任康軼 綜述，任洛，劉恩梅 審校

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院，兒童發(fā)育疾病研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，兒童感染免疫重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400014)

呼吸道合胞病毒(RSV)是引起全球嬰幼兒嚴(yán)重呼吸道感染最主要的病原，有研究統(tǒng)計(jì)，2015年全球約 3 310 萬例嬰幼兒因RSV患下呼吸道感染，約320萬例患兒住院治療，其中約5.9萬例<5歲的患兒死亡[1]。感染RSV后可致鼻炎、毛細(xì)支氣管炎及肺炎等，嚴(yán)重時(shí)可引起呼吸衰竭。同時(shí)，嬰兒時(shí)期感染RSV與學(xué)齡期持續(xù)喘息、罹患哮喘、肺功能減退有關(guān)[2-3]。RSV感染后機(jī)體并不能提供長效的保護(hù)性免疫，再感染可發(fā)生于整個(gè)生命過程中[4]。國際指南指出，對于RSV感染高?；純嚎山o予帕麗珠單抗預(yù)防，然而對于大部分患兒來說，至今還沒有上市的疫苗，因此疫苗研發(fā)和對因治療迫在眉睫。

在RSV感染中，多種因素可影響病情嚴(yán)重程度，如環(huán)境因素、宿主因素、病毒因素等。病毒因素與嚴(yán)重程度的關(guān)系，對未來疫苗研發(fā)及治療有重大指導(dǎo)意義。本文將從RSV分子特征、流行情況、病毒類型與疾病嚴(yán)重度的關(guān)系、導(dǎo)致嚴(yán)重度不同的原因、基因變異對RSV預(yù)防與治療的影響6方面展開討論。

1 RSV分子特征

RSV是一種非節(jié)段性負(fù)義單鏈的RNA病毒，屬副黏病毒科肺炎病毒屬，分為A、B兩種抗原亞型，亦可根據(jù)G基因變異性將每種亞型進(jìn)一步分為多種基因型。G蛋白和F蛋白是RSV表面兩種極為重要的糖蛋白，不僅在RSV致病過程中起著關(guān)鍵作用，又可引起宿主抗體的中和反應(yīng)[5]，因而在疫苗研究中有著重要意義。

G蛋白主要介導(dǎo)病毒對宿主細(xì)胞的黏附。它是一種Ⅱ類跨膜蛋白，包含約300個(gè)氨基酸，其胞外域由第一高變區(qū)、中央保守區(qū)和第二高變區(qū)(HVR2)組成。G基因在RSV基因組中變異度最大(變異度為53%)[6]，靠近肽鏈C端的HVR2含有豐富的糖基團(tuán)，可能改變RSV抗原性，與免疫逃逸相關(guān)，增加了反復(fù)RSV感染甚至大規(guī)模暴發(fā)流行的風(fēng)險(xiǎn)[7]。

F蛋白主要介導(dǎo)病毒與宿主上皮細(xì)胞膜融合，是病毒入胞的關(guān)鍵。F蛋白首先合成前體F0，再由furin樣蛋白酶水解生成F1和F2，二者通過二硫鍵連接形成三聚體，即不穩(wěn)定的融合前構(gòu)象(prefusion conformation，pre-F)；pre-F與細(xì)胞表面受體結(jié)合后發(fā)生一系列的結(jié)構(gòu)改變，從而導(dǎo)致細(xì)胞融合、病毒入胞，此時(shí)pre-F形成穩(wěn)定的融合后構(gòu)象(postfusion conformation，post-F)。同時(shí)，F(xiàn)蛋白表面有多個(gè)中和抗體的結(jié)合位點(diǎn)，可誘發(fā)宿主不同程度的中和反應(yīng)，有利于病毒的清除。

2 RSV流行情況

RSV在全球范圍廣泛流行，在溫帶地區(qū)RSV主要在冬春季節(jié)暴發(fā)；然而在寒帶地區(qū)，幾乎全年都可檢出RSV。A、B兩種亞型常共同流行，每年的相對比例不同，總體上A亞型占主導(dǎo)的流行季更多。RSV在中國地區(qū)以A、B亞型各流行2年的模式交替流行，可能與人群適應(yīng)性免疫有關(guān)，但無確切證據(jù)。目前已報(bào)道的A亞型基因型主要有GA1-GA7、SAA1、NA1-4、CB-A和ON1。B亞型基因型有GB1-4、BA1-12、SAB1-4、URU1-2和CB-B。不同基因型可在同一地區(qū)同時(shí)流行，但各地區(qū)主導(dǎo)基因型基本一致。RSV-AON1基因型于2010年在加拿大安大略省首次被發(fā)現(xiàn)[8]，其G基因存在72個(gè)核苷酸重復(fù)片段插入，隨后南非、馬來西亞、德國等地也相繼報(bào)道，ON1基因型在全球迅速傳播，取代了此前A亞型的主導(dǎo)基因型NA1。而B亞型流行的主要基因型為BA基因型，1999年首次在阿根廷被檢測到[9]，與ON1基因型類似，BA基因型G基因包含60個(gè)重復(fù)核苷酸片段，其在進(jìn)化過程中又可以分為許多分支，大部分地區(qū)以BA9基因型分支最為流行。

