腺病毒
文 / 张卓然
腺病毒（adenovirus）由Rowe等人于1953年首次分离到，1962年正式命名为腺病毒（科），分两个属，分别为哺乳动物腺病毒属（Mastadenoviurs）和禽腺病毒属（Aviadenoviurs）。共约100余血清型，现知悉人类腺病毒有49个型。根据其生物学性状可将人腺病毒分为A～F等6组（或亚属）。腺病毒能在眼、呼吸道、胃肠道和尿道等部位增殖并引起疾病，多属亚临床感染，或在淋巴样和腺样组织中引起潜伏感染，可在宿主体内持续数月。极少数腺病毒型可引起动物的肿瘤。
一、生物学性状
结构及化学组成 腺病毒为20面体立体对称、无包膜的双链DNA病毒。衣壳由252个壳粒组成，其中20面体12个顶角的壳粒称五邻体（penton），五邻体上各有一条长度为10～30nm纤突（fiber），其余240个为非顶角壳粒，为六邻体（hexon）。六邻体、五邻体和纤突构成腺病毒的主要抗原，在病毒检测和疾病诊断中具有重要意义（图39-1）。
腺病毒含13%DNA和87%的蛋白质，病毒体分子量约为175×106。病毒基因组为线状双链DNA，大约含35kb～36kb，腺病毒12、18和31型的DNA组成中，G＋C mol%最低（48%～49%），属于对动物具有高致癌性基因型。腺病毒1、2、4、5、8等型的G＋C mol%较高（61%），致癌性反而低或无。这是一种用于人腺病毒分离株的分组的标准，根据其基因同源性将人腺病毒分为A～F等6组。
病毒蛋白约11种（TP和PⅠ～PⅩ）（图39-2），其中有4种蛋白（病毒多肽PⅤ、PⅦ，末端蛋白TP、酶蛋白PⅩ）与病毒基因构成病毒核心，多肽PⅦ是主要的核心蛋白，如同组蛋白一样包裹病毒基因DNA。构成病毒衣壳的蛋白质约7种。多肽PⅡ是病毒衣壳中最丰富和最主要成分，六邻体是由3个PⅡ分子紧密相连组成。多肽PⅥ、PⅧ在六邻体与病毒核心之间形成连接桥，并与多肽PⅨ一起稳定着六邻体分子的晶格排列。5个分子多肽PⅢ相连构成五邻体的基座蛋白，PⅢa为五邻体的周围蛋白，也参与衣壳的组成，五邻体通过PⅤ与病毒核心相连。多肽PⅣ主要构成病毒三聚体纤突，纤突与病毒血凝活性相关，因血凝素（纤突）具有型特异性，常用血凝抑制试验（HI）对临床分离株进行分型。
图39-1 腺病毒结构示意图
病毒的培养与复制 腺病毒只能在人源的组织细胞中增殖，人胚肾细胞易感，在293细胞系，HEP-2，HeLa等细胞中生长良好，可引起细胞肿胀、变圆，聚集成葡萄串状等典型细胞病变，实验室常用上述细胞进行病毒的分离与鉴定。病毒首先以纤突结构吸附在细胞上，每个感染细胞上约有105个病毒纤突受体。吸附的病毒分布在内小颗粒上，吸附促进了病毒的分布，在腺病毒感染过程中，吸附与分布是各自独立的步骤。吸附的病毒快速（约5分钟）移至胞内，由于酸性pH的触发，病毒由微管横跨胞浆到达细胞核。此过程病毒在胞浆中开始脱壳，至胞核时释放病毒DNA并开始早期复制。
病毒DNA首先诱导宿主细胞进入细胞周期的S期，以利于病毒的复制。复制早期能合成20余种早期蛋白，可作为非结构蛋白并用于病毒DNA复制，其中E1A蛋白尤为重要。腺病毒E1A能与细胞pRB家族多种蛋白产生相互作用，促使细胞进入S期，利于病毒DNA合成。但E1A蛋白还可通过诱导p53基因的表达而导致细胞凋亡，故不能使细胞处于长期增殖状态。除E1A外，腺病毒E1B蛋白可与p53蛋白结合并使其失活从而促进细胞增殖。
病毒DNA复制是在胞核内进行的。当病毒DNA大量复制并伴有病毒多肽的合成时，病毒即可装配与释放，在HeLa细胞中一个病毒的复制周期为20～24小时。
腺病毒与其它病毒的相互作用及致细胞转化 在某些腺病毒的培养物中可发现有20nm的细小颗粒，证实为缺陷细小病毒（defective parvovirus），含单链DNA，不能单独进行复制。腺病毒可辅助这些细小DNA病毒的复制，故被称为辅助病毒（helper virus），该缺陷病毒被称为腺病毒伴随病毒。在缺乏腺病毒的情况下，这些缺陷病毒可感染细胞而引起潜伏感染，但不参入腺病毒所致的人类疾病。
几乎所有的人腺病毒均能使体外培养的啮齿类动物细胞发生转化，但仅有少数型别的毒株可以在动物体内诱发肿瘤。其中A组腺病毒（12型、18型）的致瘤性最高，但腺病毒的DNA或mRNA尚未在人类肿瘤细胞中发现。人腺病毒的转化基因局限在早期基因区（E1A和E1B），E1A基因属于显性致癌基因，而且E1A蛋白能在转录水平降低MHC抗原的表达量，并改变细胞对NK细胞的敏感性，从而封闭这些系统对肿瘤的抑制作用。而E1B基因产物能与p53蛋白结合，抑制细胞凋亡的产生，使细胞具有永生性。
二、致病性与免疫性
