腺病毒感染的病因

　　腺病毒感染病因概要：

　　腺病毒感染的病因主要分为3大方面：机体对腺病毒感染呼吸道或眼结膜侵犯部位，呼吸系统是腺病毒主要感染部位，病毒在呼吸道上皮细胞增殖，引起细胞病变;腺病毒感染从增殖的局部进入血流，引起病毒血症，继而感染其他组织器官;病毒经飞沫或污染的水直接侵犯眼结膜、角膜。

　　腺病毒感染详细解释：

　　【病因】

　　腺病毒为双股DNA无包膜病毒，直径60～90 nm，形态独特，呈20面体立体对称，衣壳有252个壳粒，位于20面体顶角上的1 2个壳粒称五邻体，每个五邻体由基底和伸出表面的一根纤维突起组成，基底具毒素样活性，能引起细胞病变，纤维突起具组合型特异性抗原，具有凝集红细胞特性，可诱生血凝抑制抗体。240个非顶角壳粒称六邻体，具型特异性中和抗原，可诱生中和抗体。腺病毒能在原代人胚肾细胞、人胚肺二倍体细胞、KeLa细胞及KB细胞内增殖，引起细胞肿胀、变圆、聚集、核变大、核内包涵体形成等典型细胞病变。腺病毒耐酸、耐乙醚，紫外线30分钟、56℃30分钟或1：400~1：4000甲醛溶液可被灭活。腺病毒科包括哺乳动物属和禽类属，人腺病毒归属前者，分A—F组，至少有49个血清型。

　　【病原学】

　　1.生物学特征

　　(1)形态：AdV是双链DNA(dsDNA)无包膜病毒，具有独特的外部结构，据此可以用电镜检查作出形态学鉴别，即病毒颗粒呈球形，直径70—100hm，其内为病毒横心，外有病毒表壳(viral capsid)。衣壳(capsld)是一个由252个蛋白亚单位(子粒，eapsomer)排列组成含120个等边三角形和12个项的二十面立体对称体。其中240个子粒与各自相邻的6个子粒构成六邻体(hexons)，二十面体的12个顶角上均有1个子粒与各自相邻的5个子粒构成五邻体(penton)。每个顶角子粒的基部(base)都伸出l根带有顶球的纤维，使病毒体(virion)类似通讯卫星样的构型。此外，尚有4个小的衣壳蛋白(Ⅲa、Ⅵ、Ⅷ和Ⅸ)同六邻体或五邻体相连接。

　　(2)理化性质：AdV对物理和化学因素的抵抗力较强，对酸、碱和温度的耐受范围较宽，AdV无脂质包膜，对乙醚、氧仿和去氧胆酸盐不敏感。紫外线能破坏病毒的感染性，紫外线照射30分钟或56℃30分钟可被灭活，不同血清型的AdV对紫外线的敏感性有明显差异。碱性对AdV的影响比酸性大。病毒悬液在室温及pH1.5—2.5时，仍保持其感染性，在同样温度及pHl0时，30分钟后病毒全部被灭活。AdV在感染细胞浆中相当稳定，4℃下保存数周，一25℃保存数月不失去感染力。但是，握纯的AdV在任何条件下贮存都不根稳定。

　　(3)抗原特性：AdV的主要免疫交叉反应是由六邻体和五邻体蛋白质引起的。其相应的不同多肽的特性见表14-1。六邻体蛋白质是AdV的主要抗原成分.有两种抗原决定簇，即群特异性抗原决定簇和型特异性抗原决定簇。其中.群特异性抗原决定簇又称α抗原，它是AdV的主要抗原，不暴露在病毒体的表面，但可用补体结合试验检测。除鸟AdV和某些牛AdV外，α抗原是所有哺乳动物AdV的共同抗原成分，有交叉免疫反应。六邻体的型特异性抗原决定簇又称e抗原，能用中和试验检测。8抗原位于病毒体的表面，抗σ抗体能阻止AdV与靶细胞结合，它与AdV的感染性有关。