3 RSV型別與疾病嚴(yán)重程度的關(guān)系

多年來，不少學(xué)者分析了RSV不同亞型、基因型與病情嚴(yán)重程度的關(guān)系，但結(jié)論存在很大的差異。

3.1 不同亞型與疾病嚴(yán)重程度的關(guān)系

迄今為止，大部分研究提示感染RSV-A的患兒病情重于RSV-B。2013年美國一項(xiàng)大型多中心前瞻性研究報(bào)道，在RSV單一病毒感染患兒中，RSV-A感染患兒住院率及轉(zhuǎn)入ICU比例均較RSV-B高[10]。McConnochie K M等[11]發(fā)現(xiàn)RSV-A感染的患兒中需要機(jī)械通氣的比例較RSV-B高；Walsh E E等[12]通過前瞻性研究分析發(fā)現(xiàn)，RSV-A感染是患兒病情嚴(yán)重的獨(dú)立危險(xiǎn)因素之一。Papadopoulos N G等[13]基于呼吸頻率、心率、血氧飽和度、有無喘息及喂養(yǎng)困難等方面對患兒臨床表現(xiàn)評分發(fā)現(xiàn)，RSV-A感染患兒得分更高(病情更重)，然而住院時(shí)間及轉(zhuǎn)入ICU比例在兩種亞型間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；Hornsleth A等[14]則認(rèn)為RSV-B引起患兒病情更重，同時(shí)他還發(fā)現(xiàn)臨床表現(xiàn)與年齡相關(guān)：0～5月齡的患兒中，RSV-B陽性患兒住院時(shí)間更長；0～2歲患兒中，RSV-B陽性患兒呼吸頻率和胸部影像學(xué)表現(xiàn)更重。

還有大量研究并未發(fā)現(xiàn)兩種亞型間病情的差異。Fodha I等[15]認(rèn)為RSV導(dǎo)致的病情嚴(yán)重度與亞型沒有關(guān)聯(lián)，而更可能是宿主與病毒之間相互作用的結(jié)果。近期一項(xiàng)研究[16]納入了729例廣東地區(qū)因呼吸道疾病住院的患兒，發(fā)現(xiàn)RSV-A陽性的患兒患毛細(xì)支氣管炎比例更高，更易出現(xiàn)呼吸困難、鼻炎及胃腸道癥狀，而寒顫、肌痛、乏力等流感樣癥狀則與RSV-B相關(guān)。

3.2 不同基因型與疾病嚴(yán)重程度的關(guān)系

RSV分子流行病學(xué)研究報(bào)道已較多，但基因型與疾病嚴(yán)重程度的關(guān)系仍無定論。Martinello R等[17]研究了美國紐黑文2個(gè)流行季107例感染RSV的患兒，發(fā)現(xiàn)GA3基因型比GA2基因型及B亞型病情更重。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)NA1基因型與BA基因型相比，有著更高的住院率、更重的臨床表現(xiàn)及病毒載量。

隨著RSV-AON1在全球范圍內(nèi)的廣泛流行，許多學(xué)者分析了ON1基因型與其他基因型感染患兒的臨床表現(xiàn)，結(jié)論亦不統(tǒng)一。Panayiotou C等[18]比較了GA1、ON1、BA三種基因型，發(fā)現(xiàn)ON1基因型感染后病情較另外兩種基因型輕，BA基因型感染患兒吸氧比例更高；另一些研究也認(rèn)為ON1基因型毒力更弱。然而越南一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在ON1基因型開始流行后，因RSV感染引起的急性呼吸道感染住院率顯著升高，且ON1基因型引起下呼吸道感染、肺部實(shí)變的比例均高于NA1基因型[19]。

