《The FEBS Journal》：A comparative analysis of cell death signalling in RNA and DNA virus infections and potential inhibitory strategies
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近期COVID-19大流行和Mpox的暴发表明，尽管病毒结构看似简单，但它们是已演化出复杂促生存机制的精密微生物。病毒操控细胞死亡通路的能力可影响并决定感染周期的结局及宿主免疫应答。RNA病毒通常表现出更为急性和侵袭性的特征，因为它们常促进细胞死亡，借此增殖并
近期COVID-19大流行和Mpox的暴发表明，尽管病毒结构看似简单，但它们是已演化出复杂促生存机制的精密微生物。病毒操控细胞死亡通路的能力可影响并决定感染周期的结局及宿主免疫应答。RNA病毒通常表现出更为急性和侵袭性的特征，因为它们常促进细胞死亡，借此增殖并释放病毒粒子以感染邻近细胞，从而延续其生命周期。RNA病毒感染的常见后果包括宿主过度炎症反应，通常导致上皮屏障损伤。相反，DNA病毒则调节这些通路，以在裂解周期（复制期）与潜伏期（在适当刺激触发再激活前保持静止状态）之间维持平衡。实现这一平衡并在感染阶段间转换需要抑制细胞死亡过程。在这两种情形下，病毒均表现出对细胞环境的响应性，通过突变增强其适应性，从而欺骗宿主防御并确保自身生存。这凸显了理解这些生物威胁诱导细胞死亡机制的迫切必要性，进而促进广谱或靶向抗病毒疗法的开发。
论文主体内容总结
引言
细胞死亡是维持机体正常功能的生理或病理反应，分为调节性细胞死亡（RCD）和偶然性细胞死亡（ACD）。ACD由物理、化学或机械应激（如损伤和缺血）引起，常导致炎症及周围健康组织损伤，坏死是典型类型。RCD是受遗传控制的程序性过程，对发育和免疫应答至关重要，常见类型包括细胞凋亡、坏死性凋亡、焦亡和自噬。细胞死亡是宿主对病毒感染应答的关键组成部分，影响病毒控制和组织损伤。与病毒感染相关的三种主要细胞死亡形式为细胞凋亡、坏死和焦亡，其他较少见形式包括铁死亡、parthanatos、entosis和失巢凋亡。本综述旨在深入分析代表性RNA病毒（H1N1和SARS-CoV-2）与DNA病毒（单纯疱疹病毒1型（HSV-1）和EB病毒（EBV））感染期间对三种主要细胞死亡类型的影响，重点关注2020至2025年间的文献。
主要细胞死亡类型的机制见解
细胞凋亡
细胞凋亡是维持组织稳态的遗传调控过程，可由外部或内部刺激诱导。外部途径由死亡受体介导，TNF-α、TRAIL和Fas配体等配体与三聚体死亡受体结合形成死亡诱导信号复合物（DISC），通过FADD招募并激活起始型caspase-8和caspase-10，进而激活执行型caspase-3、-6和-7。内部途径由线粒体介导，内部刺激激活BH3-only蛋白，抑制抗凋亡Bcl-2蛋白并激活促凋亡效应蛋白BAX和BAK，导致线粒体外膜通透化（MOMP）和细胞色素c释放，与APAF1形成凋亡小体激活caspase-9。此外，内质网（ER）应激通过未折叠蛋白反应（UPR）的三个主要传感器PERK、IRE1和ATF6诱导细胞凋亡。
坏死
坏死是ACD的一种类型，由物理或化学损伤、感染、缺氧等引起，形态学特征为细胞质和细胞器肿胀、质膜破裂、胞内内容物释放及细胞裂解，触发并加剧炎症反应。坏死是被动过程，不需要特定信号通路。
焦亡
焦亡是一种具有固有炎症特性的调节性坏死形式。经典通路中，病原体相关分子模式（PAMPs）和损伤相关分子模式（DAMPs）被NLRP3和NLRC4等模式识别受体识别，组装炎症小体复合物，激活pro-caspase-1，活化的caspase-1切割Gasdermin D（GSDMD）形成膜孔，并促进IL-18和IL-1β成熟。非经典通路由胞内脂多糖直接激活caspase-4和-5，切割GSDMD形成孔道。此外，caspase-8介导的机制和颗粒酶介导的通路也可诱导焦亡。
