腎移植術(shù)后JC病毒感染的最新進(jìn)展

賀裕 歐志宇 苗蕓

JC病毒（JC virus，JCV）屬乳多空病毒科，多瘤病毒種，人多瘤病毒分支[1]。1971年，蘇丹研究者從1例腎移植受者的尿液和輸尿管上皮細(xì)胞中分離出BK病毒（BK virus，BKV）。同年，有研究者從1例進(jìn)行性多灶性腦白質(zhì)?。╬rogressive multifocal leukoencephalopathy，PML）病人的腦組織中分離出JCV，并以病人名字John Cunningham首字母命名，此后，又鑒定出多種人類多瘤病毒[2-3]。本文就JCV的流行病學(xué)、分子生物學(xué)、體內(nèi)感染過程，JCV與腎移植術(shù)后并發(fā)癥的相關(guān)性及JCV與BKV的相互關(guān)系進(jìn)行綜述，以期為腎移植術(shù)后免疫抑制方案的調(diào)整提供參考。

1 JCV的流行病學(xué)

JCV廣泛存在于自然界中，可經(jīng)呼吸道、消化道和血液等途徑傳播，人類是JCV的天然宿主[4]。JCV初次感染通常發(fā)生在兒童時(shí)期，表現(xiàn)為無癥狀感染或輕度呼吸道癥狀。到成年初期，多達(dá)70%的人群已被感染[5]。在健康者和免疫功能低下的無癥狀感染者的尿液中均已觀察到JCV脫落[6]。初次感染后，JCV進(jìn)入潛伏期，在組織內(nèi)保持休眠狀態(tài)。當(dāng)感染者免疫功能降低時(shí)，可導(dǎo)致JCV重新激活。PML是由JCV所導(dǎo)致的最嚴(yán)重的疾病，是一種存在于少突膠質(zhì)細(xì)胞中的由病毒裂解復(fù)制引起的脫髓鞘疾病，常見于嚴(yán)重細(xì)胞免疫抑制個(gè)體，如獲得性免疫缺陷綜合征（acquired immunodeficiency syndrome，AIDS）病人，也發(fā)生于器官移植受者以及接受免疫抑制劑如那他珠單抗治療的病人[1-2,7]。近年來，JCV與腎移植術(shù)后并發(fā)癥的相關(guān)性逐漸被重視，已有JCV引起JCV相關(guān)性腎?。↗CV-associated nephropathy，JCVAN）的研究報(bào)道[8-10]。此外，JCV被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)歸為“2B類”致癌原，表明JCV也與癌癥相關(guān)[11-12]。

2 JCV的分子生物學(xué)

2.1 JCV的結(jié)構(gòu)

與其他多瘤病毒科成員相似，JCV呈二十面體結(jié)構(gòu)，無包膜，直徑約為42 nm，為雙鏈環(huán)狀DNA病毒。JCV的基因組大小約為5.1 kb，可分為3個(gè)功能區(qū)域：（1）非編碼調(diào)控區(qū)（noncoding control region ，NCCR），包括病毒DNA復(fù)制起始位點(diǎn)、病毒蛋白轉(zhuǎn)錄TATA盒、細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)、雙向啟動(dòng)子與增強(qiáng)子以及病毒大T抗原（large T-antigen，LTAg）結(jié)合位點(diǎn)等；（2）病毒早期編碼區(qū)，跨度約為2.4 kb，為最先開始復(fù)制的區(qū)域，編碼LTAg和小T抗原（small T-antigen，STAg），參與病毒復(fù)制，并促進(jìn)細(xì)胞轉(zhuǎn)化。由于裂解過程不同，還會(huì)產(chǎn)生另外3種名為T’135、T’136和T’165的蛋白質(zhì)；（3）病毒晚期編碼區(qū)，跨度約為2.3 kb，主要編碼VP1蛋白（主要衣殼蛋白）、VP2蛋白、VP3蛋白和調(diào)節(jié)蛋白，晚期編碼區(qū)同樣從NCCR開始轉(zhuǎn)錄，但轉(zhuǎn)錄方向與病毒早期編碼區(qū)相反[1-2]。

2.2 JCV的分型

血清學(xué)和DNA測(cè)序比較出7種不同的JCV基因型，不同的基因型具有很強(qiáng)的種群關(guān)聯(lián)性，中國(guó)各地區(qū)人群主要攜帶CY、B1和SC 3種亞型[5]。

