抗体依赖的病毒感染增强作用
http://www.100md.com
国外医学流行病学传染病学分册 2000年2月第27卷第1期
抗体依赖的病毒感染增强作用
第四军医大学流行病学教研室(710032) 刘蓬勃(综述) 徐德忠(审校)
摘 要 近年来陆续在一些病毒中发现了一种现象,即针对某种病毒的抗体在亚中和滴度水平能明显增强Fc受体或补体受体阳性细胞对此种病毒感染,这种现象称为抗体依赖的病毒感染增强作用(Antibody-dependent Enhancement of virus infection,ADE)。ADE存在两种形式：(1)Fc受体介导的抗体依赖的病毒感染增强作用；(2)补体介导的抗体依赖的病毒感染增强作用。ADE有着重要的生物学意义，国外进行了许多体外和一些体内实验研究，本文综述了近几年这方面的有关进展。
关键词：病毒 ADE Fc受体 补体受体
, 百拇医药
一般来说，机体产生的病毒抗体或者对病毒有中和或抵抗作用，或者是一些无中和作用的抗体，但近年来相继在人免疫缺陷病毒(HIV)、流感病毒(IV)、猫感染性腹膜炎病毒(FIPV)、登革病毒(DV)等病毒中发现了一种现象，这些病毒的抗体滴度在低水平或高水平时对病毒存在中和作用，而在中度水平或亚中和滴度水平时(称为感染增强抗体)与病毒形成病毒-抗体复合物，能明显增强Fc受体(FcR)或补体受体(CR)阳性细胞对该种病毒感染，从而引起疾病的应用产生明显影响，这种现象称为抗依赖的病毒感染增强作用(ADE)。
1. ADE的类型
ADE有两种形式，一种是由FcR介导的ADE(FcR-ADE)，涉及到病毒、抗体和细胞表面的FcR。这种形式对于HIV来说又可分为两种，一种是FcR介导的CD4依赖ADE，需FcR和CD4受体的共同作用；另一种是FcR介导的CD4非依赖ADE，即不需CD4受体仅需FcR。ADE的另一种形式是补体介导的抗体依赖的病毒感染增强作用(C-ADE)，涉及到病毒、抗体、补体和补体受体。对于HIV来讲也分为两种，一种是补体介导的CD4依赖的ADE；另一种是补体介导的CD4非依赖的ADE，后一种形式目前尚有疑问。
, 百拇医药
2.FcR-ADE
前已述及，FcR介导的ADE需病毒、抗体及FcR的共同参与，一般包括两大环节：(1)病毒与其抗体形成复合物；(2)由细胞膜FcR介导复合物跨膜进入胞内。FcR-ADE与抗体的不同亚型、FcR的不同型别有关，HIV的ADE除与FcR有关外，CD4受体可能也参与。
2.1 FcR-ADE与IgG的不同亚型有关
Hohdatsu等[1]用猫肺泡巨噬细胞和人单核细胞系U937(表达FcγRI和FcγRⅡ)研究FIPV ADE,发现针对FIPV的6种单克隆抗体(MAb)中,IgG2a型MAb均显著增加细胞的FIPV感染，而IgG1型MAb无此作用,免疫荧光流式细胞分析显示,猫肺泡巨噬细胞分别用IgG2a和IgG1 MAb处理,IgG2aMAb能结合到细胞的FcγR上。Corapi等[2]对FIPV的研究也得到类似的结果，在S蛋白特异性的47种MAb中，有19种MAb对FIPV有中和作用，其中15种MAb诱导ADE，这15种MAb中有14种是IgG2a型，其他4种有中和作用的MAb全部是IgG1型。这些结果提示，FcR-ADE与不同的IgG型别有关，其原因可能来自FcR与不同IgG亚型的亲和力大小的差异，从而影响复合物与FcR的结合、复合物的内化和/或随后病毒在细胞内的转归。
, 百拇医药
2.2 FcR-ADE与FcγR的不同型别有关
