猴痘屬于天花的近親，是由猴痘病毒(MPXV)引起的一種病毒性人畜共患傳染病。MPXV屬于正痘病毒的一種，于1958年在猴子身上首次被發現，由此命名為“猴痘”。人類猴痘癥狀與天花相似，但死亡率較低。自2022年5月以來，猴痘病毒的病例數量在世界范圍內急劇增加，這使得世界衛生組織不得不將猴痘疫情定為全球突發公共衛生事件。目前推測疫情爆發的原因可能與普通人群免疫力下降和天花疫苗接種制度的終止有關。在尚無特效藥治療的情況下，新加坡科技研究局傳染病實驗室團隊發表的《Monkeypox: disease epidemiology, host immunity and clinical interventions》綜述文章，討論了MPXV的傳播和免疫發病機制，以及在這次暴發中所呈現的獨特流行病學和病理特征，猴痘的疫苗和治療方法，并強調了當前領域仍然存在的關鍵空白。

自2022年5月以來，歐洲、美洲、中東和澳大利亞報告的MPXV病例數量急劇增加（圖1）。MPXV目前的傳播是前所未有的，爆發的聚集性病例每天都在擴大。據世界衛生組織消息，截至9月5日，全球102個國家和地區報告猴痘病例52996例，死亡18例。最近，新加坡確認了幾例輸入性和本地性猴痘病例，這是東南亞在最近疫情期間首次報告的病例。9月16日，重慶市確診1例輸入性猴痘病例，是中國大陸首例輸入性猴痘病例。

圖1 2022年5月至8月疫情期間猴痘確診和疑似病例的地理分布

已知與正痘病毒相關的重要基因存在于MPXV基因組的中心區域（ORF、C10L和A25R之間）。在系統發育上，MPXV可分為兩個不同的分支-中非和西非，中非分支通常被認為更具有毒力，平均死亡率為10.6%，而西非分支報告的死亡率為3.6%。對中非MPXV扎伊爾毒株的計算分析顯示，至少存在190個開放閱讀框（ORF）。然而，與其他正痘病毒基因組相比，MPXV基因組中缺失或截斷了一部分ORF。在西非分支中，已經報道了對參與免疫逃逸的基因編碼的幾個ORF的破壞，這可能是該分支相對于中非分支毒力較低的原因。

正痘病毒的形態發生始于新月形膜的形成，新月形膜擴大形成未成熟病毒粒子，之后內部凝結后形成感染性的細胞內成熟病毒粒子（IMV），IMV外還包繞一層額外的來源于內質網膜的脂質膜（IEV），兩種痘病毒感染形態通過融合、內吞、脫殼、復制、轉運、胞吐等過程完成病毒的成熟和釋放。

MPXV感染的潛伏期為5-21天，感染猴痘病毒后，常伴有發燒、劇烈頭痛、淋巴結腫大、肌痛和虛弱等臨床特征，其中淋巴腺癥狀是猴痘的一個顯著特征。然而最近的疫情中出現了一些非典型臨床癥狀，如在男性同性戀者中出現了生殖器病變，隨后擴散到身體的其他部位以及肛門潰瘍。病變通常經過四個階段：黃斑、丘疹、水泡和膿皰，然后結痂脫落，一旦病變結痂，患者通常被認為不具備傳染性。然而，據報道結痂即使在脫落后也含有大量的MPXV DNA，這可能表明了感染性病毒物質的存在。值得注意的是，已從天花患者的結痂中分離出活的抗逆轉錄病毒。另外，在懷孕期間MPXV可從母親垂直傳播至胎兒。