坏死性凋亡
坏死性凋亡是另一种PCD形式，由TNFR、Toll样受体和干扰素受体介导。受体激活后形成复合物I，包含TRADD、FADD、RIPK1、TRAF2/5和cIAP1/2。caspase-8抑制和RIPK1去泛素化促进与RIPK3相互作用并激活MLKL，形成坏死小体复合物，转位至细胞膜形成孔道导致膜通透化。
RNA病毒：“狂暴的入侵者”
RNA病毒为单链或双链，可感染多种细胞类型。根据基因组极性分为正链和负链单链RNA病毒。正链RNA病毒（如SARS-CoV-2）可直接作为mRNA翻译病毒蛋白；负链RNA病毒（如流感病毒）需依赖病毒RNA依赖性RNA聚合酶先转录成正链。RNA病毒可触发多种细胞死亡形式，在宿主防御和病毒致病中发挥关键作用。
H1N1案例研究
H1N1与细胞凋亡
H1N1感染通过调控外在死亡受体通路和内在凋亡级联的动力学来延长感染期。感染后2小时内，宿主支气管上皮细胞上调死亡受体（TNFRSF1A、Fas、DR3、DR5）和胞内衔接蛋白（FADD、TRADD）表达，早期激活caspase-8和caspase-3；6小时后表达恢复基线水平，防止过早细胞裂解以维持病毒复制。随着复制持续，H1N1引起线粒体膜电位失调，导致MOMP、ROS积累和细胞色素c释放，激活caspase-9内在凋亡通路。ROS诱导DNA双链断裂，激活ATM/ATR通路，磷酸化稳定p53，上调PUMA，中和Bcl-2抗凋亡功能，放大MOMP。H1N1还抑制硒依赖性酶Gpx1和TrxR1活性，维持促凋亡氧化环境，最终导致PARP-1切割和不可逆凋亡。治疗策略包括天然生物活性化合物（如Duvira Antarctica多糖、白杨素、氧化前胡素）和硒基制剂（如硒纳米颗粒（SENPs）、亚硒酸钠、依布硒啉），通过抗氧化和恢复硒酶活性抑制凋亡。
H1N1与坏死性凋亡
H1N1基因组复制产生非经典Z-RNAs，被ZBP-1识别，通过RHIM与RIPK1相互作用，招募并自磷酸化RIPK3，组装功能性坏死小体，磷酸化MLKL促使其寡聚化并转位至质膜，导致裂解性细胞破裂和炎症DAMPs释放。H1N1的NS1蛋白可通过CC2结构域直接结合MLKL，独立于RIPK3信号诱导MLKL寡聚化和膜转位。TAK1通过磷酸化RIPK1 Ser26抑制坏死性凋亡，驱动细胞向NF-κB生存通路。坏死性凋亡抑制剂如necrostatin-1和necrosulfanamide（NSA）在体外显示治疗效果，但存在溶解性差、代谢不稳定和脱靶效应等限制。
H1N1与焦亡
H1N1可通过非经典caspase-3/GSDME轴在肺上皮细胞中执行焦亡，而非经典NLRP3/caspase-1炎症小体通路。长期凋亡应激下，活化的caspase-3切割GSDME，N端片段转位至质膜形成孔道，导致裂解性细胞破裂和IL-1β分泌。黄芩苷作为caspase-3活化抑制剂，可阻断GSDME切割和IL-1β分泌，但受限于低口服生物利用度和首过代谢。
SARS-CoV-2案例研究
SARS-CoV-2与细胞凋亡
SARS-CoV-2通过靶向并泛素化降解JAK-STAT信号通路组分（JAK1、Tyk2、IFNAR1）抑制宿主固有抗病毒应答，使细胞对I型干扰素信号脱敏。感染细胞中，SARS-CoV-2引起线粒体膜电位改变，触发MOMP和ROS释放，同时激活起始型caspase-8及其底物Bid，tBid转位至线粒体膜促进BAX和BAK寡聚化，耦联外在和内在凋亡通路，最终激活caspase-3和PARP-1切割。结构蛋白中，M蛋白上调CXCL10分泌并直接与PDK1相互作用抑制Akt磷酸化，N蛋白作为支架增强该相互作用；S1亚基以组织特异性方式激活MAPK和NF-κB通路诱导促炎细胞因子。辅助蛋白中，ORF3a通过破坏线粒体K+稳态和诱导ER应激激活UPR的PERK-eIF2α-ATF4轴，上调CHOP抑制Bcl-2；ORF7b激活IRF3a/STAT1级联促进TNF-α分泌，通过旁分泌触发外在和内在凋亡通路。治疗策略包括广谱caspase抑制剂（z-VAD-fmk、z-IETD-fmk）、PERK抑制剂GSK414、ACE2拮抗剂卡托普利、乌森胺A和维生素C等，但各有毒性和脱靶效应限制。
