人巨细胞病毒与心血管疾病研究进展

杨曦艳，蔡军，杨新春

在自然界存在的数千种病毒中，已知至少数十种病毒与人类疾病相关，其中人属巨细胞病毒（Human cytomegalovirus，HCMV）结构极其复杂，并可表现多种感染形式，引起多种病理生理效应。近些年发现HCMV与心血管病、动脉粥样硬化、高血压等疾病具有相关性，现将此类文献做一综述。

1 HCMV的概况与分子生物学特征

HCMV是由核酸和蛋白质以特定的组合方式形成以双链DNA作为基因组的病毒颗粒，属疱疹病毒属，在疱疹病毒属中具有最大基因组，长度超过230kb，由US和UL两部分构成，编码200多个病毒蛋白[1]。HCMV所具有的基因组，与最小的DNA病毒HBV的基因组（3.4kb）相比较，大约是其的60余倍。而与小RNA病毒，如脊髓灰质炎病毒（7.4kb）相比，也大约是其30倍。这种差异，不仅提示HCMV所编码的病毒蛋白在结构上具有多样性，也意味着在调控机制上具有复杂性。

疱疹病毒感染到达靶细胞后，通过其膜糖蛋白与多种细胞受体、辅助受体的结合，完成病毒囊膜与细胞膜融合使病毒进入细胞。这一过程遵从结构动力学规律，病毒体通过变构向细胞内导入相应信号。

对HCMV的研究表明，许多细胞表面的受体成分都可被该病毒利用作为结合受体，包括趋化因子受体、血小板生长因子受体（PDGFR）、成纤维细胞生长因子受体（FGFR）、肿瘤坏死因子受体家族（TNFR）、表皮生长因子受体（EGFR）等，其中又以EGFR的作用最为关键[2]。HCMV在结合上述细胞受体的同时也能够激活受体信号通路，通过向细胞内导入特定的信号引起相应的生物学反应。HCMV进入细胞后，依赖其核衣壳体的特定蛋白分子与细胞内某些分子，如微管蛋白的相互作用，移至细胞核膜，将其基因组DNA经核膜孔注入细胞核，经由宿主细胞RNA聚合酶Ⅱ复合体介导，通过病毒即刻早期蛋白、启动子启动DNA线性转录程序。

HCMV在转录和翻译等过程中，都与真核细胞有着极其相似的机理。具有pre-mRNA→成熟RNA、pri-miRNA→miRNA（小RNA，microRNA）的过程。miRNA是一种内源性非编码的小RNA，约21～23个核酸长度[3]，是动物种系中的保守序列，部分具有组织特异性[4]。miRNA结合于靶mRNA的3’非转录区（3’UTRs），如果miRNA与靶mRNA完全匹配，则降解靶mRNA；如两者序列部分匹配，则通过抑制靶mRNA翻译来沉默该基因[5]。它作为一种基因表达的负性调节因子，参与了许多疾病的进程，具有重要作用[6]。其中一些已证实参与了心力衰竭[7]、心肌细胞分化及凋亡[8,9]、心室重塑[10,11]、血管生成[12]、心律失常[13]、冠心病[14]。在HCMV中共发现400余个可能的miRNA结构，多数能够调控病毒基因或是细胞基因表达。

2 HCMV与心血管疾病的关系

2.1 HCMV与血管内皮细胞增殖及粥样硬化 HCMV在自然界普遍存在，全球超过50%人群有潜伏性感染，在HIV携带者或免疫缺陷者或器官移植患者中可有90%机会感染[15,16]。研究发现，单纯疱疹病毒-1（HSV-1）、单纯疱疹病毒-2（HSV-2）、HCMV[17]、疱疹病毒8型（HHV-8）均能感染人的血管内皮细胞和血管平滑肌细胞，但在患心脏、血管疾病患者的组织中，检出最多、比例最高的是HCMV[18,19]。

从20世纪80年代开始，人们开始对HCMV与心血管疾病进行探索。一项纳入157例患者的研究将所纳入病例依据病情轻重程度分为需手术组和非需手术组后发现，在血脂水平和其他危险因素相当的情况下，需手术组患者HCMV抗体阳性占90%，高滴度抗体比例57%，而非需手术组患者HCMV抗体阳性占74%，高滴度抗体比例仅26%[20]。随后利用超声发现340对配对患者中HCMV抗体阳性率与无症状颈动脉壁增厚、早期动脉粥样硬化相关[21]。

80年代后期，一项由Stanford大学医学院对301位心脏移植并使用大量免疫抑制剂患者进行的较大规模研究发现，共有91位患者发生HCMV感染，该研究解释为HCMV在普通人群中感染率较高，而应用免疫抑制剂可使潜伏的HCMV再激活；5年后，HCMV感染阳性组的患者有69%由于移植心脏加速出现了严重的冠状动脉粥样硬化而导致移植失败，而无发生HCMV感染组中这一比例为27%[22]。其后，美国Minnesota进行的一项稍小规模的实验亦证实了这一结果，该研究纳入了102位接受心脏移植并接受大量免疫抑制剂的患者，移植术后2年有HCMV感染的患者有32%出现了冠状动脉粥样硬化，而无HCMV感染者的冠状动脉粥样硬化发生率仅为10%[23]。类似的发现还包括，感染HCMV的冠状动脉疾病患者行血管扩张成型术后血管再狭窄的发生率较无HCMV感染者更高[24]。此外，动物实验也证实，CMV感染后大鼠的血管组织出现了明显的炎症反应，其中转化生长因子-β（TGF-β）和血小板生长因子（PDGF）表达亦明显上调[25]。

