综述：巨细胞病毒潜伏与再激活：表观遗传调控与免疫–微环境串扰

《Virology》：Cytomegalovirus Latency and Reactivation: Epigenetic Control and Immune–Microenvironment Crosstalk

　　

人类巨细胞病毒（HCMV）在原发感染后建立终身潜伏感染，并在免疫扰动条件下周期性再激活。尽管巨细胞病毒（CMV）疾病经典上与严重免疫抑制相关，但越来越多的证据表明，病毒再激活也发生于危重症患者、妊娠期间以及以免疫重塑和慢性炎症为特征的疾病状态中。近期研究揭示，CMV潜伏与再激活不仅受宿主免疫监视调控，还受到病毒基因组表观遗传调控的影响，尤其是主要立即早期启动子（MIEP）区域。炎症性细胞因子、细胞分化、氧化应激和免疫衰老共同促进染色质重塑及立即早期基因表达的激活，从而推动病毒再激活。与此同时，CMV已进化出复杂的免疫逃逸策略，使其能够在固有免疫和适应性免疫应答存在的情况下实现终身持续感染。新出现的证据进一步提示，肠道菌群可能通过免疫学与代谢途径成为CMV潜伏与再激活的潜在调节因素。菌群来源的短链脂肪酸（SCFAs），如丁酸盐，可通过抑制组蛋白去乙酰化酶影响病毒染色质状态，从而将微生物代谢与CMV的表观遗传调控联系起来。本综述总结了关于CMV潜伏与再激活分子机制的现有知识，并讨论了宿主免疫、妊娠相关免疫耐受、免疫重建炎症综合征、免疫衰老及肠道微生物组在塑造CMV病理生物学中的作用。研究人员还强调了尚未解决的机制问题以及理解CMV–宿主–微环境相互作用的未来方向。

1. CMV潜伏的细胞基础与分子机制

CMV主要在CD34⁺造血干/祖细胞及未分化髓系细胞中建立潜伏感染。病毒基因组以环状附加体形式存在于细胞核内，独立于宿主染色体DNA，其复制与转录活性受到严格调控。潜伏期时，主要立即早期启动子（MIEP）在染色质水平被强烈抑制，相关抑制性表观遗传修饰包括组蛋白去乙酰化、组蛋白H3第9位赖氨酸三甲基化（H3K9me3）以及H3K27me3等异染色质标记。这种染色质环境有效沉默立即早期（IE）基因表达，从而维持潜伏状态。当细胞分化发生（如单核细胞向巨噬细胞或树突状细胞转变）时，抑制性染色质修饰逐渐解除并被激活型标记（如组蛋白乙酰化增加）替代，进而恢复MIEP驱动的转录，促进潜伏向裂解性复制的转换。此外，潜伏期虽抑制IE基因表达，但部分病毒基因如UL133–UL138位点中的UL138仍选择性表达，参与维持潜伏状态。CMV还编码多种免疫逃逸蛋白，干扰MHC I类抗原呈递、逃避自然杀伤（NK）细胞介导的细胞毒性、抑制干扰素（IFN）信号通路，并通过编码抗凋亡产物促进感染细胞存活，从而实现终身持续感染。

2. CMV再激活的触发因素与机制

多种因素可触发潜伏CMV再激活，包括炎症刺激、免疫抑制、氧化应激和细胞分化信号。TNF-α、IL-1和IL-6等促炎细胞因子通过激活转录因子NF-κB和AP-1（c-Fos/c-Jun）刺激MIEP。免疫抑制是CMV再激活的主要危险因素，移植后免疫抑制治疗、糖皮质激素使用、嵌合抗原受体（CAR）-T细胞治疗后的免疫缺陷以及年龄相关免疫衰老均可促进潜伏病毒去抑制。氧化应激、DNA损伤和缺血–再灌注损伤也被鉴定为潜伏CMV转录激活的触发因素。髓系细胞分化与再激活密切相关，单核细胞和造血祖细胞分化为树突状细胞或巨噬细胞时，MIEP区域染色质组织和转录因子可及性改变，使病毒更易于再激活。临床上，全身性炎症是CMV再激活和症状性感染的主要驱动因素；在脓毒症或重症COVID-19等危重症患者中，CMV再激活发生率约为20–40%，并与不良临床结局相关。再激活过程并非单纯免疫监视受损所致，而是由病毒基因组表观遗传重塑启动，表现为抑制性修饰（如DNA甲基化）减少和激活型组蛋白标记（如H3K9乙酰化）增加。这些染色质变化使NF-κB、AP-1和CREB等转录因子结合至MIE启动子，诱导IE基因表达并进入裂解性复制周期。HCMV还编码对抗宿主内在抑制机制的蛋白：被膜蛋白pp71促进Daxx降解，从而破坏与PML核体相关的Daxx/ATRX抑制复合物；立即早期蛋白IE72和IE86与组蛋白去乙酰化酶（HDACs）相互作用，促进病毒基因的染色质重塑和转录激活。

