摘　要：持续感染是指病原体在宿主体内持续存在而不被清除的状态，其潜伏期长达数月至数年甚至终生，但不引起症状，病原体不一定持续增殖。不同病原体所致持续感染的定义不同，如口蹄疫病毒(FMDV)引起的持续感染被定义为动物感染28 d后仍然携带活的病毒。持续感染是造成免疫失败、肿瘤形成或药物敏感性下降的重要原因。存在持续感染的宿主是重要的传染源，还是病原体发生变异的来源，但因无症状常被忽视。充分了解持续感染的形成机理及持续感染状态中宿主与病原体之间的相互作用，有助于寻找诊断、治疗和预防感染性疾病的最佳方法。论文从病原体和宿主因素两个方面阐述了持续感染的形成机理。

关键词：持续感染；宿主；病原体；相互作用

持续感染在人和动物中都比较常见，研究较多的有口蹄疫病毒(FMDV)、乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)、猪瘟病毒(CSFV)、单纯疱疹病毒(HSV)、人类免疫缺陷病毒(HIV)、结核分支杆菌(Mycobacterium tuberculosis)、沙门菌(Salmonella)、疟原虫(Plasmodium)、利什曼虫(Leishmania)等病原体所致的持续感染。

有些持续感染，如疱疹病毒、HBV、HCV和HIV所致的持续感染还可诱发肿瘤的形成。HIV持续感染患者因缺乏效应T细胞对B细胞的控制，可形成全身性非霍奇金B细胞淋巴瘤[1]。

持续感染是病原体与宿主之间的一种特殊复杂关系，其发生机理因疾病种类不同而异，涉及病原体和机体两个方面的诸多因素。

1　病原体因素

1.1　病原体变异

为更好地在宿主体内生存，导致持续感染的病原体通常会通过基因突变，进而发生抗原性变异、毒力变异(变弱)乃至组织细胞嗜性变异。在结核分支杆菌持续感染的宿主体内，已发现某些转录调节因子基因的突变菌株。然而，多数细菌是通过基因转换来实现持续感染的。如淋球菌(Neisseria gonorrhoeae)菌毛蛋白基因经过广泛的基因转换后，能产生高达106个抗原性不同的蛋白分子。大肠埃希菌(E. coli)具有多个可轮流启用的编码鞭毛蛋白的同源基因。流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)通过改变糖基合成酶，导致其表面LPS和其他多糖抗原发生改变。

病毒发生抗原性变异与持续感染有直接的关系，这在HIV、HBV、HCV、FMDV、CSFV、马传染性贫血病毒(EIAV)、山羊梅迪-维斯纳病(MVV)、柯萨奇病毒等众多病毒中得到证实。病毒抗原性的变异有助于它们逃脱机体的免疫应答。病毒基因点突变造成抗原漂移或核酸分节段的病毒如流感病毒通过基因重配造成的抗原转移，都是导致病毒发生抗原性变异的重要原因。在同一次流行的不同个体内或同一宿主体内不同时间，发现某些病毒没有单一明确的核酸序列，而是呈异质性即类群分布，并且各自进化(非线性突变积累)，被称作病毒准种。病毒准种可以用来解释FMDV、HBV、HCV、CSFV等多种病毒引起的持续感染。

HBV持续感染患者体内某个时期不表达HBeAg，但病毒核酸却能持续复制，可能与核心抗原基因启动子发生点突变有关[2]。FMDV的VP1[3]和VP2的B-C环[4]发生氨基酸变异与该病毒致牛的持续性感染有关。致流产或死胎的CSFV持续感染比较普遍，对国内的持续性感染猪瘟病毒毒株的全基因组序列分析表明，其核酸及氨基酸序列与强毒石门株、兔化弱毒疫苗株均存在较大的差异[5]。与CSFV相近的牛病毒性腹泻病毒(BVDV)的糖蛋白E2容易发生突变，而NS3高度保守。

寄生虫表面抗原性的改变是逃避免疫效应的基本机制。改变方式有两种，即抗原表达的阶段特异性改变以用主要表面抗原的持续变化，前者如寄生虫的成熟阶段和感染阶段产生不同的抗原，后者如非洲锥虫与恶性疟原虫在宿主血液内能有顺序地更换其表被糖蛋白。寄生虫抗原变化的后果，使得预防接种疫苗抵抗感染变得非常困难。

