水痘-帶狀皰疹病毒潛伏感染的研究現(xiàn)狀

湯華民，賈俊麗，姚堃

南京醫(yī)科大學(xué)免疫學(xué)系，南京 211166

·綜述·

水痘-帶狀皰疹病毒潛伏感染的研究現(xiàn)狀

湯華民，賈俊麗，姚堃

南京醫(yī)科大學(xué)免疫學(xué)系，南京 211166

水痘-帶狀皰疹病毒潛伏感染后的再活化可引起帶狀皰疹，其潛伏感染與再活化的機(jī)制還不完全清楚。本文綜述了該病毒潛伏感染和再活化的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ托逻M(jìn)展，并概述了從這些實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭兴@得的最新知識(shí)。

水痘-帶狀皰疹病毒；潛伏感染；動(dòng)物模型

水痘-帶狀皰疹病毒(varicella-zoster virus，VZV)和單純皰疹病毒(herpes simplex virus，HSV)同屬皰疹病毒α亞科，具有嗜神經(jīng)性。VZV的初次感染主要發(fā)生在兒童，可引起水痘，水痘愈后VZV長(zhǎng)期潛伏于宿主神經(jīng)節(jié)中。隨著宿主年齡增加或免疫力低下時(shí)，VZV會(huì)再次活化，引起帶狀皰疹。水痘疫苗對(duì)水痘發(fā)病有很好的預(yù)防作用；對(duì)于帶狀皰疹的預(yù)防，目前只有利用高效價(jià)水痘疫苗開(kāi)發(fā)而成的帶狀皰疹疫苗，但帶狀皰疹疫苗僅在美國(guó)使用，尚未在世界范圍內(nèi)推廣。在高齡化進(jìn)程不斷加速的今天，高效價(jià)帶狀皰疹疫苗的開(kāi)發(fā)與推廣有重要的社會(huì)意義。本文結(jié)合當(dāng)前VZV研究的熱點(diǎn)，重點(diǎn)綜述VZV潛伏感染及再活化的最新進(jìn)展。

1 VZV的感染周期

1.1 VZV的入侵與擴(kuò)散

VZV主要通過(guò)飛沫經(jīng)呼吸道或直接接觸局部黏膜進(jìn)入機(jī)體后增殖而傳播。有關(guān)VZV如何進(jìn)入細(xì)胞，到目前為止了解并不多；而HSV入侵細(xì)胞的過(guò)程已解析得較清楚。HSV入侵細(xì)胞時(shí)，病毒表面的糖蛋白D(glycoprotein D，gD)與細(xì)胞表面的特異性受體相互作用而進(jìn)入細(xì)胞。可通過(guò)病毒包膜與細(xì)胞膜直接融合進(jìn)入細(xì)胞(非pH依賴細(xì)胞入侵過(guò)程)；或通過(guò)細(xì)胞內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞，然后病毒包膜與細(xì)胞內(nèi)膜融合從而釋放病毒核衣殼(pH依賴細(xì)胞入侵過(guò)程)。VZV顆粒中不表達(dá)HSV gD的同源糖蛋白，但其包膜中表達(dá)大量gE。曾有報(bào)道[1]稱(chēng)細(xì)胞內(nèi)的胰島素降解酶(insulin-degrading enzyme，IDE)能與gE結(jié)合，由此認(rèn)為IDE可能是VZV入侵細(xì)胞的受體；然而，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明IDE主要與未成熟gE相結(jié)合。因此，IDE是否為VZV入侵細(xì)胞的受體仍需驗(yàn)證[2]。此外，因?yàn)閂ZV的糖蛋白富含甘露糖6磷酸(mannose 6-phosphate，M6P)，所以VZV可能是通過(guò)M6P與M6P受體(mannose 6-phosphate receptor，MPR)結(jié)合而進(jìn)入細(xì)胞，此假說(shuō)還需進(jìn)一步證實(shí)[3]。VZV入侵細(xì)胞后，其核衣殼釋放至細(xì)胞質(zhì)，然后轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞核膜，其核酸釋放至細(xì)胞核內(nèi)，隨后病毒開(kāi)始復(fù)制。新合成的病毒核衣殼從細(xì)胞核內(nèi)膜獲得初級(jí)包膜(primary envelope)，進(jìn)而進(jìn)入細(xì)胞核的內(nèi)膜與外膜之間。接著，病毒的初級(jí)包膜與細(xì)胞核的外膜融合，病毒的核衣殼釋放至細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞質(zhì)中的核衣殼從反面高爾基體管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(trans-Golgi network，TGN)或TGN來(lái)源的細(xì)胞內(nèi)膜獲得次級(jí)包膜(secondary envelope)而包裝成熟，然后成熟的病毒顆粒釋放至細(xì)胞外，感染新的細(xì)胞。入侵機(jī)體的VZV先在局部黏膜組織中增殖，然后向周?chē)馨徒M織傳播、擴(kuò)散。淋巴組織中被感染的T細(xì)胞進(jìn)入血液，進(jìn)而向皮膚組織傳播、擴(kuò)散，臨床上呈現(xiàn)水痘。一般從VZV感染黏膜組織至水痘出現(xiàn)需10～21 d，這段時(shí)間可被認(rèn)為是病毒感染T細(xì)胞，T細(xì)胞再感染皮膚組織所需的時(shí)間。VZV感染的T細(xì)胞主要為記憶性T細(xì)胞，表達(dá)T細(xì)胞活化抗原和歸巢抗原，由此推斷感染皮膚組織的VZV來(lái)源于感染的T細(xì)胞[4]。此外，被VZV感染的T細(xì)胞表達(dá)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)和生存素(survivin)等蛋白，具有抗細(xì)胞凋亡的功能，從而保證病毒從T細(xì)胞向皮膚組織傳播的所需時(shí)間[5]。