3. 宿主对CMV再激活的免疫应答

宿主对CMV再激活的免疫应答由固有免疫和适应性免疫机制精细调控。在小鼠巨细胞病毒（MCMV）感染中，固有免疫识别主要由树突状细胞和巨噬细胞表面的Toll样受体（TLRs）介导，特别是TLR9，其次是TLR3。这些受体检测病毒成分并诱导I型干扰素（IFN-α/β）产生，进而激活NK细胞。在HCMV感染中，病毒包膜糖蛋白gB和gH可与TLR2相互作用，诱导促炎细胞因子产生。CMV利用多种免疫逃逸策略，通过US2/US3/US6/US11等蛋白保留或降解MHC-I分子并阻断肽段装载，下调经典MHC I类抗原呈递，从而逃避CD8⁺ T细胞识别；同时通过UL40稳定HLA-E以结合NKG2A抑制性受体，并利用UL16/US18/US20破坏激活型NKG2D配体表达，抑制NK细胞激活。此外，CMV靶向干扰素信号和抗原呈递通路，损害Jak/STAT应答，进一步削弱免疫检测。在适应性免疫中，中和抗体有助于限制病毒播散和组织损伤，但病毒控制的核心角色由CMV特异性CD8⁺ T细胞承担，CD4⁺ T细胞和γδ T细胞则协调增强效应功能。在慢性抗原刺激或淋巴细胞减少等条件下，这种免疫控制可能受损，导致病毒再激活。CMV再激活期间的免疫应答以IFN-γ诱导、NK细胞激活以及吲哚胺2,3-双加氧酶（IDO）活性增加相关的色氨酸代谢改变为特征，这些应答在抑制病毒复制的同时也驱动宿主免疫代谢重编程。CMV感染广泛组织，并通过免疫逃逸策略建立器官特异性免疫微环境，导致不同组织间免疫谱差异，例如肺部局部可呈相对免疫抑制状态，而外周血则表现为全身性免疫激活。

4. 妊娠期间的CMV再激活

妊娠期CMV感染是先天性感染的主要原因，可经胎盘垂直传播给胎儿，导致胎儿生长受限、感音神经性听力损失和神经发育异常等严重后遗症。极低出生体重儿经母乳获得性CMV感染（尤其由再激活病毒引起）已成为重要的临床问题。母体妊娠期CMV感染分为原发感染、血清阳性妇女的再感染和既往感染者的潜伏病毒再激活三类。原发感染因缺乏预先存在的母体免疫，垂直传播率较高（约20–40%）；非原发感染（再感染或再激活）的传播率通常较低（约1–2%），但仍可导致先天性CMV感染。历史观点认为母体原发感染是先天性CMV感染的主要原因，但近期大规模队列和多中心研究显示，血清阳性妇女中再感染和再激活频繁发生，非原发感染可能在所有先天性CMV病例中占相当比例。妊娠是一种独特的免疫状态，表现为母体免疫的动态改变，包括免疫耐受增强、T细胞活性调节和炎症细胞因子谱变化。这些适应影响全身母体免疫及母胎界面的局部免疫环境，可能允许潜伏CMV再激活或新获得病毒株复制。胎盘作为母胎关键界面具有高度调控的免疫微环境，绒毛滋养细胞和霍夫鲍尔细胞（胎盘巨噬细胞）可能作为CMV感染和复制部位。病毒在胎盘中增殖后经胎儿循环或羊水传播至胎儿，被认为是先天性感染的基本机制。尽管移植和免疫抑制条件下CMV再激活的分子机制已有较多研究，但妊娠特异性免疫调节背景下CMV再激活的直接分子通路仍 largely 未知，是未来的重要研究方向。妊娠期CMV再激活的潜在触发因素包括激素波动（如雌激素和孕激素）、炎症细胞因子（如TNF-α、IL-1β和IL-6）水平升高以及免疫监视相对下降（尤其在妊娠晚期），但直接将这些因素与CMV再激活联系起来的明确分子机制尚未建立。

