2026年夏季來臨之前,手足口?。℉and, Foot and Mouth Disease,HFMD)已在亞太地區(qū)呈現(xiàn)早于往年的上升態(tài)勢。據(jù)日本國立健康危機管理研究機構(gòu)數(shù)據(jù),截至目前,2026年日本全國手足口病確診病例累計已達(dá)1.16萬例;5月25日至31日一周內(nèi),福岡、宮崎、鹿兒島等6個縣的定點醫(yī)療機構(gòu)收治病例數(shù)超過警戒值,當(dāng)?shù)匾严嗬^發(fā)出疫情警報,時間較往年明顯提前。手足口病的流行早已超出亞太范圍,在北美、歐洲同樣有周期性暴發(fā)記錄,是當(dāng)前全球公共衛(wèi)生監(jiān)測的重點傳染病之一。在中國,2013—2019年間累計報告病例逾1500萬例,包含重癥病例7.7萬余例。
圖1. 全球手足口病病例分布,A EV-A71; B CVA16; C CVA6; D CVA10(圖源:DOI: 10.1186/s12929-023-00908-4)
從科研角度看,手足口病的吸引力并不僅僅在于其流行規(guī)模。其病原體的高度多樣性、優(yōu)勢血清型的動態(tài)演替、重癥化機制的復(fù)雜性,以及多價疫苗研發(fā)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn),使其成為病毒學(xué)、免疫學(xué)和藥物研發(fā)領(lǐng)域的持續(xù)熱點。
本文將從病原體分類與遺傳特征出發(fā),系統(tǒng)梳理分子流行病學(xué)動態(tài)、致病機制研究進(jìn)展以及疫苗與抗病毒藥物的研發(fā)前沿,為相關(guān)領(lǐng)域研究人員提供參考。
一、病原體格局:從"EV-A71獨大"到多型別共流行
引起手足口病的病原體屬于小RNA病毒科(Picornaviridae)腸道病毒屬,目前已確認(rèn)30余種血清型可致病,核心流行株為EV-A71、CVA16、CVA6和CVA10。上述型別均為單股正鏈RNA病毒,病毒顆粒呈無包膜的二十面體球形結(jié)構(gòu),直徑約20~30 nm?;蚪M全長約7.4~7.5 kb,兩端為保守的非編碼區(qū),僅含一個開放閱讀框,翻譯產(chǎn)生多聚蛋白前體,隨后被蛋白酶切割為P1(衣殼蛋白)和P2/P3(非結(jié)構(gòu)蛋白)兩大區(qū)域。
圖2. 手足口病病原體結(jié)構(gòu)(圖源:DOI:10.1038/s41467-018-07531-0)
四種主流型別在神經(jīng)系統(tǒng)侵襲性上存在顯著差異,這是決定疾病嚴(yán)重程度的核心分水嶺:
EV-A71:嗜神經(jīng)性最強,感染后常伴持續(xù)高熱,可侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng),引發(fā)腦炎、腦干腦炎、神經(jīng)源性肺水腫等重癥并發(fā)癥,是全球HFMD重癥和死亡病例的首要病原,亦是目前基礎(chǔ)研究積累最深厚的手足口病病毒。
CVA16:歷史上感染基數(shù)最大,癥狀相對較輕,神經(jīng)系統(tǒng)受累少見;但近年來,CVA16所致重癥及死亡病例在多個國家逐步增多,其致病潛力不可低估。
CVA6:自2008年起在全球多次引發(fā)暴發(fā),現(xiàn)已在多地躍升為優(yōu)勢株。CVA6神經(jīng)毒性低于EV-A71,但皮損表現(xiàn)更為廣泛,皮疹不局限于手、足、口的經(jīng)典部位,軀干、四肢均可受累;恢復(fù)期還常見脫皮、脫甲(爪甲脫落癥),給臨床鑒別診斷帶來新挑戰(zhàn)。此外,CVA6易于發(fā)生重組變異,基因型多樣性持續(xù)增加,是當(dāng)前病原譜演變的主要推手。
CVA10:常與CVA6共流行,近年在部分地區(qū)重癥患者樣本中檢出率明顯上升,受到越來越多的關(guān)注。
