人腺病毒36型与肥胖发生相互关系的研究进展

董瑞，高晓萌，商庆龙，谷鸿喜

哈尔滨医科大学微生物学教研室，哈尔滨 150081

肥胖是一种慢性病。病毒感染被认为是一种可能的致肥胖因子，这突破了对肥胖发生原因的传统认识。人腺病毒36型(adenovirus type 36，Ad-36)与肥胖发生的相关研究进展较快。Ad-36感染能诱导实验动物发生肥胖，促进前脂肪细胞分化和脂滴形成，减少瘦素(leptin)分泌。Ad-36抗体存在与体质指数(body mass index，BMI)增加相关。Ad-36能诱导血糖、胆固醇、三酯甘油水平下降。然而，Ad-36引起肥胖的确切机制目前仍不十分清楚[1]，现将近年来Ad-36与肥胖关系的研究进展综述如下。

1 肥胖的流行病学与病因

肥胖通常是指生物机体脂肪细胞数目增多或体积增大，使体重超过标准体重20%以上的病理状态。肥胖是通过BMI来衡量的，世界卫生组织(World Health Organization，WHO)1998年对肥胖的诊断标准为BMI≥25 kg/m2。在全世界范围内，成人和儿童的肥胖发生率都在升高。2010年超过4 000万的5岁以下儿童超重，其中约3 500万超重儿童生活在发展中国家，约800万儿童生活在发达国家[2]。2007～2008年，68.0%的美国人超重或肥胖[3]。肥胖与很多健康问题和慢性疾病有关，包括心血管疾病、糖尿病、肝功能异常、骨关节炎和生殖功能障碍等[4]。肥胖是由遗传、代谢、社会风俗和环境等因素相互作用导致的。其中，摄食增加和运动减少与肥胖人群快速增加具有相关性[5]。近年来研究发现，病毒感染可能是导致肥胖的一个因素。已发现与肥胖有关的病毒包括犬瘟热病毒(canine distemper virus，CDV)、Rous相关病毒7型(Rous-associated virus 7，RAV-7)、博尔纳病病毒(Borna disease virus，BDV)、禽类腺病毒(SMAM-1)、Ad-36和羊痢疾病毒，其中研究较多的是Ad-36。

2 Ad-36与肥胖的关系

2.1 Ad-36

腺病毒是无包膜DNA病毒，直径65～80 nm，在宿主细胞核中复制。Wrongka等发现腺病毒可能存在整合情况[6]。腺病毒感染在世界范围内非常普遍，人腺病毒通过污染物、粪-口途径和呼吸道途径传播，引起人类急性呼吸道疾病、结膜炎、泌尿生殖道感染和胃肠道感染[7]。腺病毒可在成人中造成持续性感染，但不引起症状[8]。目前对腺病毒感染没有特异性治疗，Ad-4和Ad-7疫苗正在研制中。人腺病毒包括约50个型别，分为A～F共6个亚群，Ad-36属D亚群。在美国，Ad-36在成人群体中流行率为15%～17%[9]。

2.2 Ad-36感染与肥胖发生的相关性

2.2.1人群Ad-36抗体的流行病学研究检测肥胖者和非肥胖者体内Ad-36抗体情况是研究Ad-36感染与肥胖关系的一项重要内容[10]。与未感染者相比，Ad-36感染者体重更大，脂肪更多；Ad-36感染者具有良好的血糖控制水平，存在低脂血症，脂肪前体细胞分化能力更强，脂肪组织的炎症反应降低[9, 11, 12]。Atkinson等进行的一项包括502名志愿者的队列研究中，30%肥胖者血液内发现Ad-36抗体，而11%非肥胖者体内有Ad-36抗体。Ad-36抗体阳性个体体重比阴性个体高，血清胆固醇和三酰甘油水平下降。双胞胎中Ad-36抗体阳性者的BMI较高[(24.5±5.2)vs. (23.1±4.5) kg/m2，P<0.03)。在该研究中，Ad-36抗体与肥胖之间存在关联，但抗体与年龄、性别和居住地因素无关[9]。

人群中Ad-36抗体的阳性率可能存在地区差异。韩国肥胖人群中Ad-36阳性率为28.57%，高于非肥胖者的13.56%，两者存在显著性差异(P=0.0174)[13,14]。对意大利和美国儿童、青少年的研究表明，Ad-36抗体与肥胖之间有联系[15,16]。进一步研究需更多的流行病学数据，尤其是人群队列和双胞胎的研究数据[5]。

2.2.2动物感染实验Ad-36与肥胖的关系已在动物实验中观察到。Pasarica等在小鼠实验中发现，小鼠被Ad-36感染后，在不增加食物摄入的情况下就会引发肥胖，引起低脂血症和胰岛素敏感增加[17]。该实验采用经鼻和腹腔接种Ad-36的方式感染Wistar大鼠，研究病毒感染的急性宿主反应。结果发现感染动物脂肪组织中存在Ad-36基因表达，提示脂肪组织中可能有病毒复制和脂肪形成效应。接种后的2～4 d，Ad-36下调宿主免疫反应。与其他人腺病毒感染不同，Ad-36引起的急性反应包括脂肪垫重量增加、宿主免疫反应下降[18]。Dhurandhar等应用灵长类动物进行的一项纵向研究发现，与对照组相比，Ad-36抗体阳性的恒河猴体重增加，胆固醇水平降低。在另一项随机对照实验中，3只狨猴被Ad-36感染，感染狨猴的体重增加4倍，同时伴有脂肪增多和胆固醇水平降低[19]。

