1 引 言
巨细胞病毒(cytomegalovirus,CMV)属疱疹病毒B亚 科,双股DNA病毒,有衣壳层、被盖层、包膜层3层结 构,具有高度的宿主特异性,可产生特征性核内包涵体。 Sing等(1999年)的研究证实,CMV感染可导致骨髓造 血功能损害,如血小板减少,粒细胞减少,贫血,异常淋 巴细胞增多,肝、脾肿大等。现就CMV感染对儿童造血系 统的影响简介如下。
2 巨细胞病毒感染对儿童造血系统的影响
2.1 巨细胞病毒的潜伏位点 虽然CMV被认为以潜伏或持续复制形式存在于宿主细 胞中,但哪些细胞是病毒的潜伏位点,目前仍未十分清楚。 Bissinger等在研究先天性包涵体疾病时发现,CMV几乎可 以感染人体所有器官和组织的细胞,且多与造血功能的紊 乱有关,用免疫组织化学(免疫组化)方法在先天性包涵 体病患儿的单核.巨噬细胞和白细胞中可检测到CMV抗原。 Meyer.Konig等用PCR技术在CMV抗原血症患儿外周血白 细胞中检测到病毒基因组DNA、病毒结构蛋白(pp 65)和 调节蛋白mRNA的表达。因此,推测外周血中白细胞和单 核细胞是CMV的主要潜伏位点之一。但外周血白细胞和单 核细胞在血循环中的时间很短,在短时间内感染CMV的可 能性不大,可能还有其他的潜伏位点。Bissinger等在进一 步的研究中发现,CMV能够感染免疫抑制患者的CD34 造 血祖细胞。Zhuravskaya等则通过PCR技术和p:一半乳糖苷 酶染色结果表明,重组实验株Towne/Lox能在感染的 CD34 造血祖细胞及其子代细胞中持续存在,在CMV感染 的晚期可检测到晚期基因产物(mRNA和蛋白质),它们在 CD34 造血祖细胞来源的子代细胞—— 终末分化的巨噬细 胞中表达.说明骨髓造血祖细胞是CMV的主要潜伏位点之 一和生物储存库.被感染的造血祖细胞的分化和单核细胞 的成熟导致了CMV的大量扩增,这可能是CMV接种和再 激活的原因。Lagneaux等(1994年)发现,CMV也能感染 骨髓微环境的基质细胞。另外,Raftery等(2001年)的研 究证实,单核细胞分化而来的树突状细胞也是CMV的潜伏 的位点之一。以上资料表明,整个造血系统尤其是造血祖 细胞.可能系CMV潜伏和再激活的主要位点。
2.2 巨细胞病毒对造血祖细胞的影响 CMV能直接感染造血祖细胞,抑制祖细胞的复制和分 化。Maciejewski等用重组病毒株RC256来研究造血祖细胞 对CMV的易感性,RC256来源于实验株Town,它包括了 编码p:.半乳糖酶的大肠埃希菌LACZ基因,该基因受CMV 早期启动子调控,LACZ基因的表达有助于从个别造血祖细 胞中检测到CMV。通过此方法,采用PCR技术可以在造血 祖细胞中检测到CMV DNA。尽管不能观察到CMV感染后 的细胞病理学特征变化,但可观察到CMV感染对集落细胞 的形成有明显抑制作用。CMV可以在造血祖细胞中潜伏数 周,并随整个分化过程而保留下来。Zhuravskaya等的研究 表明,CMV可在骨髓CD 34细胞及其子代细胞内持续存 在4周,使CD 34细胞的增殖率减少约59% 。而Lazzarotto 等的研究发现,CMV的复制与造血祖细胞的分化有关。Ai. zutani等则发现,CMV可直接或间接抑制所有造血祖细胞 的集落形成,尤其对淋巴样集落生成单位(colony—forming unit—lymphoid,CFU—L)和巨核细胞集落生成单位(colony— forming unit.megakaryocyte,CFU.MK)的抑制最显著。造血 祖细胞体外培养的结果证实,CMV可明显抑制粒细胞一巨 噬集落生成单位(colony—forming unit—granulocyte macro— phage,CFU—GM)、红系爆式集落生成单位(burst—forming unit—erythroid,BFU—E)、混合集落生成单位(mixed colony— forming unit,CFU.Mix)的形成,其抑制程度与培养体系中 加入的CMV的数量有关。 Mori等(1997年)在研究受CMV感染的BALB/c (系)鼠时发现,BALB/c鼠在感染CMV后的第3日,造 血祖细胞数量明显减少,造血祖细胞Fas的表达显著增加; 而在感染后的第4日,脾集落生成单位明显减少,说明Fas 介导的造血干/祖细胞凋亡的增加与骨髓抑制有关。另外, Sindre等(2000年)用CMV感染MO7e系造血祖细胞时发 现,CMV颗粒和致密体均能抑制MO7e造血祖细胞的生 长,特征性的DNA凋亡片段数目增加;同时,CMV颗粒 也能诱导造血祖细胞表面磷脂酰丝氨酸的表达减少,这是 大多数细胞凋亡的起始过程,说明细胞凋亡在CMV诱导的 造血祖细胞和骨髓抑制的过程中起着重要的作用,CMV感 染也可引起造血祖细胞凋亡。