正痘病毒感染的臨床結果很大程度上取決于病毒建立原發感染的進入途徑。在通過霧化吸入分泌物進入呼吸道或攝入感染者的體液后，呼吸/口腔是高傳染性天花病毒（VARV）和猴痘病毒（MPXV）的常見進入途徑。正痘病毒在真皮微血管中的存在標志著皮膚感染的開始和皮膚病變的發展。然而，尚不清楚病毒是如何到達缺乏血液和淋巴管的皮膚上層的，這可能與皮膚樹突狀細胞的遷移有關，因為它們很容易受到VACV的感染。人類猴痘的一個共同特征是淋巴結腫大，自然殺傷細胞的異常增殖和保留可能是原因之一。在通過淋巴組織擴散后，MPXV可能靶向其他大器官，如脾臟和肝臟。值得注意的是，MPXV抗原已經在非人靈長類動物模型中的肝細胞和Kupffer細胞中檢測到。然后，病毒血癥可能使病毒進一步傳播到遠處的器官，如皮膚和性腺。最近，從受感染個體的精液中分離出MPXV，突出了性傳播的可能性。皮膚和粘膜感染導致感染性膿皰和潰瘍的出現，后者將大量病毒釋放到唾液中，這可能導致MPXV的霧化傳播（圖2）。

圖2 人類猴痘的免疫病理學

在感染MPXV的人類中，許多先天免疫細胞（包括單核/巨噬細胞、中性粒細胞、自然殺傷細胞、樹突狀細胞、漿細胞樣樹突狀細胞和先天淋巴樣細胞）的作用目前尚不清楚。在MPXV感染過程中這些免疫細胞的特性和分析對于理解它們的功能和確定疾病預后的重要生物標志物至關重要。

1.MPXV的先天免疫應答

先天免疫細胞通常作為病毒感染后的第一道防線。單核細胞和中性粒細胞中正痘病毒抗原的早期檢測被認為是MPXV致死性的一個強有力的預測因子，人原代M2樣巨噬細胞允許VACV的復制和傳播，小鼠CD45+CD11b+GR-1int炎癥單核細胞也被證明允許VACV復制，這可能是病毒傳播的可靠載體。然而，也有報道稱吞噬細胞的減少并沒有消除VACV在感染小鼠中的傳播，這表明單核細胞和巨噬細胞并不是唯一能夠促進病毒傳播的免疫細胞。

動物模型中VARV感染會引發與疾病結局相關的全身細胞因子反應。在感染VARV的食蟹獼猴中檢測到宿主基因表達的顯著變化，尤其是干擾素相關基因（PKR、STAT1、STAT2、MX1、MX2、IP10、OAS1、OAS2和OAS3）的轉錄上調。

鑒于免疫介質通常促進免疫細胞之間的串擾，未來的研究應確定細胞因子和免疫細胞之間的功能關系，以闡明發病機制，并確定在MPXV感染中保護的免疫相關因素。

2.B細胞和抗體保護

B細胞和免疫球蛋白對天花病毒的重要性已經在VACV疫苗接種中得到證明，從疫苗接種者血清中分離出的牛痘免疫球蛋白(VIG)成功保護了天花患者的密切接觸者不受感染。流行病學研究進一步證明，VACV疫苗對包括MPXV在內的其他痘病毒具有保護作用，目前已有14個MPXV蛋白可被來自人類疫苗的交叉反應性VACV誘導的免疫球蛋白識別。盡管已知MPXV蛋白可被中和抗體識別，但MPXV特異性表位(包括構象和線性表位)尚未被廣泛表征?？筂PXV反應的同型組成可能為預先存在的免疫和保護提供了重要線索，因為IgM抗體通常在初級免疫反應中占主導地位，而IgG抗體在次級免疫反應中占主導地位。

3.T細胞免疫

CD4+ T細胞，特別是濾泡輔助性T細胞，在增強記憶B細胞向抗體分泌細胞的分化中起重要作用。在接種VACV疫苗后，記憶CD4+ T細胞可存活50年或更長時間，其半衰期估計為8-15年，并在刺激后能夠產生IFNγ和TNF。