　　五邻体基底带有弱抗原性的抗原决定簇.又称β抗原，它具有群特异性.能使敏感细胞出现典型的病变，所以也称β抗原为毒性因子。此外，五邻体基底还有亚群之间和亚群内的特异性抗原决定簇。五邻体基底对胰酶敏感，高浓度胰酶能使其降解、破坏而得到纤维和低分子产物。而低浓度胰酶可破坏它引起的细胞病变，但仍保留抗原性。五邻体纤维末端的顶球具有特异性抗原决定簇。称为γ抗原，可用血凝抑制试验和中和试验检测。五邻体纤维突起既是AdV表壳的组成成分，又是其表面抗原的一部分，它能与易感细胞表面受体紧密结合。使AdV吸附在靶细胞膜上并造成感染，完整的五邻体或游离的纤维成分不仅能与靶细胞受体相结合，也可以与红细胞发生血凝反应。

　　(4)培养与增殖

　　1)培养：人类腙病毒对动物细胞不易感，也不能在鸡胚中生长。除AdV40和4l型外，所有人AdV都能在连续传代的上皮细胞系(HeLa、KB、Hep-2)、原代人胚肾(HEK)细胞以及经短暂适应后在人胚肺成纤维细胞(HELF，WI38、MRC-5)和其他胚胎成纤维细胞中增殖并产生细胞病变。在非人源性细胞培养中，AdV感染结局不一，可不产生或产生很少的感染性病毒。AdV有宿主种簇特异性，人AdV需有协助病毒(如SV40)存在才能在猴源细胞中增殖。Ad40和4l型在以上细胞中难以增殖。但在用Ad 5型(带有EIA、EIB基因整合)转染的人胚肾细胞系(293细胞).对肠道AdV(包括40、41型)毒株敏感。

　　此外，分离眼部感染的AdV(8型和19型)因需较长时间观察，很难维持28天。近年来采用培养管离心法，将病毒标本离心而集中于细胞培养物中，可加速病毒在细胞中增殖，并可在l一2日后用组特异或六邻体的单克隆抗体检测，大大缩短培养所需要的时间。

　　大多数AdV不对常用的实验动物诱发急性临床病症，因此，用于AdV研究的实验动物模型尚不理想。

　　2)增殖：所有AdV增殖的基本特点是类似的。首先病毒相当缓慢地吸附到敏感的培养细胞上，几小时后才能达到最大值。在病毒渗入或通过一个类似于吞噬的过程进入细胞后，病毒DNA立即开始脱衣(脱去五邻体).裸体的病毒核通过核孔进入细胞核。病毒脱衣过程需1一2小时.病毒进入细胞的过程现已了解为病毒五邻体基底部蛋白与细胞表面的连接蛋白受体相结合，这一结合作用通过一个RGD(精氨酸一甘氨酸-天冬氨酸)基序进行。这一基序在五邻体底部的5个多肽分子中均存在，故可与宿主细胞相连接。纤突的可溶性分子或纤突的抗体均可抑制病毒吸附与穿入细胞。因此AdV的吸附与穿入易感细胞既需要纤突又需要五邻体。吸附病毒中的80%一85%均可穿入细胞。病毒进入细胞层立即通过早期转录mRNA，翻译成几种早期蛋白，主要为非结构蛋白。病毒DNA的复制是用一个蛋白质作为引物，通过一个链的置换机制从两个末端中任何一个末端启动。DNA复制后.表达出晚期转录单位.产生大量的结构蛋白。病毒体在核内装配，最后可释放完整病毒体。在HeLa细胞内一个复制周期为20—24小时。在动物体内病毒的复制比细胞培养中要慢得多。在病毒增殖的后半周期中细胞逐渐死亡。同样，五邻体的成分或五邻体基底所解离的成分都能与易感细胞结合，还能阻止纤维突起与HeLa细胞、KB细胞的受体结合。抗γ抗原的抗体和AdV作用可使病毒凝集。

