【專家論壇】皰疹病毒感染與阿爾茨海默病：證據與爭議並存

儘管發現阿爾茨海默病（Alzheimer′s disease，AD）已有100多年的歷史，但是我們對於AD確切的發病機制還是知之甚少，也缺乏能改變疾病結局的治療藥物。關於AD的發病機制，學界存在著β澱粉樣蛋白瀑布假說、炎性機制假說、氧化應激、線粒體功能障礙、細胞周期再進入等一系列假說。皰疹病毒感染假說已被提出約30餘年，該假說認為：皰疹病毒如單純皰疹病毒1型（herpes simplex virus 1，HSV1）等在中年時期進入大腦並保持潛伏狀態，在免疫抑製、外周感染和炎症等條件下，皰疹病毒再活化，病毒活化的直接損傷和炎性反應最終導致AD的發生。儘管該假說能部分解釋AD的發病機制，但一直處於邊緣地位，不被學界認可。我們將圍繞該假說的研究現狀、進展，梳理該假說的支持證據與潛在爭議。

一、皰疹病毒感染假說

（一）皰疹病毒存在於AD患者腦組織

一個有趣的現象是單純皰疹病毒腦炎和AD影響的都是邊緣系統，因此早在1982年，Ball就提出三叉神經節中的HSV-1再激活進入大腦，參與AD的病理生理。皰疹病毒感染學說的支持者堅定地認為皰疹病毒存在於人腦中。早在1991年，Jamieson等就用PCR的方法發現了HSV-1 DNA同時存在於AD患者和正常對照的腦組織樣品中，提示AD患者和正常老年人均存在皰疹病毒的潛伏感染。隨後，來自同一團隊的Woz年k等又應用ELISA證實了大部分AD患者和正常對照的腦脊液中均有HSV1抗體的存在，提示腦組織中潛伏感染的皰疹病毒曾有再激活，但AD患者再激活的比例與對照相比並沒有差異。此外，該團隊還證實了人皰疹病毒6型（human herpesvirus 6，HHV6）、巨細胞病毒（cytomegalovirus，CMV）等其他皰疹病毒在AD患者腦組織樣品中的存在，值得一提的是，AD患者腦組織中HHV6 DNA載量顯著高於正常對照。

（二）皰疹病毒在AD發病中的作用

人群研究也提示HSV-1影響AD的發病和輕度認知障礙（mild cognitive impairment，MCI）向AD的轉化。通常將抗HSV IgM作為HSV再活化的標誌，抗HSV IgG作為既往感染的標誌。Letenneur等在一項長達14年的前瞻性研究中發現，血清抗HSV IgM陽性的患者在隨訪中罹患AD的風險顯著增加（HR=2.55，95%CI 1.38~4.72），而HSV IgG則與AD患病風險無關，提示HSV的再激活與AD患病風險的關聯。但也有研究報導血清抗HSV IgG與黑質容積呈正相關，可能在AD早期病程中起保護作用。同樣在遺忘型MCI患者中，未發生AD轉化者其HSV-IgG抗體滴度顯著升高，提示HSV IgG在MCI向AD轉化中的保護作用。而多個研究小組也發現AD的大部分遺傳易患基因[如載脂蛋白E（APOE）、三磷酸腺苷結合盒轉運子7（ABCA7）、髓樣細胞觸發受體2（TREM2）等]在機體的抗病毒免疫反應中起重要作用。新近，Readhead等運用大數據分析的方法針對幾個大樣本的AD人群隊列的研究發現：無論在正常老年或是AD患者的腦組織樣品中均可發現多種常見病毒種群，如HSV、HHV、CMV等，但是AD患者腦組織中HHV-6A和HHV-7顯著增加，且該變化與臨床癡呆評分、神經病理等密切相關，進一步分析發現病毒基因組中的HHV-6對於AD風險基因和澱粉樣前體蛋白（APP）代謝相關基因（如APBB2、APPBP2、BIN1、BACE1、CLU、PICALM、PSEN1）均具有調節作用。該研究為皰疹病毒感染在AD發病機制中的作用提供了新的依據，引起了學界對皰疹病毒感染學說的重新審視。

