单纯疱疹病毒 编辑

疱疹病毒科甲型疱疹病毒亚科单纯疱疹病毒属病毒的统称

单纯疱疹病毒单纯疱疹病毒

单纯疱疹病毒(herpes simplex virus,HSV)是疱疹病毒科甲型疱疹病毒亚科单纯疱疹病毒属的统称,包含感染人类与其他哺乳动物的病毒。人类单纯疱疹病毒是疱疹病毒的典型代表,由于感染急性期发生水疱性皮炎即单纯疱疹而得名 。能引起人类多种疾病,如龈口炎(gingivostomatitis)、角膜结膜炎(keratoconjunCTivitis)、脑炎(encephalitis)以及生殖系统感染和新生儿的感染。

在感染宿主后,常在神经细胞中建立潜伏感染,激活后又会出现无症状的排毒,在人群中维持传播链,周而复始地循环。

该属病毒与其他疱疹病毒一样为具有包膜的双股DNA病毒,包膜上有许多糖蛋白可与宿主细胞表面的受体结合造成感染;病毒颗粒为正二十面体,直径约150至200nm,基因组为不分段的线性DNA,长约15万bp 。

基本信息

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中文名:单纯疱疹病毒

外文名:Simplexvirusherpes simplex virus

别名:单纯疱疹病毒属

界:香港病毒界(Heunggongvirae)

门:衣壳病毒门(Peploviricota)

纲:疱疹病毒纲(Herviviricetes)

目:疱疹病毒目(Herpesvirales)

科:疱疹病毒科(Orthoherpesviridae)

属:单纯疱疹病毒属

亚科:甲型疱疹病毒亚科(Alphaherpesvirinae)

域:双链DNA病毒域(Duplodnaviria)

巴尔的摩病毒分类系统:双链DNA病毒(±dsDNA virus)

生物特性

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病毒简介

HSV-1是被膜、衣壳、核心、囊膜合成的圆形病毒,双链线性的DNA合成是病毒的重点,纤丝成卷缠绕,在125~240kb。HSV-2的基因组在154kb左右。HSV-2HG52株基因组中G+C成分在70%左右,中部由L-S交壤处共价连接的短片段18%与长片段82%而合成,各个片段包含两端的反向重复序列与中部的特殊序列,因其连接形式不同,HSV-2基因组产生4种同分异构体分子。HSV转录调节方式多种,基因组构造复杂,基因数量很多且彼此重叠。HSV-2基因经由严格的级联调节被转录及表达,按照时间前后依次分成三类:立即早期基因、早期基因以及晚期基因 。

下级分类

2022年,ICTV将以下17个物种归入单纯疱疹病毒属 。

中文名

拉丁名

简称

宿主

蛛猴疱疹病毒1型

Simplexvirus atelinealpha1

AtHV-1、HVA1

蜘蛛猴(spider monkeys)

牛疱疹病毒2型

Simplexvirus bovinealpha2

BoHV-2、BHV2

-

猴疱疹病毒2型

Simplexvirus cercopithecinealpha2

SA8、CeHV-2

长尾黑颌猴(vervets)

人类单纯疱疹病毒1型

Simplexvirus humanalpha1

HSV-1、HHV-1

-

人类单纯疱疹病毒2型

Simplexvirus humanalpha2

HSV-2、HHV-2

-

兔疱疹病毒4型

Simplexvirus leporidalpha4

LHV-4

家兔(rabbits)

疱疹B病毒(猕猴疱疹病毒1型)

Simplexvirus macacinealpha1

CeHV-1、BV

猕猴(macaques)

猕猴疱疹病毒2型

Simplexvirus macacinealpha2

McHV-2

猕猴疱疹病毒3型

Simplexvirus macacinealpha3

McHV-3

袋鼠疱疹病毒1型

Simplexvirus macropodidalpha1

MaHV-1、MHV1

-

袋鼠疱疹病毒2型

Simplexvirus macropodidalpha2

MaHV-2

-

袋鼠疱疹病毒4型

Simplexvirus macropodidalpha4

-

-

黑猩猩疱疹病毒3型

Simplexvirus paninealpha3

ChHV

黑猩猩(chimpanzee)

狒狒疱疹病毒2型

Simplexvirus papiinealpha2

HVP2、CeHV-16

狒狒(baboons)

翼状/狐蝠疱疹病毒1型

Simplexvirus pteropodidalpha1

FBAHV1、PtAHV1

果蝠(fruit bats)

翼状/狐蝠疱疹病毒2型

Simplexvirus pteropodidalpha2

PLAHV

松鼠猴疱疹病毒1型

Simplexvirus saimiriinealpha1

SaHV-1、HVS1

松鼠猴(squirrel monkeys)

