第二节　人微小病毒B19的结构、致病机理与导致疾病

一、人微小病毒B19的发现

人微小病毒B19(Human Parvovirus B19，简称B19病毒)是1975年英国学者Cossart等在筛查献血者乙肝病毒时偶然发现的。由于微小病毒B19对人类致病的广泛性和复杂性，国际上对该病毒的研究比较活跃，包括其致病性及相关疾病的研究、临床及实验室诊断、分子及血清流行病学研究、感染的预防和治疗、疫苗的研制等。

二、人微小病毒B19结构

人微小病毒B19是微小病毒科、微小病毒属中目前已知的、惟一致人类疾病的病毒，也是动物病毒中体积最小、结构最简单的DNA病毒。

B19病毒基因组右边的基因片段主要编码两种结构蛋白:衣壳蛋白VP1和VP2;基因组左边的基因片段编码非结构蛋白NS1。B19病毒基因组的一级结构及其基因变异，与B19病毒的致病机制、传播途径等关系密切，对B19病毒诊断试剂、疫苗制备等具有重要影响。

三、人微小病毒B19的致病机理

B19病毒感染导致胎儿畸形的机理尚不清楚，但许多学者作了合理的推测。①B19病毒宫内感染机制的研究:对于B19病毒在胚胎及胎儿组织中的定位最常用的是原位杂交及原位PCR。近年来B19病毒非结构蛋白致病性是目前研究的热点。②B19病毒基因变异及基因变异检测方法的研究:B19病毒流行株存在不同时间及不同地理株的差异。学者们运用限制性核酸内切酶对来自7个国家的48株B19病毒进行分析，将B19病毒流行株分为5型(其中Ⅲ型又分为Ⅲa和Ⅲb两型)，欧美等国家的病毒株则大多属于Ⅱ型病毒，1983年日本流行株属于Ⅳ型，1991年我国西安的流行株基本上属于Ⅴ型B19病毒。

(一)B19病毒宫内感染的受体细胞

病毒感染的形成是病毒与宿主细胞相互作用的结果，病毒结构蛋白与其受体的特异性结合，是影响病毒宿主特异性和组织嗜性的重要决定因素。1993年Brown等研究证实，红系祖细胞膜上的糖苷脂，即表面的P抗原(B19病毒的细胞受体)为B19病毒特异性受体，其广泛存在于人红细胞、血小板、单核巨嗜细胞、巨核细胞、粒细胞，心、肺、肝、滑膜液、肾及胎盘内皮、血管内皮等多种细胞和组织中。B19病毒进入细胞，在细胞核内复制，形成核内包涵体的大细胞，由于病毒的直接感染和所介导的细胞毒作用致使感染细胞溶解、功能障碍。

(二)B19病毒的特嗜性与B19病毒感染的靶细胞

孕妇在孕期的任何阶段均可感染B19病毒，B19病毒对于胎儿分裂活跃的细胞具有组织特嗜性，感染的靶细胞是易于迅速分裂的人骨髓祖代红细胞，因此B19有强的噬人类红系祖细胞特性，胎儿最常见的受损细胞为红系祖细胞及心肌细胞，胎儿时期骨髓及肝脏是主要的造血器官，因此胎儿感染该病毒后，在肝脏、骨髓及心肌中常能检测到B19病毒颗粒。

B19病毒在有红细胞的人体骨髓细胞中生长，P抗原受体亦存在于巨核细胞、内皮细胞、部分类型的胎盘细胞及细胞转化迅速的胎儿肝脏和心肌细胞上，即B19的复制也可发生在上述组织。我国学者陈华等研究发现在围产儿结局不良的尸检脏器中，B19病毒感染顺位为脾、肝、骨髓、脑、肺、肾。

(三)B19病毒感染与死胎

妊娠中期胎儿红细胞增长迅速且红细胞寿命较短，B19病毒感染可使红系祖细胞受累，胎儿易发生造血危象和贫血;此外，P抗原广泛存在于胎儿肝脏、心脏、血管内皮细胞，这些器官受损，可进一步加重对胎儿的损害，导致胎儿缺氧、心血管系统衰竭而致死胎。

(四)B19病毒感染与胎儿生长发育迟缓

B19病毒感染所致的胎盘炎症可影响母体与胎儿之间的能量及物质交换，导致胎儿慢性缺氧及生长发育迟缓。

(五)B19病毒感染与胎儿水肿

与B19病毒感染有关的胎儿水肿的主要病因为红细胞再生障碍，B19病毒在胎儿红祖细胞中复制，从而阻碍胎儿红细胞生成。胎儿非免疫性水肿的预后机制尚不是很清楚，关于胎儿水肿的严重程度与死胎的发生是否为正相关，文献报道不一致，这可能与胎儿的胎龄有关。