2.2.3体外细胞实验在体外细胞模型中已观察到Ad-36可诱导形成脂肪细胞。目前应用较多的细胞模型是3T3-L1细胞系(小鼠前脂肪细胞系)和人间充质干细胞(human mesenchymal stem cell，hMSC)[20]。Ad-36能加速3T3-L1细胞向脂肪细胞分化，该现象也在人前脂肪细胞中被观察到[21]。Pasarica等从肥胖患者脂肪组织中提取成体干细胞，在Ad-36感染1周后就转化为脂肪细胞，而对照细胞没有变化[12]。多项细胞实验发现，Ad-36诱导脂肪前体细胞形成脂肪细胞、分化和脂质聚集，同时增加细胞葡萄糖摄取[12,21-23]。

2.2.4腺病毒DNA检出Ad-36的DNA可在人脂肪组织中被检出[12]，但目前尚未在脂肪细胞中检出Ad-36病毒颗粒。由于伦理原因，Ad-36的组织亲嗜性或宿主免疫应答感染研究尚不能在人体中开展[18]。

3 Ad-36导致肥胖的分子机制

3.1 E4 orf-1基因研究

Ad-36E4orf-1被鉴定为啮齿类动物和人脂肪细胞分化过程的一个新的诱导因子，目前认为该基因在肥胖发生过程中起重要作用。Rogers等在分子水平观察到Ad-36引起脂肪形成的病理生理改变，在啮齿动物和人前体脂肪细胞中，Ad-36通过E4orf-1基因产物诱导脂肪产生[23]。有研究发现，Ad-36 E4 orf-1通过上调人骨骼肌细胞的葡萄糖转运子4(glucose transporter type 4，GLUT4)增加葡萄糖摄取[22]，但在其他型别的人腺病毒中，E4 orf-1是通过PDZ-蛋白结合区上调磷酸肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3 kinase，PI3K)通路[24]。

3.2 Ad-36导致肥胖的细胞通路研究

Ad-36感染与脂肪细胞分化基因及炎性反应相关。Rathod等研究发现，无论是否加入脂肪细胞诱导分化剂，Ad-36感染都可引起前脂肪细胞分化标记基因——Wnt10b下调，上调C/EBPδ、C/EBPβ、PPARγ2、aP2和G3PDH等脂肪细胞分化过程中的关键基因[25]。Ad-36诱导培养的骨骼肌细胞形成脂滴，这可能是由于Cidec/FSP27表达增强所致[1]。Ad-36感染能增加前脂肪细胞和脂肪细胞中白细胞介素6(interleukin 6，IL-6)产生[26]。Na等通过基因富集分析(gene set enrichment analysis，GSEA)，显示Ad-36感染激活hMSC的PPARγ信号通路和炎性反应，提示Ad-36诱导炎症，炎症又导致肥胖[20]。也有研究显示，这2个通路在肥胖中均被涉及[27]。Na等在单核细胞趋化蛋白1(monocyte chemoattractant protein 1，MCP-1)敲除小鼠实验中发现，MCP-1可能在Ad-36诱导肥胖发生过程中起关键作用，可能成为预防病毒引发肥胖的一个治疗靶标[28]。

3.3 Ad-36降血糖作用的研究

Krishnapuram等研究发现，在不减少肥胖或脂肪饮食的情况下，Ad-36感染可使血糖稳定在控制水平[29]。Wang等发现，Ad-36感染促进人骨骼肌细胞的葡萄糖摄入是通过Ras激活PI3K途径，而不是通过胰岛素途径发挥作用[22]。Dhurandhar采用体外细胞模型研究发现，Ad-36的降血糖作用主要由E4 orf-1蛋白调节[30]。目前认为，Ad-36感染通过诱导前脂肪细胞分化引起脂肪组织增加，脂肪细胞中瘦素表达和分泌降低，以及通过上调GLUT4使葡萄糖摄取量增加。这2种效应均可促进肥胖发生[31]。

3.4 Ad-36与肝脏脂肪代谢相关的研究

Ad-36感染与脂肪代谢和非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)发生相关。Whigham等在Ad-36感染仓鼠的肝脏中发现了Ad-36 DNA，同时伴有脂蛋白代谢显著改变[32]。Trovato等首次报道，Ad-36血清学阳性与人NAFLD发生率低之间存在关系[16]。Atkinson研究也发现，肥胖与NAFLD发生率增加相关[9]。

4 结语

Ad-36感染与肥胖发生密切相关是当前肥胖研究的一个关注点。Ad-36能诱导实验动物发生肥胖，促进前脂肪细胞分化和脂滴形成，减少瘦素分泌，诱导血糖、胆固醇、三酰甘油水平下降。近年来，Ad-36引起肥胖的机制研究取得一些重要进展，主要集中在E4orf-1基因、PI3K途径和脂肪细胞分化相关通路上。另外，Ad-36引发的降血糖作用也是一个关注点，有望成为控制血糖的治疗靶标。目前，Ad-36的研究资料仍然有限，Ad-36感染与肥胖发生关系的确认需更多的流行病学数据及更深入的研究。

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