Midulla F等[20]研究了意大利2005-2017年因RSV感染引起急性毛細(xì)支氣管炎住院的312例嬰兒，發(fā)現(xiàn)前7個(gè)流行季均以NA1為主導(dǎo)基因型，2012年后則由ON1基因型主導(dǎo)，BA基因型在各流行季均有檢出。該研究認(rèn)為在3種基因型中，NA1基因型陽性的患兒病情更嚴(yán)重、年齡更小；BA基因型陽性的患兒比NA1基因型陽性的患兒嗜酸粒細(xì)胞數(shù)更高，哮喘家族史的比例也更高；ON1基因型的患兒病毒載量更高。Esposito S等[21]也得出類似結(jié)論。然而Yoshihara K等[19]發(fā)現(xiàn)ON1比NA1病情更嚴(yán)重。

3.3 不同病毒株引起的病情嚴(yán)重程度不同

RSV主要侵犯細(xì)支氣管上皮，導(dǎo)致纖毛細(xì)胞的破壞、脫落；同時(shí)引起氣道黏液分泌增多，形成黏液栓，導(dǎo)致氣道狹窄，造成患兒呼吸困難。故RSV對纖毛細(xì)胞的破壞程度及黏液分泌程度可作為評估不同病毒株毒力的參考依據(jù)。Villenave R等[22]利用小兒高分化的原代支氣管上皮細(xì)胞(WD-PBECs)比較了病毒株A2(GA1)和BT2a(GA5)的毒力，發(fā)現(xiàn)BT2a引起了更為明顯的上皮細(xì)胞脫落和杯狀細(xì)胞增生，在HAE培養(yǎng)基中，BT2a也較A2導(dǎo)致黏液分泌更多。A2、Long和Line19均是RSV的A亞型病毒株，三者之中Line19可引起明顯的氣道黏液分泌，且Krishnamoorthy N等[23]還發(fā)現(xiàn)，反復(fù)的Line 19感染可導(dǎo)致幼鼠已建立的卵白蛋白耐受被破壞。Stokes K L等[24]比較了2-20及3-12兩株同為GA2基因型的RSV病毒株，發(fā)現(xiàn)2-20可引起小鼠氣道更多的黏液分泌，呼吸困難表現(xiàn)更為嚴(yán)重。Levitz R等[25]分析了RSV-B亞型的臨床株NH1125B及NH1067B對固有免疫的影響，發(fā)現(xiàn)前者可引起白細(xì)胞介素(IL)-6及CCL5分泌更多，而IL-6及CCL5被普遍認(rèn)為在炎癥反應(yīng)中起重要作用，可激活機(jī)體固有免疫。不同病毒株引起的病情嚴(yán)重程度不同，不同病毒株與病情嚴(yán)重程度的關(guān)系有待進(jìn)一步研究。

4 不同型別間嚴(yán)重程度不同的原因

已有大量研究比較RSV不同型別的病情嚴(yán)重度，但相關(guān)機(jī)制研究卻寥寥無幾。Wu W等[26]報(bào)道，RSV-A亞型與RSV-B亞型相比，可更強(qiáng)地激活NF-κB信號通路，進(jìn)一步引發(fā)炎癥及免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)，或可解釋大部分A亞型嚴(yán)重度高于B亞型的現(xiàn)象。

Midulla F等[20]發(fā)現(xiàn)，ON1基因型感染患兒的RSV病毒載量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于NA1基因型和BA基因型，然而臨床嚴(yán)重度卻更低。而Kadji F M N等[27]研究發(fā)現(xiàn)，NA1基因型的病毒載量高于ON1基因型和BA9基因型，與更嚴(yán)重的病情呈正相關(guān)，故至今病毒載量與病情嚴(yán)重程度間的關(guān)系仍未明確。還有研究稱，RSVBA型中重復(fù)序列改變了G蛋白的抗原特性，影響中和抗體的識別，還可通過增強(qiáng)G蛋白介導(dǎo)的病毒對宿主上皮細(xì)胞的黏附，更有利于病毒侵襲[28]。另一方面，重復(fù)序列的插入使G蛋白的O-糖基化位點(diǎn)增多，可能會(huì)影響G蛋白抗原表位的表達(dá)，有利于病毒免疫逃逸。

