人鼻病毒与慢性阻塞性肺疾病急性加重的相干

本文原载于《中华结核和呼吸杂志》年第2期

慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)是目前重大的公共卫生问题，高居全球疾病死亡率第4位[1]，反复的慢阻肺急性加重(AECOPD)不但加重了患者肺功能的消退，而且带来了沉重的经济负担[2]。引发AECOPD的缘由有多种，有学者认为70%～80%可能与呼吸道病毒和细菌感染相干[3,4]，相对细菌，病毒的检测更加困难。随着反转录聚合酶链反应(reversetranscription－on－polymerasechainreaction，RT－PCR)等技术的进展，已发现病毒感染在慢阻肺急性加重进程中起到重要作用[5]，尤其是人鼻病毒感染(humanrhinovirus，HRV)[6]。文献报导[7,8]，30.2%～53.3%的慢阻肺患者在加重期能够检测出HRV，其检出率和病毒负荷远高于稳定期。为了解HRV的传播途径和致病机制，通过防治鼻病毒感染减少慢阻肺患者的急性加重的频率，综述以下。

一人鼻病毒的病原学特点及致病机制HRV属于小RNA病毒(Picornaviridae)科肠道病毒(Enterovirus)属，于年由Pelon等通过组织培养的方法首次发现，是目前人类上呼吸道感染最常见的病毒感染原之一，通常有鼻塞、流涕、咳嗽等上呼吸道感染症状，流行的季节一般为春、秋季[9]。HRV是直径约25nm的无包膜2十面体RNA病毒，核心为无折叠的单股正链RNA，RNA全长约bp，目前发现的HRV血清型超过种，而根据其VP4/VP2衣壳蛋白编码区基因测序分析，可以将其分为A、B及C簇[10]。病毒基因重组会引发病毒变异，Huang等[11]发现HRV存在基因多样性和重组，表明HRV可能进化出更多的类型，给防治带来更多的困难。HRV主要通过呼吸道传播，主要通过手到鼻或飞沫直接传播，其他传播途径尚不明确[12]。HBV病毒进入呼吸道以后，主要与呼吸道上皮细胞、巨噬细胞表面的细胞间黏附因子(intercellularadhensionmolecule－1，ICAM－1)特异性结合，少部份与低密度脂蛋白受体(lowdensitylipoproteinreceptor，LDL－R)结合[13,14]，通过内涵体模式进入细胞内，激活下游信号转导通路，致使IL－10和IL－8等炎症因子释放[15]，继而引发一系列的炎症反应。但是对C簇的HRV病毒，目前对其受体知之甚少，有待进一步的研究确认。Sajjan等[16]将培养呼吸道上皮细胞，分为未感染组、感染HRV组、感染经紫外线照耀的HRV组，发现HRV感染可以下降上皮细胞的黏膜屏障作用，继发细菌的二重感染，而且对经过紫外线照耀处理过的HRV致病能力远弱于未经处理过的HRV，表明病毒复制在致病能力非常的重要。目前的研究显示，HRV本身亦会直接增进气道炎症的产生。Laza－Stanca等[17]发现巨噬细胞在其中的重要作用，HRV病毒激活巨噬细胞，并在细胞内复制，引诱产生TNF－α等炎症因子。Singh等[18]认为HRV编码蛋白酶2A直接可以引诱Th1及Th2免疫反应。