1.2　干扰免疫应答

某些细菌产生荚膜、蛋白酶、蛋白A等成分，产生干扰免疫应答的作用。如几乎所有金黄色葡萄球菌和某些链球菌表面布满蛋白A(Protein A)，该蛋白能够与人及多数动物的IgG和IgA分子的Fc段结合，从而阻断它们的致敏或调理功能。有些高表达唾液酸的细菌能吸附H因子，并利用其抑制补体激活的作用。有些能释放大量的可溶性抗原，阻断抗体对微生物本身的识别。有些还能产生降解抗体分子(尤其是IgA)的蛋白酶，如嗜血杆菌。伤寒沙门菌感染宿主后多诱导Th2型免疫应答，而清除该类细菌感染的有效机制是细胞免疫。

结核分支杆菌堪称感染人类最古老、最成功的单一性病原菌，约90%的被感染者体内存在持续感染。抗原活化的CD4＋T细胞是抗结核分支杆菌持续感染的主要细胞。有毒力结核分支杆菌的某些成分可干扰被感染巨噬细胞的主要组织相容性复合物(MHC)Ⅱ类分子的表达与抗原递呈过程，从而逃避CD4＋T细胞的监视[6]。脂阿拉伯甘露糖苷、25 ku糖脂蛋白和19 ku脂蛋白均能抑制巨噬细胞MHCⅡ类分子的表达，而19 ku脂蛋白通过与巨噬细胞TLR2作用启动天然免疫，却同时对巨噬细胞加工、抗原递呈造成干扰。活的结核分支杆菌也能削弱巨噬细胞的抗原加工能力和吞噬小体的成熟。

病毒产生免疫抑制因子或直接破坏免疫细胞，是其导致持续感染的机制之一。痘病毒(Poxvirus)编码与IFN-γ、TNF和IL-1等细胞因子的受体同源分子，具有竞争性颉颃细胞因子的作用。EB病毒(EBV)产生一种类似免疫抑制因子IL-10的蛋白质(BCRF1)，发挥抑制特异性免疫的功能。HSV、腺病毒(Adenovirus)、细胞巨化病毒(CMV)等能影响抗原递呈细胞(APC)MHC分子的表达，而MHC分子是抗原递呈的关键分子，对获得性免疫应答的启动具有至关重要的作用。CMV能产生与MHC Ⅰ类分子相似的分子，竞争性结合和处理抗原肽。HCV能通过阻断PKR而逃避IFN的作用。CSFV、HCV和FMDV的非结构蛋白可阻断宿主细胞MHC Ⅰ类分子、前炎症因子等蛋白质的转运与分泌途径，从而抑制免疫应答。如FMDV 2BC蛋白可阻断被感染细胞的蛋白质从内质网到高尔基体的转运过程[7]。HIV直接破坏T细胞，传染性法氏囊病毒(IBDV)直接破坏B细胞，CSFV与犬瘟热病毒(CDV)直接破坏白细胞，都可造成严重的免疫抑制，进而导致持续感染。

病毒所致的持续感染还与病毒缺乏致细胞病变效应(CPE)有关。BVDV和CSFV均可垂直传播，胚胎早期感染无CPE生物型病毒常可造成免疫耐受及持续感染。无CPE生物型BVDV不能诱导牛巨噬细胞培养物产生Ⅰ型干扰素，而且能抵抗dsRNA诱生干扰素的作用，提示BVDV抑制干扰素的产生是其建立持续感染所必需的[8]。HCV感染也不能产生CPE，并具有经淋巴外途径感染、肝组织嗜性、不能在APC内有效复制的特点，使得树突状细胞(DC)对HCV抗原的递呈受到干扰，以致不能产生可检测到的HCV特异性T细胞应答[9]。

