病毒性心肌炎发病机制的研究进展

病毒性心肌炎(viral myocarditis,VMC)是指嗜心肌病毒感染引起的心肌非特异性间质性炎症，是小儿心血管系统常见疾病。近年发病率逐年上升，但VMC发病机制仍不清楚。本文就VMC发病机制研究现状综述如下。

1病毒的直接损害作用

柯萨奇B组(coxsackie viruses group B,CVB)是引发VMC的常见病毒，以CVB3最常见。病毒感染后首先以补体介导的细胞毒作用使心肌直接损伤。心肌细胞膜上有柯萨奇病毒-腺病毒共同受体及补体促衰变因子。柯萨奇病毒和腺病毒受体( coxsackie virus and adenovirus receptor，CAR)是柯萨奇病毒的特异性受体,在感染宿主细胞过程中起着抗原识别和介导作用，其表达水平和分布在VMC易感性上起决定作用[1]。补体促衰变因子(DAF)是增强CVB与CAR-DAF受体复合物结合效率的辅助受体,有助于CVB 通过CAR介导的内吞作用及其后发生的病毒复制。病毒感染心肌细胞，首先粘附到细胞表面，CVB与CAR结合,DAF作为协同因子，与CAR-DAF复合体结合发生构象改变，病毒RNA释放到胞质中复制病毒自身蛋白[2]。由于DAF减少、大量补体激活，产生补体介导溶细胞损伤，同时多种TLR 活化激发对病毒的炎症反应，最终导致不可逆的心肌损伤[3]。研究[4]还发现肠道病毒一直存在VMC急性期至终末期的心肌组织中，并对其有损伤。CVB感染后亦可激活细胞外调节信号调节酶1和2(ERK1/ 2)，促进病毒的大量复制并导致心肌发生严重的炎症反应[5]，还可通过其蛋白激酶-A(protease-A，Pro-A)引起心肌细胞主要骨架蛋白复合体崩解,直接损伤心肌细胞[6]。病毒感染除直接导致心肌细胞结构破坏、功能损害外，还可激活Fas/ FasL 通路、Bcl22 家族、Caspase 家族启动心肌细胞凋亡，导致心肌细胞损伤、细胞丢失、心功能减退，尤其是VMC炎症早期，并且和病毒毒力有关[7]。

2免疫损伤

VMC临床表现在急性病毒感染后出现，故认为心肌的损伤主要是免疫介导损伤而非病毒直接损伤。VMC急性期病毒特异性免疫应答可以去除感染的心肌细胞，促进心肌炎恢复。感染后期则以细胞免疫、自身免疫及体液免疫介导的心肌细胞损害为主，表现为更广泛的心肌坏死和单核细胞浸润。

2.1细胞免疫VMC细胞免疫主要包括T淋巴细胞、NK细胞和巨噬细胞等。病毒感染第一周主要为NK细胞和巨噬细胞浸润心肌，NK细胞可通过释放穿孔素直接杀灭病毒感染的心肌细胞，在VMC早期主要起抗病毒作用。病毒感染第二周T细胞为主要浸润细胞。T细胞被激活成为细胞毒性淋巴细胞 (CTL )后，主要通过二种细胞介导途径杀伤靶细胞：一是穿孔素/颗粒酶介导杀伤靶细胞; 二是Fas/FasL作用诱导细胞凋亡。穿孔素诱导靶细胞膜形成渗透性跨膜通道，导致靶细胞溶解坏死或凋亡，适量表达对心肌有保护作用，过量表达则非特异性杀伤广泛而严重地损伤心肌[8]。FasL/FasL与靶细胞结合向细胞传递程序性死亡信号，使心肌细在数小时内发生凋亡[9]，同时Fas/FasL亦存在负反馈机制，因此不至对心肌产生持续性损害。研究[10]还发现心肌组织骨桥蛋白( OPN)在VMC发病过程中高表达，在VMC细胞免疫、组织修复和细胞凋亡等发病机制方面起着一定的作用。