FcγR分为3型，分别为FcγR Ⅰ、FcγRⅡ和FcγRⅢ，FcγR介导的ADE与不同型别的FcγR有关。Dworak等[3]用纯化的U937和K562(仅存在FcγRⅡ)细胞株研究阿留申群鸟中貂疾病细小病毒(ADV)的ADE作用。用ADV和抗-ADV感染两种细胞株，10%的K562受到感染而U937无感染，说明K562细胞对ADV易感；进一步对K562细胞用ⅠV MAb(FcγRⅡ MAb)处理，可阻断90%的ADE。此结果认为，K562细胞对ADV感染的ADE是FcγRⅡ介导的。但Toth等[4]对HIV的研究却发现，FcR-ADE是由FcγR Ⅲ介导的。一般认为，FcγR I和FcγRⅡ主要与IgG单体结合，而FcγRⅢ主要与免疫复合物结合，但是最近Simister等[5]指出，除FcγRⅢ外，FcγR Ⅰ和FcγRⅡ的某一亚型也可以结合免疫复合物，这可能是结论的原因。
, 百拇医药
2.3 CD4受体可能也参与FcR介导HIV的ADE
在HIV研究中发现，除FcγR MAb外，抗-CD4及可溶性重组CD4对人巨噬细胞和单核细胞系预处理后均能显著阻断FcR-ADE，因此认为HIV-1的ADE是由FcγR和CD4两种受体共同参与的[6]。但是最近Trischmann等[7]用抗-CD4 MAb却未能阻断人巨噬细胞MIV-1的FcR-ADE，认为HIV-1的ADE是由FcR Ⅲ介导的，而与CD4受体无关，两种截然不同观点可能是由于实验条件、所用病毒株及细胞系不同而造成的。
2.4 FcR-ADE的动物实验研究
目前关于FcR-ADE的研究大多是在离体条件下进行的，动物实验和在体研究报道较少。Hohdatsu等[8]分别用Ⅰ型和Ⅱ型FIPV感染猫后，得到了针对Ⅰ型和Ⅱ型FIPV的血清抗体；然后用Ⅱ型FIPV感染U937细胞株；发现加入Ⅱ型FIPV血清抗体则感染明显增强，而加入Ⅰ型FIPV血清抗体则未出现感染增强作用，说明ADE作用是病毒同一型别再次感染出现的。Shibata等[9]近来采用动物实验方法对10只抗-PRRSV(猪生殖和呼吸综合征病毒)阳性和6只抗-PRRSV阴性的幼猪注射了PRRSV，同时分别以非注射幼猪作为对照，在抗-PRRSV阳性的幼猪注射PRRSV后观察到咳嗽和发热反应，同时伴有体重下降，而抗-PRRSV阴性幼猪注射病毒后仅有发热反应。检测注射后不同时期血清中的病毒和抗体进行组织中病毒的分离发现，抗-PRRSV阳性幼猪注射PRRSV后，血清和组织中病毒出现较迟，同时血清中伴有低水平抗体，提示存在抗体依赖的PRRSV感染增强作用。
, 百拇医药
3. C-ADE
C-ADE是由病毒与其抗体结合，然后激活补体，形成复合物，经细胞表面补体受体介导复合物进入胞内。Prohaszka等[10]用MT-4细胞系(表达CR2)研究C-ADE，他们发现在补体存在的情况下，3个抗gp41 MAb均明显增强MT-4细胞的HIV感染，而在缺乏抗体仅有补体和病毒的情况下，不能导致细胞的病毒感染增加。另一方面，缺乏补体的血清与正常血清相比，后者能明显降低病毒感染增强效果；而缺乏补体的血清加入过量补体后，病毒感染增加作用又恢复正常，说明C-ADE需要抗体和补体的共同参与。另外发现，在HIV-1和gp41复合物诱导的补体活化过程中，C2和Clq是两条平行途径，均可介导ADE的发生，除以上两种补体的受体外，有人报道[11]CR3也可介导ADE。关于CD4受体是否与参与ADE，大多数学者持肯定态度。但Gras等[12]发现，阻断CD4受体后仅仅导致10%HIV p24抗原产生受到抑制，而阻断CR2和CR1后导致p24产生完全抑制，因此认为，HIV感染的C-ADE主要是通过补体受体依赖途径。然而，目前大多数学者对于C-ADE是由补体受体介导而不需CD4受体参与这条途径持怀疑态度。
, http://www.100md.com
4. ADE的病理学意义
ADE是病毒感染细胞的一种形式，在许多病毒中发现了此现象，因此日益受到学者的广泛关注，其病理学意义大致可概括为以下几点：
(1)引起相应病毒性疾病的进一步恶化：最显著的例子是DV，机体中存在低水平登革抗体者与血清阴性者相比，一旦感染DV，前者出现严重的临床症状，在人体可出现“登革休克综合征”，在实验免疫动物引起“早期死亡现象”。HIV的研究也发现，血清中检出感染增强抗体，无论在HIV感染早、中、晚期均与机体免疫抑制状况显著相关。