寄生虫释放出大量的可溶性抗原与抗体结合，从而干扰宿主的免疫应答。如曼氏血吸虫感染者血清中存在循环抗原，可在宿主体内形成可溶性免疫复合物。该复合物能改变宿主免疫反应，包括抑制嗜酸性粒细胞介导的对童虫的杀伤，抑制淋巴细胞转化等。有的寄生虫可直接破坏特异的免疫效应分子，如枯氏锥虫的锥鞭毛体的蛋白酶能分解附着于虫体上的抗体，使虫体上仅有Fab部分，而无Fc部分，因而不能激活补体以导致虫体的溶解。利什曼虫引起过多的病理损伤时，CD4＋CD25＋调节性T细胞数量增多，免疫应答会自动关闭，可能有利于保护和维持免疫记忆，但同时却形成持续感染。

1.3　分子模拟与抗原伪装

微生物感染起到分子模拟的作用，其中不少模拟性表位已经被鉴定。在淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒(LCMV)-gp及其特异性TCRα/β的转基因小鼠试验中，将LCMV-gp基因置于胰岛素基因启动子下游，T细胞则被转入LCMV-gp特异性TCRα/β基因，这样的小鼠仅在感染LCMV后才发生糖尿病。类似微生物感染的例子还有科萨奇病毒与糖尿病、链球菌与肾小球肾炎及风湿性心脏病等。如有些链球菌的蛋白与人结缔组织成分相同，这样的细菌感染不仅有助于细菌逃避免疫识别，还常与人自身免疫病如肾小球肾炎和风湿性心脏病紧密相关。

抗原伪装是寄生虫体表结合有宿主的抗原，或者被宿主的抗原包被，妨碍了宿主免疫系统的识别。例如曼氏血吸虫肺期童虫表面结合有宿主的血型抗原(A、B和H)和MHC抗原。

1.4　胞内寄生

结核分支杆菌(M.tuberculosis)、麻风杆菌(M. Lepra)、嗜肺军团菌(L. pneumophila)、鼻疽杆菌(P.mallei)、沙门菌、产单核细胞李斯特菌(L. monocytogenes)等多种重要病原细菌都是胞内寄生菌(不完全吞噬菌)。胞内寄生可以躲避抗体和补体的攻击，但必须抑制吞噬细胞的杀伤和消化作用，包括破坏吞噬溶酶体膜、抑制呼吸暴发、抑制反应性氮或氧中间产物(RNI/ROI)的产生等。结核分支杆菌在感染的第一个阶段，不仅通过抑制吞噬体与溶酶体的融合来抵抗吞噬细胞的胞内杀伤作用，还能干扰巨噬细胞氧化一氮(ON－)等抗微生物物质的产生，逃避反应性氮中间产物(RNI)如NOS2的杀伤作用[6]。结核分支杆菌的某些抗杀伤基因已经鉴定出来，noxR3、ahpC和glbN表达产物能分解RNI，msrA表达产物能修复过氧化物诱导的核酸损伤。与急性感染不同，在持续感染阶段，宿主体内的结核分支杆菌处于静息期(非细胞分裂期)，对抗菌药物不敏感。通过基因敲除小鼠试验，已经鉴定了与结核分支杆菌发生持续感染有关的22个病原菌基因，其中包括参与宿主源性脂肪酸利用的异柠檬酸裂合酶编码基因icl，参与分支杆菌酸合成的环丙烷合成酶编码基因pcaA，转录因子编码基因mprA、sigH和whiB3，参与抗原性变异和毒力产生的基因mag24-1[10]。与结核分支杆菌相似的麻风杆菌，其酚糖酯具有活性氧类清除剂的功能。

病毒是严格的细胞内寄生微生物。DNA反转录病毒、RNA反转录病毒及疱疹病毒可将其基因组随机或定点整合到宿主细胞DNA中，这些前病毒随细胞基因组的复制而复制，传给子代细胞而持续存在，甚至通过转化细胞引起肿瘤。某些DNA病毒(如SV40)的全基因组或亚基因，也可以通过同源重组或随机方式无规律地插入宿主细胞基因组内。病毒DNA整合后一般可表达部分病毒抗原而较少复制完整病毒，从而形成持续性感染。有些病毒存在有掩护部位的细胞内增殖。如α-疱疹病毒在潜伏期内通常隐匿在神经细胞内，乙型疱疹病毒和丙型疱疹病毒在淋巴细胞中持续存在，HIV则躲藏在DC内。