SARS-CoV-2与坏死性凋亡
SARS-CoV-2在肺上皮细胞和单核细胞中通过诱导RIPK1 Ser166磷酸化激活经典坏死性凋亡级联，RIPK1磷酸化RIPK3，进而磷酸化MLKL，寡聚化并转位至质膜形成裂解性孔道。包膜蛋白定位于溶酶体作为viroporin引起腔内pH升高，触发RIPK1 Ser166磷酸化。非结构蛋白nsp15利用其内切核糖核酸酶活性降解病毒Z-RNA中间体，屏蔽ZBP-1识别，延迟坏死性凋亡。多种抑制剂（necrostatin-1、necrostatin-2、GSK963、GW42X、GSK872、necrosulfanamide）靶向RIPK1、RIPK3和MLKL抑制坏死性凋亡。
SARS-CoV-2与焦亡
SARS-CoV-2感染可触发NLRP3炎症小体介导的焦亡。MCC950作为NLRP3抑制剂阻断炎症小体组装和激活，降低IL-1β和IL-18；VX765和OAc-YVAD-cmk作为caspase-1抑制剂阻断GSDMD切割和孔道形成；ruscogenin预防NLRP3激活；维生素D3、二甲双胍和虎杖苷通过增加自噬通量抑制NLRP3激活。
DNA病毒：慢性感染的“大师”
HSV-1与细胞凋亡
HSV-1通过多种机制抑制宿主细胞凋亡以维持潜伏感染。ICP0蛋白通过降解RNF8和RNF168抑制DNA损伤应答，阻断p53介导的凋亡。ICP4和ICP6通过抑制caspase-8和caspase-3活性阻断凋亡级联。病毒蛋白激酶US3磷酸化并灭活促凋亡蛋白BAD和BID。HSV-1还通过激活PI3K/Akt生存通路和上调抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-XL维持细胞存活。
HSV-1与坏死性凋亡
HSV-1通过ICP6蛋白的RHIM结构域与RIPK1和RIPK3相互作用，抑制坏死小体组装和MLKL激活，从而阻断坏死性凋亡。ICP0通过靶向降解ZBP-1抑制Z-RNA介导的坏死性凋亡通路。
HSV-1与焦亡
HSV-1通过ICP0蛋白抑制NLRP3炎症小体激活，阻断caspase-1活化和GSDMD切割，从而抑制焦亡。病毒还通过抑制NF-κB通路减少促炎细胞因子产生。
EBV与细胞凋亡
EBV在潜伏感染期通过表达潜伏膜蛋白LMP1和LMP2A激活NF-κB和PI3K/Akt生存通路，上调抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-XL，抑制p53介导的凋亡。EBNA1通过抑制p53转录活性阻断凋亡。在裂解感染期，EBV表达BHRF1（Bcl-2同源物）抑制BAX和BAK介导的线粒体凋亡。
EBV与坏死性凋亡和焦亡
EBV通过LMP1激活NF-κB上调cFLIP表达，抑制caspase-8介导的凋亡和坏死性凋亡转换。EBV还通过抑制RIPK3表达和MLKL磷酸化阻断坏死性凋亡。在焦亡方面，EBV通过LMP1抑制NLRP3炎症小体激活，减少IL-1β和IL-18分泌。
结论与展望
RNA病毒和DNA病毒在调控细胞死亡信号方面展现出截然不同的策略。RNA病毒（H1N1和SARS-CoV-2）倾向于促进细胞死亡以加速复制和传播，导致急性炎症和组织损伤；DNA病毒（HSV-1和EBV）则抑制细胞死亡以维持潜伏感染和慢性持久性。理解这些差异对于开发广谱或靶向抗病毒疗法至关重要。未来研究应聚焦于细胞死亡通路特异性抑制剂的开发，克服现有抑制剂在生物利用度、毒性和脱靶效应方面的限制，并探索联合治疗策略以同时抑制病毒复制和过度炎症反应。