1.2 VZV的神經(jīng)系統(tǒng)感染

皮膚組織中感染、增殖的VZV會(huì)沿神經(jīng)系統(tǒng)的軸突逆行輸送至神經(jīng)元的細(xì)胞體部，進(jìn)而在此形成潛伏感染(圖1A)。潛伏感染的病毒在宿主高齡和免疫抑制時(shí)會(huì)再次活化，通過(guò)順向運(yùn)輸?shù)竭_(dá)并感染皮膚組織，引起帶狀皰疹(圖1B)。

1.3 VZV感染相關(guān)蛋白

從VZV體內(nèi)感染過(guò)程來(lái)看，其具有嗜上皮、嗜T細(xì)胞和嗜神經(jīng)性的特性，這些特性也被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。VZV感染T細(xì)胞時(shí)，很難觀察到病毒引起的細(xì)胞融合；而當(dāng)VZV感染上皮細(xì)胞或神經(jīng)細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞融合非常明顯。神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞表面表達(dá)髓磷脂相關(guān)糖蛋白(myelin-associated glycoprotein，MAG)，VZV包膜表面表達(dá)的gB糖蛋白能與MAG結(jié)合，對(duì)VZV入侵神經(jīng)細(xì)胞及病毒引起神經(jīng)細(xì)胞融合起關(guān)鍵作用。但MAG在VZV感染其他細(xì)胞(如上皮細(xì)胞)中的作用還有待研究。VZV感染上述3種細(xì)胞時(shí)，均需gE參與。此外，在VZV感染上皮細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞時(shí)還需病毒gI參與。gE與gI能相互作用，并以糖蛋白復(fù)合物的形式參與病毒入侵細(xì)胞的過(guò)程。

A: VZV-infected T cells transmit the virus to skin tissue where the virus productively replicates and gains the access to the neuron through retrograde transport. Recently, it has also been reported that the virus might get to the neuron by the transmission of T cells. B: After reactivation, the VZV particles return back to the skin tissue through anterograde transport.

圖1 VZV潛伏感染的建立與再活化

Fig.1 Establishment and reactivation of VZV latent infection

2 VZV潛伏感染的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h2>

在HSV研究中，已建立潛伏感染小鼠、家兔及培養(yǎng)細(xì)胞模型。由于VZV感染局限于人，故利用動(dòng)物模型來(lái)研究其潛伏感染非常困難。到目前為止，關(guān)于VZV潛伏感染的結(jié)論主要來(lái)自尸體解剖樣品的研究。雖然有文獻(xiàn)報(bào)道利用小鼠、家兔等小型動(dòng)物來(lái)研究VZV感染現(xiàn)象，但尚未能建立人體中VZV潛伏感染再活化的動(dòng)物模型[6-7]。

