人 3 型副流感病毒（ Human Parainfluenza Virustype 3,HPIV-3） 是 Chanock 等人于 1957 年從華盛頓一名患有急性呼吸道疾病的 2 歲患兒的咽拭子中分離出的，早期的研究發現其許多流行病學和傳播特征與流感病毒相似，但進一步的病毒學研究發現，它是一種與流感病毒完全不同的呼吸道病毒，故將其劃分到副粘病毒科（ Paramyxoviridae）[1].大量研究證明，HPIV-3 是僅次于呼吸道合胞病毒（ Respiratorysyncytical virus,RSV） 的可引起嬰幼兒、老年人及免疫力低下患者嚴重下呼吸道疾病的病原體。據估計，在發達國家每年由于 HPIV-3 感染導致的住院人數最高可以達到數萬人，造成了很大的疾病負擔；在發展中國家，由 HPIV-3 導致的下呼吸道感染疾病是引起嬰幼兒死亡的重要原因[2].對于 HPIV-3感染的預防和治療，目前還沒有特效的疫苗和藥物，因此，WHO 將 HPIV-3 疫苗列為未來重點研發的疫苗。目前，對 HPIV-3 的流行病學、結構特征和致病機制等基礎性研究已較為成熟，但對 HPIV-3 的感染仍缺乏有效的治療藥物和預防性疫苗，而研發新型抗病毒藥物和安全有效的 HPIV-3 疫苗成為現今學術界的研究熱點。本文就 HPIV-3 的病毒學基礎、流行病學特點、致病特征及近年來預防性疫苗研究進展等方面進行綜述。
1 HPIV-3 的生物學特性
1. 1 HPIV-3 的結構特征 HPIV-3 屬于副粘病毒科，呼吸道病毒屬。其生物學特性與副粘病毒相似，具有副粘病毒典型的結構特征。它是一種有包膜的單負鏈 RNA 病毒，在電鏡下呈以球形為主的多形性，其病毒顆粒直徑一般為 120 ~180 nm,核衣殼呈螺旋對稱形。
HPIV-3 基因組全長約 15 400 bp,依次編碼 6 種蛋白： 核衣殼蛋白（ NP） 、磷蛋白（ P） 、基質蛋白（ M） 、融合蛋白（ F） 、血凝素-神經氨酸酶（ HN） 和大分子蛋白（ L）[2].這 6 種蛋白以 3'-NP-P-M-F-HN-L-5‘的順序排列在其負鏈 RNA 的基因組中[3].
病毒包膜由脂質和糖蛋白組成。包膜外表面存在兩種主要與病毒毒力相關的糖蛋白： 血凝素-神經氨酸酶（ HN） 和融合蛋白（ F） .其中 HN 蛋白屬于II 型膜融合糖蛋白[4]（ N 端在胞內，C 端在胞外） ,具有紅細胞凝集活性、神經氨酸酶活性、受體識別活性以及促細胞融合作用[5].Takimoto 等[6]對 HN 蛋白介導細胞融合機制的研究發現，HN 蛋白頭部及軀干區域的完整性對其神經氨酸酶活性及受體識別活性有很大影響； 褚福祿等[5]的研究發現，HN 蛋白的糖基化及其 N-糖鏈的完整性對 HN 蛋白的折疊、生物學活性有重要作用。另一種包膜糖蛋白是 F 蛋白，屬于 I 型糖蛋白（ C 端在胞內，N 端在胞外） ,具有促進細胞融合和溶血的作用。對 F 蛋白裂解位點的研究發現，裂解位點中堿性氨基酸殘基的比例與病毒的裂解能力及毒力成正相關[3].這兩種蛋白都與病毒感染密切相關，它們相互作用，在病毒吸附靶細胞表面和侵入靶細胞的過程中起決定性作用。因此所有基因型的人副流感病毒 （ HumanParainfluenza Virus,HPIV） 的致病性和免疫原性等重要生物學特性，都取決于其 HN 和 F 蛋白的結構和功能。同時針對這兩種蛋白的抗體對病毒具有中和作用，因此 HN 和 F 蛋白是疫苗研究的主要靶蛋白[7].目前，對 HPIV-3 的這兩種蛋白分子的研究已相當深入，這對 HPIV-3 反向遺傳學疫苗及亞單位疫苗的開發奠定了堅實的理論基礎。病毒包膜內表面還存在非糖基化的內膜基質蛋白（ M） ,與病毒的裝配和釋放有關，在保護病毒內膜的完整性中起到關鍵作用[8].另外三種蛋白 NP、P 和 L 是與病毒基因組 RNA（ vRNA） 有關的非結構蛋白。這 3 種蛋白質可與vRNA 結合形成病毒核糖核蛋白復合體，參與病毒RNA 的轉錄和復制[9],NP 蛋白可綁定在 vRNA 上，為 L 和 P 蛋白的轉錄提供模板[1].