二人鼻病毒感染与AECOPD的相关性和关系McManus等[19]通过分析例AECOPD患者、68例稳定期慢阻肺患者和16例吸烟但无阻塞性通气功能障碍的对比组的痰液标本，发现37%(50/)AECOPD患者检测到呼吸道病毒感染，其中64%(32/50)为HRV。值得注意的是在部份稳定期的慢阻肺患者、对比组亦能检测到呼吸道病毒乃至HRV，但检出率远低于AECOPD组。不同组别的研究组HRV检出率差异明显，由此可以推测其可能会参与AECOPD的产生与发展，固然这其中需斟酌宿主与病毒、细菌之间的相互作用。Wark等[20]随访例慢阻肺患者，在共次急性加重进程中，收集患者的鼻拭子、痰液标本进行分析，其中单纯的病毒感染27次(22%)，细菌感染20次(17%)，混合感染11次(9%)，其中混合感染患者严重程度和重复入院率明显升高，并且在所有的检出病毒中HRV检出率最高。但是上述研究均采取的是横断面研究而不是前瞻性研究，能够证实AECOPD患者的呼吸道存在HRV，但并不能证实HRV的感染会致使AECOPD的产生。Mallia等[21]首次采取了前瞻性研究，分别对13例慢阻肺稳定期患者和健康人群的鼻腔接种了小剂量HRV－16，收集引诱痰、鼻咽、肺泡灌洗液标本，上、下呼吸道症状评分，收集时间为接种往后第0～9、12、15天及6周后。这个研究的结果显示，感染HRV可以引发慢阻肺的急性加重，与健康患者组相比，慢阻肺组患者的下呼吸道标本中中性粒细胞百分比、中性粒细胞弹性蛋白酶和IL－8均显著升高，上、下呼吸道症状评分亦明显升高，并且其严重程度与病毒的负荷量成正相干，病毒负荷越大症状越重。Schuler等[22]给巨噬细胞接种不同亚型的HRV，分为对比组、HRV－16组及HRV－1A组，发现表达占大多数的亚型HRV－16感染组巨噬细胞细胞引诱产生的基因表达水平高于HRV－1A组及对比组，炎症因子如IL－10、趋化因子20、趋化因子2等释放亦高于HRV－1A及对比组。这些结论表明，HRV感染后并不是所有的患者均会病发，其缘由不单单和病毒负荷相干，还和病毒的血清型相干。

三人鼻病毒与AECOPD下呼吸道病原菌临床工作中，我们通常发现慢阻肺患者上呼吸道感染病毒后，随后常有咳嗽、咳黄痰，白细胞升高，痰培养阳性，提示可能继发细菌感染。但是大部分AECOPD患者的痰培养结果是阴性，这其实不代表其不存在细菌感染。近年来，随着新的监测技术的出现，微生物组(microbime)愈来愈遭到重视。Hilty等[23]通过16SrRNA技术检测正常人、哮喘及慢阻肺患者共23份左上叶肺气管镜刷检标本，分析得出结论是：下呼吸道并不是无菌的，变形菌门(Proteobacteria)在慢阻肺患者中多见，厚壁菌门(Bacteroidetes)在正常人群中更加常见，嗜血杆菌属(Haemophilus)与慢阻肺有较大的相关性。Wilkinson等[24]视察了56例AECOPD患者的痰液标本，发现HRV感染继发细菌感染的患者中，流感嗜血杆菌的细菌负荷量明显增加。George等[25]随访了77例慢阻肺患者，搜集痰液标本份，其中包括稳定期58份，急性加重期份，检测方法为实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR，real－timequantitativepolymerasechainreactiondetectingsystem)，结果显示稳定期与急性加重期HRV检出率为分别为17.2%(10/58)、53.3%(57/)，而11例稳定期痰液细菌及病毒检测为阴性的慢阻肺患者中，8例在急性加重进程中检测到HRV后，出现细菌负荷逐步上升，在第14天时到达最高峰。但是以上所有的检测数据均是在自然感染状态下产生的，我们没法肯定病毒感染的病毒负荷，和病毒与细菌感染之间的因果关系。Mallia等[26]给慢阻肺患者、吸烟者及非吸烟鼻腔接种HRV－16，对引诱痰进行定量细菌培养及病毒检测，发现HRV感染后病毒负荷的高峰出现在第9天，而细菌负荷的高峰出现在第15天，包括肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌、金黄色葡萄球菌等细菌，这些均是常见的AECOPD致病菌，其中慢阻肺组感染HRV组的细菌负荷显著高于其余两组。该研究同时比较了HRV感染后是不是继发细菌二重感染，发现可能与抗微生物肽类物资如SLPI、elafin等相干，抗微生物肽类表达水平越高越不易继发细菌感染。以上两个实验均存在漏洞，比如Geoge的实验采取的qPCR检测，由于其高灵敏性可能存在假阳性，并且产生在自然状态下有很多的混杂因素感染，而Mallia的研究采取的是定量培养可能致使假阴性，并且该研究的方法可能存在伦理问题，难以重复该实验。但是这两个实验，均提示我们HRV感染与慢阻肺急性加重之间的相关性，和继发细菌感染的可能。临床工作中，对既往有痰培养得到特定病原菌感染的患者，我们常常能够再次培养得到相同的病原菌，明显定植菌起到非常重要的作用。由此我们有可以料想，在慢阻肺稳定期过渡到急性加重期继发细菌感染的进程中，HRV充当的可能是一个"trigger"的作用，HRV感染呼吸道上皮细胞及巨噬细胞，破坏了下呼吸道的正常的防御屏障，致使致病菌的优势生长，从而继发了细菌的二重感染，而感染的病原菌依然可能是来自上、下呼吸道本身的定植菌。