根據(jù)NCCR序列的特點(diǎn)可以將JCV分為原型（CY型）和重組型。原型被認(rèn)為是JCV的循環(huán)毒株，可以從尿液中排出，其NCCR可分為模塊A、B、C、D、E、F，已知插入B序列和D序列會(huì)導(dǎo)致缺少轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)，從而抑制病毒基因的表達(dá)。串聯(lián)重復(fù)變體是原型的直接后代，重組型JCV中Mad-1株的NCCR為ACEACEF排列的結(jié)構(gòu)，具有噬神經(jīng)毒性[12-14]。

3 JCV的體內(nèi)感染過程

JCV可通過呼吸道或糞口途徑被攝入體內(nèi)，最初的感染部位之一可能是扁桃體的基質(zhì)細(xì)胞[2]，隨后被感染的淋巴細(xì)胞運(yùn)輸?shù)焦撬韬湍I臟，在免疫功能正常的情況下，在此建立低水平的持續(xù)性或潛伏性感染。JCV在腎組織中持續(xù)低水平表達(dá)，并能通過尿液進(jìn)入自然環(huán)境[6,15]。而在免疫抑制狀態(tài)下，潛在感染的CD34+造血祖細(xì)胞被激活，在其分化為成熟B細(xì)胞的過程中JCV隨之復(fù)制，并進(jìn)行NCCR重排，形成具有噬神經(jīng)毒性的重組型[14]。隨后，病毒與B細(xì)胞一起穿過血腦屏障，一旦少突膠質(zhì)細(xì)胞被感染，就會(huì)發(fā)生溶解性感染[2]。

4 JCV與腎移植

免疫功能正常的個(gè)體中，JCV感染通常表現(xiàn)為無癥狀感染或輕度呼吸道癥狀。免疫功能的降低，特別是細(xì)胞介導(dǎo)的免疫功能改變，可導(dǎo)致多瘤病毒的重新激活，并造成免疫抑制病人出現(xiàn)嚴(yán)重的臨床后果。BKV與JCV同屬人多瘤病毒分支，已證實(shí)與腎移植術(shù)后多瘤病毒相關(guān)性腎病（polyomavirus-associated nephropathy，PVAN）、出血性膀胱炎相關(guān)。JCV與PML的相關(guān)性曾經(jīng)是研究熱點(diǎn)，而近年來JCV與腎移植術(shù)后并發(fā)癥的相關(guān)性逐漸被重視。

4.1 JCV與免疫

細(xì)胞免疫在控制病毒感染中起著至關(guān)重要的作用。PML被定義為AIDS相關(guān)疾病，在人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）感染者中發(fā)生率為3%～5%，而JCV已被公認(rèn)為是引起PML的病原體[1-2]。在AIDS大流行之前，PML非常罕見。不少學(xué)者認(rèn)為這是由于HIV感染導(dǎo)致CD4+T細(xì)胞減少，從而造成對(duì)JCV的免疫控制不足[1]。此外，非HIV相關(guān)的CD4+T細(xì)胞減少也與PML的發(fā)生相關(guān)。還有研究表明T細(xì)胞反應(yīng)在PML的進(jìn)展中減弱，而細(xì)胞毒 T 淋巴細(xì)胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL）應(yīng)答增強(qiáng)和對(duì)JCV的控制與PML病人生存率提高相關(guān)[2]。細(xì)胞免疫相關(guān)的免疫抑制劑如那他珠單抗、依法利珠單抗的應(yīng)用也被證實(shí)與PML相關(guān)[1,7]。

在細(xì)胞免疫功能低下的情況下，體液免疫或是阻止JCV的最后一道防線。已知JCV可以通過細(xì)胞表面帶有唾液酸乳糖-N-四糖c（sialylneolacto-N-tetraose c，LSTc）和非唾液酸化的糖胺聚糖（glycosaminoglycan，GAG）途徑進(jìn)入細(xì)胞，而JCV致病突變體常常會(huì)在VP1頂端的LSTc結(jié)合殘基中產(chǎn)生突變，可以使病毒逃避抗體介導(dǎo)的中和作用[1,3,16]。但也有文獻(xiàn)報(bào)道，從PML康復(fù)病人血漿中克隆的中和性抗體可以與JCV VP1頂端結(jié)合，從而阻止JCV進(jìn)入細(xì)胞[2]。推測(cè)PML康復(fù)病人體內(nèi)的JCV或許沒有完全逃避免疫，因此抗體得以有效中和[17]。此外，JCV已被證實(shí)允許在KG-1a、CD34+造血祖細(xì)胞、原代B細(xì)胞、骨髓CD138+漿細(xì)胞等體液免疫相關(guān)細(xì)胞中復(fù)制，其中原代B細(xì)胞及其祖細(xì)胞或許起到了病毒庫的作用[1-2]。