T細胞還可以直接發揮抗病毒作用，在病毒VACV感染的小鼠模型中，CD8+ T細胞已被證明能消除病毒感染的單核細胞并減少病毒傳播。

正痘病毒已經積累了一個基因庫，編碼干擾宿主細胞信號通路的蛋白質，這些信號通路參與病毒識別、凋亡和免疫調節。在這里，我們討論MPXV在活動性感染期間使用的一些逃避機制（圖3）。

圖3 MPXV的免疫逃避

1.阻止細胞信號

哺乳動物細胞可以通過模式識別受體(PRRs)檢測微生物感染的存在。通過宿主輔助因子（MyD88, TRAM, TIRAP和TRIF）觸發細胞內信號級聯反應，最終激活NF-κB和干擾素調節因子(IRFs)等免疫轉錄因子。許多正痘病毒蛋白可以拮抗這些信號過程，例如，VACV基因組編碼大量B細胞淋巴瘤-2 (Bcl-2)樣蛋白，通過與PRR結合后募集的輔因子相互作用抑制NF- κB和IRF3激活。IRF3是PRR結合下游最重要的轉錄因子之一，控制著關鍵抗病毒分子IFNα和IFNβ的表達；同時為了防止NF-κB激活，正痘病毒表達錨定蛋白，與IκBα競爭IKK的磷酸化。

2.調節細胞凋亡

正痘病毒免疫逃避的一個機制涉及到細胞凋亡的調節。許多正痘病毒編碼的絲氨酸蛋白酶抑制劑已被報道，如牛痘病毒中的CrmA，其在VACV中的同源物SPI-2 (B13)被認為是病毒最有效的細胞凋亡抑制劑，CrmA會干擾由細胞毒性T細胞分泌的顆粒酶B，從而在病毒感染的靶細胞中啟動細胞死亡。

3.免疫介質的拮抗作用

正痘病毒還通過分泌能拮抗宿主IFNγ、CC和CXC趨化因子、IL-1β和補體系統功能的蛋白質來逃避宿主的免疫反應。有趣的是，西非MPXV分支不表達任何補體調節蛋白，而中非菌株編碼來自D14L基因的猴痘補體酶抑制劑(MOPICE)。盡管MOPICE的一個短共有重復序列(SCR)結構域被截斷，但它通過與C3和C5轉化酶的結合來抑制補體激活。然而，在感染了中非病毒分支的恒河猴中，刪除MOPICE并不影響MPXV的毒性，盡管它確實抑制了適應性免疫反應。

4.減少細胞激活

正痘病毒還可以逃避T細胞和自然殺傷細胞介導的細胞毒性。T細胞通過檢測裝載在MHC I類上的外源多肽來識別病毒感染的細胞，同時，自然殺傷細胞通過NKG2D不斷檢測細胞中MHC I類的缺失，從而確保MHC系統不受損害。正痘病毒也以旁分泌方式直接調節自然殺傷細胞和T細胞。例如，正痘病毒能產生一種與IL-18結合的蛋白質，進一步阻斷自然殺傷細胞的細胞毒性活動。

研究表明，接種天花疫苗后預防猴痘的有效率達85%。美國FDA批準了兩種疫苗用于預防包括猴痘在內的正痘病毒感染：第二代VACV活疫苗ACAM2000和基于改良安卡拉牛痘的第三代減毒疫苗JYNNEOS。然而這些疫苗都與幾種罕見的副作用有關，包括心肌炎和心包炎，對某些特殊人群(如濕疹患者和孕婦)風險較高。盡管如此，一項研究報告接種1、3、6和12個月后出現CD4+和CD8+ T細胞應答，證明了ACAM2000天花疫苗在誘導VACV特異性T細胞應答方面的有效性。在VACV刺激后，活化的CD8+ T細胞表達更高水平的脫顆粒標志物CD107、IFNγ、TNF、IL-2和CCL4，這表明存在強大的記憶T細胞反應。在未接種疫苗人群中，接觸后接種疫苗可有效預防疾病和降低疾病的嚴重程度。如果在接觸后立即接種疫苗，保護效果最強，并且隨著接觸后時間的增加而減弱，大多數研究一致認為，接觸后3天內接種疫苗可表現出顯著的臨床效果。與早期疫苗相比，JYNNEOS等第三代減毒疫苗具有更好的安全性，但是，由于JYNNEOS為兩針劑間隔28天注射，在接觸后接種疫苗的情況下，第二劑可能來不及幫助預防疾病，而且尚不清楚第一劑是否足以產生治療效果。