2.1 VZV潛伏感染豚鼠模型

20多年前，有團(tuán)隊(duì)利用豚鼠培養(yǎng)細(xì)胞馴化VZV，并利用馴化的病毒感染豚鼠，從而研究VZV感染引起的病理?yè)p傷等現(xiàn)象，但沒(méi)有研究被馴化病毒感染的豚鼠感覺(jué)性神經(jīng)節(jié)中是否存在病毒核酸，或是否有病毒基因產(chǎn)物表達(dá)，因此該病毒是否能在豚鼠中建立潛伏感染還不清楚[8-9]。近年來(lái)，Gan等發(fā)現(xiàn)VZV感染能引起人腸道病變，并從腸道組織中檢出VZV DNA。基于此，該研究團(tuán)隊(duì)利用VZV感染的人外周血單個(gè)核細(xì)胞(peripheral blood mononuclear cell，PBMC)來(lái)感染豚鼠，從而建立VZV豚鼠腸管神經(jīng)節(jié)潛伏感染模型，但該模型中潛伏感染的病毒是否可再次活化還不清楚[10]。有趣的是，體外實(shí)驗(yàn)利用豚鼠的腸道神經(jīng)節(jié)可建立VZV潛伏感染和再活化模型，解析了潛伏感染病毒基因的表達(dá)[11]，但該模型是否能再現(xiàn)人腸道神經(jīng)節(jié)感染還有待進(jìn)一步研究。

2.2 人源化嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷(severe combined immunodeficiency-humanized，SCID-hu)小鼠模型

VZV研究中使用的SCID-hu 小鼠模型由Arvin等開(kāi)發(fā)，是在SCID小鼠的基礎(chǔ)上移植人的皮膚等組織構(gòu)建而成。其后，用VZV感染移植的人體組織，可動(dòng)態(tài)研究VZV在人體組織中的感染現(xiàn)象與機(jī)制。如果在SCID小鼠中移植了來(lái)自終止妊娠胎兒的背根神經(jīng)節(jié)(dorsal root ganglion)，再用VZV感染移植組織，就能建立VZV神經(jīng)感染模型。利用該模型，Arvin等詳細(xì)研究了VZV在溶解性感染和潛伏感染時(shí)的病毒基因產(chǎn)物。然而，該模型中病毒感染神經(jīng)組織不是血源或由上皮順向運(yùn)輸而來(lái)，而是通過(guò)細(xì)胞-細(xì)胞間感染或直接利用病毒顆粒(cell-free virus)感染，因此其能否再現(xiàn)人體內(nèi)的潛伏感染還有待研究。

2.3 VZV感染靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物模型

VZV感染侏狨等靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物時(shí)，只能看到臨床癥狀不明顯的非顯性感染，且尚未能確認(rèn)這些感染動(dòng)物中的VZV潛伏感染。因此，利用靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物研究VZV潛伏感染時(shí)，可能需使用與人類(lèi)更接近的、更高等的靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物。

2.4 基于猴帶狀皰疹病毒(simian varicella virus，SVV)的動(dòng)物模型

SVV核酸序列與VZV約有70%的同源性，在很大程度上SVV感染與VZV感染非常相像。SVV感染猴后，引起病毒血癥，呈現(xiàn)水痘癥狀，動(dòng)物體內(nèi)能檢測(cè)到T、B細(xì)胞免疫反應(yīng)，且能形成潛伏感染，潛伏感染的病毒亦能再次活化(因使用的猴種類(lèi)及病毒感染方式不一樣，有時(shí)只能看到其中一部分現(xiàn)象)。需強(qiáng)調(diào)的是，如果對(duì)SVV潛伏感染的猴給予免疫抑制劑，時(shí)常能檢測(cè)到病毒再活化，且出現(xiàn)帶狀皰疹癥狀。由此可見(jiàn)，SVV動(dòng)物模型是研究VZV類(lèi)病毒較為有用的動(dòng)物模型。然而，對(duì)SVV感染的猴神經(jīng)組織進(jìn)行詳細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)，與HSV潛伏感染一樣，在SVV感染的猴神經(jīng)組織中檢測(cè)到潛伏感染相關(guān)轉(zhuǎn)錄體(latency-associated transcript，LAT)的產(chǎn)物。雖然對(duì)LAT在病毒潛伏感染中的作用還不完全清楚，但到目前為止還沒(méi)有在VZV潛伏感染的人神經(jīng)組織中檢測(cè)到LAT表達(dá)。因此，SVV與VZV維持潛伏感染的機(jī)制有可能不同。

