俞坤，武世萍 綜述，鞏盼盼，王滿俠 審校

蘭州大學第二醫(yī)院神經內科，甘肅 蘭州 730030

多發(fā)性硬化癥（multiple sclerosis，MS）是一種復雜的中樞神經系統(tǒng)（central nervous system，CNS）脫髓鞘疾病，臨床特點為病灶空間和發(fā)病時間的多發(fā)性，其主要病理特征為免疫細胞的浸潤及隨之出現的神經炎癥反應、脫髓鞘反應及神經元損傷［1］。目前研究認為，MS 是一種多因素疾病，其免疫致病過程是由環(huán)境因素在遺傳背景的基礎上操控觸發(fā)的，多種病毒均可能是誘發(fā)MS 重要的輔助因素，病毒可能通過直接感染CNS 或激活外周交叉反應T 細胞，從而導致神經髓鞘損傷［2］。其中最常見的病毒包括人類皰疹病毒4 型（Epstein-Barr virus，EBV）和人類內源性逆轉錄病毒（human endogenous retrovirus，HERV）的W 家族成員，這些病毒也稱為MS 相關逆轉錄病毒（multiple sclerosis associated retrovirus，MSRV）［3］。HERV 是一大類RNA 病毒，其特征是編碼逆轉錄酶，并能將病毒基因組整合至宿主基因組中。HERV 源于外源性逆轉錄病毒感染，隨后整合至人類基因組中，約占人類基因組的8%［4］。HERV與MS、糖尿病、肌萎縮側索硬化癥和癌癥等多種疾病有關［5-6］。完整的HERV 基因組約長80 000 bp，兩端為長末端重復區(qū)域（long terminal repeats，LTRs），5′至3′端依次為Gag 區(qū)（編碼基質和HERV 核心）、Pro 區(qū)（編碼蛋白酶）、Pol 區(qū)（編碼逆轉錄酶和整合酶）和Env 區(qū)（編碼包膜蛋白）［7］。根據參與HERV逆轉錄的特定tRNA 不同，HERV 可分為HERV-W、HERV-K 和HERV-H 亞家族，三者在MS 患者中均有發(fā)現［8］。本文就目前所發(fā)現的HERV，尤其是HERV-W 家族成員在MS 的發(fā)病機制中作用的研究進展作一綜述，以期為MS 發(fā)病機制深入研究提供新的思路。

1 HERV 與MS 的相關性

20 世紀90 年代早期，有學者在MS 患者細胞中檢測到了逆轉錄病毒顆粒，其主要來源于HERV家族［3，6，9-10］，隨后在MSRV 中分離出了一種新的HERV 序列，該病毒家族以色氨酸（W）tRNA 作為逆轉錄引物，因此稱為HERV-W 亞家族［11］。

一項薈萃分析顯示，MS 和HERV-W Env（包膜蛋白）表達之間存在較強相關性［7］。HERV 病毒粒子、RNA、cDNA、Gag 和Env 序列及抗HERV 轉錄產物的抗體均存在于MS 患者的血液、大腦、腦脊液（cerebrospinal fluid，CSF）中［12］。PERRON 等［13］研究發(fā)現，與健康受試者或其他神經系統(tǒng)疾病患者比較，MS患者血清／血漿、CSF 和外周血單個核細胞（peripheral blood mononuclear cells，PBMCs）中HERV-W Env 和Pol DNA 拷貝數及RNA 和蛋白質表達水平均增加；另有研究表明，73%的MS 患者血清中HERV-W Env水平顯著升高，在健康受試者及其他神經系統(tǒng)疾病患者血清中水平較低［14］。另外，HERV-W Env 在MS 患者的星形膠質細胞、小膠質細胞和巨噬細胞中均有表達，但在無神經系統(tǒng)疾病的健康受試者中未表達［15］。MS 患者體內HERV-W 被激活，HERV-W RNA 表達和HERV-W 抗原表位水平增加，進而提高了HERV-W Env 水平。有研究表明，在MS 患者的大腦及PBMCs 中，HERV-W RNA 和HERV-W 抗原表位的表達均增高［16］；在PBMCs 中，HERV-W 抗原主要表達在單核細胞和B 細胞上，且在活動性疾病中表達升高，在非活動性疾病中表達降低，有效治療后表達均減少［17］。采用IFNβ 對MS 可進行有效治療，同時可導致HERV-W RNA 水平降低，因此認為HERV-W 是判斷治療反應的潛在預測因子［18］。研究表明，MS 患者對HERV-W 細胞免疫及體液免疫反應性增強［19］，尤其在活動期MS 中更為明顯，經有效治療后顯著降低［20］，且這種增強的免疫反應性僅出現在受MS 影響的HERV 家族成員中，因此，抗HERV-W Env 抗體可用于區(qū)分MS 與其他神經系統(tǒng)疾?。?1］。綜上所述，抗HERV-W Env 抗體有望成為預測MS 疾病活動性的候選生物標志物。

