从猴痘到麻疹:为什么病毒会引起病变和皮疹

From Mpox to Measles: Why Viruses Cause Lesions and Rashes

4月 1, 2024

2024 年初,新闻中流传着阿拉斯加 (Alaskapox) 致命病例的报道。阿拉斯加波克斯病毒是一种鲜为人知的病毒,名号上病例很少,除其他症状外,还会引发身体上 1 个或多个皮肤病变的爆发。该病毒只是许多正痘病毒中的一种,其中一些病毒(如天花和 mpox)的病情要严重得多

手臂上有红色 mpox 病变的人。
病毒会引发皮肤上病变和皮疹的发展,就像这里显示的 mpox 病变一样。

资料来源: airdone/iStock

负担——其作案手法是皮肤病变的形成。但引起病变的不仅仅是痘病毒。其他病毒,如麻疹和疱疹病毒,会引发从丘疹丘疹到肆虐的皮疹的一切。病毒以多种方式使皮肤变得奇怪。虽然这些感染迹象很容易看到,但它们的原因和方式却不太明显。

为什么病毒会引起病变?

病变是皮肤上以某种方式改变的任何区域;皮疹包括身体 1 个或多个部位的广泛皮损皮疹。病毒可以通过感染和破坏皮肤细胞来诱发病变。病毒感染的皮肤症状也是宿主对病毒做出反应的字面危险信号。病变是病毒发病机制的一部分,还是仅仅是宿主免疫细胞努力工作(或两者兼而有之)的迹象,取决于病毒本身。

病变促进病毒传播

病毒诱发的皮肤病变的发展通常与传播有关。皮肤是人们与世界以及彼此互动的主要方式。在病灶中闲逛并从病灶中爆发是病毒在宿主之间传播的绝佳方式。

有时皮肤是病毒的目标器官。例如,传染性软体动物病毒是一种引起高度传染性(但良性)皮肤感染的痘病毒,仅感染角质形成细胞(形成皮肤最外层的细胞)。它会触发表皮病变,并且不会扩散到此范围之外。因此,接触与感染相关的珍珠状丘疹会将病原体从一个人传播到另一个人,或传播到身体的不同部位。

其他时候,皮肤上病变的形成是更大的感染过程的一部分。水痘-带状疱疹病毒 (VZV) 是水痘和带状疱疹的病因,在转运到淋巴组织(例如扁桃体)之前,会感染上呼吸道的粘膜上皮细胞。在那里,它劫持 T 细胞以促进它们迁移到皮肤。然后,VZV“从 T 细胞中移出并感染皮肤细胞,然后从一个细胞传播到另一个细胞,”斯坦福大学儿科系研究 VZV 的名誉教授 Ann Arvin 医学博士解释说。“所以,你有一簇受感染的皮肤细胞,[而且]这些细胞中的每一个都会死亡。”

当它们死亡时,细胞簇会释放出液体,这些液体积聚在类似于“玫瑰花瓣上的露珠”的水泡状病变中。每个病灶(由单个感染的 T 细胞接种)都包含大量病毒;如果新的宿主触摸病变,那么他们的嘴巴、眼睛或其他粘膜部位,他们可能会被感染。

VZV 发病机制图
VZV 是通过接种上呼吸道粘膜上皮细胞获得的。病毒被转移到扁桃体和其他淋巴组织,在那里感染 T 细胞,然后将其传播到皮肤。

资料来源:Arvin A.M./微生物学和分子生物学评论,2023 年

病变是免疫反应的证据

然而,并非所有病毒引起的皮疹都是一种传播方式,这意味着人们如果触摸此类病变就不会被感染。麻疹就是一个关键的例子。

“麻疹 [病毒] 的主要复制部位是淋巴组织,但它有能力感染其他几种细胞,包括上皮细胞,而皮肤由许多上皮细胞组成,”约翰霍普金斯大学分子微生物学和免疫学大学特聘教授 Diane Griffin 医学博士解释说。研究麻疹的格里芬强调,淋巴细胞基本上是将病毒带到新的身体区域以引发感染,类似于水痘带状疱疹病毒感染期间发生的情况(痘病毒,如 mpox,也利用免疫细胞和淋巴系统进行身体传播)。

与麻疹相关的皮疹表明识别麻疹病毒的 T 细胞正在浸润皮肤并加强对病毒的防御。这纯粹是病毒在体内循环时炎症的证据;触摸麻疹皮疹不会将病毒(通过呼吸道分泌物传播)传播给新的宿主。格里芬指出,免疫系统和麻疹病毒之间的战斗正在其他器官发生,大概也会导致那里的病变,我们只是无法像在皮肤上那样看到它们。皮疹实际上是一个受欢迎的景象——如果人们有轻微的皮疹,或者根本没有皮疹(免疫功能低下的人经常出现这种情况),这可能表明麻疹病毒的清除率较低。

值得注意的是,病变既可以是炎症的迹象,也可以是病毒传播的途径——这些特征并不相互排斥,但通常是相互关联的。

什么决定了病变或皮疹的外观?

由不同病毒引发的病变;有些是水泡,有些是扁平的红点。
病变或皮疹的外观因引起感染的病毒而异。

来源:Islam T. 等人/bioRxiv,2022 年,在 CC-BY-ND 4.0 许可下

对病变或皮疹外观和感觉的描述读起来就像童话故事中的人物(有水泡、鳞屑和凹凸不平,天哪!),它们的外观因病毒感染或感染阶段而异。它们通常介于斑疹(扁平、红色病变)和脓疱(大水泡)之间。猴痘病变从斑疹开始,然后发展为丘疹(凸起的红色病变)、水疱(小水疱)、脓疱,最终形成溃疡。另一方面,麻疹皮疹表现为斑疹和丘疹(即斑丘疹)。但是,什么决定了皮疹的外观和进展呢?