4.2 JCV與腎功能

腎移植術(shù)后無癥狀JCV尿癥發(fā)生率為16%～27%。多項(xiàng)研究表明，尿液中JCV的NCCR在不同基因型之間高度保守，原型JCV在穩(wěn)定的腎移植受者以及JCVAN病人中均占主導(dǎo)地位[8-9,12]，而JCV血癥很少被觀察到。

PVAN大多由BKV感染引起[18]，JCV是腎移植術(shù)后腎功能異常的罕見原因[10]，文獻(xiàn)記載較少。通常認(rèn)為JCV的重激活與總體免疫抑制的程度，尤其是細(xì)胞免疫抑制的程度相關(guān)，可能是因?yàn)槊庖咭种苿﹦┝窟^大，導(dǎo)致血藥濃度過高，免疫抑制過強(qiáng)。特定的細(xì)胞免疫相關(guān)免疫抑制劑如那他珠單抗也會(huì)導(dǎo)致JCV激活[2]。除了JCV在腎臟中復(fù)制之外，目前尚不確定其確切的致病因素。JCVAN病人可出現(xiàn)不明原因的腎功能下降及移植物功能異常。活組織檢查（活檢）是確診JCVAN的金標(biāo)準(zhǔn)，鏡下可見腎小管和尿路上皮中存在多瘤病毒的細(xì)胞病變，被感染的細(xì)胞具有擴(kuò)大的核及凝膠狀嗜堿性包涵體，同時(shí)出現(xiàn)腎小管間質(zhì)的纖維化和炎癥[9-10,19-20]。移植前JCV及BKV血清學(xué)檢查對(duì)于供、受者的篩選具有一定價(jià)值?；仡櫺匝芯匡@示，供者JCV血清抗體陽性時(shí)，受者更易發(fā)生JCV尿癥，且供者JCV血清抗體滴度越高，受者JCV尿癥的發(fā)生率越高[19]。在JCV血癥病人中，JCV血癥持續(xù)3周或更長(zhǎng)時(shí)間則表明已發(fā)展為PVAN[10,20]。目前尚無針對(duì)JCV感染的治療方法，唯一的選擇是減少免疫抑制劑劑量[8]。值得注意的是，JCVAN似乎僅在沒有BKV共同感染的情況下才發(fā)生[19]。

也有報(bào)道認(rèn)為JCV與腎移植術(shù)后腎小管間質(zhì)性炎癥相關(guān)[21]。一些證據(jù)支持了尿液JCV與腎病之間的腎保護(hù)關(guān)系。針對(duì)500例非裔美國(guó)人的研究顯示，與JCV尿癥陰性病人相比，JCV尿癥陽性病人慢性腎?。╟hronic kidney disease，CKD）的發(fā)生率下降了63%，因此提出猜想：人類的免疫系統(tǒng)可以允許少量JCV在泌尿系統(tǒng)中復(fù)制，這些少量的JCV不會(huì)導(dǎo)致腎病，反而會(huì)使全身免疫反應(yīng)下調(diào)，從而使腎炎、腎小球或腎小管間質(zhì)瘢痕發(fā)生率下降[22]。另一項(xiàng)針對(duì)200例腎移植受者的調(diào)查顯示，腎移植術(shù)后1年，與JCV尿癥陰性受者相比，JCV尿癥陽性受者急性排斥反應(yīng)的發(fā)生率降低，移植物存活率升高，兩組受者生存率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此認(rèn)為JCV感染可降低排斥反應(yīng)的發(fā)生率[23]。

筆者認(rèn)為，JCV與腎臟之間并不存在“保護(hù)關(guān)系”。CKD和急性排斥反應(yīng)均與免疫相對(duì)過強(qiáng)相關(guān)，而JCV的重新激活則與免疫抑制相關(guān)，因此，患有JCV尿癥的病人免疫抑制態(tài)狀下不易發(fā)生CKD及急性排斥反應(yīng)，其核心為機(jī)體免疫系統(tǒng)的狀態(tài)，而非JCV感染。

