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巨细胞病毒感染致神经系统损害

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摘要:巨细胞病毒(CMV)为双链DNA病毒,属疱疹病毒科,具有潜伏活化的生物学特性。先天性及围产期巨细胞病毒感染(HCMV)是出生缺陷的主要病毒病因,主要导致中枢神经系统(CNS)的先天畸形。神经干细胞、神经元及神经胶质细胞对CMV普遍易感,故胚胎期CMV感染常常导致严重CNS畸形的发生。胎儿在感染巨细胞病毒后仅10%~15%有明显症状,其病死率在10%左右,而90%以上的婴儿出生时可能呈隐性感染,完全没有症状,观察数年后,存活者逐步出现耳聋、智力迟钝等迟发性神经系统损伤。致CNS发育畸形机制HCMV感染的发病机制至今不清楚,目前对HCMV感染的研究常用小鼠巨细胞病毒(murlnecytomegalovirus,MCMV)感染模型。通过对鼠巨细胞病毒感染造成小鼠脑损伤模型的观察发现脑室下区和皮质边缘区的神经干细胞、神经祖细胞和未成熟神经胶质细胞对MCMV最具敏感性,并且这种敏感性随着脑组织的发育而逐渐衰退,提示MCMV对发育期脑的损伤更大。在转基因鼠模型中发现只有在中枢神经系统中才存在MCMV早期基因e1启动子的激活,说明CMV对中枢神经系统具有特殊的亲和力,且在急慢性感染中的神经特异性激活与脑功能失调的发病机制有关。此外,脑组织中CMV潜伏感染的好发部位多为脑室管膜下区的神经干细胞或祖细胞,而这正是脑发育的关键位置,潜伏感染的持续存在或是间歇的再激活也可能是引起长期感染后脑功能障碍的原因。

关键词:巨细胞病毒神经系统损

发育期CNS感染CMV具有以下特点:(1)神经系统细胞对CMV的敏感性在CNS的不同发育阶段有所不同。Kawasaki等[1]的实验结果显示,感染率以出生0d的新生小鼠最高,出生7d、14d、21d新生小鼠明显降低,未成熟的发育期大脑较成熟脑更易被CMV感染,且在发育期的小鼠对MCMV的敏感性也随着年龄的增长而下降。(2)受累的细胞数随着发育的进展而增多。(3)CNS不同部位的细胞对CMV的敏感性存在明显的差异。大脑中的神经干细胞、神经元及神经胶质细胞都对CMV敏感。在CMV入侵大脑时,大脑的任何部位都应该有被感染的可能,然而,Kawasaki等[1]的结果显示,出生0d被MCMV感染的小鼠的脑片中几乎所有细胞都被感染了,出生7d的脑片中被感染的细胞有向室管膜下区及皮层下层集中的趋势,此后(生后14d、21d)被感染的细胞更多分布于室管膜下区,而皮层下层分布较少,也就是说室管膜及室管膜下是对CMV更敏感的区域,而在大脑皮层及白质区敏感性则明显下降。虽然这种现象的机制不是很清楚,但这种空间上的差异性却能保护皮层及白质较晚受病毒侵袭,从而一定程度上降低了不可逆性损伤。随着大脑的发育,受感染的神经细胞发生迁移,从而使得感染扩散,最终也能够波及大脑皮层及海马[2]。(4)感染发生时细胞所处细胞周期的时相也与感染严重程度密切相关。CMV若感染G0/G1期细胞,病毒蛋白的合成立即启动,细胞在分裂前即被阻断(即G1期阻断);当感染发生于S期时,由于此时细胞正处于自身旺盛的DNA复制期,病毒蛋白的表达受到抑制,但这种抑制是暂时的,感染后28~36h,即细胞经过G2及M期再次入G0期后,G1期阻断仍然会发生;发生于G2/M期的感染,细胞阻断也不会立即出现;如感染发生于即将进入S期的细胞(即细胞已经越过了G1检查点,但DNA复制尚未发生),此时细胞也能顺利进入S期,同时也有CMVIE抗原的表达[3]。这种细胞周期时相上的区别是由于细胞周期各时相上发挥作用的各种不同的cyclins与CMV相互作用的结果[4]。