1.5　感染免疫特权部位

有些细菌存在于免疫细胞不能发挥作用的部位。结核分支杆菌持续感染患者形成由被结核分支杆菌感染的巨噬细胞、T细胞、B细胞、DC及基质细胞共同构成的肉芽肿，即所谓结核，既是阻止结核分支杆菌扩散的一个屏障，也是一个效应细胞发挥相互作用的微环境，还是一个结核分支杆菌逃避免疫清除的低氧隐蔽场所[6]。

有些病毒发生持续感染的嗜好部位是中枢神经系统(CNS)或上皮细胞。HSV、乳头状瘤病毒(Papillomavirus)等病毒嗜好CNS的原因有：血-脑屏障的存在限制了淋巴细胞进入CNS，而像神经元几乎不表达MHC Ⅰ和MHCⅡ，因此被感染的神经细胞不能被T细胞有效识别，况且这些病毒仅有个别基因在转录。唾液腺则是CMV、EBV和狂犬病病毒(RV)发生持续感染的喜好部位。FMDV可长期寄生于反刍动物咽喉上皮细胞。通过RT-PCR技术检测病毒的复制中间体(负股RNA)，发现在持续感染状态下，仅仅只有牛的软上腭和绵羊的扁桃体才有FMDV的复制[11]。肾是多形瘤病毒、CMV等病毒发生持续感染的另一个器官，以致尿中可长期排毒。

2　宿主因素

2.1　遗传因素

与持续感染形成有关的根本遗传因素是MHC及其相关基因的多态性。MHCⅡ转录激活因子(CⅡTA)通过调控MHCⅡ类分子的表达，在免疫应答中扮演重要的角色。对1 420位HBV患者的研究发现，CⅡTA启动子Ⅳ的多态性与HBV持续感染有关，即患者体内具有低启动子活性的C1350C944单元型是一个重要的遗传因素[12]。然而，有人认为CⅡTA启动子是保守的，启动子Ⅳ的高度甲基化与HBV持续感染有关[13]。

其他的遗传因素与持续感染的发生也有关联。如谷胱甘肽S转移酶(GST)的基因多态性与HBV持续感染及肝硬化的发生有关，因为研究发现HBV导致的持续感染或肝硬化患者的空白GSTM1基因型和GSTP1-Val(105)基因型频率明显高于HBV常规携带者[14]。TNF-α基因启动子第238位G/G基因型的存在与HBV持续感染有关[15]。

2.2　免疫状态低下

免疫全能宿主能有效控制住肉芽肿(结核)内结核分支杆菌的扩散，但通常并不能将残余结核分支杆菌完全清除，仅是Ⅳ型超敏反应为阳性。而同时受HIV感染或接受类固醇治疗的患者，将从持续感染转入再次急性感染，直至死亡。这表明宿主的免疫状态是决定持续性结核分支杆菌感染发展的关键因素[10]。

在HCV慢性感染患者，有高比例的CD4＋CD25＋FOXP3＋调节性T细胞浸润肝组织，它们通过细胞接触依赖性机制及分泌TGF-β和IL-10，抑制HCV特异性CD4＋T细胞和CD8＋T细胞的增殖及IFN-γ等细胞因子的分泌，造成机体免疫反应能力低下[16]。免疫耐受也是持续感染形成的机制之一，常见于可垂直传播的疾病。

2.3　免疫分子的产生或功能异常

在某些病原体所致的持续感染患者体内，细胞因子及其受体的数量或功能异常扮演着重要的角色。在结核分支杆菌感染患者及动物体内，抗原活化的CD4＋T细胞及CD8＋T细胞是重要的保护性细胞，而且都主要通过产生IFN-γ及TNF-α激活巨噬细胞来发挥作用[6]。对结核分支杆菌持续感染的研究发现，结核分支杆菌可干扰IFN-γ的信号转导通路，但在IFN-γ激活的巨噬细胞内部，结核分支杆菌抑制吞噬小体成熟的能力受到抑制[17]。结核分支杆菌感染者IL-10表达水平增高，可抑制巨噬细胞产生IL-12，进而影响CD4＋T细胞的分化。阻断或中和TNF-α的作用可使潜伏感染转变为原发后感染[18]。IFN-γ或CD4＋T细胞的其他功能，如后者分泌IL-15强化CD8＋T细胞的细胞毒作用，也可能对抗结核分支杆菌感染产生重要的影响。