基因分型

根据抗原性的差别,HSV分为HSV-1和HSV-2两种血清型。两型病毒的DNA有50%同源性,具有型间共同抗原和型特异性抗原 。

病毒结构

单纯疱疹病毒基因组存在相似的特性。疱疹病毒的结构存在包膜,球形或多边形,直径150-200nm,包含了相当大的不分段、双绞股、线性的DNA基因组,长度约为150kb左右,为T=16的正二十面体蛋白质外壳包裹,衣壳由162个壳粒(capsomers)组成,又被称为病毒包膜的无定形磷脂双分子层包裹 。

结构

对称性

包膜

基因组排列

基因组分割(Genomic segmentation)

单纯疱疹病毒属

球形、多边形

T=16

有包膜

线性

单分基因组(Monopartite)

疱疹病毒结构示意图 疱疹病毒结构示意图

基因表达

疱疹病毒所有基因都由宿主RNA聚合酶Ⅱ(RNA polymerase II)转录,并且大多数mRNA是未剪接的。疱疹病毒基因分为三类:即刻早期(immediate-early,alpha,α)、早期(early,beta,β)和晚期(late,gamma,γ)。感染后立即转录α基因,以控制细胞防御并激活β基因,这些编码了病毒DNA复制所需的蛋白质。γ基因主要编码结构蛋白。潜在基因可以在早期停止复制过程。某些蛋白质通过上游ORF的泄漏扫描(leaky scanning)下调翻译 。

基因组

中文名

基因组大小(bp)

ORF个数

蛛猴疱疹病毒1型

147346

67

牛疱疹病毒2型

131245(StrainC1Z FZR)

75

猴疱疹病毒2型

150715

75

人类单纯疱疹病毒1型

152222(Strain17)

-

人类单纯疱疹病毒2型

155975(StrainMS)

-

兔疱疹病毒4型

124029

89

疱疹B病毒(猕猴疱疹病毒1型)

157447(IsolateBVlt)

-

猕猴疱疹病毒2型

-

-

猕猴疱疹病毒3型

-

-

袋鼠疱疹病毒1型

140122

66

袋鼠疱疹病毒2型

-

-

袋鼠疱疹病毒4型

-

-

黑猩猩疱疹病毒3型

153158(Strain105640)

-

狒狒疱疹病毒2型

156487(StrainX313)

-

翼状/狐蝠疱疹病毒1型

149459

-

翼状/狐蝠疱疹病毒2型

144008

72

松鼠猴疱疹病毒1型

156742(StrainMV 5-4)

-

复制周期

主要宿主

组织向性

病毒侵入

病毒释放

复制位点

病毒组装

传播

单纯疱疹病属

人类;哺乳动物

上皮粘膜

细胞受体内吞作用

出芽

唾液等

单纯疱疹病毒复制是核性的,溶原性的。通过病毒gB、gC、gD和gH蛋白粘附(attachment)在宿主受体上,介导内吞作用(endocytosis),从而侵入(entry)宿主细胞。病毒包膜与宿主质膜融合,将核心蛋白和皮层蛋白释放到宿主细胞质中 。病毒衣壳通过微管向内运输 到核孔(nuclear pore),疱疹病毒衣壳太大而无法进入核孔复合体(nuclear pore complex,NPC),所以其病毒DNA直接通过衣壳停靠的NPC渗入宿主细胞核中。

病毒侵入宿主细胞核病毒侵入宿主细胞核

病毒DNA进入细胞核后转录即刻早期基因,即α基因,以促进早期基因(β基因)的转录,保护病毒免受先天宿主免疫。宿主RNA聚合酶Ⅱ转录早期病毒mRNA,编码参与病毒DNA复制的蛋白质。第一轮循环基因组扩增通过双向复制(dsDNA bidirectional replication)发生,通过滚环复制(dsDNA rolling circle replication)合成病毒DNA的线性连接体拷贝。DNA模板转录是一种具有选择性剪接机制的转录方法,翻译是通过渗漏扫描(leaky scanning)进行的。宿主RNA聚合酶Ⅱ转录晚期mRNA,编码结构蛋白。

病毒在核病毒工厂(viral factories) 中进行核衣壳组装(nuclear capsid assembly) ,并通过核膜内层出芽,即核出口(nuclear egress),核膜内层已被疱疹糖蛋白(herpes glycoproteins)的插入所修饰,贯穿高尔基体,最终向外病毒运输离开宿主细胞并在质膜上释放,即病毒出芽(viral budding) 。