2.3 巨细胞病毒对骨髓基质细胞的影响 骨髓造血微环境是基质细胞更新、增殖和分化的重要 场所。CMV可感染骨髓微环境的基质细胞,造成微环境功 能紊乱,干扰造血祖细胞的成熟和分化。Lagneaux等认为 CMV导致的骨髓抑制主要原因是集落刺激因子的生成减 少。他们在进一步的研究中发现,骨髓基质细胞在感染 CMV72小时后即可出现生长因子水平下降,感染后第5日 下降最明显,而在感染24小时后抑制因子水平出现上升, 这些变化与病毒的复制明显相关。CMV感染可导致骨髓基 质细胞编码集落刺激因子粒细胞因子、白介素 的表达减 少,故基质细胞被CMV感染后,尽管其物理完整性可以保 存,但其功能完整性已遭到破坏。以上研究表明,CMV感 染骨髓基质细胞导致调控造血祖细胞增殖和分化的细胞因 子网络失衡,阻断微环境中细胞问的相互作用,这些细胞 因子的缺乏和抑制因子的过度表达,直接抑制了造血祖细 胞的生长和干细胞的自我更新。骨髓基质受到CMV感染 后,骨髓基质的支持功能遭到严重破坏,是导致骨髓移植 中多能干细胞再生下降的重要原因。
2.4 巨细胞病毒感染对T细胞的影响 Rokicka—Milewska等(1992年)对115例血液系统异 常伴CMV IgG阳性的患儿进行了血清蛋白电泳分析,结果 发现56% 的患儿免疫球蛋白增高。其中18例的免疫功能 评价结果显示,至少有10例存在1项免疫功能异常,包括 抗核抗体或抗血小板抗体增高、RF阳性、补体下降、冷球 蛋白血症等。目前,特发性血小板减少性紫癜(idiopathic thrombocytopenic purpura,ITP)已被公认为一常见的、由 抗血小板抗体介导的,以血小板减少为特征的自身免疫性 疾病。李兰娜等(1998年)采用PCR及ELISA技术对103 例ITP患儿进行了CMV DNA、CMV IgM及T细胞功能的检 测。结果表明,在慢性反复发作的ITP患儿中,CMV DNA 的阳性率为91% (29/32),CMV IgM 的阳性率为78% (25/32),其中l6例CMV DNA及CMV IgM同时阳性。在 CMV DNA阳性患儿中,T细胞功能低下者占93% (27/ 29),CMV IgM阳性患儿中T细胞功能低下者占92% (23/ 25)。以上资料表明,在ITP患儿中,CMV DNA及CMV IgM的阳性率均较高,T细胞功能低下,出血症状明显,并 难以控制,以致临床疗效不佳。提示由于CMV感染可影响 T细胞功能,造成免疫抑制,是导致慢性ITP患儿反复发 作的重要原因之一。Mengarelli等(2000年)对接受同种 异体造血干细胞移植的32例进行了108日的观察。结果发 现,在移植后的第95~108日内,抗磷脂抗体(anti—phos— pholipid antibody,APA)IgG、APA IgM水平明显增高,且 与CMV的感染率呈正相关。而APA被认为是可以识别磷 脂蛋白复合物的一类免疫球蛋白,此类抗体与感染、恶性 肿瘤、自身免疫性疾病、某些药物应用以及一些血栓性疾 病有关。Mackintosh等在CMV感染骨髓细胞之前首先分离 出T细胞,结果发现,CMV对造血祖细胞的抑制作用明显 减轻,而加入外源性的T细胞则会加重CMV感染的程度, 其中CD 8细胞在此过程表现的最为活跃,从而推测CMV 对造血祖细胞的抑制作用可能与T细胞的介导作用有关。
3 巨细胞病毒感染与血液病的关系 一般认为,CMV感染与许多血液病有关,如再生障碍 性贫血(再障)、ITP、自身免疫性溶血性贫血等。CMV感 染还常常与各系血细胞减少有关,其中血小板减少症是最 常见的血液系统并发症。CrapneH等在体外研究中发现, CMV可以在巨核细胞及其前体细胞内复制,使感染的巨核 细胞迅速丧失至少50%的生存能力。国内李兰娜等(1998 年)在先天性CMV感染患儿中也发现巨核细胞形态异常, 并存在核内病毒包涵体。故巨核细胞是CMV感染的靶细胞 之一,CMV对巨核细胞的直接感染可能与患儿的血小板减 少有关。白血病患儿CMV DNA的检出率明显高于健康人 群。此外,Opelz等和Mori等(2004~2005年)先后在骨 髓移植受者中发现,CMV感染可阻碍血小板的植入,并使 患儿外周血出现表型异常的白细胞,导致骨髓移植失败, 并推测可能是由于CMV感染直接影响了造血祖细胞所致。 Bonnet等对1 15例血液系统异常伴CMV IgG阳性的患儿进 行分析,结果显示,单核细胞增多者占64% ,贫血者占 20% ,血小板减少者占25% 。Rokicka等对1~16岁的68 例血液病患儿进行调查分析,结果显示,46% 的患儿存在 CMV感染。
4 小 结 综上所述,CMV对儿童造血功能的损伤作用是通过多 种机制完成的,主要包括以下方面:①对造血祖细胞的直 接抑制作用或诱导细胞凋亡;②通过损伤基质细胞导致造 血因子网络紊乱;③病毒介导的自身免疫异常。
(待续) (收稿日期:2007—03—19) (编辑:李苏玲) (责任编辑:朱佩玲)