2.2体液免疫VMC急性期和恢复期血清中IgA、IgG、IgM明显升高，而补体C3低于正常，说明体液免疫功能紊乱在VMC发病机制中起重要作用。多种细胞因子和炎性因子协同网络化参与免疫炎症反应，促成炎症的发生、发展，引起病理性心肌损伤[11]。 当CVB感染心肌后，Th1和Th2平衡失调诱导产生多种细胞因子参与了VMC发病过程，甚至病毒感染3月后心肌中仍能检测至TNF-A、IL-1、IFN-γ、IL-10、IL-18、TGF-B等细胞因子持续性表达。Th1细胞产生IL-2、TNF-α、IFN-γ等细胞因子，在VMC早期占优势，用IFN-γ单克隆抗体可以加重心肌炎[12]，TNF-A、IL-2等细胞因子有清除病毒感染心肌细胞并加重炎性反应作用，阻断IL-1细胞因子治疗对心肌炎治疗有效，因此TH1对诱导细胞免疫起关键作用，与VMC发病密切相关。而Th2产生IL-4、IL-5、IL-10、IL-13等细胞因子，在VMC恢复期比例升高，用抗IL-4单克隆抗体阻断IL-4，可以减轻小鼠自身免疫性心肌炎病变程度，因此TH2应答对增强体液免疫起关键作用，对疾病恢复有利。研究[13]还发现IL-6 缺陷的小鼠心肌细胞炎症病变程度明显减轻，患病率显著下降，可作为一种判断预后的指标。近年来发现VMC病毒感染后期核因子-kB活性继续增强,与心肌病变程度呈显著正相关[14]。在VMC中心肌组织神经生长因子(NGF)水平升高，通过增加免疫细胞活性参与VMC的发生发展[15]。研究[16]还发现转化生长因子-β1(TGF-β1)抑制细胞外基质降解，使其过度沉积参与VCM 产生和积聚。

2.3自身免疫VMC患者血清中检测出多种抗心肌成分的自身抗体，主要有抗心肌肌凝蛋白(myosin)抗体、抗线粒体ADP/ATP载体(ANT)抗体、抗独特型抗体(Anti2Ids)、抗心肌G蛋白偶联受体等心肌抗体。病毒感染心肌后大量复制，并通过抗原模拟机制诱导产生自身免疫抗体发生自身免疫反应，损伤机体自身心肌细胞，演变为慢性心肌炎，甚至导致扩张性心肌病变[17]。Th17是新发现的T淋巴细胞亚群，分泌IL-17和IL-6介导自身免疫，研究[18]发现IL-17可中和自身抗体，使小鼠心肌炎症明显减轻。以上研究均提示心脏自身抗体在VCM发病过程起重要作用。

3生化机制CVB感染心肌后，中性粒细胞吞噬病毒及免疫反应产生抗体复合物、补体等均可产生大量超氧阴离自由基而损伤心肌。研究[19]表明超氧化物歧化酶在VMC患者急性期降低，恢复期前者升高，且抗氧化剂治疗有效，说明氧化自由基在VMC心肌损伤中起着重要的作用。在VMC中一氧化氮(NO)合成酶产生NO增加，在自身免疫反应中过量产生的NO可损伤心肌细胞和抑制心肌收缩力的作用[20]。同时CVB感染后心肌细胞钙负荷超载，诱导心肌细胞凋亡,亦是引起VMC心肌损害的发病机制之一[21]。

4影响机体易感性的因素在人群中并不是每个人都CVB都易感，ERK1 /2是影响心肌炎易感性的一个重要因素，同时宿主对CVB易感性还受年龄、性别、营养、妊娠、遗传背景等诸多因素的影响。

综上所述，病毒性心肌炎是病毒对心肌细胞的直接损伤、机体的免疫反应损伤和有关生化机制等相互作用的复杂过程，研究病毒性心肌炎的发病过程及机制，可以有效控制病毒性心肌炎的发生和发展。随着现代免疫学和分子生物学的不断发展，为VMC发病机制的研究提供了重要手段，有关VMC免疫机制的研究也是今后VMC研究的重点，打断免疫连锁反应，抑制病毒性侵犯心肌的生化机制以及病毒与自身的免疫反应，将会为心肌炎的治疗开辟新的途径。

【参考文献】

[1]Kashimura T，Kodama M，Hotta Y,et al. Spatiotemporal changes of coxsackievirus and adenovirus receptor in rat heart s during postnatal development and in cultured car2 diomyocytes of neonatal rat [J]. Virchows Arch，2004，444(3) :283.

[2]Triantafilou K,Orthopoulos G,Vakakis E，et al. Human cardiac inflammatory responses t riggered by coxsackie B viruses are mainly Toll2like receptor (TLR) 82dependent[J]. Cellul Microbiol，2005，7 (8) :1117.