(2)在病毒的母婴传播中起一定作用：在胎盘滋养层细胞、Hofbauer细胞、胎儿毛细血管内皮细胞中均证实存在FcγR[15，16]，母体内的病毒与其抗体形成复合物，然后由FcγR介导复合物内化，从而导致胎盘细胞的病毒感染。Pancino等[15]最近对HIV-1母婴传播研究发现，抗-gp160(稀释1/400)与母婴传播明显相关，多因素Logistic回归分析发现，抗-gp 160是HIV母婴传播的独立危险因素之一(OR=3.4)。
, 百拇医药
(3)对某些病毒疫苗的应用可能产生影响：ADE的体外研究证实，病毒抗体在亚中和滴度水平可增强病毒感染。因此，从理论上讲，疫苗应用于机体后产生抗体。如果机体随后暴露于相应的病毒，不是中和病毒而是增强病毒感染性，这将直接给有关疫苗如DV和HIV疫苗的研制和应用产生影响。Siebelink等[16，17]在动物实验中发现，猫免疫缺陷病毒和马感染性贫血病毒也存在感染增强作用。Keefer等[18]在19名HIVgp160疫苗接种者检测中发现，11人有C-ADE。
细胞膜对免疫复合物这种生物大分子是不能通透的，一般都是采取内化的方式，ADE是内化的一种形式。内化有十分重要的生物学意义，在许多情况下对机体是有利的，但ADE作用显然是有害的，其整个过程是在细胞膜及胞内进行，涉及到细胞生物学、细胞生理学、免疫学等领域。免疫复合物与受体结合共同被内化入细胞，其影响因素有哪些？复合物及受体的转归如何？这些机制尚不十分清楚。ADE作为病毒感染细胞的一种较为普遍的现象，其主要机制应是一致的，但在不同病毒和靶细胞中又有所区别，因此研究不同病毒的ADE对病毒性疾病的预防将有十分重要的意义。
, 百拇医药
参考文献
1 Hohdatsu T et al.Arch Virol.1994;139:273～285
2 Gorapi WV et al.J Virol,1992;66(11):6695～6705
3 Dworak LJ et al.Arch Virol,1997;142:363～373
4 Toth FD et al.Clin Exp Immunol,1994;96:389～394
5 Simister NE.Vaccine,1998;16(14):1451～1455
6 Fust G.Parasitology,1997;115:S127～S140
, http://www.100md.com
7 Trischmann H et al.AIDS Res Hum Retroviruses 1995;11(3):343～352
8 Hohdatsu T et al.J Vet Med Sci.1998;60(1):49～55
9 Shibata I et al.J Vet Med Sci,1998;60(12):1285～1291
10 Prohaszka Z et al.AIDS,1997;11:949～958
11 Thieblemont N et al.Clin Exp Immunol,1993;92:106～113
12 Gras G et al.Blood,1993;81(7):1808～1818
, 百拇医药
13 Jensen TS et al.APMIS,1995;103(6):433～438
14 Simister NE et al.Reprod Immunol,1997;37(1):1～23
15 Pancino G et al.J Infect Dis,1998;177:1737～1741
16 Siebelink KH et al.J Virol,1995;69:3704
17 Wang SZ et al.Virology,1994;199:247～251
18 Keefer MC et al.AIDS Res Hum Retroviruses,1994;10:1713～1723, http://www.100md.com
