《Sensors》：A Comprehensive Review on Self-Powered Wearable Photonic Sensors: Materials, Photophysics, and System Integration
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1型单纯疱疹病毒（HSV-1）可在感觉神经元和交感神经元中建立潜伏感染。应激与HSV-1再激活密切相关。急性应激激素肾上腺素（epinephrine）在体外通过激活至少两种肾上腺素能受体（adrenergic receptors，ARs），包括α2、β1和/或
1型单纯疱疹病毒（HSV-1）可在感觉神经元和交感神经元中建立潜伏感染。应激与HSV-1再激活密切相关。急性应激激素肾上腺素（epinephrine）在体外通过激活至少两种肾上腺素能受体（adrenergic receptors，ARs），包括α2、β1和/或β2-AR，诱导HSV-1再激活。为确定阻断这些受体能否减少HSV-1复发，研究人员对豚鼠经阴道感染HSV-1（17+株），在潜伏期建立后，每日给予阿替帕美唑（atipamezole，特异性α2-AR抑制剂）、普萘洛尔（propranolol，非特异性β-AR抑制剂）或阿替帕美唑/普萘洛尔联合治疗。与未治疗组相比，治疗组的临床复发率降低：阿替帕美唑组降低29.3%（p = 0.123），普萘洛尔组降低43.6%（p = 0.021），阿替帕美唑/普萘洛尔联合组降低39.1%（p = 0.021）。在安乐死时无症状的豚鼠中，各组盆神经节内HSV-1病毒载量及潜伏相关转录本（latency-associated transcript，LAT）的转录水平均无显著差异，提示AR抑制剂不影响潜伏期的建立与维持。在复发期间被安乐死的豚鼠中，治疗组感觉神经节内病毒DNA与未治疗组相似，但交感神经节内病毒DNA减少，提示AR抑制剂处理后，病毒在感觉神经元中仍可再激活，但在交感神经元中的再激活受到限制。肾上腺素能β受体阻断剂可能作为减少HSV-1临床复发的有效治疗手段。
论文解读
一、研究背景与目的
1型单纯疱疹病毒（herpes simplex virus 1，HSV-1）是一种DNA病毒，可造成终身感染并反复发作。全球50岁以下成人中约有38亿人感染HSV-1。除引起口唇疱疹和生殖器疱疹外，HSV-1还可侵入中枢神经系统，每年每百万人中约有2.2人发生危及生命的脑炎，并已被认为与阿尔茨海默病的发展相关。HSV-1通过体液和直接接触疱疹病灶传播，在原发感染期间，病毒在上皮细胞中复制并进入支配该区域的感觉和自主神经末梢，经逆行轴突运输至神经元细胞核建立潜伏感染。在潜伏期内，病毒基因组以潜伏状态存在于宿主神经元的整个生命周期，但可周期性再激活引起复发性疾病。
已知多种刺激可诱导HSV-1从潜伏状态再激活，包括神经损伤、免疫系统失调、激素波动和应激。急性和慢性应激均与HSV-1再激活相关。急性应激反应涉及交感神经系统和下丘脑-垂体-肾上腺（hypothalamic-pituitary-adrenal，HPA）轴激活，导致肾上腺素（epinephrine）大量释放。肾上腺素是一种儿茶酚胺类应激激素，可结合全身多种细胞上表达的肾上腺素能受体（adrenergic receptors，ARs）。ARs是膜结合的G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptors，GPCRs），激活后可启动不同的细胞内信号级联反应。研究人员前期已证明，肾上腺素处理可增加HSV-1 DNA病毒载量和感染性病毒的产生，并在原代交感神经元中诱导潜伏病毒再激活，但在感觉或副交感神经元中无此效应。在原代成熟培养神经元中，病毒再激活需要至少两种不同AR的激活，包括α2、β1和β2的任何组合。
基于上述发现，本研究旨在确定阻断α2、β1和β2肾上腺素能受体能否预防或减少豚鼠HSV-1生殖器感染后的临床复发。豚鼠在HSV感染并清除急性疾病症状后，无需外源性诱导刺激即可发生自发性复发，且复发频率随应激增加而升高。研究人员假设，在体内阻断这些受体可减少源自骶交感神经节和脊髓节前交感中枢的神经元再激活，从而降低临床复发。
