【摘要】柯萨奇病毒B₃在心肌病中的作用与其基因组的特定核酸序列有关，其毒性尤其决定于5′端非编码区的第234位核苷酸上的碱基（是U还是C）；可能与宿主的免疫状态有关；可能与柯萨奇病毒B₃无毒株在特定条件下（缺硒）的遗传突变有关；柯萨奇病毒B₃蛋白与硒蛋白的结构有相似性。

分类号：R542.2文献标识码：C论文编号：1000-4955(1999)03-0224-27

自从1994年美国学者Beck报道柯萨奇病毒B₃无毒株（CVB_3/0）在感染缺硒宿主可发生突变并致与克山病相似病理现象后^{［1，2，4，12］}，克山病病因学说之一—病毒病因学说再次受到关注。近期，有关柯萨奇病毒B₃的分子致病机理和柯萨奇病毒B₃^{［5，10，11，17，18］}与克山病相关的报道日渐增多^{［13，25］}，使得我们对柯萨奇病毒B₃在克山病中的作用有了较深入的了解。

1与柯萨奇病毒B₃有毒株致病相关的核苷酸和氨基酸序列

柯萨奇病毒B₃有毒株在宿主机体内的时间有长有短，其后果也是千差万别。对人来说，大多数人并不出现任何症状，少数病人出现急性心肌受损症状，极少数可发展为慢性心肌炎和弥漫性心肌病。柯萨奇病毒B₃有毒株毒性在缺硒宿主体内得以加强［3］。

现在，许多柯萨奇病毒B₃基因组的核苷酸序列及其编码蛋白的氨基酸序列都已获知^{［5，10，11］}。经过病毒间的重组等研究，证实或推测如下不同的位点和/或组份参与有毒的柯萨奇病毒B₃的致病作用^{［5，10，11，17，18］}。

1.15′端非编码区

Chapman等人曾通过比较无毒与有毒的柯萨奇病毒B₃株（CVB_3/0与CVB_3/20）之间的基因组核苷酸序列，推测10个不同核苷酸位点与有毒的柯萨奇病毒B₃的所致心肌毒性有关。在Tu等人^［18］构建CVB_3/0与CVB_3/20两株间的重组病毒株中，发现只有重组病毒株的5′端非编码区nt234位点为U而不是C时，该毒株在体内外才有毒性。另外两个有趣的体内实验也强有力地证实了这一点^［5，18］：其一，在免疫功能严重受损（scid）的小白鼠体内，无毒的柯萨奇病毒B₃（CVB_3/0）可致心肌坏死，变为有毒的柯萨奇病毒B₃（被命名为CVB_3/0scid），且经测序与无毒的柯萨奇病毒B₃（CVB_3/0）基因组序列比较，仅仅在nt234由C变为U；其二，无毒的柯萨奇病毒B₃（CVB_3/0）在3周龄小白鼠体内同样变为有毒株，同样仅仅在nt234位点由C变为U。同样，体外人为地定点突变nt234，即无毒的柯萨奇病毒B₃（CVB_3/0）的C变为U，也能将其变为有毒株。

后来，人们发现nt234在病毒RNA二级结构中的互补位点nt565同样重要，其碱基改变也能引起毒性的相应改变，该位点位于核糖体结合区域内^［6］。Lee等人^［11］的研究结果同样证实了上述结论。

目前，人们已经知道，不仅肠道病毒的基因组序列尤其5′端非编码区序列具有高度的同源性，而且肠道病毒的5′端非编码区的二级结构及其与宿主细胞内的与转录、翻译相关的蛋白相互作用极其相似。经两种不同的计算机分析程序（MFOLD和GA）分析，柯萨奇病毒B₃的5′端非编码区的nt234及其在病毒RNA二级结构中的互补位点nt565位于一个类似tRNA的二级结构起始位置，人们推测nt234和nt565通过二级结构稳定性去影响病毒的转录和翻译，最终达到影响病毒的增殖和毒性。

1.2柯萨奇病毒B₃衣壳亚单位和非结构蛋白

柯萨奇病毒B₃衣壳蛋白由四种组份构成，即VP1，VP2，VP3，VP4。非结构蛋白由柯萨奇病毒B₃基因组的P2和P3区编码。前体蛋白经酶加工成成熟蛋白，大多与病毒RNA的转录、翻译以及翻译后加工相关。

但较早的报道认为柯萨奇病毒B₃衣壳组份VP1具有如下功用：1）中和抗体的抗原决定族；2）是病毒蛋白与心肌细胞蛋白同源的氨基酸序列所在地；3）中和抗体结合病毒的结合位点；4）是与宿主细胞特异性受体相结合的部位。Huber等人报道，特异性T细胞免疫反应的抗原决定族部分也位于柯萨奇病毒B₃衣壳组份VP1区，如VP1-1。并认为其他的肽段，如VP1-3，VP1-13和VP1-21均可能与柯萨奇病毒B₃的心肌毒性有关。但与柯萨奇病毒B₄不同，Zhang等人发现柯萨奇病毒B₃衣壳组份VP1和B—C环的氨基酸变换仅仅改变其传代细胞的病变效应，不改变其在体内的心肌细胞毒性^［24］。