HERV-W 與MS 的預后密切相關。有研究表明，繼發(fā)進展型多發(fā)性硬化癥（secondary progressive multiple sclerosis，SPMS）中HERV-W Env RNA 的表達高于復發(fā)緩解型多發(fā)性硬化癥（relapsing-remitting multiple sclerosis，RRMS），HERV-W Env DNA 拷貝數升高的患者的擴展殘疾狀況量表（expanded disability status scale，EDSS）評分明顯升高［22］。一項長達10 年的研究表明，CSF 中HERV-W Env 陽性的MS 患者，其復發(fā)率、EDSS 評分及發(fā)展為SPMS 的概率均增高，其中，88%的HERV-W Env 陽性MS 患者的EDSS評分高于5，HERV-W Env 陰性患者的EDSS 評分高于5 分的僅有12%［23］，表明HERV-W Env 可作為預測MS 患者預后的生物標志物之一。還有研究表明，HERV-W Env 可在小鼠中誘導實驗性自身免疫性腦脊髓炎（experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE）的發(fā)生，表明其致病作用高于其他介質［24］。另外，有研究顯示，HERV-H、HERV-K 亞家族也與MS 相關［7］，但目前相關的研究較少，具體作用機制尚未明確。

2 HERV 在MS 發(fā)病機制中的作用

HERV 基因組在人類基因組中占比較大，無論是作為基因、基因產物，還是作為逆轉錄病毒，均具有致病潛力，但作為非編碼RNA，許多遺傳和環(huán)境因素降低了HERV 可能造成的有害影響［6，25］。HERV 基因組通常通過影響表觀遺傳而發(fā)揮作用，外源性病毒（如EBV）感染的反激活可能導致HERV基因組表達，具體機制尚不明確［26］。

2.1 通過分子模擬機制誘導自身免疫參與MS 的發(fā)生 機體對病原體的免疫應答可引起共有結構或序列同源性自身抗原的交叉反應，稱為分子模擬機制，被認為是引起自身免疫性疾病的重要潛在機制之一，可能參與多種CNS 自身免疫疾病的發(fā)生發(fā)展，HERV-W Env 也可能通過分子擬態(tài)參與MS 的病理過程［27］。研究表明，CNS 髓鞘成分髓鞘堿性蛋白（myelin basic protein，MBP）、蛋白脂質蛋白（proteolipid protein，PLP）或髓鞘少突膠質細胞糖蛋白（myelin oligodendrocyte glycoprotein，MOG）與HERV-W Env 間存在氨基酸序列同源區(qū)域［27-28］，在HERV-W Env 和MOG 中，包含結構相似的九聚體多肽，多肽上具有潛在的TH 細胞表位，可與HLA DR2b 相結合［29］。HLA 基因或主要組織相容性復合物（major histocompatibility complex，MHC）基因在免疫調節(jié)和自我識別等各種免疫答應中發(fā)揮重要作用，是與MS 密切相連的基因。有研究證實，HLA DRB1*1501-DQA1*0102-DQB1*0602 單倍型與MS 相關，且相對危險度約為3，當單倍型為純合子時，患MS 的風險升至6 倍以上［30］，這與分子模擬機制理論一致，即HERV-W Env 與一些髓鞘蛋白上的表位發(fā)生交叉反應，在炎癥環(huán)境中由HLA DR2b 在抗原提呈細胞（antigen-presenting cells，APCs）上呈遞至CD4+T 細胞，從而引起CNS 脫髓鞘改變，導致MS 的發(fā)生［28］。

