孫 鶴，于建才，赫嘉惠(綜述)，趙德超(審校)

(哈爾濱醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院心內八病房,哈爾濱 150001)

心肌炎是指由于各種原因引起的心肌的炎性病變。感染、自身免疫性疾病、物理化學因素等均可以引起心肌炎。心肌炎臨床表現(xiàn)各異，輕癥患者可無任何癥狀，而重癥患者可發(fā)生心力衰竭、心源性休克甚至猝死。心肌炎中病毒性心肌炎最常見，其中又以柯薩奇B組病毒(coxsackie virus B,CVB)最為常見。

CVB感染導致病毒性心肌炎、心肌病分為三個階段，即急性、亞急性和慢性階段。急性階段，病毒感染直接損傷心肌細胞，固有免疫細胞(如樹突細胞、自然殺傷細胞、巨噬細胞等)浸潤心臟，限制病毒傳播。亞急性階段，由特異性T淋巴細胞組成的炎細胞浸潤心臟。CD8+T細胞識別病毒感染的心肌細胞，進一步溶解心肌細胞，對抗病毒的抗體產生也在這個階段達到高峰。慢性階段，病毒感染和免疫反應消失，自身免疫和(或)不明機制的低水平炎癥持續(xù)很多年，與急性、慢性階段心肌細胞損傷導致心肌重構相結合，導致擴張型心肌病的發(fā)生。

1 病毒入侵

柯薩奇病毒和腺病毒感染心肌細胞共用一個受體，稱之為柯薩奇-腺病毒受體(coxsackie-adenovirus receptor，CAR)。CAR是CVB所有6個血清型(CVB1～CVB6)感染心肌細胞的主要受體。大部分柯薩奇病毒通過CAR和衰變加速因子(decay accelerating factor,DAF)兩種受體作為最初的感染，CAR是占主導地位的受體，在沒有DAF參與下可以導致組織細胞的感染[1]。研究顯示，幼鼠CAR主要表達在心肌細胞表面，成鼠CAR主要表達在閏盤中，幼鼠和成鼠的心臟都有CAR表達，幼鼠CAR表達水平顯著高于成鼠，表明CAR表達水平和定位很可能是新生兒和小兒易患病毒性心肌炎的決定性因素[2]。通過對小鼠心肌組織CAR基因剔除后，細胞因子產生顯著減少、心肌損傷減輕，這也證明了CAR對CVB感染至關重要的作用[3]。

DAF即CD55，為細胞表面補體調節(jié)蛋白，DAF能夠增加CAR作為復合體的感染效率,但DAF不能單獨導致CVB感染[4]。

2 免疫反應

2.1固有免疫 固有免疫系統(tǒng)是抗病毒的第一道防線，對控制病毒感染至關重要。宿主通過模式識別受體感應入侵的微生物，識別病原相關分子模式。固有免疫識別入侵的病毒，產生干擾素、細胞因子，調節(jié)細胞活化和分化，發(fā)揮直接抗病毒效果。模式識別受體主要包括Toll樣受體(Toll-like receptor，TLR)、維甲酸誘導基因I樣受體等。

2.1.1TLR 研究發(fā)現(xiàn)，TLR是參與抗感染的一個跨膜分子家族[5]。在小鼠中發(fā)現(xiàn)了13種TLR,人類中已發(fā)現(xiàn)了10種。在人體的心臟組織中TLR-3、TLR-4表達相對豐富,表明在病毒性心肌炎的發(fā)病中，TLR起重要作用[6]。在TLR-3剔除的鼠與野生鼠相比，更易感染CVB3而形成心肌炎，有相對高的死亡率[7]。在TLR-3表達的轉基因鼠，早期感染階段毒血癥水平低，小鼠存活率高[7]。

2.1.2維甲酸誘導基因I樣受體 維甲酸誘導基因I樣受體是細胞內的模式識別受體,其中維甲酸誘導基因I和黑色素瘤差異化相關基因5是維甲酸誘導基因I樣受體家族中重要的成員。研究表明,黑色素瘤差異化相關基因5在調節(jié)病毒復制，提高宿主存活方面起重要作用[8]。維甲酸誘導基因I樣受體能識別進入細胞質的病毒成分,調節(jié)干擾素的分泌,發(fā)揮抗病毒效應[9]。

2.2細胞免疫 研究證實感染小鼠的心肌組織存在不同類型的免疫細胞浸潤，其中以大量巨噬細胞、中性粒細胞和淋巴細胞為主，伴有少量B細胞、樹突狀細胞和自然殺傷細胞等[10]。

自然殺傷細胞、中性粒細胞、巨噬細胞是浸潤心肌最早的細胞，有免疫浸潤的作用。T淋巴細胞能夠清除病毒，介導心臟炎癥。B細胞產生自身抗體，抗體介導免疫可以清除病毒，并導致自身免疫和慢性心臟衰竭。T細胞通過激活為細胞毒性淋巴細胞,釋放穿孔素/顆粒酶介導殺傷靶細胞及Fas/FasL誘導細胞凋亡[11]。