腺病毒对呼吸道、胃肠道、尿道和膀胱、眼、肝脏等均可感染，人腺病毒约1/3的已知血清型通常与人类疾病相关，但一种血清型可引起不同的临床疾患；相反，不同血清型也可引起同一种疾患。
呼吸道感染 呼吸道感染的典型症状是咳嗽、鼻塞和咽炎，同时伴有发热、寒战、头痛和肌肉痛等，包括以下4种不同的综合征。
1．急性发热性咽喉炎 通常为婴儿和儿童发病，由C组病毒引起，出现咳嗽，鼻塞、发热和咽喉部溃疡等症状，这些表现难以与其他病毒引起的轻型呼吸道感染鉴别。
2．咽结膜热（pharyngoconjunctival fever）症状与急性发热性咽喉炎相似，但常同时发生结膜炎。咽结膜热有暴发流行倾向，如游泳池结膜炎，多由B组腺病毒3和7型所致，预后尚好，一般无后遗症。
3．急性呼吸道疾病（acute respiratory diseases，ARD） 这一综合征由咽炎、发热、咳嗽和全身不适为特点，常在军队的新兵中流行，多因突然紧张、劳累、聚集等所致。此感染多由腺病毒4、7型引起，也可见于3型。
4、肺炎 腺病毒肺炎约占儿童期肺炎的10%，多由腺病毒3、7型引起；在青年人腺病毒肺炎的病死率为8%～10%；肺炎也是新兵急性呼吸道疾病的一种严重表现。
眼部感染 腺病毒致轻型眼部感染是呼吸道感染和咽喉炎的并发症。滤泡性结膜炎可由许多型腺病毒引起，类似于衣原体性结膜炎，而且为自限性。由腺病毒8、19和37型引起的角结膜炎为重型感染，具高传染性，以急性结膜炎开始，扩至耳前淋巴结，随后发生角膜炎。
胃肠炎 许多腺病毒在肠道细胞中复制，随粪便排出，但大多血清型与胃肠道疾病无关。而40型和41型腺病毒可引起婴幼儿与年少（4岁以下）儿童的胃肠炎，致腹痛、腹泻。C组腺病毒能引起某些婴幼儿肠套叠。
其他疾患 腺病毒11、12型能引起儿童急性出血性膀胱炎，尿中出现病毒。37型可引起女性宫颈炎和男性尿道炎，常由性传播感染。在免疫功能低下者可引起偶发或严重的病毒感染，尤其在器官移植病人中发生严重呼吸道感染和病毒性肝炎，多由1、5和7型腺病毒引起。艾滋病患者可感染多种血清型腺病毒，并能出现抗原性介于中间的杂合型毒株，而且常为致死性腺病毒感染。主要原因是腺病毒的E1A蛋白可反式激活HIV的转录，加速HIV的复制。临床发现37%的艾滋病患者病毒性腹泻是由腺病毒所致。
腺病毒感染后可获得对同型的持久免疫力。
与绝大多数呼吸道感染的病原相比，机体对腺病毒的再感染能产生有效的免疫。起保护作用的是体内产生的循环中和抗体。正常的健康成人一般也具有多型的抗体。约40%～60%的6～15岁的人具有1、2和5型中和抗体，但3、4和7型抗体很少。母亲的抗体能保护婴儿免除严重的腺病毒呼吸道感染。
三、微生物学检查
形态学检查 对难于培养的肠道腺病毒，从粪便标本中粗提后，经电子显微镜或免疫电镜观察。
病毒分离与鉴定
1．分离培养 标本应尽早从感染部位采集。采集患者咽喉、眼分泌物，粪便和尿液等，加抗生素处理过夜，离心取上清接种敏感细胞（293、Hep-2或HeLa细胞等），37℃孵育后可观察到典型CPE，即细胞变圆、团聚、有拉丝现象，最突出的表现是许多病变细胞聚在一起呈葡萄串状。
2．病毒鉴定 用荧光标记的抗六邻体抗体与分离培养细胞作用来鉴定腺病毒，也可用血凝抑制（hemoagglutination inhibition，HI）试验或中和试验（neutralization test，NT）检测属和组特异性抗原并鉴定病毒的血清型。
腺病毒可用Shell vial技术进行快速鉴定。病毒标本经抗生素和离心处理，取上清接种于有细胞的Shell vial培养瓶，孵育1～2天，用特异性六邻体单克隆抗体对其抗原表位进行检测。也可用病人鼻粘膜上皮脱落细胞直接染色检测病毒抗原。
用DNA杂交或内切酶酶切等鉴定分离培养的病毒DNA；PCR可用于腺病毒感染的诊断，引物设计主要根据腺病毒六邻体、VAI和VAII编码区序列，能检测所有血清型，而且其敏感性很高，能检测某些病人潜在的腺病毒。用腺病毒41型BgIII-D片段作探针诊断腺病毒腹泻，其检出率可达80%。
血清学检查 常用血清学方法包括IF、CF、EIA、HI及NT等试验，采取患者急性期和恢复期双份血清进行检测，若恢复期血清抗体效价比急性期增长4倍或以上，即有诊断意义。快速检测血清可用ELISA法或乳胶凝集试验。
四、防治原则
腺病毒的甲醛灭活疫苗已被用于某些人群的预防，而且将来有被用人二倍体细胞培养的减毒活疫苗所替代的可能。但因腺病毒对动物具有致癌作用，人们对全病毒疫苗的作用与安全性存有疑虑。此外加强游泳池和浴池水的消毒，可使水传播性结膜炎爆发的危险性降至最小，在作眼的检查时应严格无菌操作，对所用设备充分灭菌，也可控制流行性结膜炎的发生。目前对腺病毒感染的治疗仍无有效药物。