2.5 分化神經(jīng)細(xì)胞模型

近年，利用iPS細(xì)胞或ES細(xì)胞分化來(lái)的神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行VZV神經(jīng)細(xì)胞感染機(jī)制研究成為可能。如果用高感染復(fù)數(shù)(multiplicity of infection，MOI)病毒來(lái)感染這些細(xì)胞，細(xì)胞出現(xiàn)病變而死亡；如果用低MOI病毒來(lái)感染這些細(xì)胞，細(xì)胞能存活2周以上，且不出現(xiàn)明顯的細(xì)胞病變[12]。進(jìn)一步研究表明，VZV對(duì)這些細(xì)胞會(huì)呈現(xiàn)不明顯感染[13]。高通量測(cè)序研究表明，在VZV感染的神經(jīng)細(xì)胞中病毒基因的表達(dá)量與該病毒在成纖維細(xì)胞感染中的基因量相比，只有12個(gè)病毒基因表達(dá)有顯著差異。低MOI VZV感染的神經(jīng)細(xì)胞不出現(xiàn)病變很有可能是VZV DNA數(shù)量少[14]。利用該感染系統(tǒng)研究VZV在神經(jīng)細(xì)胞中的運(yùn)輸也將成為可能。此外，如果將分化的神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行3D培養(yǎng)，這些細(xì)胞能存活6個(gè)月以上，從而使研究VZV的持續(xù)感染成為可能。

3 VZV的潛伏感染與活化

3.1 VZV潛伏感染的確立

一般認(rèn)為，初次感染時(shí)VZV在皮膚組織中增殖后向神經(jīng)細(xì)胞傳播，該過(guò)程中VZV通過(guò)逆行運(yùn)輸?shù)竭_(dá)神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞體。非常有趣的是，在SVV感染研究中，皮膚出現(xiàn)皰疹前已能在神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞體部檢測(cè)到該病毒[15]。VZV能感染記憶性T細(xì)胞[16]。在利用SCID-hu小鼠的VZV感染實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，VZV感染的記憶性T細(xì)胞能向神經(jīng)節(jié)傳播病毒[17]。由此可見(jiàn)，VZV除從皮膚組織向神經(jīng)組織傳播外，也可能通過(guò)感染的T細(xì)胞向神經(jīng)組織傳播(圖1A)。

從病毒到達(dá)神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞體至病毒潛伏感染建立是否需病毒增殖，還不是很清楚。在HSV研究中，一般被接受的是“多次感染”(round trip infection)的神經(jīng)系統(tǒng)感染模型。該模型中，病毒到達(dá)神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞體后先增殖，再通過(guò)順行運(yùn)輸感染皮膚組織，病毒在皮膚組織再次增殖后通過(guò)逆行運(yùn)輸向神經(jīng)系統(tǒng)傳播，這樣病毒就能感染更多的神經(jīng)細(xì)胞，但病毒增殖對(duì)其潛伏感染的建立不是必需的[18]。關(guān)于VZV是否通過(guò)同樣的感染機(jī)制來(lái)建立潛伏感染，是今后的研究方向。

VZV核酸進(jìn)入細(xì)胞核后，主要被早幼粒細(xì)胞性白血病(promyelocytic leukemia，PML)蛋白和核結(jié)構(gòu)域10(nuclear domain 10，ND10)蛋白組成的PML/ND10核小體所識(shí)別。PML/ND10核小體的抗病毒作用至少有兩種機(jī)制：其一，PML/ND10核小體作用于病毒核酸啟動(dòng)子區(qū)域，使之異染色質(zhì)(heterochromatin)化，導(dǎo)致病毒基因沉默[19-20]。其二，PML/ND10核小體將病毒核酸局限于核內(nèi)一定區(qū)域，也能抑制病毒增殖[21]。此外，游離的PML/ND10復(fù)合體會(huì)形成PML的籠狀結(jié)構(gòu)(cage)，將新合成的病毒核衣殼局限于核內(nèi)一定區(qū)域，也有助于病毒感染的沉默[21]。在VZV感染細(xì)胞中，VZV能通過(guò)即刻早期蛋白61(immediate-early protein 61，IE61)阻礙PML/ND10核小體功能，此過(guò)程中PML/ND10核小體結(jié)構(gòu)遭到破壞，但其蛋白一般不被降解，且VZV感染后IE61的抗PML/ND10核小體功能是一過(guò)性的。PML/ND10核小體及其復(fù)合物是否在VZV神經(jīng)細(xì)胞潛伏感染的確立中起關(guān)鍵作用，也是今后的研究方向。