Th17亞群是一群新發(fā)現(xiàn)的由轉化生長因子和白細胞介素(interleukin,IL)6誘導分化,分泌IL-17和IL-6,介導自身免疫,且不同于Th1和Th2的T淋巴細胞亞群。研究表明，病毒性心肌炎小鼠心肌IL-17表達水平與病毒復制有顯著相關性[12]。Th17細胞在慢性心肌炎中起作用，Th17細胞的抑制治療有利于患者預防自身免疫，并可能成為心肌炎預后評價的診斷指標[13]。

2.3細胞因子 在病毒感染的急性階段，在心臟可以檢測到多種細胞因子和趨化因子，如IL-1、IL-2、IL-6、IL-10、腫瘤壞死因子α、γ干擾素。這些細胞因子在炎性細胞浸潤前升高。心肌細胞、內皮細胞和成纖維細胞以及固有免疫細胞對細胞因子表達起著重要作用。IL-2、腫瘤壞死因子α、干擾素γ等細胞因子對招募、激活免疫細胞至關重要。炎性反應時,細胞因子之間通過協(xié)同作用,促成炎癥的發(fā)生、發(fā)展。

酪氨酸激酶/信號轉導子和轉錄激活子(janus protein tyrosine kinase/signal transducer and activator of transcription，JAK/STAT)途徑是細胞因子信號轉導的重要途徑,與炎性反應、氧化應激、細胞損傷、凋亡密切相關[14]。細胞因子信號傳送阻抑物(suppressor of cytokine signaling,SOCS)是新近發(fā)現(xiàn)的一類與細胞因子JAK/STAT信號轉導途徑有關的負性調節(jié)因子。很多已知的細胞因子通過細胞膜上的細胞因子受體結合激活JAK/STAT信號轉導途徑，進一步激活細胞因子基因轉錄。SOCS蛋白通過綁定JAK或其受體，阻止JAK介導的細胞因子受體磷酸化，導致隨后激活STAT分子的關閉。

CVB3感染心臟與心臟JAK/STAT信號激活和SOCS-1、SCOS-3表達有關。研究發(fā)現(xiàn)，與同窩出生的野生鼠相比，表達SOCS-1、SCOS-3轉基因鼠增加CVB3感染的易患性[15]。細胞因子導致JAK/STAT信號激活，抵抗CVB，介導心肌保護，驅動心肌炎中抗病毒機制。

3 細胞凋亡

心肌細胞凋亡在病毒性心肌炎的發(fā)病中起重要作用,凋亡信號通路被激活。細胞程序性死亡發(fā)生可能是由于激活死亡受體介導的凋亡途徑(外在途徑)或線粒體介導凋亡途徑(內在途經)。

3.1死亡受體信號途徑 死亡受體是細胞表面受體，屬于腫瘤壞死因子受體蛋白家族。典型的死亡受體有凋亡相關因子、腫瘤壞死因子受體1、腫瘤壞死因子誘導凋亡受體1和腫瘤壞死因子誘導凋亡受體2。這些受體被激活后綁定它們的同源性配體即FasL、腫瘤壞死因子、腫瘤壞死因子誘導凋亡配體。死亡受體胞質含有一段結構稱死亡域。它能與同型銜接蛋白的死亡域結合。FAS相關死亡結構域是Fas的銜接蛋白，與胱天蛋白酶前體一起激活受體，形成死亡誘導信號復合物，激活胱天蛋白酶8，進而激活下游胱天蛋白酶系統(tǒng)，導致細胞凋亡[16]。

3.2線粒體信號途徑 線粒體介導的凋亡途徑是細胞凋亡分子細胞色素C、第2個線粒體衍生的胱天蛋白酶激活劑、凋亡誘導因子從線粒體里釋放，產生級聯(lián)反應誘發(fā)細胞凋亡。各種凋亡誘導因素可導致線粒體膜上通透性轉換孔不可逆開放，細胞色素C通過線粒體膜上通透性轉換孔釋放到細胞質中。釋放到細胞質中的細胞色素C與胞質中的凋亡蛋白酶激活因子1和胱天蛋白酶9的酶原相結合形成凋亡酶體，生成有活性的胱天蛋白酶9而觸發(fā)凋亡蛋白酶的級聯(lián)反應,激活下游的胱天蛋白酶3和胱天蛋白酶7，引起細胞凋亡。在線粒體介導的細胞凋亡調控中B淋巴細胞瘤/白血病2基因家族蛋白發(fā)揮著重要的作用，其中Bax可以促進線粒體促凋亡因子的釋放,從而加速細胞凋亡[17]。有實驗證明,在體外病毒感染心肌細胞后有胱天蛋白酶3的激活,體外用胱天蛋白酶抑制劑可以有效抑制細胞死亡，敲除胱天蛋白酶3基因可顯著提高小鼠的生存率[18]。