潜伏期复制与感染

单纯疱疹病毒存在潜伏期复制(latent replication),即利用宿主细胞复制机制,环状病毒附加体(circular viral episome)与宿主细胞DNA串联复制 。

HSV-1倾向潜伏于三叉神经节。

HSV-2倾向潜伏于荐椎神经节 。

部分真核细胞病毒潜伏期复制形式列表

病毒

潜伏期复制形式

主要潜伏部位

HHV-1

疱疹病毒科

单纯疱疹病毒属

环状病毒附加体

背根神经节

HHV-2

HHV-3

水痘病毒属

HHV-4

淋巴隐病毒属

记忆B细胞

HHV-5

巨细胞病毒

髓系祖细胞

HHV-6

玫瑰色病毒属

疑似端粒整合

单核细胞(HHV-6B)

HHV-7

环状病毒附加体

CD4+T细胞

HHV-8

B细胞

HIV-1

逆转录病毒科

慢病毒属

前病毒

记忆T细胞

HTLV-1

德尔塔逆转录病毒属

生物学性状

HSV-1形态HSV-1形态

病毒呈球形,有包膜,包膜表面有11种包膜糖蛋白。HSV有HSV-1和HSV-2两种血清型,两种型别的基因组有50%的同源性,均由长短两个片段的线性DNA分子组成,中间借助共价键连接而成。HSV可以在多种细胞中增殖,常用原代兔肾细胞分离培养病毒。细胞感染后很快出现细胞病变效应,表现为细胞肿胀、相互融合而形成多核巨细胞和产生嗜酸性核内包涵体等,最终导致细胞脱落、死亡。HSV动物感染范围相当广泛,常用实验动物为家兔、豚鼠小鼠等 。

病理特性

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人是单纯疱疹病毒的自然宿主,人群中感染极为普遍,初次感染中的80%~90%为隐性感染,大多无明显症状,少数为显性感染,常见的临床表现为黏膜或皮肤局部的疱疹。初次感染后多转为潜伏感染,受外界刺激后可引起复发。传染源为患者和带毒者,传播途径为直接接触或性接触,病毒可以通过破损皮肤、黏膜启动感染 。此外,HSV-1和HSV-2可能分别与唇癌、外阴癌及子宫颈癌有关 。

原发感染

原发感染多发生在6个月~2岁的婴幼儿和学龄前儿童中。原发感染常局限在口咽部,病毒通过呼吸道或直接接触患者唾液传播,引起口龈炎,表现为发热咽喉痛,在牙龈和咽颊部出现成群疱疹,疱疹破溃后形成溃疡,大量病毒集中在病灶内,,此外,病毒还可引起疱疹性角膜结膜炎、唇疱疹、疱疹性脑炎和皮肤疱疹性湿疹等疾病。HSV-2的原发感染主要通过性传播,引起生殖器疱疹(genital herpes),表现为生殖器部位出现水疱,破裂后形成溃疡,并发症包括生殖器外损伤和无菌脑膜炎。少数原发感染也可由HSV-1引起 。

潜伏感染与复发感染

HSV原发感染后,机体特异性免疫系统将会清除大部分病毒而使症状缓解,未被清除的病毒通过感觉神经纤维到达感觉神经节,并长期潜伏在神经细胞内,病毒并不复制,不引起临床症状,对抗病毒药物不敏感。HSV-1潜伏于三叉神经节和颈上神经节;HSV-2则潜伏于骶神经节。当机体受到发热、轴突损伤、身体或情绪压力、某些细菌或病毒感染以及日晒或使用肾上腺皮质激素等各种非特异性因素刺激时,病毒可被激活,并沿感觉神经纤维行至末梢神经支配的皮肤和黏膜上皮细胞内重新增殖,引起局部疱疹复发。复发一般是在原发感染的同一部位,而且由于机体的免疫反应限制病毒复制,所以复发感染一般病程较短,感染病灶更局限,组织损伤轻,也可以无症状排毒。超过80%的人群存在HSV -l的潜伏形式,但仅有小部分人复发,机制尚不清 。

新生儿及先天性感染

妊娠期妇女如有HSV-1感染,病毒可能经胎盘感染胎儿,造成流产早产死胎或先天性畸形。孕妇如果罹患生殖道疱疹,分娩时胎儿如接触产道中的感染部位,则可出现皮肤和口腔局部损伤,发生新生儿疱疹,严重者出现全身症状或脑炎;75%的新生儿疱疹由HSV-2引起 。