第四军医大学流行病学教研室(710032) 刘蓬勃(综述) 徐德忠(审校)
摘 要 近年来陆续在一些病毒中发现了一种现象,即针对某种病毒的抗体在亚中和滴度水平能明显增强Fc受体或补体受体阳性细胞对此种病毒感染,这种现象称为抗体依赖的病毒感染增强作用(Antibody-dependent Enhancement of virus infection,ADE)。ADE存在两种形式：(1)Fc受体介导的抗体依赖的病毒感染增强作用；(2)补体介导的抗体依赖的病毒感染增强作用。ADE有着重要的生物学意义，国外进行了许多体外和一些体内实验研究，本文综述了近几年这方面的有关进展。
关键词：病毒 ADE Fc受体 补体受体
, 百拇医药
一般来说，机体产生的病毒抗体或者对病毒有中和或抵抗作用，或者是一些无中和作用的抗体，但近年来相继在人免疫缺陷病毒(HIV)、流感病毒(IV)、猫感染性腹膜炎病毒(FIPV)、登革病毒(DV)等病毒中发现了一种现象，这些病毒的抗体滴度在低水平或高水平时对病毒存在中和作用，而在中度水平或亚中和滴度水平时(称为感染增强抗体)与病毒形成病毒-抗体复合物，能明显增强Fc受体(FcR)或补体受体(CR)阳性细胞对该种病毒感染，从而引起疾病的应用产生明显影响，这种现象称为抗依赖的病毒感染增强作用(ADE)。
1. ADE的类型
ADE有两种形式，一种是由FcR介导的ADE(FcR-ADE)，涉及到病毒、抗体和细胞表面的FcR。这种形式对于HIV来说又可分为两种，一种是FcR介导的CD4依赖ADE，需FcR和CD4受体的共同作用；另一种是FcR介导的CD4非依赖ADE，即不需CD4受体仅需FcR。ADE的另一种形式是补体介导的抗体依赖的病毒感染增强作用(C-ADE)，涉及到病毒、抗体、补体和补体受体。对于HIV来讲也分为两种，一种是补体介导的CD4依赖的ADE；另一种是补体介导的CD4非依赖的ADE，后一种形式目前尚有疑问。
, 百拇医药
2.FcR-ADE
前已述及，FcR介导的ADE需病毒、抗体及FcR的共同参与，一般包括两大环节：(1)病毒与其抗体形成复合物；(2)由细胞膜FcR介导复合物跨膜进入胞内。FcR-ADE与抗体的不同亚型、FcR的不同型别有关，HIV的ADE除与FcR有关外，CD4受体可能也参与。
2.1 FcR-ADE与IgG的不同亚型有关
Hohdatsu等[1]用猫肺泡巨噬细胞和人单核细胞系U937(表达FcγRI和FcγRⅡ)研究FIPV ADE,发现针对FIPV的6种单克隆抗体(MAb)中,IgG2a型MAb均显著增加细胞的FIPV感染，而IgG1型MAb无此作用,免疫荧光流式细胞分析显示,猫肺泡巨噬细胞分别用IgG2a和IgG1 MAb处理,IgG2aMAb能结合到细胞的FcγR上。Corapi等[2]对FIPV的研究也得到类似的结果，在S蛋白特异性的47种MAb中，有19种MAb对FIPV有中和作用，其中15种MAb诱导ADE，这15种MAb中有14种是IgG2a型，其他4种有中和作用的MAb全部是IgG1型。这些结果提示，FcR-ADE与不同的IgG型别有关，其原因可能来自FcR与不同IgG亚型的亲和力大小的差异，从而影响复合物与FcR的结合、复合物的内化和/或随后病毒在细胞内的转归。
, 百拇医药
2.2 FcR-ADE与FcγR的不同型别有关
FcγR分为3型，分别为FcγR Ⅰ、FcγRⅡ和FcγRⅢ，FcγR介导的ADE与不同型别的FcγR有关。Dworak等[3]用纯化的U937和K562(仅存在FcγRⅡ)细胞株研究阿留申群鸟中貂疾病细小病毒(ADV)的ADE作用。用ADV和抗-ADV感染两种细胞株，10%的K562受到感染而U937无感染，说明K562细胞对ADV易感；进一步对K562细胞用ⅠV MAb(FcγRⅡ MAb)处理，可阻断90%的ADE。此结果认为，K562细胞对ADV感染的ADE是FcγRⅡ介导的。但Toth等[4]对HIV的研究却发现，FcR-ADE是由FcγR Ⅲ介导的。一般认为，FcγR I和FcγRⅡ主要与IgG单体结合，而FcγRⅢ主要与免疫复合物结合，但是最近Simister等[5]指出，除FcγRⅢ外，FcγR Ⅰ和FcγRⅡ的某一亚型也可以结合免疫复合物，这可能是结论的原因。