3.2 VZV潛伏感染時(shí)病毒基因的表達(dá)及病毒潛伏感染的維持

研究尸體解剖獲得的人神經(jīng)細(xì)胞結(jié)果顯示，在人三叉神經(jīng)中能檢測(cè)到的VZV DNA數(shù)量為101～104拷貝/100 ng總DNA。此外，只能檢測(cè)到為數(shù)不多的病毒基因產(chǎn)物。到目前為止，能檢出的病毒基因產(chǎn)物有：ORF4、ORF11、ORF18、ORF29、ORF40、ORF41、ORF43、ORF57、ORF62、ORF63、ORF66、ORF68[22-24]。有趣的是，從死亡到尸體解剖的時(shí)間影響病毒基因產(chǎn)物的檢測(cè)，尸體解剖越早，檢出的病毒基因產(chǎn)物越少。因此，目前檢出的病毒基因產(chǎn)物是否是真正的病毒潛伏感染時(shí)的基因產(chǎn)物，或只是死亡導(dǎo)致的神經(jīng)病變引起的病毒基因表達(dá)產(chǎn)物，還需進(jìn)一步研究[25]。

死后24 h內(nèi)的尸體解剖神經(jīng)節(jié)結(jié)果表明，病毒核酸的ORF62與ORF63基因啟動(dòng)子區(qū)域被常染色質(zhì)(euchromatin)化，這些基因的表達(dá)及其功能可能有助于病毒潛伏感染的維持[26]。病毒ORF63基因產(chǎn)物在死后9 h內(nèi)的尸體解剖樣品中亦能檢出，且是檢出最多的病毒基因產(chǎn)物。VZV溶解性感染時(shí)，ORF63的產(chǎn)物(IE63)以磷酸化形式存在于細(xì)胞核內(nèi)[27-28]，并與人抗沉默功能蛋白1(antisilencing function 1，ASF1)結(jié)合，該復(fù)合物能調(diào)節(jié)病毒的溶解性感染與潛伏感染[29]。此外，IE63也能抑制病毒感染引起的機(jī)體干擾素分泌[30-31]。IE63可能對(duì)病毒潛伏感染的建立與維持起重要作用。然而到目前為止，對(duì)IE63功能的解析主要是利用上皮細(xì)胞而不是神經(jīng)細(xì)胞，因此其在病毒感染神經(jīng)細(xì)胞中的作用需進(jìn)一步研究。目前，尚無(wú)研究報(bào)道VZV ORF62基因在病毒潛伏感染中的功能。

3.3 VZV的活化

潛伏感染的VZV在高齡者機(jī)體處于免疫抑制時(shí)會(huì)再次活化，其分子水平的活化機(jī)制尚不完全清楚。VZV再活化機(jī)制的研究是當(dāng)今病毒研究的熱點(diǎn)之一。

HSV和VZV可感染同一神經(jīng)節(jié)、同一神經(jīng)節(jié)中相鄰的神經(jīng)細(xì)胞或同一神經(jīng)細(xì)胞而建立潛伏感染，但兩種病毒的再活化情況不一樣。HSV再活化引起的疾病主要在年輕人中多見(jiàn)，且在同一患者中可反復(fù)再活化、致病。VZV再活化引起的帶狀皰疹多見(jiàn)于老年人群，一般只發(fā)病一次[32]。由此可見(jiàn)，兩種病毒的再活化機(jī)制很有可能是不同的。因?yàn)镠SV潛伏動(dòng)物模型已建立，其再活化研究的進(jìn)展非常迅速；而對(duì)于VZV再活化，因?yàn)闆](méi)有合適的動(dòng)物模型，研究進(jìn)展比較緩慢。

尸體解剖中的VZV再活化，很可能是組織處于低氧狀況造成的，低氧對(duì)神經(jīng)細(xì)胞造成壓力(stress)，進(jìn)而導(dǎo)致VZV再活化。低氧情況下，細(xì)胞內(nèi)下調(diào)蛋白表達(dá)的哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)功能被抑制，使病毒蛋白合成抑制被解除，從而誘導(dǎo)病毒再活化[33]。在其他α皰疹病毒研究中，除低氧環(huán)境外，還可利用藥物等方法來(lái)誘導(dǎo)病毒再活化。在這些實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)某些處理誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡信號(hào)和某些細(xì)胞因子表達(dá)可促進(jìn)病毒再活化[34-35]。