CMV导致染色体断裂及Homeobox基因异常表达是目前CMV致CNS发育畸形的一个热点,二者能诱导神经细胞发育受阻、凋亡,最终导致畸形的发生,但其中仍有很多相关环节还有待研究。

2CMV感染致神经系统损害表现

2.1CMV感染与耳聋

1964年,CMV感染与感音神经性耳聋(sensorineuralbearingloss,SNHL)之间的联系被首次报道,近40余年来对两者之间的关系有了更深入的研究。先天性CMV感染是新生儿常见的一种先天性病毒感染,也是导致人类非遗传性先天性耳聋的常见原因[5]。国外报道约10%~15%的无症状CMV感染儿、30%~60%有症状感染儿会出现先天性或迟发性SNHL。SNHL可发生于出生数年内,通常是生后第1年,且大多出现渐进性恶化[6],耳聋程度有轻有重,可单侧也可双侧。但亦有许多先天性CMV感染患儿未出现耳聋,尽管目前尚无法预测先天性CMV感染的患儿哪些会出现耳聋以及出现耳聋的患儿是否会出现恶化,但脑干听觉诱发电位(brainstemauditoryevokedpotential,BAEP)检查可有利于耳聋患儿的早期筛查。

BAEP是一种无创伤、客观的检测方法,能在临床上评估婴幼儿听神经系统的感觉功能,以早期发现神经性耳聋,协助脑干神经损害的诊断。CMV感染BAEP的改变以Ⅰ、Ⅲ、V波PI及ⅢV、ⅠV波IPI延长为主,由于BAEP各波起源明确,Ⅰ波主要代表听神经颅外段的电位变化,Ⅲ波代表中脑下丘的电位变化,由此可推测CMV感染患儿耳蜗听神经、脑干上段(中脑)及其传导通路受累的机率较大。有关CMV感染引起听力损害的部位已经作过大量研究,对死于CMV感染的儿童、新生儿颞骨组织学研究发现,CMV可导致内耳不同结构的损伤,包括内耳壁上皮细胞感染及耳蜗管、耳蜗囊血管纹的明显水肿。也有研究表明CMV对脑室内室管膜细胞和第八对颅神经的神经细胞及内皮细胞有特殊的亲和力[7]。CMV感染者V波反应阈异常率约为60%~70%,以轻、中度增高为主,其确切病理机制尚未阐明,有试验表明V波反应阈增高可能是CMV直接侵袭内耳,引起内淋巴迷路炎所致。因此,对CMV感染者常规行BAEP检测显得尤为重要,可早期发现听觉传导通路的异常,及早干预,从而减少SNHL的发生。并根据SNHL具有渐进性恶化及波动性的特点对CMV感染儿要进行长期的听力评估,尤其是最初的5~6年。

2.2CMV感染与脑发育畸形

国内钱丽清等[8]用PCR的方法检测了畸形死胎儿各脏器石蜡包块组织中CMVDNA,发现畸形组CMV检出率42.19%,明显高于非畸形组(4.69%),其中以脑组织的CMV检出率最高(53.9%),提示先天性脑畸形与CMV感染密切相关。未成熟胶质细胞与脑组织对MCMV感染的敏感性高,脑组织HCMV潜伏感染的好发部位多为脑室下区的神经干细胞或祖细胞,此是脑发育的关键位置。而脑组织潜伏感染的持续存在或间歇的再激活引起的进行性溶细胞性病毒复制、病毒诱导的细胞功能异常及机体免疫应答对慢性感染细胞的破坏可能是引起长期感染后脑功能障碍的原因。

CMV感染所致的脑发育畸形表现主要包括小头畸形、颅内钙化、脑积水、脑萎缩、脑瘫等,多数在婴儿期即出现明显的症状,CT表现类型包括脑发育异常、脑软化、髓鞘发育迟缓、脑积水(包括梗阻性脑积水和外部性脑积水)和脑萎缩改变等。