, 百拇医药
2.3 CD4受体可能也参与FcR介导HIV的ADE
在HIV研究中发现，除FcγR MAb外，抗-CD4及可溶性重组CD4对人巨噬细胞和单核细胞系预处理后均能显著阻断FcR-ADE，因此认为HIV-1的ADE是由FcγR和CD4两种受体共同参与的[6]。但是最近Trischmann等[7]用抗-CD4 MAb却未能阻断人巨噬细胞MIV-1的FcR-ADE，认为HIV-1的ADE是由FcR Ⅲ介导的，而与CD4受体无关，两种截然不同观点可能是由于实验条件、所用病毒株及细胞系不同而造成的。
2.4 FcR-ADE的动物实验研究
目前关于FcR-ADE的研究大多是在离体条件下进行的，动物实验和在体研究报道较少。Hohdatsu等[8]分别用Ⅰ型和Ⅱ型FIPV感染猫后，得到了针对Ⅰ型和Ⅱ型FIPV的血清抗体；然后用Ⅱ型FIPV感染U937细胞株；发现加入Ⅱ型FIPV血清抗体则感染明显增强，而加入Ⅰ型FIPV血清抗体则未出现感染增强作用，说明ADE作用是病毒同一型别再次感染出现的。Shibata等[9]近来采用动物实验方法对10只抗-PRRSV(猪生殖和呼吸综合征病毒)阳性和6只抗-PRRSV阴性的幼猪注射了PRRSV，同时分别以非注射幼猪作为对照，在抗-PRRSV阳性的幼猪注射PRRSV后观察到咳嗽和发热反应，同时伴有体重下降，而抗-PRRSV阴性幼猪注射病毒后仅有发热反应。检测注射后不同时期血清中的病毒和抗体进行组织中病毒的分离发现，抗-PRRSV阳性幼猪注射PRRSV后，血清和组织中病毒出现较迟，同时血清中伴有低水平抗体，提示存在抗体依赖的PRRSV感染增强作用。
, 百拇医药
3. C-ADE
C-ADE是由病毒与其抗体结合，然后激活补体，形成复合物，经细胞表面补体受体介导复合物进入胞内。Prohaszka等[10]用MT-4细胞系(表达CR2)研究C-ADE，他们发现在补体存在的情况下，3个抗gp41 MAb均明显增强MT-4细胞的HIV感染，而在缺乏抗体仅有补体和病毒的情况下，不能导致细胞的病毒感染增加。另一方面，缺乏补体的血清与正常血清相比，后者能明显降低病毒感染增强效果；而缺乏补体的血清加入过量补体后，病毒感染增加作用又恢复正常，说明C-ADE需要抗体和补体的共同参与。另外发现，在HIV-1和gp41复合物诱导的补体活化过程中，C2和Clq是两条平行途径，均可介导ADE的发生，除以上两种补体的受体外，有人报道[11]CR3也可介导ADE。关于CD4受体是否与参与ADE，大多数学者持肯定态度。但Gras等[12]发现，阻断CD4受体后仅仅导致10%HIV p24抗原产生受到抑制，而阻断CR2和CR1后导致p24产生完全抑制，因此认为，HIV感染的C-ADE主要是通过补体受体依赖途径。然而，目前大多数学者对于C-ADE是由补体受体介导而不需CD4受体参与这条途径持怀疑态度。
, http://www.100md.com
4. ADE的病理学意义
ADE是病毒感染细胞的一种形式，在许多病毒中发现了此现象，因此日益受到学者的广泛关注，其病理学意义大致可概括为以下几点：
(1)引起相应病毒性疾病的进一步恶化：最显著的例子是DV，机体中存在低水平登革抗体者与血清阴性者相比，一旦感染DV，前者出现严重的临床症状，在人体可出现“登革休克综合征”，在实验免疫动物引起“早期死亡现象”。HIV的研究也发现，血清中检出感染增强抗体，无论在HIV感染早、中、晚期均与机体免疫抑制状况显著相关。