4 活性氧類

心肌代謝會產生活性氧類(reactive oxygen species,ROS),而正常心肌組織含有許多抗氧化物質可以清除或協(xié)助清除ROS,使心肌細胞免受ROS損害。ROS在CVB3介導的病毒性心肌炎發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用[19]。生物體內一些重要的ROS包括超氧陰離子自由基、過氧化氫、羥自由基等。氧化應激反應的發(fā)生是由于體內ROS的生成超過體內抗氧化的能力。研究表明，在病毒性心肌炎中，有效的活性氧清除劑可以抵抗ROS破壞心肌細胞、減少細胞凋亡，為病毒性心肌炎的治療提供新的思路[20]。

5 小 結

病毒性心肌炎的發(fā)生、發(fā)展是病毒與機體相互作用的復雜過程,目前免疫治療和特定的抗病毒治療還沒有展示明確的臨床療效。深入研究免疫反應、細胞凋亡、氧化應激在病毒性心肌炎發(fā)病機制中的作用以及彼此間的關系，尋找各因素之間上下游關系，對進一步探索病毒性心肌炎發(fā)病機制及臨床治療靶點尤為重要，將為臨床治療提供新思路，對改善患者預后具有重要意義。

[1] No authors listed.Autoimmunity in coxsackievirus B3 induced myocarditis:role of estrogen in suppressing autoimmunity[J].Future Virol，2010，5(3):273-286.

[2] Kashimura T,Kodama M,Hotta Y,etal.Spatiotemporal changes of coxsackievirus and adenovirus receptor in rat hearts during postnatal development and in cultured cardiomyocytes of neonatal rat[J].Virchows Arch，2004，444(3):283-292.

[3] Kallewaard NL,Zhang L,Chen JW,etal.Tissue-specific deletion of the coxsackievirus and adenovirus receptor protects mice from virus-induced pancreatitis and myocarditis[J].Cell Host Microbe,2009，6(1):91-98.

[4] 李奮.病毒受體陷阱與病毒性心肌炎[J].臨床兒科雜志,2007,25,(10):801-804.

[5] 解玉泉,陳瑞珍,陳灝珠.TLR模式識別受體在病毒性心肌炎固有免疫中的作用[J].中國免疫學雜志,2010,26(5):478-480.

[6] Tavares PS,Rocon AR,Leite AF,etal.Innate immune receptor activation in viral myocarditis:pathophysiologic implications[J].Rev Port Cardiol,2010,29(1):57-78.

[7] Negishi H,Osawa T,Ogami K,etal.A critical link between Toll-like receptor 3 and type II interferon signaling pathways in antiviral innate immunity[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2008,105(51):20446-20451.

[8] Wang JP,Cerny A,Asher DR,etal.MDA5 and MAVS mediate type I interferon responses to coxsackie B virus[J].J Virol,2010,84(1):254-260.

[9] 熊思東.抗病毒感染的固有免疫機制[J].現(xiàn)代免疫學,2011,31(3):179-180.

[10] 陳瑞珍,解玉泉.病毒性心肌炎向擴張型心肌病演變的免疫學機制[J].診斷學理論與實踐,2011,10(5):414-417.

[11] 李銳,黨群.病毒性心肌炎發(fā)病機制與治療研究進展[J].中西醫(yī)結合心腦血管病雜志,2011,9(10):1244-1246.

[12] Xie Y,Chen R,Zhang X,etal.The role of Th17 cells and regulatory T cells in Coxsackievirus B3-induced myocarditis[J].Virology,2011,421(1):78-84.

[13] Marchant DJ,Boyd JH,Lin DC,etal.Inflammation in myocardial diseases[J].Circ Res,2012,110(1):126-144.

[14] Sprague AH,Khalil RA.Inflammatory cytokines in vascular dysfunction and vascular disease[J].Biochem Pharmacol,2009,78(6):539-552.

[15] Yajima T.Viral myocarditis:potential defense mechanisms within the cardiomyocyte against virus infection[J].Future Microbiol,2011,6(5):551-566.

[16] DeBiasi RL,Robinson BA,Leser JS,etal.Critical role for death-receptor mediated apoptotic signaling in viral myocarditis[J].J Card Fail,2010,16(11):901-910.

[17] Leonardo R,María ES,Guillermo V,etal.Activation of apoptotic signalling events in human embryonic stem cells upon Coxsackievirus B3 infection[J].Apoptosis,2012,17(2):132-142.

[18] DeBiasi RL,Robinson BA,Sherry B,etal.Caspase inhibition protects against reovirus-induced myocardial injury in vitro and in vivo[J].J Virol,2004,78(20):11040-11050.

[19] Zhang ZC,Li SJ,Yang YZ,etal.Effect of astragaloside on cardiomyocyte apoptosis in murine coxsackievirus B3 myocarditis[J].J Asian Nat Prod Res,2007,9(2):145-151.

[20] Wang H,Gao P,Jing L,etal.The heart-protective mechanism of nitronyl nitroxide radicals on murine viral myocarditis induced by CVB3[J].Biochimie,2012,94(9):1951-1959