2.3CMV感染与脑膜脑炎

免疫功能正常的CMV感染者发生脑膜脑炎非常少见。Arribas等[9]对1965~1995年全球报道的673例CMV脑炎的相关文献进行分析发现,其中85%合并有HIV感染,12%有其他的免疫功能缺陷(多为器官移植患者),仅3%(21例)无明显免疫功能异常。CMV颅内感染可累及脑膜和脑实质。脑膜受累表现为头痛、脑膜刺激征均阳性;亦有脑实质受累,出现不同程度意识障碍、精神症状、癫痫发作、偏瘫、感觉障碍等。CMV脑炎诊断的主要依据是病原学检查,至今国内外均无明确的CMV脑炎诊断标准,国内主要参照方峰和董永绥提出的“巨细胞病毒感染诊断方案”,结合CMV脑炎特点来进行CMV脑炎诊断:(1)抗CMVIgM/IgG检测:抗CMVIgM阳性表明有近期感染,病毒正在复制。抗CMVIgM阳性,抗CMVIgG阴性提示为原发感染。使用ELISA法测抗CMVIgM/IgG对于急性CMV感染的检出率(免疫力正常患者)高达50%~90%,但由于其检测特异性较差,故常用于CMV感染的筛查。(2)病毒学检测:病毒培养和脑活检是CMV脑炎诊断的金标准,但临床少用。国外研究发现,如果以脑活检、脑脊液病毒分离为参照,常规PCR检测CMVDNA对CMV脑炎诊断的敏感性和特异性可分别达80%和90%。国内学者认为血PCR检测CMVDNA阳性可以诊断CMV感染。因此我们认为,PCR检测脑脊液CMVDNA是除脑活检、脑脊液病毒分离、病毒培养外,对CMV脑炎诊断最有意义的检查。

2.4CMV感染与癫痫

由于过去研究者们对CMV感染报道的仅仅是有关痫性发作而非癫痫,而且仅有的有关癫痫的报道对其发作的描述也极少,故至今我们对CMV感染者并发癫痫知之甚少。近年来CMV感染与癫痫之间的关系受到人们的广泛关注。

发生癫痫的机制可能与神经干细胞、神经元及神经胶质细胞对HCMV普遍易感,HCMV感染可通过激活小胶质细胞,诱导宿主细胞特异性的染色体断裂,影响Homeobox基因(胚胎发育的主控基因)的表达,进而阻断细胞周期(G1期滞留)、诱导细胞凋亡,导致CNS细胞的数量减少与神经细胞的迁移异常,最终使得CNS发育异常有关;同时小胶质细胞被激活,并能摄取由神经细胞释放的谷氨酸,且神经胶质细胞的保护机制失调也可促进痫样放电的扩展。张英等[10]研究发现,MCMV感染小鼠海马神经细胞胞浆游离Ca2+水平增加,Ca2+过度内流造成细胞外Ca2+减少,对癫痫样放电的同步化扩散及发作时放电的保持起重要作用。

YasuhiroSuzuki等[11]回顾性分析19例先天性CMV感染的患儿,其中有7例发展为癫痫(部分性发作5例,痉挛样发作2例),且患儿的发作形式会发生改变,癫痫发生的平均年龄为20个月(2~37个月)。临床最常见的发作形式为部分性发作。在随访的96个月内,仍有6名患儿发作不能得到控制。神经影像学检查可以对部分患儿继发癫痫提供依据。

3治疗

3.1抗病毒治疗

临床上应用的有效抗CMV病毒药物为更昔洛韦及其前体(缬更昔洛韦)、膦甲酸、西多福韦。

更昔洛韦是目前临床用于治疗CMV感染的主要药物,主要用于CMV肝炎和其他严重的CMV感染,如CMV视网膜炎、免疫缺陷病人的视网膜炎、胃肠道疾病及肺炎,由于该药能很好地穿透中枢神经系统[9],对治疗CNS损害的患者有着重要的意义,也将其用于先天性CMV感染致CNS受累者。更昔洛韦是一种合成的非环状腺苷类似物,结构与鸟嘌呤类似,进入CMV感染细胞后,能被细胞内酶转化成更昔洛韦5’三磷酸,后者与结合到病毒DNA聚合酶上的三磷酸脱氧鸟苷相竞争而产生原发性抗病毒作用。然而,更昔洛韦是一种病毒抑制剂,它只能抑制产毒性感染,却不能彻底消灭病毒而治愈。经治疗后患儿的排病毒量明显减少,但停药后不久,又有不少患儿恢复排毒。其主要副作用为骨髓抑制及肝酶增高,但并不严重。