与宫颈癌的关系

HSV-2感染与宫颈癌的发生具有密切关系。研究表明,宫颈癌患者体内抗HSV-2抗体阳性率高;而且患有生殖器疱疹的妇女,其宫颈癌的发病率明显升高 。

免疫性

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在抗HSV感染免疫中,中和抗体一般在原发感染后l周左右m现,可以持续多年:此抗体可以中和游离病毒,减轻疾病的严重程度,但不能阻止病毒向神经节细胞的移行,也不能清除潜伏在细胞内的病毒,阻止感染的复发。HSV感染第二周出现特异性Tc细胞,破坏被病毒感染的宿主细胞,清除病毒。HSV两型间具有部分交叉免疫力 。

单纯疱疹病毒原发感染以6个月至3岁的婴幼儿为最高易感期,到成年约70%~90%的人有HSV-1的抗体。HSV-2的抗体随性成熟逐渐升高。 原发感染后1周左右,血中出现中和抗体(IgM、IgG、IgA)。严重的原发感染或经常性复发感染,抗体水平有所增高。这些抗体不能阻止重复感染(reinfection)或潜伏病毒的复发,但可以减轻疾病的严重程度。

致病机制

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HSV-2病毒是生殖器疱疹的主要病原,一旦感染,患者将终身携带这种病毒并周期性地出现生殖器疱疹性损伤,HSV-2感染还会增加HIV-1传播的风险,且没有针对HSV-2的有效疫苗问世。由于HSV-2的高阳性率及与HIV-1共同的传播途径,针对HSV-2的相关研究越来越受到重视。

前人研究表明HSV-2建立持续性感染须抑制宿主细胞的抗病毒I型干扰素(IFNα/β)信号通路,但机制不明。中国科学院武汉病毒研究所胡勤学学科组研究发现,HSV-2通过其极早期蛋白US1抑制IFN-β的产生,逃避宿主天然免疫的控制。这个发现为双链DNA病毒家族如何阻断I型IFN信号通路提供了新的机制。

生殖道黏膜部位不易建立针对HSV-2长期有效的记忆性免疫保护,这成为疱疹病毒疫苗研制的主要瓶颈。胡勤学学科组利用了趋化因子CCL19能够靶向性地趋化和招募免疫细胞到次级淋巴器官及黏膜组织的特性,将候选免疫原HSV-2 gB蛋白与CCL19 制成嵌合的DNA疫苗。结果发现“gB-CCL19”嵌合疫苗能够在小鼠体内诱导很好的保护作用,从而为设计针对HSV-2或其他性传播病毒的疫苗奠定了基础 。

检测

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微生物学检查

HSV-1结构HSV-1结构

可采集水疱液、脑脊液、唾液、阴道拭子等标本接种于人胚肾、人羊膜或兔肾等易感细胞,经过2~3天培养后,观察细胞病变。HSV分离株的鉴定和分型通常采用免疫组化染色法。用原位核酸杂交或PCR法检测标本中的HSV DNA,敏感性和特异性均高 。

核酸扩增实验

单纯疱疹病毒的核酸扩增实验法(NAATs),已成为确认疱疹感染的高灵敏度方法,临床标本包括生殖器溃疡、黏膜表皮部位及脑脊髓液等标本。PCR方法对无症状HSV病毒播散的检测特别有用。HSV NAATs扩增检测最大的限制是检验的费用。此类特别的样本要用涤纶(Dacron)擦拭棒收取并置于病毒传送培养液中:NAATs标本在4”C时可保存72h,若需长期保存标本应保持在-20”C。此NAATs比病毒培养法检测单纯疱疹病毒的灵敏度高四倍 。

血清抗体测定

HSV血清测试下列情形可能有价值:

①HSV病毒培养阴性而有再发的生殖器官症状或非典型的疱疹症状;

临床诊断生殖器疱疹,而无实验诊断证据;

③标本采集不足或运送不理想;

④调查无症状患者(即生殖器疱疹患者的性伴侣)。

防治原则

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预防应以切断传播途径为主,尽量避免与患者密切接触,避免有害因素对机体的刺激,并积极锻炼身体,提高机体的免疫力。如孕妇围产期产道有HSV-2感染,可进行剖宫产以避免新生儿感染 。

避免与患者接触或给易感人群注射特异性抗体,可减少HSV传播的危险。无症状带毒者的唾液、尿道或生殖道是HSV-2的重要载体,一旦出现损伤应避免性接触。在某些情况下(如羊膜未破时)可采取剖宫产,以减少新生儿与病损生殖器的接触。分娩后给新生儿注射特异性抗体或丙种球蛋白也可作为紧急预防措施 。

疫苗与研发

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注:HSV目前全球尚无安全疫苗。

部分候选疫苗列表

候选疫苗

首席研究员与组织

疫苗类型

试验状态或结果

mRNA-1608

莫德纳(Moderna)

mRNA

临床前试验

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