二、主要技术方法
本研究采用雌性Hartley豚鼠（3周龄，来自Hilltop Laboratories）经阴道感染HSV-1（17+株，2×105 PFU，n=64），另设磷酸盐缓冲液（PBS）模拟感染对照组（n=9），采用成熟的豚鼠HSV感染模型。感染豚鼠随机分为四组：未治疗组（n=16）、阿替帕美唑组（n=16）、普萘洛尔组（n=16）及阿替帕美唑/普萘洛尔联合组（n=16），治疗于接种后第15天（15 dpi）开始，每日腹腔注射给药。临床评估包括每日记录生殖器病变严重程度（采用四级评分系统）和体重变化。每日采集阴道拭子（15–60 dpi），通过实时定量PCR（qPCR）检测HSV-1胸苷激酶（thymidine kinase，TK）基因评估病毒DNA脱落。在60 dpi时或复发期间，收集背根神经节（dorsal root ganglia，DRG）、骶交感神经节（sacral sympathetic ganglia，SSG）和腰段脊髓（lumbar spinal cord，L-SC），分别提取DNA和RNA，通过TK特异性qPCR定量病毒DNA，通过潜伏相关转录本（LAT）特异性逆转录定量PCR（RT-qPCR）检测LAT表达水平。统计分析采用单因素方差分析（one-way ANOVA）结合Tukey或Dunnett事后检验。
三、研究结果
3.1 临床疾病
在急性疾病期（1–14 dpi），各组间病变严重程度无显著差异，证实各组在治疗开始前急性疾病严重程度均衡。体重方面，未感染豚鼠从基线292.5 g增至589 g（增长201.6%），HSV-1感染但未治疗的豚鼠增长193.7%，普萘洛尔组（193.2%）和联合治疗组（195.9%）与未治疗感染组及未感染组无明显差异，阿替帕美唑组体重增长率略低（178.3%），可能因每日治疗引起的短暂过度兴奋所致，但各组间差异无统计学意义。
从15 dpi开始每日评估复发情况。仅在研究持续至60 dpi的豚鼠纳入累积复发计算（每组感染组n=9，未感染组n=6）。未治疗的HSV-1感染豚鼠在15–60 dpi期间平均累积复发7.67次。普萘洛尔组累积复发较未治疗感染组减少43.55%（p=0.018），阿替帕美唑/普萘洛尔联合组减少39.12%（p=0.021），阿替帕美唑组减少29.26%（p=0.123），未达到统计学显著性，可能因动物个体差异所致。
3.2 病毒DNA脱落
每日阴道拭子qPCR检测显示，15–29 dpi期间，36只感染豚鼠中有6只（16.67%）检测到病毒DNA脱落，29 dpi后未再检出。未治疗组中两只豚鼠检出病毒DNA脱落（GP9一次脱落21,080拷贝；GP36连续6天脱落，总计23,706,162拷贝），组平均956.09拷贝/只/天。阿替帕美唑组一只豚鼠（GP20）连续13天脱落，组平均20,785拷贝。普萘洛尔组在整个拭子采集期间未检出任何病毒DNA脱落。阿替帕美唑/普萘洛尔联合组三只豚鼠（GP7、GP35、GP39）共6天检出低量病毒DNA，组平均318拷贝。未感染组无病毒DNA检出。各组间脱落病毒DNA拷贝数及脱落天数无显著差异。
3.3 神经系统组织中的HSV-1 DNA载量与病毒基因表达
在60 dpi无可见病变的潜伏豚鼠中，与未治疗组相比，DRG中病毒DNA在阿替帕美唑组减少1.36倍，普萘洛尔组减少2.78倍，联合组减少1.18倍；SSG中病毒DNA在三个治疗组分别增加1.89倍、1.61倍和1.55倍；L-SC中病毒DNA减少8.47倍（阿替帕美唑组和联合组）至33.33倍（普萘洛尔组）。但上述差异均未达到统计学显著性。
LAT表达方面，DRG中治疗组LAT表达较未治疗组高1.9至3.58倍；SSG中治疗组LAT表达较未治疗组降低3.7至26.3倍；L-SC中阿替帕美唑组LAT表达增加2.9倍，普萘洛尔组增加1.76倍，联合组与未治疗组相近（降低1.03倍）。各组间差异均无统计学显著性。
在复发期间被安乐死的豚鼠中，与未治疗组相比，DRG内病毒DNA在阿替帕美唑组增加2.77倍，普萘洛尔组增加1.20倍，联合组增加3.02倍；SSG内病毒DNA在阿替帕美唑组减少8.13倍，普萘洛尔组减少102.44倍，联合组减少9.80倍；L-SC内病毒DNA在阿替帕美唑组增加12.99倍，普萘洛尔组增加27.04倍，联合组增加9.51倍。上述差异均无统计学显著性。