多数HCV慢性患者血清中IL-4和IL-10的水平比正常人的显著升高，表明Th2型免疫应答在HCV持续感染中发挥一定的作用。然而，Th1型免疫应答也可能参与部分患者的HCV持续感染，因为这些患者血清TNF-α水平也出现升高，并可能与TNF-α基因启动子第308位的多态性有关[19]。慢性HCV患者肝脏内富集着表达CCR5/CXCR3的CD8＋Tc细胞，但HCV可刺激MIP-1α及IP-10两种细胞因子的产生，下调CCR5/CXCR3这两种趋化因子受体的表达，而联合使用PEG化的IFN-α2b与利巴韦林治疗可增加HCV慢性患者外周血中表达CXCR3high的CD8＋T细胞的数量，促进持续的病毒学应答(SVR)，有利于清除病毒[20]。

抗体的分泌量或功能异常与某些持续感染的发生或持续时间有关。发生鼠伤寒沙门菌(S. typhimurium)持续感染的动物，其抗体分泌水平低下，若能提高肠道IgA及血清IgG分泌水平可减少肠道排菌的机会[21]。发生猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)持续感染的猪，可产生高滴度的非中和抗体。

2.4　感染年龄

鼠伤寒沙门菌是重要的动物性食品源性的不完全吞噬病原菌。对肉鸡的感染研究发现，它在鸡肠道内可持续感染至少8周以上，年龄较大的鸡比年龄较小的鸡对该细菌产生保护性免疫力的能力强，肠道内清除该细菌的时间明显缩短，这与年龄较大的鸡能有效产生肠道T细胞应答有关[22]。在发展中国家，青少年发生原发后结核分支杆菌感染的情况低于成年人，提示内分泌可能对疾病易感性产生影响，而在发达国家发生结核分支杆菌感染的主要是老年人，可能与免疫老化有关[17]。

人或动物在免疫系统发育成熟之前(胚胎发育时期或初生早期)感染病毒，非常容易形成持续感染，如猪细小病毒(PPV)、CSFV、BVDV、LCMV和HCV。这种现象可以用克隆选择学说进行解释，实质上是病毒诱导的免疫耐受。

3　小结

在持续感染形成的过程中，最重要的宿主因素包括遗传因素和免疫状态，而不同病原体可采取其进化过程中获得的独特能力来逃避免疫识别与清除，这些有助于病原体更好地在宿主体内生存的机制主要包括抗原性或毒力变异、特殊生存环境和干扰免疫应答。

对调节持续感染的微生物或/和宿主来源的分子的研究，有助于寻找到针对靶分子的适合药物以及发展有效的疫苗。基于结核分支杆菌Hsp65的治疗性DNA疫苗已经在持续感染或再次急性感染的小鼠模型上取得成功。针对TNF-α对结核分支杆菌感染者有加重炎症形成、诱导被感染巨噬细胞凋亡的负面作用，阻断或改造TNF的工作已经开始[6]。数种来源于宿主的对HCV复制子或基因组具有调节作用的因子已经被鉴定，其中包括Hsp90、丝氨酸棕榈酰转移酶、Cyclophilin B等。在特定细胞和嵌合着人肝脏的试验小鼠感染模型内，应用Hsp90的抑制剂已经初步显示出对HCV复制的良好抑制效果[23]。

对持续感染的深入研究，还有助于准确地诊断无症状病原携带动物，或将发生持续感染的动物与接受疫苗接种的动物区别开。如疫苗接种不能阻止FMDV建立持续性感染，使疫苗接种在口蹄疫的控制应用中受到制约。采用酶联免疫分析(ELISA)检测针对FMDV感染相关抗原(非结构蛋白2C和3ABC)的血清抗体，不仅适用所有血清型的FMDV，还可区别持续感染动物与接种纯化口蹄疫疫苗的动物，从而将免疫接种动物群体中的染疫动物淘汰掉，建立起无疫病动物群体，又可避免不必要的全群淘汰带来的损失[24]。