学活性,目前认为它是参与全身炎症反应综合征、脓毒症等疾病发病的重要炎性介质。内毒素是细胞因子(IL-6和TNF)合成和释放的有效诱导剂。当感染发生后,炎症细胞很快合成和释放IL-6。此外,内毒素血症和脓毒症刺激小肠黏膜中IL-6的生成,也增加了血清和黏膜中的IL-6水平。白细胞数的升高进一步使血清中IL-6的释放增多。腺病毒感染后血清IL-6水平升高,可能是由于腺病毒感染机体后,局部组织损伤刺激了单核巨噬细胞系统,单核细胞、淋巴细胞反应性增多使其合成和释放出大量包括IL-6在内的炎性细胞因子所致。而且研究发现腺病毒感染个体间血清IL-6水平升高不一,这也可能与腺病毒感染者病情的轻重程度不一有关。国外有文献报道IL-6值越高,患者死亡的比例就越高。急性呼吸道腺病毒感染引起了IL-6水平的变化,故监测急性呼吸道腺病毒感染者血清中的IL-6水平对于患儿的病情及其发展和预后都有一定的作用。在腺病毒感染时检测IL-6的水平,其值也可由作为疾病感染严重程度的指标之一。


7)IL-17A与腺病毒感染

机体内初始CD4+T细胞受到外来抗原刺激后,经过增殖并分化为各种效应T细胞,根据其产生的不同细胞因子,可将不同的效应T细胞进行分类。最早人们根据效应T细胞产生的细胞因子不同将其分为两大类,即Th1型和Th2型。其中Th1型细胞主要通过分泌干扰素(IFN)、肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素-2(IL-2)等细胞因子,促进机体细胞免疫,从而发挥抗感染、抗肿瘤作用。而Th2细胞主要分泌白细胞介素4(IL-4)、白细胞介素6(IL-6)、白细胞介素10(IL-10)等细胞因子,介导机体的体液免疫和超敏反应,参与系统性自身免疫性疾病、哮喘等的发病。随着研究的深入,发现了一群调节性CD4+T细胞(Tregs细胞),它能在维持机体免疫平衡中发挥重要作用。最新的研究显示,Th17细胞是一群新近鉴定的CD4+效应T细胞,该细胞分泌IL-17等细胞因子,具有很强的促炎症作用,并与Th1、Th2、Treg细胞一起广泛参与了机体的免疫防御及免疫调节过程。Th17细胞主要通过其分泌的细胞因子IL-17A、Il-17F、IL-6、IL-22、TNF-α等发挥作用,其中最主要的是IL-17A,也就是我们经常说的IL-17。IL-17A是Th细胞分泌的细胞因子具有强大致炎性生物学活性的因子。它通过诱导炎症介质(IL-6、IL-8)、趋化因子、前列腺素E2(PGE2)及粒细胞集落刺激因子(G-CSF)等导致组织器官的炎性损伤;IL-17A还能诱导细胞表面的细胞间黏附分子,促进T细胞的增殖;IL-17也参与中性粒细胞的增殖、成熟和分化,对于T细胞的活化起协同刺激作用,并能促进树突状细胞的成熟。


通常在出现感染或炎症等严重伤害的早期,机体都需要中性粒细胞参与阻止组织坏死或者脓毒血症。腺病毒感染患儿血清中IL-17A水平显著升高,说明Th17细胞产生的IL-17A水平升高在腺病毒感染中有重要作用,提示IL-17A可能参与了机体的炎症反应过程。同时,IL-6、TNF也增高,这可能与IL-17A的调节功能有关。研究发现IL-17对IL-1和TNF-α诱导成纤维细胞产生IL-6、IL-8的作用有明显的增强效应。IL-17A在腺病毒中的调节机制可能是它诱导人支气管上皮细胞和肺纤维原细胞,激活细胞因子、巨噬细胞炎症蛋白2(MIP-2)和单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1);诱导人静脉内皮细胞和呼吸道上皮细胞分泌中性粒细胞趋化因子IL-8;可以增加肿瘤坏死因子(TNF)诱导的呼吸道平滑肌细胞的IL-6表达,从而促进中性粒细胞的成熟和激活。所以机体能有效地兴奋中性粒细胞动员,介导了前炎症反应。总之,IL-17通过介导C-X-C趋化因子(如IL-8、IL-6、MIP-2等)特别是IL-8的释放,诱导中性粒细胞在呼吸道的募集和激活。IL-17能够与多种细胞因子产生协同作用以放大炎症反应,故推测急性呼吸道腺病毒感染引起了IL-17A水平的变化,从而在腺病毒的发病和病情发展中发挥了重要作用。


因此,急性呼吸道腺病毒感染时,会引起血清中IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF、IFN-γ及IL-17A细胞因子水平紊乱。腺病毒感染的发生和发展会引起若干种细胞因子协同作用,构成炎性细胞网络效应,参与免疫病理过程。


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2019.10期

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