目前已知HCMV的US28可编码TGF-β，其与受体的激活及PDGF与受体激活均能促进血管平滑肌的增殖和迁移，导致血管内膜层增生和血管壁损伤[26]，也可增加血管平滑肌氧化型低密度脂蛋白（oxLDL）摄取以及清道夫受体表达，促进动脉粥样硬化斑块形成[27]；PDGF还可通过上调组织金属蛋白酶抑制剂而抑制胶原酶作用，以减少细胞外基质的降解；HCMV编码的IE84蛋白可与细胞内P53蛋白结合并抑制其功能，使P53蛋白不能发挥正常的凋亡调控作用，导致凋亡过程出现异常，从而引起细胞增生过度，引发血管再狭窄[28,29]；此外HCMV还可通过抑制细胞凋亡因子caspase-8的表达阻止受感染细胞凋亡[30]。

一项截至2006年、总结了14153例观察对象的研究发现，HCMV抗体阳性和高水平的需心肺复苏（CRP）的患者较HCMV抗体阴性和低水平CRP的患者，其全因死亡率增高30.1%，同时心血管相关死亡率也增高29.5%[31]。

众多研究已显示HCMV是动脉粥样硬化的独立危险因素，在冠心病、移植物血管硬化的发生发展中均具有一定的作用[32]。

2.2 CMV与高血压 近年一项针对（24～39）岁，共计1931例（其中男性857例，女性1074例）的研究发现，年轻女性中高滴度的HCMV抗体多于男性，但与血压无明显相关性；而男性高滴度HCMV抗体则与其年龄、收缩压、舒张压均相关，是血压升高的独立因素，并推测感染造成的免疫反应对年轻人的血管功能造成了损伤[33]。美国一项为期4年，共纳入6610例高血压合并HCMV IgG抗体阳性患者的研究表明，HCMV抗体阳性在女性患者中随年龄增大而增多，HCMV抗体阳性和年龄的增加均与高血压的发生有关，而在男性则HCMV直接与舒张压升高相关[34]。另有一项研究发现，HCMV感染可造成血管内皮功能不良及对一氧化氮（NO）反应下降，并可造成冠脉粥样硬化负担增加（P=0.09）[35]。内皮一氧化氮合成酶（eNOS）的表达或功能下降是动脉粥样硬化早期事件。在主动脉内皮细胞中，HCMV可抑制eNOS及其上游信使Akt 和PDK1的功能[36]。

综上所述，HCMV能够导致血压升高的原因包括：损伤血管内皮功能、减少内皮细胞NO合成、削弱血管扩张功能、激活免疫防御功能和炎症反应以及肾素-血管紧张素系统等[37]。

用鼠CMV感染小鼠6周后，主动脉粥样斑块的发生率升高，血压亦出现显著上升；同时，血清炎症因子白细胞介素6（IL-6）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）、肾素以及血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）表达均增加，上述因素共同促进了血压升高[38]。因此，CMV感染是高血压的危险因素，同时也是动脉粥样硬化的协同因素[39]。

最新研究发现，在原发性高血压患者中，其血清HCMV表达滴度是健康对照的30余倍，基因芯片结果也发现高血压患者HCMV编码的miRNA-UL112较健康对照组上调3倍。已知干扰素调节因子（IRF-1）和组织相容性复合体（MICB）均为HCMV-miRNA-UL112 的下游靶基因[40]，其中IRF-1是一氧化氮合酶（NOS）的关键转录因子，该因子可通过调节NO的合成发挥其调节血管张力及血管平滑肌细胞增殖的作用，同时IRF-1还能增加AngⅡ受体（ATGR2）的表达，拮抗血管紧张素Ⅰ受体（ATGR1）激活导致的血压升高[41]；而MICB是重要的免疫炎症信号分子，与自然杀伤（NK）细胞的成熟、免疫识别、病毒感染细胞的吞噬功能密切相关[42]。因此，HCMV-miRNA-UL112能够通过抑制IRF-1表达减少NO合成和AGTR2表达导致血压升高，并通过抑制MICB表达导致NK细胞免疫识别障碍。上述结果提示，HCMV-miRNAUL112可能是介导HCMV感染导致血管损伤和血压异常的关键因子。

总结HCMV与高血压的关系如下：①HCMV感染可导致氧化应激及内皮功能障碍[35,36,43-45]，而内皮功能障碍和炎症反应是高血压发生发展的关键机制[46,47]；②HCMV感染可激活免疫反应[48,49]，参与AngⅡ介导的高血压形成过程[50]；③HCMV可激活AngⅡ过表达[39]，参与高血压形成。

3 总结与展望

随着20世纪免疫学、微生物学、分子生物学等理论及技术的发展，人们已经发现抗HCMV药物更昔洛韦能够降低心脏移植后动脉粥样硬化的发生率[51]，而且还可用于预防和治疗器官移植相关的HCMV感染。

希望未来能够继续研发针对HCMV的基因工程药物，如miRNA类似物或拮抗剂，以预防和治疗心血管疾病、动脉粥样硬化、高血压等疾病，为维护人类健康做出贡献。

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