“皮疹中的细胞是免疫细胞。这可能只是免疫细胞的类型,甚至可能是最初受感染的细胞 [是什么] 以及它如何对感染做出反应,这会影响你看到的不同种类的皮疹,“格里芬推测。

事实上,对于 VZV,积液是水痘病变出现水疱的原因。此外,“当病毒到达皮肤时,周围的皮肤细胞会上调干扰素 [一种促炎免疫分子] 以控制病毒,”Arvin 说。“否则,你会得到 1 个水痘病变,它只会扩散到你的全身。皮肤细胞保护自己免受扩散的能力是病变保持较小的原因。她指出,这最终证明了感染的平衡——病毒打破障碍建立感染,而宿主则防止事情完全失控。最终,这也有利于病毒(即,死亡的宿主无法与新宿主互动并将病毒传播到新宿主)。

病变外观也可能取决于靶细胞的分化状态。以疣为例,疣是由某些类型的人瘤病毒 (HPV) 引起的粗糙病变。HPV 生命周期与角质形成细胞从皮肤基底层迁移到表皮层时的分化有关。在整个过程中,HPV 刺激角质形成细胞分裂并抑制细胞凋亡,从而产生角化、质地粗糙的病变。然后可以从疣中释放出病毒颗粒以感染身体的其他部位或宿主。

无论它们如何出现,由不同病毒引起的皮疹都可能出现相似,这可能使诊断变得困难。临床医生不仅必须考虑病变或皮疹的外观,还必须考虑是否存在其他症状、病变发展的时间(例如,痘病毒的病变同时通过每个阶段,而 VZV 引起的新病变可能在其他病变溃疡时形成)以及皮疹在身体上爆发的位置。

什么决定了身体上的病变或皮疹分布?

感染引起的病变群取决于引起感染的病毒。猴痘病变往往遵循更离心的分布,病变主要发生在四肢和面部。相比之下,水痘病变在扩散之前会出现在胸部、背部和面部,大部分仍然集中在躯干上。麻疹皮疹遵循不同的模式,从发际线开始,然后向下扩散到颈部、躯干、腿部和脚部。

虽然很好奇,但这种变化的原因仍然难以捉摸。“我认为人们不知道为什么会这样,”格里芬说。“这是一个有用的临床观察,[但]我认为机制完全不清楚。”

皮疹分布可能与受感染宿主的行为有关。牛痘病毒在人类中引起罕见的皮肤感染,通过直接接触受感染的动物(例如牛、猫)传播。病变发生在接种部位(通常是手),当患者接触面部和颈部等部位时,感染可能会扩散到这些部位。鉴于成年人每 3-5 分钟触摸一次脸,而孩子们每小时大约触摸 80 次,这种分布是合乎逻辑的。

显示患者腹部侧面带状疱疹皮疹的图表
带状疱疹(即带状疱疹)呈皮节分布。

资料来源:BruceBlaus/Wikimedia Commons

鲁莽的地点也可能有时空方面。麻疹感染从肺部开始——Griffin 承认,在全身循环之前,病毒感染的淋巴细胞可能会提前扩散到面部。在这种情况下,面部区域的免疫细胞可能会在对抗病毒方面获得“领先优势”,从而导致病变在其他地方出现之前发展。然而,这种假设完全是推测性的,尚未经过检验。

但是,对于某些病毒,有更实质性的线索。虽然人们可能首先注意到胸部有水痘病变,但 Arvin 指出,他们通常会沿着发际线或眉毛出现第一个麻点。为什么?“最容易被 [VZV] 感染的细胞是毛囊底部的 [干细胞],”她说。在这些细胞中,“病毒需要的所有生长因子都已经打开,因此 [病毒] 具有真正的优势。早期水痘病变不能得到免疫系统的良好控制。当监视皮肤的 T 细胞经过并检查受感染的细胞时,它们自己会被感染并将病毒传播到身体的其他部位。这可能就是水痘病变一波又一波的原因——随着新的 T 细胞被感染,会出现一批新的水痘。

然后是潜伏期问题:并非所有病毒在急性感染后都能从体内清除。有些病毒,如 1 型和 2 型单纯疱疹病毒以及 VZV,会在神经元中建立终生潜伏感染(即它们的基因组沉积到神经元中)。病毒复制的重新激活会导致病毒颗粒沿着神经元轴突到达皮肤并引发病变,其分布反映了病毒的神经元驻留。事实上,由 VZV 再激活引起的带状疱疹皮疹表现出皮区分布。它出现在由病毒潜伏的感觉神经元(皮区)提供能量的大片皮肤上,通常在躯干或面部。

有皮疹吗?看临床医生

显然,病毒导致皮肤起泡和沸腾的原因并不单一,而且在大多数情况下,原因尚不清楚。已知的是,与病毒感染相关的皮肤问题即使不是痛苦,也可能令人不舒服,并且表明有些事情不对劲。在某些情况下,皮疹根本不是由感染引起的,而可能是其他刺激的结果。无论如何,如果您的皮肤开始看起来很奇怪,最好与临床医生接触底部。


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