除了表達這 6 種必需的蛋白質外，每個基因型的 HPIV 都可從 P 基因的開放性閱讀框中至少表達出另外一種具有一定功能的其他蛋白質。例如，HPIV-3 及 HPIV-1 可編碼一種短的 C 蛋白，該蛋白可增強病毒抗 I 型干擾素反應的能力，使得病毒在機體內有效復制，同時對病毒在機體內的免疫逃逸作用有一定影響； 而 HPIV-2 可編碼另一種 V 蛋白，其 C 末端包含一個富含半胱氨酸殘基的保守區域[10],近期研究發現，V 蛋白可與 NP 蛋白結合，在病毒復制中起調節作用，同時 V 蛋白也可通過延長細胞凋亡周期使病毒大量復制[9].
1. 2 HPIV-3 的復制過程 HPIV-3 感染宿主細胞的第一步是將病毒粒子上的 HN 蛋白綁定在宿主細胞膜蛋白的唾液酸受體上，接著 F 蛋白介導病毒包膜與宿主細胞膜融合，促使病毒進入宿主細胞。但融合過程也受到以下兩方面的限制，二者缺一不可： ① F 蛋白必須在同源 HN 蛋白的協助下才能激發其融合活性，才能進一步完成融合過程； ② 同時，在 F 與同源HN 相互作用的過程中，F 蛋白必須經過宿主細胞水解酶作用，使其裂解為由兩個二硫鍵連接的亞單位F1、F2 后，F 蛋白才具有融合活性，如果宿主細胞中缺乏這種水解酶，就會產生非感染型病毒，使病毒難以復制[8].膜融合過程釋放出核衣殼，使病毒基因組進一步復制。由于 HPIV-3 中的負鏈 RNA 不能直接行使 mRNA 的功能，因此該負鏈 RNA 需經病毒特異性RNA 依賴的 RNA 聚合酶在起始基因和終止基因信號的指導下，先合成一個單獨的 mRNA 鏈，再以其為模板合成新的負鏈 RNA,病毒基因組則以此種方式循環復制。同時細胞內的核糖體可翻譯病毒 mRNA合成相關蛋白。復制出的子代 RNA 由 NP 蛋白緊密包裹形成核衣殼后，再聚集、組裝成病毒顆粒，從在宿主細胞膜上通過出芽方式釋放到細胞外。感染過程中形成的子代 HPIV-3 病毒，通?？捎捎欣w毛的呼吸道細胞表面釋放到呼吸道內腔中，這種定向芽生作用通常也將 HPIV-3 的感染僅局限于呼吸道中。但對于免疫功能低下的患者，HPIV-3 感染通常會引起嚴重的全身性感染[8 -10].
1. 3 HPIV-3 的流行病學特征 HPIV 是常見的社區獲得性呼吸道感染的病原體，它的流行不受種族、社會經濟條件、性別、年齡和地理位置的限制，呈全球性分布。其可引起多種臨床綜合征，如反復發作的輕微上呼吸道感染或更嚴重的下呼吸道感染。
HPIV 根據抗原性及血清型不同，可分為 4 個血清型及 2 個血清亞型（ HPIV-1、2、3、4、4a 和 4b） .雖然各型別的結構和生物學特征相似，但其最適感染人群、流行病學特征和所引發的臨床疾病等都有很大差異[11].HPIV-1 和 HPIV-2 主要引起交替出現的流行性感染，在小兒的喉炎病例中，由它們引起的感染占 30% ~ 50%.HPIV-3 常在春夏兩季暴發，通常引起嬰幼兒的下呼吸道感染，是僅次于RSV 的引起 6 個月以下嬰幼兒細支氣管炎和肺炎的第二大病原體。據估計，在住院治療的下呼吸道感染的嬰幼兒中，約 12% 由 HPIV-3 病毒感染引起。
HPIV-4 是最不常見的血清型，通常感染年齡較大的兒童及老年人[12].在 HPIV 的 4 個血清型中，HPIV-3 是可引起嬰幼兒下呼吸道嚴重疾病的病原體，在全球范圍內造成沉重的疾病負擔和死亡。它主要引起 1 歲以內嬰幼兒的肺炎和支氣管炎，是引起嬰幼兒死亡的重要原因； HPIV-3 還是導致老年人、慢性病患者和免疫力低下的成年人（ 例如器官移植、HIV 患者等） 下呼吸道疾病的重要病原體，尤其是實質性器官移植或造血干細胞移植的病人，經常伴有嚴重的 HPIV-3感染性疾病，其中約 55% 可發展為肺炎，病死率達到 27%[12].