日本学者建立了人微小病毒NS1基因诱导的胎儿非免疫性水肿的转基因小鼠模型，发现大部分小鼠死于胚胎期，其中一些发生了严重贫血所致的水肿样改变，组织学检查发现胎肝中红祖细胞显著减少。

(六)B19病毒感染导致与胎粪腹膜炎

Zerbini等认为B19病毒感染的胎儿出现胎粪腹膜炎，可能是因为血管内皮细胞上存在B19病毒受体，病毒感染可导致血管炎，这可能是人微小病毒B19致畸的一个机制。大部分先天性大肠梗阻并非由于胚胎发育紊乱，而是因妊娠期胎儿血管受损。

(七)B19病毒感染与中枢神经系统功能受损

①直接的致畸效应:在大白鼠和小白鼠中，微小病毒是一种潜在的致病源，运动共济失调和小脑发育不全是主要的不良结局。②最近发现在成人中B19病毒感染与脉管炎有关，可以假设脑瘫患儿因B19病毒感染而导致大脑脉管炎。③严重的贫血或红细胞再障所致的血小板减少症可以引起缺氧或颅内出血而致脑损伤。

(八)B19病毒感染与先天性心脏病(CHD)的致病机理

B19感染CHD的致病机理与其组织特异性受体有关。Brown等报道的一项研究成果表明，B19的嗜红细胞特异性是因其能结合P抗原，红细胞缺乏P抗原则不能与B19结合凝集，而抵抗B19的感染。Brown等研究还表明，P抗原不仅仅局限于红细胞膜上，在巨核细胞、心肌细胞也可发现，因而导致了贫血、血小板减少、心肌炎的发生。

(九)B19病毒感染与细胞的凋亡

1999年孙新等报道，B19感染可能诱导胎肝造血细胞的凋亡。通过原位末端标记法可以灵敏地检测单个细胞的凋亡，对于早期凋亡亦可准确检出，并发现bc1-2是重要的抑凋亡基因，而bax为促凋亡蛋白。最近发现B19病毒的非结构蛋白，可通过激活促凋亡蛋白的过度表达和/或抑制抑凋亡蛋白的表达，来实现加速胚胎和胎儿细胞的凋亡。

四、人微小病毒B19研究状况

国内对B19病毒的研究起步较晚，1991年在西安地区的妇女和儿童中首次证明我国存在B19病毒感染，随后在全国部分地区也有B19病毒感染的报道。妊娠期B19病毒感染的研究主要有:①妊娠期妇女B19病毒感染的发生率及对胎婴儿的影响。②B19病毒检测方法的建立及各种检测方法之间方法学的比较:1995年王荣平等首先在国内建立了巢式PCR-EB染色法，为检测B19病毒结构蛋白DNA的新技术，其灵敏度是普通PCR的100倍，特异性也比较好。③B19病毒宫内感染机制的研究:王晓明等运用原位杂交技术在胎儿组织中对B19病毒进行组织定位，为胎儿致病机理的研究提供了一套可靠的实验方法。近年来研究者们运用原位末端标记和免疫组化技术，发现B19病毒通过激活促凋亡蛋白的过度表达和/或抑制抑凋亡蛋白的表达来实现胎肝造血细胞的凋亡;在先天性心脏病患者的心肌组织中，发现B19病毒定位于心肌细胞核中，病毒基因整合到宿主细胞核内，随细胞核酸的复制而持续存在。④B19病毒基因变异的检测:曹虹等运用异源双链分析法及聚合酶链式反应-单链构象多态性分析法检测B19病毒的基因变异。⑤其他:吴学诗、张碧兰等研究发现在育龄妇女的宫颈分泌物及男性精液中检测出B19病毒DNA;吴小红、史恩祥等发现人微小病毒B19与异位妊娠有关。目前，国内对妊娠期B19病毒感染的研究主要针对病毒的结构蛋白，而对在病毒致病性中起重要作用的非结构蛋白未见有文献报道。由于B19病毒无症状感染率高，而且学术界对妊娠期人微小病毒B19感染对胎儿的危害程度尚存在争议，因而B19病毒并没有像风疹病毒、巨细胞病毒、单纯疱疹病毒、弓形体那样作为“优生四项”在临床上开展产前检查，也没有引起流行病学者的重视。