圖3. 病毒類型變化(圖源:DOI: 10.1016/j.lanwpc.2025.101603)
二、病毒蛋白的結(jié)構(gòu)與功能:科研靶點全景
圖4. 腸道病毒結(jié)構(gòu)(圖源:ViralZone)
腸道病毒衣殼由VP1、VP2、VP3、VP4四種蛋白各60個拷貝組裝而成。VP1、VP2、VP3暴露于顆粒表面,構(gòu)成病毒與外界環(huán)境(包括宿主受體和抗體)相互作用的界面;VP4位于衣殼內(nèi)側(cè),在脫殼過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
識別并結(jié)合宿主受體SCARB2;攜帶主要中和抗原表位
疫苗免疫原設(shè)計、中和抗體篩選、血清型鑒定的首要靶標(biāo)
維持衣殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;參與次級中和抗原表位的形成
廣譜中和抗體靶點研究;多價疫苗交叉保護(hù)機制研究
脫殼過程中介導(dǎo)病毒RNA從內(nèi)體釋放
其中,VP1是當(dāng)前手足口病病毒研究中應(yīng)用最廣的靶標(biāo)蛋白。基于VP1區(qū)約900 bp序列的擴增與測序,是腸道病毒血清型鑒定和基因分型的標(biāo)準(zhǔn)方法;在疫苗研究中,重組VP1蛋白或以VP1為核心組分的病毒樣顆粒(VLP)是多價亞單位疫苗的主要候選免疫原;在免疫學(xué)研究中,VP1蛋白也是篩選具有中和活性單克隆抗體、評價疫苗誘導(dǎo)體液免疫的核心工具。
VP2上存在部分在EV-A71與CVA16之間相對保守的抗原表位,是廣譜中和抗體發(fā)現(xiàn)研究的重要切入點——針對該類保守表位的抗體,有望為多價疫苗設(shè)計和被動免疫策略提供依據(jù)。
圖5. CVA6基因組結(jié)構(gòu)(圖源:DOI: 10.3389/fimmu.2025.1603028)
非結(jié)構(gòu)蛋白(2A/2B/2C/3A/3B/3C/3D)
P2和P3區(qū)編碼的非結(jié)構(gòu)蛋白不僅負(fù)責(zé)病毒RNA的復(fù)制與多聚蛋白的成熟加工,還通過多重機制干擾宿主細(xì)胞的正常功能和免疫應(yīng)答,是病毒高效復(fù)制與免疫逃逸的分子基礎(chǔ)。
切割多聚蛋白;切割宿主翻譯起始因子eIF4G,抑制宿主蛋白合成;切割MAVS阻斷IFN-I通路
增加細(xì)胞膜(內(nèi)質(zhì)網(wǎng)/高爾基體)通透性,促進(jìn)病毒顆粒釋放;參與調(diào)節(jié)細(xì)胞鈣離子穩(wěn)態(tài)
NTPase/解旋酶活性;參與膜囊泡形成與復(fù)制細(xì)胞器(復(fù)制復(fù)合物)的組裝
病毒復(fù)制細(xì)胞器研究;廣譜抗病毒靶點
抑制細(xì)胞內(nèi)囊泡轉(zhuǎn)運;參與復(fù)制復(fù)合物膜的錨定
共價連接于基因組RNA 5'端,作為RNA合成引物啟動基因組復(fù)制
切割多聚蛋白的主要蛋白酶;切割TRIF阻斷TLR信號通路;切割宿主轉(zhuǎn)錄因子抑制基因表達(dá)
最成熟的廣譜抗HFMD藥物靶點;多種抑制劑處于活躍研究中
RNA依賴性RNA聚合酶,執(zhí)行病毒基因組的復(fù)制
圖6. EV-A71 病毒入侵的兩種模型(圖源:DOI: 10.1371/journal.ppat.1012022)
病毒受體研究是腸道病毒致病機制研究的核心命題之一。對于EV-A71而言,目前已鑒定出多個受體和協(xié)同受體分子:
hSCARB2(人溶酶體整合膜蛋白2,即清道夫受體B類成員2)是EV-A71的主要功能性受體,能夠識別所有EV-A71毒株,介導(dǎo)病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞后的脫殼過程。值得注意的是,SCARB2在細(xì)胞表面的表達(dá)量較低,其功能主要體現(xiàn)在內(nèi)體/溶酶體腔內(nèi),作為胞內(nèi)受體觸發(fā)病毒RNA的釋放。