在美國，每 1 000 個兒童中就有約 8 人因 HPIV感染進行住院治療，其中 2 歲以下的嬰幼兒占到了約75% .一項來自 New Vaccine Surveillance Network（ NVSN） 歷時近 4 年（ 2000 年10 月-2004 年9 月） 的調查結果顯示[13],在因發熱和急性呼吸道疾病而住院治療的≤5 歲的兒童（ 近 2 800 人） 中，約 190 人由HPIV 感染所引起，占到了近 7% ,其中因 HPIV-3 感染的兒童占到 50%.張鵬等[14]對中國 2009-2011年的 HPIV-3 型的流行病學做了調查，甘肅省和陜西省的719 例患有急性呼吸道感染疾病的兒童中共檢測出67 份 HPIV 陽性標本，其中 HPIV-3 感染兒童50人，占到了 HPIV 感染者的約 75%,與其他呼吸道病毒發生共同感染的 HPIV-3 陽性標本30 份，在 HPIV-3 引起的呼吸道感染中，7 歲以下的患者占感染總人數的 40%.刁娟娟等[15]對國內濟南、沈陽及南京地區 2009 年4 月-2011 年1 月的 973 例小兒急性上呼吸道感染疾病患者做了調查，結果顯示這些患兒中有5. 65% 感染了 HPIV.機體對 HPIV-3 的感染不能產生持久、有效的免疫保護，因此，此病毒感染可終生發生； 而 HPIV-3所引起的臨床癥狀與流感相似，不能使所有該病毒感染者都得到明確的病毒學檢查，這也成為了HPIV-3 流行病學調查的首要限制因素。
1. 4 HPIV-3 感染的免疫應答機制 機體預防HPIV-3 的感染通常涉及體液免疫和細胞免疫[12].
機體自然感染 HPIV-3 后產生的黏膜分泌型 IgA可中和病毒，在阻斷子代病毒由上皮細胞表面到呼吸道腔內的定向芽生的過程中起到一定作用，因此可保護上、下呼吸道免受感染； 血清中產生的針對兩種病毒表面糖蛋白 HN、F 的 IgG 抗體對 HPIV-3 具有中和活性，高滴度的血清抗體在長期保護機體免受 HPIV-3 的感染中發揮重要作用。機體對病毒編碼的其他蛋白，如 P 蛋白，所產生的抗體也具有保護機體免受HPIV 感染的特性[10].因此，黏膜和鼻腔細胞中產生的局部抗體及血清中的全身性抗體都對機體的保護性應答具有重要作用。在疫苗的實驗室研究中，黏膜抗體也已成為評價疫苗免疫效力的一項重要指標[16],因此有效的 HPIV-3 疫苗必須能在機體內引發全身或局部黏膜的中和抗體應答。
HPIV-3 的 HN、P 和 NP 蛋白中均存在 T 細胞表位，其介導的細胞毒性 T 淋巴細胞的免疫應答在清除下呼吸道病原體、保護機體免受再次感染的過程中起到主要作用[17].在受 HPIV 感染的患者的肺部都可檢測到白細胞介素-2（ IL-2） 、IL-6、IL-10、γ-干擾素（ IFN-γ） 和腫瘤壞死因子-ɑ（ TNF-ɑ） 等炎性因子的分泌。在機體的細胞免疫應答過程中，細胞毒性 CD4 +T 細胞和 CD8 +T 細胞起到關鍵作用。
HPIV-3 感染所激發的 CD4 +T 細胞可通過分泌細胞因子，對適應性免疫應答進行間接調控，包括 B 細胞分化的應答修飾、巨噬細胞活化、CD8 +記憶性 T細胞應答以及在病原體清除后下調應答反應的過程中都起到重要作用； 也可通過分化為具有分泌不同細胞因子功能的子細胞系從而抵御不同的病原體感染[18].HPIV-3 感染使得 CD8 +T 細胞通過激活樹突狀細胞、活化受感染的宿主細胞的殺傷性來清除病原體。在 HPIV-3 感染過程中，機體也可通過精密的細胞免疫調節機制，最大程度降低病毒所引起的病理損傷： 例如在機體感染 HPIV-3 后，誘導CD4 +T 細胞分泌的各種炎性因子可阻斷 HPIV-3 病毒的轉錄過程； 而由 HPIV-3 感染所激發的 T 細胞可同時分泌 IL-10,抑制 II 型主要組織相容性復合體抗原（ MHC-II） 在抗原提呈細胞中的表達，從而下調 T 細胞的增殖性反應，保護 T 細胞免受由病毒感染引起的細胞凋亡[2].可見，有效的 HPIV-3 疫苗除能在體內引發中和抗體外，也要能誘導產生可分泌 IL-2、TNF-ɑ 和IFN-γ 的多能 CD4 +T 細胞[19].