膦甲酸及西多福韦为治疗CMV感染的二线药物,二者均通过对CMVDNA聚合酶的抑制而发挥抗病毒的效应。但二者副作用多,并可出现肾毒性、骨髓抑制、骨骼损害等严重的副作用,故临床上很少使用。

3.2中药治疗

目前国内有学者报道中药金叶败毒制剂和苦参碱有治疗CMV感染的作用。张羹等[12]采用体外细胞培养技术建立HCMV感染细胞模型,以更昔洛韦(GCV)为对照,观察金叶败毒制剂(由金银花、大青叶、鱼腥草及蒲公英提取后按一定比例混合组成的纯中药制剂,每毫升含生药lg)的作用,结果显示在用药后的不同时点上金叶败毒制剂与GCV对HCMV即刻早期基因1E72mRNA的表达以及HCMV所致细胞病变有明显的抑制作用,并能降低受染细胞TNFα、IL6的分泌水平。尽管金叶败毒制剂作用弱于GCV,但两药联合干预可取得优于GCV单用的作用。

苦参碱是一种生物碱,性寒味苦,具有清热解毒、利胆退黄的功效。余上才等在[13]CMV感染模型中采用苦参素(氧化苦参碱)注射液(上海生物化学制药厂)腹腔注射50mg/kg,1次/d,治疗15d发现苦参素对CMV感染后乳鼠脑组织的病理损伤有明显的保护作用。而谢丹宇等将42例CMV肝炎患儿随机分成两组,分别静脉输注苦参碱注射液和更昔洛韦,具体用法为苦参碱注射液20~25mg/d,1次/d,连用14d,间隔7~10d后,再用苦参碱注射液20~25mg/d,1次/d,连用5d,共2~3个疗程;更昔洛韦15mg/(kg·d),2次/d,连用14d,间隔7~10d后,再用更昔洛韦5mg/(kg·d),1次/d,连用5d,共2~3个疗程。用药后采用荧光定量聚合酶链反应放射免疫法观察发现:两组治疗6周后血清HCMVDNA拷贝数均明显下降,治疗前后AIJT、总胆红素(TBIL)、结合胆红素(DBIL)、未结合胆红素(IBIL)、胆汁酸(TBA)、肝脏大小均无显著性差异。用药第4周苦参碱治疗组患儿血清TNFα水平下降最明显,与更昔洛韦治疗组比较有显著性差异(P<0.01)。提示苦参碱注射液亦可有效抑制HCMVDNA复制,并能调控TNFα分泌,发挥抗HCMV感染、保护肝细胞的作用。

4预防

既然先天性CMV感染能造成如此严重的神经系统后遗症,早期阻断CMV感染的传播对防止先天性CMV感染,减少严重CNS系统后遗症具有重要意义。当前人们将预防的重点放在了对怀孕妇女的有效普查上,以求得到尽早的干预,同时人们提出了一些可能对预防先天性CMV感染有用的措施,主要包括:(1)未感染的孕妇提高其卫生意识(勤洗手,护理小孩时采用专用手套,避免与CMV感染患儿密切接触等);(2)已确定有CMV感染的孕妇予高效免疫球蛋白(HIG),HIG可通过免疫调节、减低病毒载量、改善胎盘功能阻止病毒蔓延等机制而发挥效应;(3)对处于生育期而未孕的女性可进行疫苗接种,然而目前尚未研制出有效的疫苗,这也将成为将来研究的一个方向。新晨范文网:

【参考文献】

1]KawasakiH,KosugiI,AraiY,eta1.

巨细胞病毒感染致神经系统损害责任编辑:李老师    阅读:人次
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