人類皰疹病毒的生活史及潛伏性感染

人類皰疹病毒(Human herpesvirus,HHV)導致的疾病仍是重要的全球性人類健康議題,此種病毒可進行溶解性感染或潛溶性感染,並具有高突變率和潛伏性感染(latent infection)的特性,所以引起的疾病難以治療,特別是完全清除宿主體內的潛伏性感染的病毒幾乎是不可能的。在本文,我們介紹讀者認識HHV的生活史、潛伏性感染及引起的疾病,並關注其對人體健康可能產生的影響。

撰文|陳淵銓

●什麼是人類皰疹病毒

人類皰疹病毒(HHV)是一種球形有外膜包被(envelope)病毒體,直徑為120至260 nm(通常約為150 nm),遺傳物質由雙股DNA基因組構成,該基因組編碼包裹在二十面體衣殼(capsid)中的100–200個基因,周圍被無定形蛋白質皮套(tugument)包裹,其外膜包被的脂質雙層膜含有不同的糖蛋白(glycoprotein)。皰疹病毒在其宿主細胞核內複製,有DNA的順序轉錄及前期(immediately early),早期(early)和晚期(late)基因的分別表現,由較早期的基因調節後期基因的轉錄。HHV可分成9種:單純皰疹病毒1(Herpes simplex virus-1, HHV-1)、單純皰疹病毒2(Herpes simplex virus-2, HHV-2)、水痘帶狀庖疹病毒(Varicella zoster virus, HHV-3)、鼻咽病毒(Epstein-Barr virus, HHV-4),巨細胞病毒(Cytomegalovirus, HHV-5)、玫瑰疹病毒(Roseolovirus, HHV-6A, HHV-6B, HHV-7)和卡波西氏瘤相關皰疹病毒(Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus, HHV-8)(表1)。

表1. 9種人類皰疹病毒

 

●生命週期

HHV的生命週期可以分為溶解性路徑(lytic pathway)和潛溶性路徑(lysogenic pathway)兩種。在溶解性路徑中,感染性病毒附著在有特定接受體的宿主細胞後啟動感染的過程,病毒的外膜包被糖蛋白與宿主的細胞膜受體結合後,通過受體介導的內吞作用(receptor mediated endocytosis)或膜融合(membrane fusion)進入宿主細胞。病毒衣殼分解後釋出基因組DNA,入侵的DNA接管宿主細胞並操縱其酵素合成新的病毒DNA和蛋白質,再組裝形成新的病毒粒子(virion),最後新病毒粒子溶解原宿主細胞,並釋出尋找新的宿主細胞。但是,在潛溶性路徑中,少數病毒基因可能會在一些宿主細胞中轉錄潛伏相關轉錄體(latency associated transcript, LAT),以這種方式,病毒可以無限期地存在而不溶解宿主細胞,長期潛伏不引起宿主任何症狀及疾病。

●潛伏性感染

潛伏期是指病毒在宿主體內處於休眠的狀態,稱為潛溶性生命週期。潛伏性感染是一種持續性感染(persistent infection),病毒DNA存在於宿主中,雖然偵測不到感染性的病毒粒子的存在,亦不會引起明顯症狀,但卻可以傳播給他人。當病毒在受到刺激或宿主免疫系統受到抑制時,休眠病毒可以重新活化產生大量病毒後代以引起症狀和疾病。有兩種病毒潛伏方式:前病毒潛伏(proviral latency)和游離體潛伏(episomal latency)。在前病毒潛伏的方式中,原病毒進入宿主細胞後,病毒基因組DNA嵌入宿主基因組內,病毒DNA與宿主DNA同步複製,如人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV);在游離體潛伏的方式中,病毒DNA不會整合到宿主基因組內,病毒DNA以線性或套索結構存在於宿主的細胞質或細胞核中,因此病毒在潛伏期仍可以利用自身遺傳物質,如HHV。潛伏性HHV被重新激活(reactivation)後,基因的轉錄從LAT基因轉變為溶解性基因而增強病毒DNA複製和病毒粒子增殖,臨床上常引發非特異性的初期症狀,如發燒、頭痛、喉嚨痛、全身不適和皮疹等,接著便引起病人典型症狀及疾病,在某些嚴重的情況下甚至導致死亡。

全球人類受到HHV感染者不在少數,在免疫系統抑制下,大多數健康人身上並未發現明顯症狀或引發疾病,但在嬰幼兒、老年人、病人、器官移植者或免疫功能不全患者身上,仍有引發嚴重症狀及疾病的可能性。因此,我們仍應關注HHV引發的疾病及對人體健康的衝擊,並持續探討根除潛伏性感染的可能策略。

 

參考資料:

  1. Chen YC, Sheng J, Trang P, Liu F. Potential Application of the CRISPR/Cas9 System against Herpesvirus Infections. Viruses. 2018 May 29;10(6). pii: E291. doi: 10.3390/v10060291. Review.
  2. Richard J. Whitley. Chapter 68 Medical Microbiology. 4th edition, 1996. Baron S, editor. Galveston (TX): University of Texas Medical Branch at Galveston, USA.
人瀏覽過