而Knowlton研究小组^［10］的工作则表明，柯萨奇病毒B₃衣壳组份VP2环区仅第165位氨基酸由天冬酰胺变为天冬氨酸，会影响病毒对小白鼠致病能力以及宿主细胞合成分泌细胞因子如肿瘤坏死因子（TNF）的能力。另外，Lee等人^［11］发现VP2的E-F环区的第207位氨基酸由天冬酰胺变为天冬氨酸以及VP3的第566位氨基酸由谷氨酰胺变为谷氨酸均可能与柯萨奇病毒B₃的致病有关。

2A^pro、2C和2B的功能，最先来自对脊髓灰质炎病毒的研究。病毒蛋白2A^pro在细胞中合成成熟后，能裂解细胞中的翻译起始因子eIF-4F，从而导致真核细胞自身蛋白翻译受阻，病毒蛋白翻译却丝毫不受损。蛋白前体2BC具有使细胞膜结构发生变化并形成囊泡样结构。由蛋白前体2BC被加工成成熟蛋白2B和2C后，蛋白2C本身具有ATPase和GTPase酶活性，使病毒RNA结合于囊泡样结构形成复制复合物。而蛋白2B具有带正电荷的两歧性（亲水性和疏水性）螺旋结构，涉及两种代谢变化；阻止宿主细胞分泌其蛋白和影响细胞质膜的渗透性。细胞质膜渗透性的改变导致钠离子的内流，钠离子的内流使细胞内电解质紊乱，也可影响宿主细胞自身蛋白的翻译。

近几年来，有关柯萨奇病毒B₃前体蛋白2BC及其成熟蛋白2B功能的报道逐渐增多，这些工作主要来自vanKuppeveld研究小组^{［19～23］}。

起先，他们将肠道病毒蛋白酶3C^pro的酶切位点加以比较^［21］后发现，除了3C/3D和2B/2C外，其他位点均含有相同的氨基酸排列顺序：AxxQ↓G(P4-P3-P2-P1-P1')。后经研究发现这不同的酶切点与保持两蛋白前体（3CD和2BC）的稳定性有关。

随后该小组对柯萨奇病毒B₃蛋白2B的单独作用加以更深入的研究^{［19，20，23］}。他们分析了其氨基酸残基的性质，发现与脊髓灰质炎病毒相似，该蛋白带有两个疏水基团，其中一个为带正电荷的两歧性螺旋结构^{［19，20，22］}。改变它们尤其改变氨基酸影响带正电荷的两歧性螺旋结构，均能影响柯萨奇病毒B₃蛋白2B的功能，即阻止宿主细胞分泌其蛋白和影响细胞质膜的渗透性^［23］。

至于柯萨奇病毒B₃蛋白2A^pro和2C的功能尚不清楚。

2宿主自身免疫反应

柯萨奇病毒B₃所致的急性心肌炎以单核细胞和巨噬细胞浸润为特征：巨噬细胞（40%～50%）、NK细胞（30%～40%）和CD8^＋细胞（10%～20%）^［8］。急性心肌炎可能由病毒在细胞中大量增殖影响细胞的大分子合成所致。

柯萨奇病毒B₃感染也可引起的慢性心肌炎和弥漫性心肌病，其产生机制可能是：1）病毒在心肌组织长期活动导致细胞代谢紊乱并不断地产生大量的炎症后因子^［9］；2）病毒感染使心肌细胞受损后翻译隐蔽性自身抗原，再由这些自身抗原刺激机体产生相应的毒性抗体和/或毒性T细胞^{［14，25］}；3）一些包括肌浆球蛋白在内的心脏组织细胞内部或表面的蛋白与病毒的衣壳蛋白具有类似的分子结构/抗原决定族，机体产生的抗病毒性抗体既可作用于病毒，也可作用于正常的心脏组织细胞^［6，7］。

而有关包括肌浆球蛋白在内的心脏组织细胞内部或表面的蛋白与柯萨奇病毒B₃衣壳蛋白的分子结构/抗原决定族的类似性，最先来源于Rose研究小组的报道。他们率先在柯萨奇病毒B₃感染的小白鼠体内检测到抗心肌浆球蛋白的抗体，并证明给正常小白鼠免疫以心肌浆球蛋白可导致严重的心肌炎。进一步研究发现这种自身免疫性疾病依赖于CD4^4＋T细胞，与组织相容性复合物I型相关。后来，人们发现自身抗原并不局限于肌浆球蛋白。

从90年代初开始，Gauntt领导的研究小组合成一系列的抗柯萨奇病毒B_3m的单克隆抗体，并进行了系统地研究。他们发现^［6，7］所合成的21种不同的单克隆抗体并不是所有的都能象多价抗体那样与病毒有效地结合；除了结合于心肌细胞外，还结合于纤维细胞；并不是所有的单克隆抗体都能引起心肌病变。

现在，人们已将有关包括心肌浆球蛋白在内的心脏组织细胞内部或表面的蛋白与柯萨奇病毒B₃衣壳蛋白的分子结构/抗原决定族的类似性作为解释柯萨奇病毒B₃感染中出现的慢性心肌炎和弥漫性心肌病的机理之一。