5. CMV与肠道微生物组

人体肠道估计含有约3.8×10¹³个微生物，由超过1000种细菌组成，共同构成肠道菌群。肠道菌群不仅是共生微生物群落，更是宿主免疫功能的关键调节者。肠道是人体最大的免疫器官，需要在针对病原体的保护性免疫与对膳食抗原和共生微生物的耐受之间维持精细平衡，肠道菌群在维持肠道免疫稳态中发挥核心作用。菌群失调被报道与炎症性肠病、类风湿关节炎和多发性硬化等多种疾病相关，提示菌群失调导致免疫失调和疾病发生。针对菌群的干预策略（益生菌、益生元和粪菌移植（FMT））正在积极研究中。肠道菌群失调可诱导肠黏膜炎症并放大全身炎症反应，从而可能作为CMV再激活的间接危险因素。尽管目前缺乏将菌群失调引起的色氨酸代谢紊乱直接与CMV再激活联系起来的确凿证据，但肠道菌群平衡扰动可能改变宿主色氨酸分解代谢通路，进而影响免疫调节并调节CMV再激活的可能性。越来越多的证据表明，肠道菌群来源的代谢物不仅通过免疫调节，还可通过病毒基因组的表观遗传调控影响CMV潜伏与再激活。短链脂肪酸（SCFAs），尤其是丁酸盐，因其组蛋白去乙酰化酶抑制活性而备受关注。丁酸盐介导的HDAC抑制可诱导多种潜伏病毒感染的染色质重塑和转录激活。在CMV中，菌群失调相关的丁酸盐产生变化可能影响MIEP染色质状态，导致组蛋白乙酰化增加、立即早期基因表达去抑制并促进病毒再激活。菌群失调相关的肠道屏障功能障碍和全身炎症可能协同增强NF-κB和AP-1介导的MIEP激活。在动物模型中，使用不可吸收抗生素清除肠道菌群可抑制MCMV潜伏感染小鼠的病毒再激活，提示共生菌群在再激活过程中发挥关键作用。非人灵长类模型研究显示，CMV感染可改变产SCFA菌群的组成，并影响免疫细胞分化和细胞因子产生模式，表明菌群介导的免疫环境调节可能促进病毒再激活风险。此外，有报道提示肠道菌群有助于维持CMV特异性CD8⁺记忆T细胞。CMV潜伏/再激活与肠道微生物组之间存在复杂的双向串扰，但人体大规模临床数据仍然有限，且肠道菌群组成存在显著个体差异，阐明与病毒再激活的因果关系需要严格的多元调整和详细的免疫分析。未来可通过调节肠道菌群（如益生菌、饮食干预和抗生素策略）探索控制CMV再激活风险的潜在手段。

6. CMV与免疫重建炎症综合征（IRIS）

免疫重建炎症综合征（IRIS）定义为在免疫恢复背景下出现的失调性过度炎症反应，即从免疫抑制状态快速恢复免疫功能时，针对先前存在或潜伏感染的病原体触发过度炎症应答。IRIS最常见于HIV感染者启动抗逆转录病毒治疗（ART）、停用免疫抑制剂（如抗TNF抗体）、器官移植后免疫抑制减量以及启动抗结核治疗等临床情境。IRIS与病原体再激活概念上不同：再激活指病原体复制的恢复，而IRIS反映免疫恢复驱动的失控宿主炎症反应，但两者常重叠，因此IRIS也可理解为对病原体再激活的异常宿主反应。IRIS分为矛盾型IRIS（已诊断并治疗的感染在适当治疗下临床恶化）和暴露型IRIS（先前亚临床或潜伏感染在免疫恢复后临床显现）。HIV感染者ART后结核相关IRIS最常见，但IRIS也可与鸟分枝杆菌复合体、JC病毒（PML-IRIS）、CMV、EB病毒（EBV）和新生隐球菌等相关。CMV-IRIS多数病例发生在HIV感染者ART后，但也见于ART以外情境，包括移植受者和其他免疫受损患者的CMV视网膜炎及其他器官受累。在非HIV情境（如造血干细胞移植[HSCT]和实体器官移植后、自身免疫病免疫抑制治疗后免疫重建期间、骨髓恢复期）中，CMV再激活与免疫恢复驱动的炎症放大共存，具有共同的病理生理框架。这些情况有时明确称为IRIS，但更常被描述为“免疫重建现象”或“IRIS样综合征”。新近证据提示，CAR-T治疗或免疫检查点抑制剂治疗后的CMV再激活和CMV视网膜炎，以及药物反应伴嗜酸性粒细胞增多和全身症状（DRESS）/药物诱导超敏综合征（DIHS）患者的CMV再激活，可能均属于与CMV相关IRIS重叠的免疫病理特征。这些实体需进一步研究以明确其定义和机制。