　　2.分类 腺病毒科(Adenoviridae)包括4个属，即哺乳动物腺病毒属(包括人)、禽腺病毒属、富AT腺病毒属和唾液酸酶腺病毒属。后两种为新增属，唾液酸酶腺病毒屑因其存在一个编码唾液酸酶的基因而命名，富AT腺病毒屑含高的AT组成。此4属间无任何免疫交叉反应。人类腺病毒对动物不敏感。目前，已发现47种人的AdV(1-47血清型)。许多血清型与某些特异性综合征有关;但半数以上的AdV血清型并不引起疾病。根据AdV—DNA同源性.组内重组潜力及其他几种标准将47个血清型分成6个亚属(A～F)，同一亚属内的AdV有共同的致病机制和流行病学特征。又可根据血凝(HA)特性，人AdV可分成4组(I一Ⅳ)。利用HA分组最初基于对猴或大白鼠RBC的完全凝集，其次是对人、鸡或其他动物RBC的完全凝集。另外，诸如抗原相关性、致肿瘤性、DNA序列的同源性、DNA中G+C百分率，Sinal内切酶识别片段数，以及某些内部蛋白质相对分子质量等病毒特异性也是分类依据。基于这种综合分类法，目前将人AdV分为6个亚群，包括47个血清型(表14—2)。这种分类法符合不同血清型引起特异性综合征的能力，并与在动物中诱发肿瘤的能力相符合。

　　另外，从猴、犬、牛、马、鼠、猪、羊等动物体内也分离出动物腺病毒约24个血清型，这些动物腺病毒对人类不敏感。从鸡、火鸡、鹅、雉和鸭等禽类体内也分离出了禽腺病毒.引起特定的禽类感染。

　　3.基因结构和功能 AdV基因组为线形双链DNA，长约11μm，约36kb。依血清型的不同，AdvDNA的大小稍有不同。哺乳动物AdV DHAMr为20—25MD;禽AdV DNA为30MD。现在Ad2基因组的全序列已经清楚，其他几种主要的AdV基因组也大部分清楚。同一亚组内病毒的核苷酸序列有70%～95%是相同的.不同组AdV的DNA仅有10%一25%是同源的。

　　AdV线形DNA分子末端是反向的重复序列，该序列约100—140核苷酸长，其具体长度依不同血清型而异。变性的单链AdV DNA分子的末端能通过碱基配对形成环，即形成锅柄样结构。这种锅柄样结构对于DNA复制有重要意义。由于有一种由病毒编码的55K的末端多肽(terminal polypeptide.TP)共价连接到AdV基因组5’端dcMP上，使腺病毒DNA自动环化，并与宿主细胞的核基质相结合并肩动病毒基因的表达.具有感染性。如在AdV编码TP基因处发生突变，则不仅病毒DNA分子不能与宿主细胞核基质相联系，病毒基因转录也被抑制。

　　病毒基因组中有两个复制起始点，分别在两条DNA链的末端重复序列中，还有一个顺式调控序列与病毒的衣壳包装有关。病毒基因组编码5个早期转录单位，即E1A、E1B、E2、E3和E4，2个延迟早期转录单位和1个晚期转录单位。

　　对AdV的基因组结构与其转化功能的关系进行了研究，发现位于AdV基因组最左侧的一段早期基因区与正常细胞的恶性转化作用有关。这一早期基因区包括两个范围转录单位，称为E1A、E1B，其长度约占AdV基因组总长度的14%。具有高度致瘤性的A组腺病毒Adl2、Adl8和Ad31，E1A与E1B两个基因的表达是恶性转化作用的结构基础。因此，E1A和E1B两个基因是致癌AdV基因组中的病毒癌基因。其恶性转化作用机制是很复杂的。除了与p53、PRB等肿瘤抑制蛋白发生作用以外，还参与细胞周期以及细胞程序化死亡的调节。