疫苗開發的一個關鍵是了解不同疫苗引起免疫反應的機制，因為不同的針劑可以誘導特定的B細胞或T細胞介導的免疫。同樣，疫苗接種者的免疫能力以及免疫途徑也會影響免疫反應的質量。鑒于常見的粘膜感染途徑，在MPXV的情況下，粘膜免疫的特異性誘導可能是至關重要的，正如文獻記載的其他通過粘膜途徑傳播的感染性病原體一樣。目前，尚不清楚現有的疫苗是否能夠誘導粘膜免疫，這仍然是未來研究的一個關鍵需求。

另一項研究需要了解當感染猴痘的人接種疫苗時是否有產生新病毒株的風險。共感染痘病毒可通過同源或非同源重組交換遺傳信息而進化，目前尚不清楚以猴痘為基礎的活疫苗或減毒疫苗的基因與猴痘重組的頻率。除了以VACV或MVA為基礎的疫苗外，較新的基因工程或其他痘病毒株（如NYVAC和ALVAC）也被測試作為其他疾病的潛在疫苗載體。然而，它們通常誘導較低的抗體滴度，對猴痘的有效性尚不清楚。

針對天花的幾種藥物已在臨床前數據中證明了對猴痘的有效性，但缺乏臨床數據支持。抗病毒藥物Tecovirimat可靶向抑制MPXV的VP37蛋白的活性，防止形成感染性包膜病毒粒子，而不影響病毒的細胞內形態(細胞內成熟病毒)，從而阻斷病毒傳播。Tecovirimat能有效降低猴痘在非靈長類動物模型中的嚴重程度，但如果在感染病毒超過5天后給予治療，其效果會降低。Cidofovir是一類抗DNA病毒藥物，在體外和動物研究中也顯示出抗正痘病毒活性，但嚴重的不良反應（腎毒性）限制了其臨床應用。另一種抗病毒藥物Briincidofovir也已被FDA批準用于治療天花，但沒有得到EMA的批準。Briincidofovir是Cidofovir的前體藥物，能夠抑制正痘病毒DNA聚合酶介導的DNA合成，同時也規避了Cidofovir可能引起的腎毒性。牛痘免疫球蛋白（VIG）由接種過天花疫苗人群的血漿提純制成，含有針對牛痘的抗體，在暴露人群中顯示出預防天花的活性，并在恒河猴中顯示出對MPXV的交叉中和活性。然而，無論是VIG或其他單克隆抗體都還缺乏對猴痘的臨床研究。

預防戰略和免疫療法是遏制猴痘傳播的有利工具，基于血清學的診斷也是對猴痘接觸者有效的監測手段。目前的疫情為評估新的治療方法和疫苗選擇，并確定疫苗保護的相關因素提供了機會。目前，尚不清楚先前感染VACV或MPXV是否會誘導任何形式的粘膜免疫，且對MPXV感染期間人體全身和粘膜免疫反應的研究有限，因此，未來需要更好地了解MPXV的免疫防御機制。鑒于MPXV和其他痘病毒可以通過呼吸道氣溶膠傳播，故針對表征黏膜免疫反應的研究也至關重要。

[1]Lum FM, Torres-Ruesta A, Tay MZ, Lin RTP, Lye DC, Rénia L, Ng LFP. Monkeypox: disease epidemiology, host immunity and clinical interventions. Nat Rev Immunol. 2022 Sep 5:1–17. doi: 10.1038/s41577-022-00775-4. Epub ahead of print