四、讨论总结与结论翻译
讨论部分总结
研究结果表明，阿替帕美唑（α2阻断剂）和普萘洛尔（β阻断剂）均可减少临床复发。虽然药物对潜伏期病毒DNA数量或LAT表达无显著影响，但复发期间病毒DNA数量出现变化：感觉DRG中病毒DNA基本不受影响，而AR抑制剂治疗组交感SSG中病毒DNA显著少于未治疗组。普萘洛尔治疗组复发期间SSG中病毒DNA较未治疗组减少约100倍，阿替帕美唑及联合治疗组减少8–10倍。这些结果提示，临床复发的整体减少源于阻断肾上腺素对支配生殖器的外周交感神经元的作用，阻止了交感SSG神经元中的再激活，同时病毒仍可在感觉DRG神经元中再激活和复制。
阿替帕美唑是一种高选择性和强效的α2-AR拮抗剂，可竞争性阻断肾上腺素与受体结合，抑制下游信号事件。由于α2-AR与抑制性Gαi/o亚基偶联，阻断该受体导致细胞内cAMP降低和蛋白激酶A（PKA）活性下降，同时阻止β/γ复合物从α亚基解离。阿替帕美唑可快速分布至靶组织，主要在中枢而非外周组织发挥作用，这可能解释了该抑制剂效果相对较弱的原因。
普萘洛尔是一种非特异性β-肾上腺素能受体阻断剂，可阻止肾上腺素与β1和β2受体结合。由于前期研究显示至少两种AR（α2、β1和β2的任意组合）需同时被肾上腺素激活才能诱导HSV-1再激活，cAMP通路及可能的Src通路的调节对HSV-1的最佳再激活至关重要。AR激活还导致G蛋白β/γ复合物从α亚基解离，提示β/γ复合物及其下游信号通路可能在HSV-1潜伏维持和再激活中发挥作用。
既往兔和小鼠眼部感染模型研究使用肾上腺素离子导入诱导HSV-1再激活，但该方法的电刺激可能更强烈地刺激感觉神经末梢，导致从感觉三叉神经节（TG）或交感颈上神经节（SCG）再激活。既往研究中α-AR抑制剂（胸腺氧胺和可林辛）对兔HSV-1脱落或小鼠TG中潜伏病毒影响甚微；β-AR抑制剂（普萘洛尔和噻吗洛尔）在兔眼部模型中减少HSV-1角膜病变和病毒脱落。本研究在豚鼠生殖器模型中，普萘洛尔组生殖器复发减少43.5%且未检出病毒DNA脱落，与兔眼部模型结果一致。
在复发期间，AR抑制剂治疗组豚鼠SSG中病毒DNA较未治疗组减少，而感觉神经节中病毒DNA变化有限，提示抑制剂主要作用于交感神经节以减少复发。基于复发期间感觉和交感神经节中HSV-1病毒DNA的相对增加情况，再激活仍发生在感觉神经节中，但未发生在交感神经节中，导致临床复发总数减少但未完全预防。
AR抑制剂治疗组在复发期间腰骶脊髓中病毒DNA较未治疗组增加10–27倍，其后果尚不清楚，因为豚鼠除外周病变外未观察到临床体征。腰骶脊髓中病毒DNA的大量增加可能来自非交感神经元类型，或抑制剂未能有效到达脊髓交感神经元，允许中枢交感神经元内病毒复制，而外周交感神经元内复制受到抑制。这一假说得到以下观察支持：普萘洛尔治疗组腰骶脊髓中病毒DNA大幅增加，而阿替帕美唑组增加幅度较小，因为阿替帕美唑可在数分钟内快速穿越血脑屏障进入中枢神经系统，而普萘洛尔需长达四小时才能在脊髓中达到最大浓度。
结论翻译
研究人员已证明，AR抑制剂阿替帕美唑和普萘洛尔，或两者联合使用，可减少豚鼠生殖器感染模型中HSV-1生殖器复发的累积次数。AR抑制剂阻止肾上腺素与受体偶联的G蛋白结合并激活。由于G蛋白α亚基可激活或灭活cAMP和Src信号通路，研究人员推测刺激性及抑制性G蛋白α亚基以及β/γ复合物参与复杂的相互作用，共同调节交感神经元中HSV-1潜伏的维持和再激活。cAMP增加已被证明可在神经母细胞瘤细胞中诱导再激活，并可能为交感神经元中HSV-1再激活所必需。cAMP和Src信号通路均可调节cAMP反应元件结合蛋白（CREB）与HSV-1基因组的结合。潜伏相关转录本（LAT）在调节潜伏和再激活中也发挥作用，删除LAT启动子中的cAMP反应元件可减少兔眼模型中肾上腺素诱导的再激活。需要进一步研究以明确这些相互作用元件之间的精确关系、感觉与交感神经元中调节机制的差异，以及AR抑制剂（如普萘洛尔）改变这些相互作用的分子机制。普萘洛尔是一种广泛处方的药物，用于治疗多种健康问题。本研究提供了临床前证据，提示普萘洛尔及其他β-AR抑制剂可能有助于减少源自交感神经元的HSV-1生殖器复发。