　　【流行病学】

　　l.传染源 病人和带病毒者是人AdV唯一的传染源，没有动物AdV来自人类或动物AdV感染人的证据。

　　2.传播途径 AdV可经过多种传播途径侵入人体，经呼吸道传播，为主要传播途径。尤易发生于B和E亚属中所谓“流行性”型(3、4、7型)。这些病毒在晚冬和春天引起军营中新兵急性呼吸道疾病暴发流行。幼儿上呼吸道感染约50%由AdV引起。人群拥挤、空气污浊是促进这些AdV通过呼吸道传播的主要因素。经肠道传播，F亚属(40、41型)AdV经俘染食物由消化道传播，常引起婴幼儿胃肠炎。 A亚属(12、18和31型)AdV一般分离自婴儿粪便。而c亚属(1、2、5型)AdV感染儿童，病毒随粪便排出体外，并引起该家庭中半数易感人员的感染，这种感染大约半数是亚临床的。AdV也可因接触污染物品或性交而受染。

　　3.易感性 人群普通感染.无症状感染相当普遍.病后可获得一定免疫力，同型AdV引起第二次疾病的情况罕见。儿童为易感人群，7月～2岁患儿易发生严重腺病毒感染，约80%腺病毒性肺炎发生于此年龄段。流行季节在我国北方多是冬春季，南方多见于夏秋季。

　　4.流行特征 人AdV感染是普遍存在的。然而，世界各地AdV的型别和常见疾病有些差异，初次感染多发生在婴幼儿期，到10岁多半已有一种以上血清型的感染。年龄是决定对何种血清型易感，以及倾向于发生何种疾病的主要因素(表14-3)。据2007年l1月15日美国疾病预防控制中心(CDC)公布一份报告。腺病毒ADl4变异能够导致各年龄段人群患上严重，甚至致命的呼吸系统疾病，近来其感絷呈现上升趋势，22家医疗机构收集的2007年腺病毒感染样本中，6%为ADl4。

　　【发病机制和病理】

　　AdV主要侵犯呼吸道、眼结膜和淋巴组织。最初在咽、眼结膜或小肠内增殖，银少播散到颈部、耳前或肠系膜淋巴结。疾病发展相对局限，偶尔发生全身感染，多见于免疫抑制的病人。AdV致病或致死的机制还不清楚。机体对AdV感染的反应取决于病毒侵入的途径、最先侵犯的部位.血清型和病毒数量。病毒侵入机体后进入血流，发生伴有斑丘疹的病毒血症，很多器官都可受感染。感染后结果：①在细胞内增殖，引起细胞发生溶解性坏死，并从细胞中释放大量病毒再侵犯其他细胞，导致急性感染。②病毒(Adl、Ad2和Ad5)侵入某些腺样组织或上皮细胞，可持续数年，感染细胞不发生坏死.也无临床症状，病毒释放也呈波动性，提示AdV存在潜在性或慢性感染。现了解病毒编码的3种基因产物通过拮抗病毒机制(如拮抗INF-α和INF-β的抗病毒作用;拮抗CTL的清除病毒作用;拮抗TNF-α的溶细胞，阻碍病毒释放的作用)以保持病毒持续存在。③AdV(A和B亚属)在细胞内增殖时，其DNA与其细胞内DNA整合，促进细胞增殖而不形成感染性病毒颗粒。这3种情况都可用免疫荧光方法检查感染细胞内存在的特异性AdV抗原，从而证实有AdV感染。

　　AdV感染后发病和临床症状的严重程度是与抗体活性或(和)T细胞介导免疫反应的强弱有密切关系。在严重感染时，血清白细胞介素-6、-8(IL-6、IL-8)，肿瘤坏死因子(THF)及免疫球蛋白IgM水平升高，提示上述细胞因子及免疫因素在AdV感染的发生发展起着重要作用。

　　大多数死亡病例是由AdV引起，在尸检中发现肺、脑、肾及其他器官均可见典型的嗜酸性核内包涵体。AdV感染后，机体可产生中和抗体、补体结合抗体及血凝抑制抗体，中和抗体能中和病毒，使其失去传染性，因此有保护作用。