2.2 通過影響小膠質細胞造成髓鞘缺失參與MS的發(fā)生 在MS 中，小膠質細胞通過誘導促炎細胞因子參與炎癥和脫髓鞘進程。有實驗表明，阻斷小膠質細胞的激活可抑制小鼠EAE 模型的產生，小膠質細胞也與MS 的疾病進展有關，其激活是SPMS殘疾的重要預測因子［31］。小膠質細胞也可通過清除髓鞘碎片促進神經修復，是修復髓鞘和神經保護的關鍵［32］。在體外培養(yǎng)的小膠質細胞中，HERV-W Env 能誘導小膠質細胞表達多種促炎表型，產生多種炎癥介質，如一氧化氮（nitric oxide，NO）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor alpha，TNF-α）、白介素-6（interleukin-6，IL-6），NO 和TNF-α 是軸突損傷和髓鞘脫失的炎性中介［33-34］。HERV-W Env 環(huán)境降低了小膠質細胞表達神經保護分子的水平，如生長因子-1（growth factor-1，IGF-1）、集落刺激因子-1（colony stimulating factor-1，CSF-1）和成纖維細胞生長因子-2（fibroblast growth factors-2，FGF-2），IGF-1可保護少突膠質前體細胞（oligodendrocyte precursor cells，OPCs）免于細胞死亡，并放大FGF-2 對OPCs增殖的積極作用，同時也是髓鞘合成的刺激物［9］。另有研究表明，CSF-1 也可降低促炎細胞因子的表達，保護少突膠質細胞免于凋亡，對神經元起到保護作用［35-36］。

體外實驗表明，HERV-W Env 刺激的小膠質細胞可誘導神經絲輕鏈（neurofilament light chain，NFL）、突觸素（svnaptophvsin，SYP）和MBP 從髓鞘中暴露出來，可能是通過增加TNF-α 濃度導致的，表明HERVW ENV 介導的小膠質細胞激活會引起MS 的神經退行性變［9］。

2.3 通過影響血腦屏障參與MS 的發(fā)生 Toll 樣受體（Toll-like receptor，TLR）分布在固有免疫系統(tǒng)的免疫細胞表面，這類受體僅識別病原相關分子模式（pathogen-associated molecular pattern，PAMP），如脂多糖、肽聚糖、dsRNA 等，主要針對感染的一線防御效應，引發(fā)宿主對微生物病原體的先天免疫應答。有實驗表明，HERV-W Env 是TLR4 激動劑，可介導免疫細胞TLR4 依賴的炎癥反應，刺激免疫細胞，增強白細胞黏附于內皮細胞標志物的表達［37］。TLR4的激活對腦內毛細血管內皮細胞有直接的細胞毒性作用，可通過促進細胞間黏附分子-1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）表達和TLR4 激活，促炎細胞因子釋放損害內皮細胞的生理功能［38］。內皮細胞是構成血腦屏障（blood brain barrier，BBB）的主要結構，可阻止多種物質進入腦組織，BBB 受損會導致大量免疫細胞及其表達產物遷移至中樞神經系統(tǒng)，引起異常炎癥及免疫反應。因此，HERV-W Env 可能是通過影響B(tài)BB 完整性，從而參與MS 的發(fā)生。