PSGL-1(P-選擇素糖蛋白配體1)是發(fā)現(xiàn)的第二個EV-A71受體,但其結(jié)合具有毒株特異性,目前僅約20%的EV-A71分離株能與之結(jié)合,且PSGL-1結(jié)合能力與EV-A71毒力之間存在一定關(guān)聯(lián)——能與PSGL-1結(jié)合的毒株(VP1第145位氨基酸為A/G/Q型)在重癥病例中檢出頻率更高。
此外,硫酸肝素蛋白聚糖(HS)、膜聯(lián)蛋白2(Anx2)、波形蛋白(vimentin)、纖連蛋白(fibronectin)等分子也被鑒定為協(xié)同受體,主要發(fā)揮輔助病毒附著的作用,但均無法在SCARB2或PSGL-1缺失的情況下單獨介導(dǎo)病毒入侵。
對于CVA6、CVA10,近期研究亦證實SCARB2同樣參與其細(xì)胞侵入過程,提示SCARB2可能是腸道病毒A組的廣譜受體,這一發(fā)現(xiàn)為靶向宿主受體的廣譜抗病毒策略提供了理論依據(jù)。
腸道病毒在感染宿主的同時,通過其編碼的蛋白酶系統(tǒng)主動拮抗宿主的先天免疫應(yīng)答。2Apro和3Cpro是最主要的"免疫拮抗工具",兩者均可對RIG-I/MDA5信號通路的關(guān)鍵接頭蛋白MAVS,以及TLR信號通路的接頭蛋白TRIF進(jìn)行蛋白酶切割,從而阻斷I型干擾素(IFN-I)的產(chǎn)生。由于IFN-I是抗病毒先天免疫的核心效應(yīng)分子,這種主動"屏蔽"機制顯著延長了病毒在宿主體內(nèi)的復(fù)制窗口。
在重癥病例的發(fā)病機制中,宿主免疫應(yīng)答的失調(diào)——而非單純的病毒載量——被認(rèn)為是關(guān)鍵驅(qū)動因素。研究表明,重癥EV-A71感染患者體內(nèi)存在系統(tǒng)性細(xì)胞因子風(fēng)暴,Th17/Treg平衡被打破,IL-17A、IFN-γ等致病性細(xì)胞因子水平顯著升高,與神經(jīng)源性肺水腫和腦干腦炎的發(fā)生密切相關(guān)。
迄今為止,尚無任何針對手足口病腸道病毒的特效抗病毒藥物獲批上市,臨床上仍以對癥支持治療為主。這一空白既是臨床的迫切需求,也為基礎(chǔ)研究和轉(zhuǎn)化研究提供了廣闊空間。
3Cpro(3C蛋白酶)在病毒復(fù)制中發(fā)揮雙重功能:一方面負(fù)責(zé)切割病毒多聚蛋白前體,是病毒結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白成熟的必要條件;另一方面通過切割宿主免疫信號蛋白拮抗先天免疫應(yīng)答。由于3Cpro在不同腸道病毒血清型之間高度保守,且與人類細(xì)胞蛋白幾乎無同源性,是理想的廣譜抗病毒靶點。
3Dpol(RNA依賴性RNA聚合酶)是病毒基因組復(fù)制的核心酶,也是核苷類似物類抗病毒藥物的重要靶點,目前多數(shù)候選化合物的活性驗證集中在EV-A71毒株。EV-A71、CVA16 等主流毒株的VP1衣殼蛋白上存在一個疏水口袋(類似普可那利對鼻病毒的作用位點),小分子配體與該口袋結(jié)合后可鎖定病毒顆粒構(gòu)象、阻止脫殼,從而阻斷病毒入侵。基于Drugbank數(shù)據(jù)庫和VP1-4/3Cpro/3Dpol蛋白結(jié)構(gòu)的虛擬篩選研究識別了一批潛在候選化合物,部分已在細(xì)胞和小鼠模型中獲得初步驗證。
手足口病是一個典型的"已知但未被征服"的傳染病研究領(lǐng)域?,F(xiàn)有研究已在病原體分類、基因進(jìn)化、疫苗研發(fā)和藥物靶點等方面積累了大量知識,但在以下幾個維度上仍存在顯著科研空白:
多價疫苗的研發(fā)與優(yōu)化:如何克服多型別組分之間的免疫干擾、篩選最優(yōu)配比和佐劑體系,并建立各型別中和抗體效價與保護(hù)效力之間的量效關(guān)系,是當(dāng)前最緊迫也最具挑戰(zhàn)性的科學(xué)問題。