在VZV再活化模型中，因?yàn)樯窠?jīng)細(xì)胞壓力等因素而造成病毒核酸活化是病毒活化的第1步。潛伏感染的病毒核酸受異染色質(zhì)與常染色質(zhì)修飾而控制病毒基因的表達(dá)。兩種核酸修飾部位因?yàn)橛蠧TCF(CCCTC-binding factor)的存在而被隔開(kāi)。病毒核酸再活化時(shí)，CTCF會(huì)從病毒核酸上脫落，造成核酸修飾改變，進(jìn)而導(dǎo)致病毒再活化。在HSV研究中，活化的病毒核酸基因表達(dá)不是遵循皰疹病毒初次感染時(shí)的病毒基因表達(dá)順行〔經(jīng)典級(jí)聯(lián)(classical cascade)：早早期基因——早期基因——晚期基因〕，而是各期基因一起表達(dá)。此外，這些基因的表達(dá)也不依賴于某個(gè)病毒蛋白的表達(dá)或病毒核酸的復(fù)制[36]。尸體解剖神經(jīng)節(jié)的VZV研究結(jié)果表明，隨著死亡后時(shí)間的推移，病毒基因表達(dá)數(shù)目增加，且與HSV一樣，VZV基因表達(dá)不遵循經(jīng)典級(jí)聯(lián)。如果在病毒活化階段消除誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞壓力的因素，再活化的病毒核酸就能再次沉默。如果細(xì)胞壓力持續(xù)存在，病毒基因就能大量表達(dá)，最終形成經(jīng)典級(jí)聯(lián)的病毒基因表達(dá)。其后，新的病毒顆粒被組裝，病毒從神經(jīng)組織向皮膚組織傳播并感染，導(dǎo)致帶狀皰疹發(fā)生。

利用SCID-hu小鼠來(lái)研究HSV和VZV的神經(jīng)組織感染發(fā)現(xiàn)，HSV感染神經(jīng)組織中觀察不到細(xì)胞融合；而在VZV感染神經(jīng)組織中，VZV不僅感染神經(jīng)元，還能感染其周?chē)男l(wèi)星細(xì)胞，可見(jiàn)到細(xì)胞融合形成的多核巨細(xì)胞，且觀察到的VZV感染現(xiàn)象在尸體解剖組織中也能觀察到[37-38]。這些感染現(xiàn)象很可能與帶狀皰疹引起的劇烈神經(jīng)疼痛相一致[39]。

4 結(jié)語(yǔ)

與HSV相比，VZV潛伏感染研究進(jìn)展非常緩慢，原因之一是還沒(méi)有建立VZV潛伏感染與再活化動(dòng)物模型。VZV潛伏感染動(dòng)物模型的構(gòu)建將是VZV研究的一個(gè)重點(diǎn)課題，不僅有助于VZV潛伏感染與再活化機(jī)制的研究，還有助于控制病毒再活化方法的開(kāi)發(fā)。最近，利用iPS或ES細(xì)胞分化神經(jīng)細(xì)胞來(lái)研究VZV感染機(jī)制已成為可能。如果病毒感染方式等能進(jìn)一步改良，也將有助于VZV潛伏感染機(jī)制的研究。

[1] Li QX, Ali MA, Cohen JI. Insulin degrading enzyme is a cellular receptor mediating varicella-zoster virus infection and cell-to-cell spread [J]. Cell, 2006, 127(2): 305-316.

[2] Carpenter JE, Jackson W, de Souza GA, Haarr L. Insulin-degrading enzyme binds to the nonglycosylated precursor of varicella-zoster virus gE protein found in the endoplasmic reticulum [J]. J Virol, 2010, 84(2): 847-855.

[3] Chen JJ, Zhu ZL, Gershon AA, Gershon MD. Mannose 6-phosphate receptor dependence of varicella zoster virus infection in vitro and in the epidermis during varicella and zoster [J]. Cell, 2004, 119(7): 915-926.

[4] Ku CC, Padilla JA, Grose C, Butcher EC, Arvin AM. Tropism of varicella-zoster virus for human tonsillar CD4+T lymphocytes that express activation, memory, and skin homing markers [J]. J Virol, 2002, 76(22): 11425-11433.

[5] Sen N, Che XB, Rajamani J, Zerboni LA, Ptacek J, Arvin AM. Signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) and survivin induction by varicella-zoster virus promote replication and skin pathogenesis [J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2012, 109(2): 600-605.

[6] Haberthur K, Messaoudi I. Animal models of varicella zoster virus infection [J]. Pathogens, 2013, 2(2): 364-382.

[7] Kinchington PR, Goins WF. Varicella zoster virus-induced pain and post-herpetic neuralgia in the human host and in rodent animal models [J]. J Neurovirol, 2011, 17(6): 590-599.