2.4 通過影響少突膠質細胞分化參與MS 的發(fā)生 少突膠質細胞是CNS 髓鞘的形成細胞，在髓鞘的形成與修復中發(fā)揮著重要作用。實驗表明，用HERV-W Env處理培養(yǎng)OPCs，可導致OPCs 分化總體減少［37］。在MS 病灶附近，HERV-W Env 蛋白與表達TLR4 的OPCs 密切相關，HERV-W Env 作為TLR4 的激動劑，可介導TLR4 激活導致促炎細胞因子，如TNF-α、IL-1b、IL-6 的激活，并通過誘導產生NO 合酶，形成3-硝基酪氨酸，直接影響OPCs 的表達［37］，通過影響少突膠質細胞分化參與MS 的發(fā)生。

2.5 作為外源病毒介導自身免疫參與MS 的發(fā)生HERV 作為一種外源病毒，持續(xù)感染機體，可誘發(fā)MS，其作用機制可能為：①病毒直接感染大腦CNS，可能導致炎癥和損害，產生髓鞘的少突膠質細胞，從而釋放髓鞘碎片，在炎癥環(huán)境中激活自身反應性T細胞，隨后的表位擴散會導致更多的脫髓鞘和軸突死亡；②病毒持續(xù)感染CNS 可產生炎癥性脫髓鞘改變，這是由對抗CNS 內受感染的細胞免疫反應引起的。另有研究表明，CNS 以外的病毒感染可激活交叉反應T 細胞，進入CNS 引起炎癥性脫髓鞘病變，導致MS 的發(fā)生［38］。

3 MS 的治療

HERV-W Env 介導的以OPCs 導向的髓鞘合成抑制作用可使用特定中和HERV-W Env 的人源化免疫球蛋白（GNbAC1）進行拮抗［39］。GNbAC1 是IgG4／kappa 類人源化、唯一靶向作用于HERV-W Env的單克隆抗體，其作用機制可能是通過抑制HERV-W Env 與TLR4 的結合及其下游炎癥的激活，從而發(fā)揮神經保護作用［40］。一項隨機雙盲安慰劑對照的Ⅱ期臨床試驗（NCT02782858）結果顯示，接受GNbAC1治療后，MS 患者血液中HERV-W Env 和HERV Pol轉錄本水平下降，表明GNbAC1 對MS 患者具有神經保護作用；MRI 影像數據也顯示，GNbAC1 治療可顯著減少31%的皮質萎縮和72%的丘腦萎縮［41］。進一步研究（NCT03239860）證實，在GNbAC1 治療2年后內減少了63%的T1“黑洞”（即有TI 病灶生成，該病灶與大腦永久性組織破壞有關）；在18 mg ／ kg GNbAC1 研究組中，GNbAC1 可持續(xù)減輕全腦萎縮約40%［42］。患者對GNbAC1 的耐受性良好，所有不良事件均為輕度或中度，反應可能與藥物無關，表明GNbAC1 對MS 患者是安全的［43］。

4 展 望

MS 作為一種高復發(fā)率、高致殘率的疾病，目前發(fā)病機制尚不明確，臨床治療主要以緩解癥狀、減少復發(fā)為主，早期識別與治療MS 對減少患者神經功能缺損、改善預后具有重大意義。HERV 與MS的發(fā)病密切相關，目前認為，HERV 可能通過分子模擬機制誘發(fā)自身免疫、影響小膠質細胞導致髓鞘缺失、影響血腦屏障、影響少突膠質細胞分化及作為外來病毒介導自身免疫等途徑參與MS 的發(fā)病過程，HERV-W Env 在這些機制中發(fā)揮了重要作用，有望成為MS 的潛在生物標記物，對于早期識別MS、判斷MS 活動性、臨床治療效果及預后均具有潛在價值。