7. CMV与免疫衰老

免疫衰老定义为与年龄相关的免疫系统结构和功能累积性改变，不仅是免疫能力下降，更是免疫架构的动态重塑。T细胞区室中，年龄相关胸腺退化导致初始T细胞池缩小，伴随终身抗原暴露驱动的记忆和高度分化T细胞积累。T细胞受体（TCR）库多样性随年龄下降，主要发生在初始T细胞亚群。这些改变与对新抗原的免疫应答受损和疫苗反应性降低密切相关，并常伴有称为“炎症衰老”的慢性低度炎症，进一步加剧免疫失调。在成人体内，潜伏CMV感染作为终身持续性感染，病毒抗原可能通过间歇性再激活事件或非经典抗原呈递途径持续呈递给免疫系统，因此CMV特异性CD8⁺ T细胞长期维持在高频率。小鼠模型中观察到“记忆T细胞膨胀”现象，即这些细胞群体随时间进行性扩增；人类中也有类似报道，但扩增程度和定义仍有争议。CMV特异性CD8⁺ T细胞通常呈现效应记忆样表型，CCR7和CD62L表达降低，优先归巢至外周组织而非淋巴器官。人类中常观察到重新表达CD45RA的亚群（TEMRA样细胞），但并非所有CMV特异性细胞均限于该表型。随着进行性分化，这些细胞通常下调CD28，并高表达终末分化和复制性衰老相关标记如CD57和KLRG1。在老年HCMV血清阳性个体中，多项横断面研究报道HCMV特异性CD8⁺ T细胞可占CD8⁺ T细胞池的相当大比例。由于这种抗原驱动的克隆扩增与年龄相关T细胞亚群改变存在相似性，HCMV感染可能加速免疫衰老的假说被广泛讨论。然而，独立于衰老的HCMV感染与免疫衰老之间因果关系直接证据仍不足，时间老化、遗传背景、合并感染和慢性炎症状态等混杂因素需慎重考虑。多项研究提示CMV感染可能促进慢性低度炎症（炎症衰老），但观察到炎症介质与CMV感染相关的同时，潜在分子机制和直接因果关系仍 largely 未解决。另一方面，CMV特异性CD8⁺ T细胞常保留强大效应功能并有助于控制HCMV感染，表明其功能意义具有情境依赖性，而非单纯免疫功能损害。

8. 结论与未来方向

CMV潜伏感染和再激活是一个由病毒因素、宿主免疫应答及炎症和代谢环境相互作用调节的复杂生物系统。CMV原发感染后在特定细胞类型和组织中建立终身潜伏，再激活受多层免疫调节、表观遗传控制和炎症信号影响。新证据表明CMV再激活不仅是“良性机会性事件”，而常发生于全身免疫扰动和危重疾病背景下。在重症监护病房等危重症患者中，CMV再激活与不良临床结局相关，并与持续性炎症和免疫功能障碍相关。关于CMV对宿主免疫和衰老影响的纵向研究提示，CMV血清阳性及持续性病毒–宿主相互作用导致免疫功能改变、T细胞库动态变化及免疫衰老和炎症衰老标记改变。虽然在健康个体中显性疾病不常见，但这些亚临床效应挑战了CMV作为单纯潜伏病毒的传统观点。因此，CMV日益被视为一种慢性感染因素，与免疫调节、炎症和衰老相互交叉。未来研究重点包括：（i）在单细胞水平解析CMV潜伏与再激活的分子和细胞机制；（ii）整合宿主代谢、微生物群和免疫状态的多组学数据以理解系统水平相互作用；（iii）优化CMV特异性免疫疗法，包括评估靶向CMV的T细胞应答，以评价其在调节CMV相关免疫失调中的临床疗效。