（三）皰疹病毒感染參與AD的病理生理機制

（四）APOE與皰疹病毒感染相互作用

Itzhaki等的早期研究指出APOE4基因型的HSV-1陽性患者AD患病風險最高，提示APOE4基因型和HSV感染的相互作用影響AD發病。Burgos等運用APOE轉基因小鼠進一步證實APOE基因對皰疹病毒神經感染的影響不在於急性期，而在於後續的潛伏感染狀態的建立，病毒感染潛伏期APOE4小鼠腦內病毒負荷顯著高於APOE3小鼠，而APOE敲除小鼠病毒負荷顯著低於野生型小鼠。而Miller和Federoff基於APOE轉基因小鼠的研究則認為APOE基因型影響的是病毒超早期的基因表達，從而影響病毒潛伏感染的建立，並不影響病毒負荷。

二、皰疹病毒感染假說的新證據

（一）積極乾預皰疹病毒感染或可減少癡呆發病

既往的人群研究僅僅提示了皰疹病毒感染與AD發病的關聯，而新近有3篇基於中國台灣健保資料庫的臨床研究文章則進一步提示積極乾預皰疹病毒感染或可減少癡呆發病的風險，為該學說增加了新的證據。中國台灣健保資料庫包含了中國台灣約99%的人群的醫療記錄，3篇文章均利用該資料庫研究了皰疹病毒感染與癡呆之間的關聯。Tsai等選取了846例於2005年被診斷為眼部帶狀皰疹的患者（平均年齡62.2歲）和2 538名正常對照，並隨訪其在5年內的癡呆發病率。最終發現，眼部帶狀皰疹患者的癡呆發病率為4.16%，而正常對照組的發病率僅為1.65%，兩者存在顯著差異。在調整了患者的人口學特徵和共病之後，眼部帶狀皰疹患者患癡呆的毛風險率為2.97，提示眼部帶狀皰疹患者的癡呆發病率較高。Chen等研究了39 205例在1997—2013年被診斷為帶狀皰疹病毒的患者（年齡54~90歲）。在平均長達6.2年的隨訪中，與39 205名對照（平均年齡63.5歲）相比，帶狀皰疹患者患AD的風險率為1.11，其風險係數相對較小的原因可能是由於眼部帶狀皰疹感染更容易進入大腦，而該大樣本研究中則包含了全身性的帶狀皰疹感染。值得注意的是該研究同時報導，使用抗病毒藥物的帶狀皰疹患者，其癡呆發病率下降至未治療組的一半（調整HR=0.55，95% CI 0.40~0.77，P<0.000 1）。Tzeng等納入了8 362例在2000年新確診的50歲以上的HSV-1/2感染患者，並納入了25 086名年齡性別相匹配的個體作為對照，隨訪其從2001—2010年的癡呆發病率，結果發現HSV感染組的癡呆發病率是對照組的2.56倍，主要發生於HSV-1感染患者中。令人興奮的是，亞組分析提示在接受抗病毒治療的個體中，有5.8%在後續的10年隨訪中發生了AD，而未接受抗病毒治療的個體其癡呆發病率為28.33%，與未治療的HSV感染者相比，接受抗病毒感染治療的患者，其後期的癡呆發病率下降了約10倍（相對危險度：0.092， 95%CI0.079~0.108，P<0.001）。

（二）皰疹病毒感染誘導Aβ聚集機制

1．Aβ生成和聚集與病原微生物感染：

儘管既往研究指出HSV可引起Aβ的生成增多和沉積，但未闡明HSV感染與Aβ寡聚化、斑塊形成等AD病理生理機制之間的關係，也未能闡明HSV感染引起Aβ生成增多的功能意義。HSV感染引起細胞內Aβ生成增多是病毒利用細胞滿足自己生存？是病毒感染引起的細胞功能紊亂的結果還是細胞抵禦病毒感染的機制？病毒感染多數能夠抑製宿主細胞的蛋白合成，而HSV感染卻引起Aβ的合成增加，是否由於Aβ對HSV病毒的生存有利？HSV的複製並不依賴於Aβ，因此HSV病毒利用Aβ滿足自身生存的可能性並不大。Aβ瀑布假說是AD領域的主流學說，其核心在於認為纖絲狀Aβ具有神經毒性，Aβ的聚集是AD病理生理的始作俑者。而近年來有的學者開始質疑Aβ在AD中的中心地位，提出Aβ聚集可能只是AD的結果或者是AD病理生理過程中的監視者。早在2002年，Robinson和Bishop就提出了"生物絮凝劑假說" ，該假說認為在生理狀態下，可溶性Aβ的功能在於結合細胞外的溶質，尤其是那些具有神經毒性的溶質（如金屬離子等），進而將其沉澱入Aβ斑塊中，從而有效地將這些神經毒性物質更好地遞呈給腦內的吞噬細胞以便將他們從大腦內清除。確實，研究表明在外傷、炎症、缺血再灌注等各種應激條件下，Aβ生成也會迅速增加，而人群中也存在許多Aβ大量聚積而認知正常的個體，提示Aβ聚積與神經變性和認知損傷無必然的因果關係。Soscia等報導稱Aβ和已知的抗微生物蛋白LL-37的抗微生物活性是相當的，AD患者腦組織樣品較非AD腦組織樣品抗微生物活性顯著升高，而用抗Aβ抗體去除Aβ後的腦組織樣品其抗微生物活性則降低，提示Aβ確實具有抗微生物作用。