有研究表明，A2和Long感染后的BALB/c小鼠主要產(chǎn)生Th1類免疫反應(yīng)，而Line19主要引發(fā)與IL-13相關(guān)的Th2類免疫反應(yīng)，同時(shí)，IL-17和胸腺基質(zhì)淋巴生成素(TSLP)作為Th2類反應(yīng)的重要因子，在Line19引起小鼠黏液分泌中也發(fā)揮一定作用。有研究發(fā)現(xiàn)，Line19有獨(dú)特的F基因序列，表達(dá)Line-19 F基因的A2病毒株A2-line19F能引起小鼠肺部IL-13的增高和黏液分泌，顯示F基因可能在Line19致病機(jī)制中扮演重要角色[29]。Stokes K L等[30]報(bào)道，與Line 19相似，2-20導(dǎo)致的黏液分泌與IL-13相關(guān)，而在非黏液分泌型毒株3-12感染的小鼠體內(nèi)檢測到CD8 T細(xì)胞水平更高。Stokes K L等[30]還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)2-20的F蛋白與G蛋白同時(shí)表達(dá)時(shí)，融合活性較體外表達(dá)有所升高，提示在2-20致病過程中G蛋白與F蛋白之間可能存在相互作用，提高了F蛋白的融合活性。不可忽略的是，中性粒細(xì)胞也在RSV致病過程中發(fā)揮重要作用，它是TNF-α的主要來源，可導(dǎo)致上皮細(xì)胞破壞，促進(jìn)氣道gob-5、Muc5ac及黏液的分泌。在該研究中，2-20及A2-2-20F株與A2株相比均可引起小鼠感染后更高的中性粒細(xì)胞水平。

Levitz R等[25]研究發(fā)現(xiàn)，病毒株NH1067B的G基因中有60個(gè)堿基的重復(fù)及G蛋白第229位氨基酸替換，其M2-1蛋白第142位存在氨基酸替換，可在病毒復(fù)制早期抑制固有免疫，從而增強(qiáng)病毒的適應(yīng)能力。

5 基因變異對RSV預(yù)防與治療的影響

對于RSV感染的預(yù)防及治療方向主要有疫苗、單克隆抗體和小分子化合物等，目標(biāo)人群主要是小嬰兒、孕婦及老人。Sande C J等[31]發(fā)現(xiàn)，幾十年來，盡管RSV不斷發(fā)生基因變異，但其引起的中和反應(yīng)并無太大改變，故未來研發(fā)的疫苗可能在很長一段時(shí)間是有效的。同時(shí)Sande C J等[31]還發(fā)現(xiàn)在曾感染過A亞型或B亞型的受試者中，其發(fā)生同源性血清轉(zhuǎn)換的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于異源性血清轉(zhuǎn)換，此外，能同時(shí)呈遞兩種亞型抗原的疫苗可能更為有效。

針對F蛋白抗原表位?的抗體比帕麗珠單抗有更強(qiáng)的中和活性，而基因的微小突變可導(dǎo)致抗體對?表位的識別受限，從而影響抗體的作用。Tian D等[32]比較了最新分離的兩種針對?的抗體D25和5C4，前者對RSV兩種亞型均有較強(qiáng)的中和能力，而5C4對A亞型的結(jié)合能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于B亞型，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)造成該差異的原因可能是F基因201位點(diǎn)的突變。Sande C J等[31]認(rèn)為，嬰幼兒首次接觸RSV產(chǎn)生的抗體與病毒亞型有關(guān)，即抗體對該亞型的親和力高于對另一種亞型的親和力，為解決這一問題，可采用聯(lián)合疫苗接種或連續(xù)接種兩種抗原的疫苗等方法。

盡管F蛋白在RSV病毒株間高度保守，但單克隆抗體及疫苗的廣泛使用可能使F蛋白面臨巨大的免疫選擇壓力，導(dǎo)致可逃逸抗體的突變被選擇出來，影響抗體與F蛋白的結(jié)合能力，故利用基因測序技術(shù)選擇相對保守的F蛋白表位作為抗體靶點(diǎn)可減少免疫逃逸的發(fā)生。

除了F蛋白，G蛋白對RSV預(yù)防的重要意義也逐漸受到重視。Cortjens B等[33]報(bào)道，在3例既往感染過RSV的健康受檢者體內(nèi)檢測到G蛋白的中和抗體，且具有較強(qiáng)的中和活性。G蛋白的中央保守區(qū)(CCD)高度保守，含有CX3C趨化因子模體，可介導(dǎo)病毒與上皮細(xì)胞的黏附，抑制宿主的免疫反應(yīng)，也成為單克隆抗體的靶點(diǎn)之一。在小鼠感染RSV后3 d使用針對G蛋白CCD的單抗131-2G，可減少炎癥細(xì)胞向氣道聚集[34]。Chirkova T等[35]發(fā)現(xiàn)，G蛋白中央保守區(qū)基因突變可削弱病毒對干擾素的抑制能力。

6 展望

RSV在全球造成了嚴(yán)重的醫(yī)療負(fù)擔(dān)，但目前人類對該病毒的了解仍非常有限。通過對RSV分子流行病學(xué)特征的分析，探索RSV的致病機(jī)制，可為RSV疫苗的研發(fā)和治療提供新的思路。目前相關(guān)研究層出不窮，但要解決這一難題任重而道遠(yuǎn)。