[3]Zhang H，Li Y,McClean DR，et al. Detection of entero2 virus cap sid protein VP1 in myocardium f rom cases of myocarditis or dilated cardiomyopathy by immunohisto2 chemistry :further evidence of enterovirus persistence in myocytes [J]. Med Microbiol lmmunol (Ber I)，2004，193(3) :109

[4]Opavsky MA，Maldno T，Rabinovitch M，et al. Enhanced ERK21/ 2 activation in mice susceptible to coxsackievirus2 induced myocarditis [J]. The Journal of Clinical Investi2 gation，2002，109 (12) :1561.

[5]Yanagawa B，Spiller OB，Proctor DG，et al. Soluble re2 combinant coxsakievirus and adenovirus receptor abro2 gates coxsackievirus B32mediated pancreatitis and myo2 carditis in mice[J]. J Infect Dis，2004，189 :1431.

[6]Saraste A，Arola A，Vuorinen T，et al. Cardiomyocyte ap2 optosis in experimental coxsackievirus B3 myocarditis[J].Cardiovasc Pathol，2003，12 (5) :255.

[7]于侠,孙景辉，刘英,等. 穿孔素在重组白细胞介素-12治疗小鼠病毒性心肌炎过程中的表达[j].实用儿科临床杂志2009,823(22):1772-1774.

[8]Fella B，Sh ik rutM，L ess H，et al. Fasmediated damage to vent ricular myocytes induced by cyto toxic T lymphocytes from perfo rin2deficient m ice：a majo r ro le fo r ino sito ll，4，52t risphophate. Circ Res，1998，(82) :438-442.

[9] 印芳颖,孙景辉,韩燕燕.病毒性心肌炎心肌组织中骨桥蛋白表达的研究[J].中华儿科杂志，2008,46(9):710-711.

[10]Gluck B，Schmidtke M，Merkle I，et al. Pemistent expres2 sion of cytokine in the chronic stage of viral myocarditis in mice[J]. J Mol Cell Cardiol，2001，33 (9) :1615.

[11]Afanasyevw M，Wang Y，Kaya Z，et al. Experimental autoimmune myocarditis in A/J mice is an interleukin-4-dependet disease with a Th2 phenotype[J]. Am J Pathol，2001,159(1):193-203.

[12]Marty RR，Dimhofer S，Mauermann N，et al. my D88 signaling controls autoimmune myocarditis induction[J]. Circulation，2006,113(2):258-265.

[13]孙景辉，翟淑波，刘慧强. 核因子kB在病毒性心肌炎小鼠发病中的作用[J].临床儿科杂志，2008,26(3):233-235.

[14]焦蓉，黄星原,陈颖,等.神经生长因子、可溶性Fas在病毒性心肌炎中的表达意义[J]. 实用儿科临床杂志，2006,21(13):831-832.

[15] Heymans S，Pauschinger M,de Palma A，et al. Inhibition of urokin asetype plasminogen activator ormatrixmetallo proteinases prevents cardiac injury and dysfunction during viral myocard itis [J]. Circulation，2006,114( 6) ：565-573.

[16]Seko Y，Kayagak iN，Seino K，et al. Ro le of Fas/Fash pathw ay in the act ivat ion of infilt rat ing cells in murine acute myocardit is caused by coxsack inevirus B3[J]. J Am Co ll Cardio l，2002，39 (8) ：1399-1403.

[17]RangachariM，Mauer m ann N，M art y RR，et a l. T-bet negativel y regu l ates autoi mmune m yocard i t i s by s uppress i ng l ocal produ ction of i n t er l euk in 17[J]. J Exp M ed，2006，203( 8 )：2009-2019.

[18]Si X,MeManusBM，Zhang J，et al. Pyrrolidine dithioearbamate re2 duces coxsackievirusB3 rep lication through inhibition of the ubiq2 uitin2p roteasome pathway[J]. J Virol，2005，79 (13) ：8014-8023.

[19]Bevan AL，Zhang H，Li Y,et al. Nit ric oxide and coxsack2 ievirus B3 myocarditis :differential expression of inducible nit ric oxide symthase in mouse heart after infection with virulent or ttenuated virus[J]. J Med Virol，2001，64 (2) :175.

[20]孙永梅,孙景辉,于侠,等.苦参碱对柯萨奇B3 诱导的心肌细胞凋亡及钙超载影响的研究[J].中华儿科杂志,2008，46(8):625-627.