4烟草对人鼻病毒感染的影响有大量的证据表明，在慢阻肺发展过程中，烟草的是主要的危险因素[27]。近年来，愈来愈多的研究开始从分子生物学角度分析烟草与HRV感染的关系，其中炎症趋化因子CXCL10(C－X－Cmotifligand10)是研究的热门，它是一种能够吸引白细胞移行到感染部位的低份子蛋白质。Hudy等[28]使用香烟烟雾提取物(cigarettesmokeextract，CSE)、HRV－16，干预呼吸道上皮细胞，发现CSE本身不影响会影响上皮细胞产生CXCL10，但是会抑制感染HRV的呼吸道上皮细胞产生CXCL10，而且对CXC趋化因子家族的另外一个成员CXCL8并没有影响。Proud等[29]培养人呼吸道上皮细胞，分别加入CSE，HRV－16，HRV－16＋CSE，然后分析呼吸道上皮细胞基因表达产物的改变，发现CSE会改变感染HRV呼吸道上皮细胞的基因表达，下降CXCL10等的表达，削弱了其抗病毒作用及宿主防御机制。研究显示，在诊断病毒引发的AECOPD患者中，CXCL10是目前最有意义的诊断指标之一[30]，因此对依然在吸烟的AECOPD患者，其血清CXCL10可能存在一定的偏差。针对慢阻肺患者，戒烟宣教依然相当重要，吸烟不仅是慢阻肺的危险因素之一，而且会下降呼吸道上皮细胞抵抗病毒感染的能力，致使急性加重的风险增加。

5药物对人鼻病毒感染的影响HRV是上呼吸道感染常见的病毒之一，虽然HRV感染后通常可以自愈，但对慢阻肺、支气管哮喘等慢性气道炎症的患者，属于高危人群，HRV可能会致使其急性加重。因HRV血清型众多，目前尚未有疫苗上市[31]。宋明辉和赵林清[32]的综述表明，目前防治的方法主要是针对病毒感染和复制的进程中关键的酶和蛋白，主要药物包括：(1)HRV蛋白合成抑制剂，代表药物是ruprintrivir(AG)；(2)HRV吸附抑制剂，拮抗ICAM－1，代表药物tramacamra；(3)HRV衣壳结合制剂，代表药物pleconaril。但是有多种因素，比如判断是不是存在HRV感染，制剂本身的因素，或给药频率和适应证等问题，目前这些药物均未广泛使用，其有效性和安全性尚没法完全肯定。Yamaya等[33,34]通过体外培养呼吸道上皮细胞感染HRV－14，发现M受体拮抗剂噻托溴铵和β－2受体激动剂妥布特罗可能抑制HRV的复制，减少呼吸道上皮细胞ICAM－1受体的表达和酸性内涵体，从而减轻HRV感染后的气道炎症。这两个实验的结果令人鼓舞，但是这仅仅是体外细胞培养得出的结论，对其真正改良HRV感染致使的AECOPD根据其实不充分，需要更多的临床试验资料支持。

6展望慢阻肺是目前最常见的呼吸道慢性疾病，其本质是气道的慢性炎症，AECOPD患者症状加重的同时，各项炎症指标均远高于稳定期，加重了患者疾病本身的进展和肺功能的伤害。HRV本身可以引发呼吸道上皮细胞及巨噬细胞的炎症反应，又可以通过破坏呼吸道上皮细胞的防御机制引发细菌的二重感染。进一步的研究可以从多角度入手，深入分析不同的血清型与受体的相互作用，揭露HRV对上皮细胞及各种炎症细胞基因表达及产物的影响，寻觅出可以判断HRV感染预后的标记物，给高危人群接种安全有效的HRV疫苗，选用控制慢阻肺症状而且同时能够抑制HRV复制的药物，都将可能有效减少AECOPD的产生，改良患者的生活质量，减轻沉重的医疗经济负担。

参考文献（略）

（收稿日期：-）

（本文：蔡蜀菁）