廣譜抗病毒策略的轉(zhuǎn)化:3Cpro抑制劑和中和抗體均已展現(xiàn)出廣譜活性的潛力,但從體外活性到體內(nèi)有效、安全的候選藥物,仍需要在藥代動力學(xué)(PK/PD)、毒理學(xué)和動物模型驗證方面開展系統(tǒng)研究。
病毒實時進(jìn)化的預(yù)警監(jiān)測:隨著多價疫苗未來的引入,類似EV-A71疫苗導(dǎo)致病原譜偏移的現(xiàn)象很可能再次發(fā)生。建立覆蓋主要血清型的全基因組實時測序監(jiān)測體系,及時捕捉抗原漂移和新重組型的出現(xiàn),是未來精準(zhǔn)防控的科學(xué)基礎(chǔ)。
CVA6、CVA10致病機制的深化研究:相較于EV-A71,CVA6和CVA10的受體結(jié)合機制、免疫逃逸策略和重癥化通路研究尚處于起步階段,是當(dāng)前具有高度研究價值的新興方向。
abinScience手足口病相關(guān)病毒科研工具
abinScience針對手足口病相關(guān)腸道病毒(EV-A71、CVA16、CVA6等)的主要流行型類別,開發(fā)了覆蓋結(jié)構(gòu)蛋白與非結(jié)構(gòu)蛋白靶點的重組蛋白及抗體產(chǎn)品,全面支持病毒結(jié)構(gòu)分析、宿主免疫應(yīng)答評價、中和抗體篩選及血清型鑒別等應(yīng)用場景,為手足口病病毒學(xué)基礎(chǔ)研究和轉(zhuǎn)化應(yīng)用提供核心試劑支撐。
Anti-EV71 VP0/Capsid protein VP0 Polyclonal Antibody
Anti-EV71 VP3/Capsid protein VP3 Polyclonal Antibody
Anti-EV71 Protease 3C Polyclonal Antibody
Anti-EV71 VP1/Capsid protein VP1 Polyclonal Antibody
Anti-EV71 P2A/Protease 2A Polyclonal Antibody
Anti-EV71 VP4/P1A Polyclonal Antibody
Anti-EV71 P3C/Protease 3C Polyclonal Antibody
Anti-EV71 P3C/Protease 3C Polyclonal Antibody
Anti-EV71 VP1/P1D Polyclonal Antibody
Anti-EV71 VP1/Capsid protein VP1 Recombinant Antibody (D5)
Anti-Coxsackievirus A6/CVA6 VP1/Capsid protein VP1 Recombinant Antibody (SAA0354)
Anti-Coxsackievirus A16/CVA16 Capsid protein/Genome polyprotein Recombinant Antibody (SAA0355)
InVivoMAb Anti-CVA16 mature virion in complex Antibody (Iv0108)
InVivoMAb Anti-CVA16 mature virion in complex Antibody (Iv0109)
CVA6 VP1/Capsid protein VP1 Recombinant Protein (N-His)
CVA6 VP2/Capsid protein VP2 Recombinant Protein (N-His)
CVA6 VP3/Capsid protein VP3 Recombinant Protein (N-His)
CVA6 VP4/Capsid protein VP4 Recombinant Protein (N-GST & C-His)
CVA6 P3C/Protease 3C Recombinant Protein (N-His)