4.3 JCV相關(guān)疾病的治療

目前尚無針對(duì)JCV的抗病毒藥物。以PML病人為例，學(xué)者們嘗試了各種治療方法，但在所有的對(duì)照研究中未顯示所測(cè)試藥物對(duì)抗PML的療效，包括西多福韋、阿糖胞苷和甲氟喹[1,13]。許多靶向DNA復(fù)制的廣譜核苷類似物已被用于抑制PML病人的JCV復(fù)制，但沒有成功，因?yàn)楹塑疹愃莆镌谥袛嗖《綬NA和DNA合成的同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致宿主細(xì)胞RNA、DNA合成中斷，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致宿主細(xì)胞死亡[1]。一些中心嘗試通過另一種途徑來治療JCV相關(guān)性疾病，如前文提到的利用PML康復(fù)病人血漿克隆的中和性抗體，以及使用5-羥色胺受體激動(dòng)劑等方式抑制JCV與宿主細(xì)胞的結(jié)合。LSTc存在于所有類型的細(xì)胞表面，包括允許JCV復(fù)制的細(xì)胞及不允許JCV復(fù)制的細(xì)胞，因此阻斷JCV與該分子的結(jié)合可能不是治療干預(yù)的有效靶點(diǎn)，必須考慮藥物的不良反應(yīng)和毒性問題[1-2,24]。抑制JCV的有效方式是恢復(fù)免疫系統(tǒng)功能 ，早期聯(lián)合使用抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法可提高PML病人的生存率，這可能與抗JCV T細(xì)胞反應(yīng)的恢復(fù)和腦脊液中 JCV DNA 的減少相關(guān)[1-2,8,25]。

5 JCV與BKV的相互關(guān)系

JCV與BKV同屬多瘤病毒科，人多瘤病毒分支，親緣關(guān)系近，具有相似的基因結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特征，但在感染流行病學(xué)、病毒與宿主相互作用方面存在顯著差異[3,19,26]。BKV 已被證實(shí)與 PVAN 相關(guān)，5%～10%的BKV尿癥病人會(huì)發(fā)展為BKVAN，其中50%～80%會(huì)繼續(xù)發(fā)展為移植腎失功，這與炎癥的嚴(yán)重程度、腎小管細(xì)胞破壞程度及腎纖維化程度相關(guān)[18]。有學(xué)者認(rèn)為JCV與BKV之間存在相互促進(jìn)的作用。已有在腎移植受者尿液中發(fā)現(xiàn)JCV與BKV重組片段的報(bào)道[27]，以及由于BKV和JCV共同感染導(dǎo)致PVAN發(fā)展的報(bào)道。另一些研究則認(rèn)為JCV與BKV之間存在相互抑制的作用，在免疫抑制狀態(tài)下JCV和BKV以低速率共激活，且供、受者的BKV抗體滴度以劑量依賴性方式阻礙受者JCV尿癥的發(fā)展[23]。

筆者認(rèn)為，JCV與BKV之間的關(guān)系并不能單純以相互促進(jìn)或相互抑制來形容，兩種病毒之間或許存在一種動(dòng)態(tài)平衡的關(guān)系。當(dāng)機(jī)體的免疫水平正常時(shí)，JCV與BKV均處于受抑制的狀態(tài)，病毒無法導(dǎo)致相關(guān)并發(fā)癥；當(dāng)機(jī)體的免疫水平極度抑制時(shí)，JCV與BKV均不受限，因此呈現(xiàn)出一種相近的生長(zhǎng)趨勢(shì)，進(jìn)而引起PVAN，被誤以為是“互相促進(jìn)”；而當(dāng)機(jī)體的免疫水平處于上述兩種情況中間時(shí)，病毒的生長(zhǎng)空間受到免疫系統(tǒng)的阻礙，JCV與BKV需要爭(zhēng)奪生存權(quán)利，因此呈現(xiàn)出一種“相互抑制”的狀態(tài)。

6 小 結(jié)

綜上所述，JCV、BKV以及人體免疫系統(tǒng)狀態(tài)之間存在一種動(dòng)態(tài)平衡的關(guān)系。JCV、BKV的激活取決于免疫系統(tǒng)是否受到抑制，而隨著免疫系統(tǒng)抑制程度的變化，JCV與BKV之間的關(guān)系也會(huì)發(fā)生變化，呈現(xiàn)出相互促進(jìn)或相互抑制狀態(tài)。當(dāng)免疫系統(tǒng)抑制程度不足時(shí)，腎移植受者會(huì)發(fā)生急性排斥反應(yīng)，而當(dāng)免疫系統(tǒng)過度抑制時(shí)，JCV或BKV激活，引起PVAN，最終可能導(dǎo)致移植腎失功。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)JCV、BKV及人體免疫系統(tǒng)狀態(tài)的平衡如何維持與衡量認(rèn)知仍不夠，需要進(jìn)一步探索可以作為衡量標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)及指標(biāo)，為不同病人提供適當(dāng)?shù)膫€(gè)體化免疫抑制方案。