[8] Lowry PW, Sabella C, Koropchak CM, Watson BN, Thackray HM, Abbruzzi GM, Arvin AM. Investigation of the pathogenesis of varicella-zoster virus infection in guinea pigs by using polymerase chain reaction [J]. J Infect Dis, 1993, 167(1): 78-83.

[9] Myers MG, Connelly BL, Stanberry LR. Varicella in hairless guinea pigs [J]. J Infect Dis, 1991, 163(4): 746-751.

[10] Gan L, Wang ML, Chen JJ, Gershon MD. Infected peripheral blood mononuclear cells transmit latent varicella zoster virus infection to the guinea pig enteric nervous system [J]. J Neurovirol, 2014, 20(5): 442-456.

[11] Chen JJ, Gershon AA, Li ZS, Lungu O, Gershon MD. Latent and lytic infection of isolated guinea pig enteric ganglia by varicella zoster virus [J]. J Med Virol, 2003, 70(Suppl 1): S71-S78.

[12] Sadaoka T, Depledge DP, Rajbhandari L, Venkatesan A, Breuer J, Cohen JI. In vitro system using human neurons demonstrates that varicella-zoster vaccine virus is impaired for reactivation, but not latency [J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2016, 113(17): E2403-E2412.

[13] Grose C, Yu XL, Cohrs RJ, Carpenter JE, Bowlin JL, Gilden D. Aberrant virion assembly and limited glycoprotein C production in varicella-zoster virus-infected neurons [J]. J Virol, 2013, 87(17): 9643-9648.

[14] Baird NL, Bowlin JL, Yu X, JonjiS, Haas J, Cohrs RJ, Gilden D. Varicella zoster virus DNA does not accumulate in infected human neurons [J]. Virology, 2014. doi: 10.1016/j.virol.2014.04.014.

[15] Ouwendijk WJ, Mahalingam R, de Swart RL, Haagmans BL, van Amerongen G, Getu S, Gilden D, Osterhaus AD, Verjans GM. T-cell tropism of simian varicella virus during primary infection [J]. PLoS Pathog, 2013, 9(5): e1003368.

[16] Ku CC, Zerboni L, Ito H, Graham BS, Wallace M, Arvin AM. Varicella-zoster virus transfer to skin by T cells and modulation of viral replication by epidermal cell interferon-alpha [J]. J Exp Med, 2004, 200(7): 917-925.

[17] Zerboni L, Ku CC, Jones CD, Zehnder JL, Arvin AM. Varicella-zoster virus infection of human dorsal root ganglia in vivo [J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2005, 102(18): 6490-6495.

[18] Steiner I, Spivack JG, Deshmane SL, Ace CI, Preston CM, Fraser NW. A herpes simplex virus type 1 mutant containing a nontransinducing Vmw65 protein establishes latent infection in vivo in the absence of viral replication and reactivates efficiently from explanted trigeminal ganglia [J]. J Virol, 1990, 64(4): 1630-1638.

[19] Newhart A, Rafalska-Metcalf IU, Yang TA, Janicki SM. Single-cell analysis of Daxx and ATRX-dependent transcriptional repression [J]. J Cell Sci, 2012, 125(22): 5489-5501.

[20] Lukashchuk V, Everett RD. Regulation of ICP0-Null mutant herpes simplex virus type 1 infection by ND10 components ATRX and hDaxx [J]. J Virol, 2010, 84(8): 4026-4040.

[21] Reichelt M, Wang L, Sommer M, Perrino J, Nour AM, Sen N, Baiker A, Zerboni L, Arvin AM. Entrapment of viral capsids in nuclear PML cages is an intrinsic antiviral host defense against varicella-zoster virus [J]. PLoS Pathog, 2011, 7(2): e1001266.

[22] Cohrs RJ, Gilden DH, Kinchington PR, Grinfeld E, Kennedy PG. Varicella-zoster virus gene 66 transcription and translation in latently infected human ganglia [J]. J Virol, 2003, 77(12): 6660-6665.

[23] Kennedy PG, Grinfeld E, Bell JE. Varicella-zoster virus gene expression in latently infected and explanted human ganglia [J]. J Virol, 2000, 74(24): 11893-11898.

[24] Nagel MA, Choe A, Traktinskiy IA, Gilden D, Cohrs RJ. Varicella-zoster virus transcriptome in latently infected human ganglia [J]. J Virol, 2011, 85(5): 2276-2287.

[25] Ouwendijk WJ, Choe A, Nagel MA, Osterhaus AD, Cohrs RJ. Restricted varicella-zoster virus transcription in human trigeminal ganglia obtained soon after death [J]. J Virol, 2012, 86(18): 10203-10206.