2．HSV感染誘導Aβ聚集：

與生物絮凝劑假說異曲同工，Kumar等報導5XFAD（transgenic mice with five familial AD）轉基因小鼠中細菌感染迅速引起Aβ斑塊播散，將侵入的細菌包裹以抵抗細菌感染。新近來自同一小組的研究則報導了HSV感染引起Aβ播散的機制。與細菌感染類似，HSV病毒感染後，5XFAD小鼠較野生型小鼠生存率高，細胞實驗發現Aβ寡聚體可以抑製HSV對宿主細胞的感染，提示Aβ可以抑製HSV感染，增加HSV感染小鼠的生存。進一步的機制研究發現類似的Aβ寡聚體通過其肝素結合結構域與HSV表面的糖蛋白結合，聚集成纖絲狀Aβ，與病毒結合的Aβ寡聚體進一步寡聚化，從而將病毒包裹，限制病毒感染。在體實驗中，在1月齡5XFAD小鼠（Aβ斑塊尚未出現）腦內注射HSV後48 h迅速出現了Aβ斑塊的聚集。該研究為HSV感染與Aβ病理生理的關聯提供了新的解釋，提示Aβ沉積可能是機體為應對病毒感染，將病毒感染局限化的一種生理反應，而該生理反應一旦失控，將導致Aβ斑塊大量沉積，從而引起免疫炎症。當然該研究所採用的腦內注射HSV是否能模擬人體中HSV潛伏感染後的再活化有待進一步證實。

三、皰疹病毒感染假說的潛在爭議

儘管皰疹病毒感染學說似乎能解釋AD中Aβ沉積的機制，但其需要面對的一個最大的問題便是皰疹病毒感染的普遍性與AD發病的個體易患性之間的矛盾。單純的皰疹病毒感染並不足以導致AD的發生，而皰疹病毒感染再活化的遺傳易患性和個體對皰疹病毒感染誘導的Aβ沉積的免疫反應等恐怕才是導致AD病理損傷的直接機制。的確，如前文所述的APOE4便是調節機體免疫的重要分子，因此APOE4個體對於HSV潛伏感染再活化可能表現為遷延不愈的炎症，而APOE4和長期低級別炎性反應（C反應蛋白≥8 mg/L）可顯著增加AD患病風險，這也許是APOE4和皰疹病毒相互作用影響AD發病的機制。其次，皰疹病毒感染假說需要解釋的問題是AD病理的選擇性損傷機制，AD中內嗅皮質和海馬等區域是最早損傷的區域，而皰疹病毒感染是否也會選擇性感染這些區域從而引起Aβ沉積並引起炎性損傷值得商榷。再次，皰疹病毒感染假說認為皰疹病毒潛伏感染的再活化是AD發病的重要機制，但在體中皰疹病毒感染的再激活究竟是AD的致病動因還是AD早期病理的結果還不得而知。

四、展望

儘管皰疹病毒感染假說還存在諸多爭議，但其確實為我們提供了一種思考AD發病機制的新的範式，我們不應僅僅將Aβ和tau當作是AD的發病原因，也許它們只是其他導致AD發病因素的結果。後續的研究可圍繞以下方面進一步探討：（1）當前AD的風險基因如APOE、TREM2等是否影響皰疹病毒再活化誘導的Aβ沉積、炎性反應等從而影響AD發病？（2）抗病毒治療是否能在中國台灣以外的更廣泛的人群中切實減輕AD發病風險？（3）如果皰疹病毒感染假說是正確的，那麼臨床乾預是基於皰疹病毒複製本身還是基於皰疹病毒潛伏感染再活化的遺傳易患性？抑或是後續的炎性反應？臨床乾預皰疹病毒的時間點如何選擇？這些問題的解決不僅有助於為皰疹病毒假說提供更加堅實的證據，也可為AD的臨床乾預開拓新的思路。