(2)在病毒的母婴传播中起一定作用：在胎盘滋养层细胞、Hofbauer细胞、胎儿毛细血管内皮细胞中均证实存在FcγR[15，16]，母体内的病毒与其抗体形成复合物，然后由FcγR介导复合物内化，从而导致胎盘细胞的病毒感染。Pancino等[15]最近对HIV-1母婴传播研究发现，抗-gp160(稀释1/400)与母婴传播明显相关，多因素Logistic回归分析发现，抗-gp 160是HIV母婴传播的独立危险因素之一(OR=3.4)。
, 百拇医药
(3)对某些病毒疫苗的应用可能产生影响：ADE的体外研究证实，病毒抗体在亚中和滴度水平可增强病毒感染。因此，从理论上讲，疫苗应用于机体后产生抗体。如果机体随后暴露于相应的病毒，不是中和病毒而是增强病毒感染性，这将直接给有关疫苗如DV和HIV疫苗的研制和应用产生影响。Siebelink等[16，17]在动物实验中发现，猫免疫缺陷病毒和马感染性贫血病毒也存在感染增强作用。Keefer等[18]在19名HIVgp160疫苗接种者检测中发现，11人有C-ADE。
细胞膜对免疫复合物这种生物大分子是不能通透的，一般都是采取内化的方式，ADE是内化的一种形式。内化有十分重要的生物学意义，在许多情况下对机体是有利的，但ADE作用显然是有害的，其整个过程是在细胞膜及胞内进行，涉及到细胞生物学、细胞生理学、免疫学等领域。免疫复合物与受体结合共同被内化入细胞，其影响因素有哪些？复合物及受体的转归如何？这些机制尚不十分清楚。ADE作为病毒感染细胞的一种较为普遍的现象，其主要机制应是一致的，但在不同病毒和靶细胞中又有所区别，因此研究不同病毒的ADE对病毒性疾病的预防将有十分重要的意义。
, 百拇医药
参考文献
1 Hohdatsu T et al.Arch Virol.1994;139:273～285
2 Gorapi WV et al.J Virol,1992;66(11):6695～6705
3 Dworak LJ et al.Arch Virol,1997;142:363～373
4 Toth FD et al.Clin Exp Immunol,1994;96:389～394
5 Simister NE.Vaccine,1998;16(14):1451～1455
6 Fust G.Parasitology,1997;115:S127～S140
, http://www.100md.com
7 Trischmann H et al.AIDS Res Hum Retroviruses 1995;11(3):343～352
8 Hohdatsu T et al.J Vet Med Sci.1998;60(1):49～55
9 Shibata I et al.J Vet Med Sci,1998;60(12):1285～1291
10 Prohaszka Z et al.AIDS,1997;11:949～958
11 Thieblemont N et al.Clin Exp Immunol,1993;92:106～113
12 Gras G et al.Blood,1993;81(7):1808～1818
, 百拇医药
13 Jensen TS et al.APMIS,1995;103(6):433～438
14 Simister NE et al.Reprod Immunol,1997;37(1):1～23
15 Pancino G et al.J Infect Dis,1998;177:1737～1741
16 Siebelink KH et al.J Virol,1995;69:3704
17 Wang SZ et al.Virology,1994;199:247～251
18 Keefer MC et al.AIDS Res Hum Retroviruses,1994;10:1713～1723, http://www.100md.com