[26] Gary L, Gilden DH, Cohrs RJ. Epigenetic regulation of varicella-zoster virus open reading frames 62 and 63 in latently infected human trigeminal ganglia [J]. J Virol, 2006, 80(10): 4921-4926.

[27] Mueller NH, Graf LL, Orlicky D, Gilden D, Cohrs RJ. Phosphorylation of the nuclear form of varicella-zoster virus immediate-early protein 63 by casein kinase II at serine 186 [J]. J Virol, 2009, 83(23): 12094-12100.

[28] Mueller NH, Walters MS, Marcus RA, Graf LL, Prenni J, Gilden D, Silverstein SJ, Cohrs RJ. Identification of phosphorylated residues on varicella-zoster virus immediate-early protein ORF63 [J]. J Gen Virol, 2010, 91(Pt 5): 1133-1137.

[29] Ambagala AP, Bosma T, Ali MA, Poustovoitov M, Chen JJ, Gershon MD, Adams PD, Cohen JI. Varicella-zoster virus immediate-early 63 protein interacts with human antisilencing function 1 protein and alters its ability to bind histones h3.1 and h3.3 [J]. J Virol, 2009, 83(1): 200-209.

[30] Ambagala AP, Cohen JI. Varicella-zoster virus IE63, a major viral latency protein, is required to inhibit the alpha interferon-induced antiviral response [J]. J Virol, 2007, 81(15): 7844-7851.

[31] Di Valentin E, Bontems S, Habran L, Jolois O, Markine-Goriaynoff N, Vanderplasschen A, Sadzot-Delvaux C, Piette J. Varicella-zoster virus IE63 protein represses the basal transcription machinery by disorganizing the pre-initiation complex [J]. Biol Chem, 2005, 386(3): 255-267.

[32] Johnson RW, Whitton TL. Management of herpes zoster (shingles) and postherpetic neuralgia [J]. Expert Opin Pharmacother, 2004, 5(3): 551-559.

[33] Connolly E, Braunstein S, Formenti S, Schneider RJ. Hypoxia inhibits protein synthesis through a 4E-BP1 and elongation factor 2 kinase pathway controlled by mTOR and uncoupled in breast cancer cells [J]. Mol Cell Biol, 2006, 26(10): 3955-3965.

[34] Du T, Zhou GY, Roizman B. Induction of apoptosis accelerates reactivation of latent HSV-1 in ganglionic organ cultures and replication in cell cultures [J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2012, 109(36): 14616-14621.

[35] Workman A, Eudy J, Smith L, da Silva LF, Sinani D, Bricker H, Cook E, Doster A, Jones C. Cellular transcription factors induced in trigeminal ganglia during dexamethasone-induced reactivation from latency stimulate bovine herpesvirus 1 productive infection and certain viral promoters [J]. J Virol, 2012, 86(5): 2459-2473.

[36] Kim JY, Mandarino A, Chao MV, Mohr I, Wilson AC. Transient reversal of episome silencing precedes VP16-dependent transcription during reactivation of latent HSV-1 in neurons [J]. PLoS Pathog, 2012, 8(2): e1002540.

[37] Reichelt M, Zerboni L, Arvin AM. Mechanisms of varicella-zoster virus neuropathogenesis in human dorsal root ganglia [J]. J Virol, 2008, 82(8): 3971-3983.

[38] Zerboni L, Che XB, Reichelt M, Qiao YA, Arvin A. Herpes simplex virus 1 tropism for human sensory ganglion neurons in the severe combined immunodeficiency mouse model of neuropathogenesis [J]. J Virol, 2013, 87(5): 2791-2802.

[39] Esiri MM, Tomlinson AH. Herpes zoster:Demonstration of virus in trigeminal nerve and ganglion by immunofluorescence and electron microscopy [J]. J Neurol Sci, 1972, 15(1): 35-48.

. YAO Kun, E-mail: yaokun@njmu.edu.cn

Latent infection of varicella-zoster virus

TANG Huamin, JIA Junli, YAO Kun

DepartmentofImmunology,NanjingMedicalUniversity,Nanjing211166,China

Varicella-zoster virus (VZV) may cause latent infection and its reactivation is associated with zoster (shingles). The mechanism behind the VZV reactivation is still unclear. Here, the experimental models developed for VZV latency study are described and the updated knowledge is summarized.

Varicella-zoster virus; Latent infection; Animal model

國(guó)家自然科學(xué)基金(81273235、81571979)

姚堃

2016-06-01)