病毒性心肌炎(VMC)是指病毒侵犯心脏，以心肌炎性病变为主要表现的疾病，主要由柯萨奇病毒B3(CVB3)感染引起。该病临床表现轻重不同，部分患者可逐渐演变为扩张型心肌病(DCM)，是导致青少年猝死的常见原因之一[1]。近年来研究表明，VMC在流行病学、发病机制、临床表现以及预后方面均存在明显的性别差异。流行病学资料显示，VMC好发于男性，发病率约为女性的2倍，病情严重，后期易发生心肌纤维化并进展为DCM,5年死亡率为75%[2,3]。进一步的研究表明，面对心肌炎病毒的感染，女性体内存在一定的保护机制，而男性体内这些保护机制的缺乏以及多量的加重因子助推了VMC的发生与发展。尤其是性激素，可能在这种性别差异的形成中发挥了主导作用。目前VMC尚无特异性治疗方法，治疗主要针对病毒感染和心肌炎症，疗效有限。现就VMC所表现出的性别差异相关机制做一综述，以女性体内存在的保护机制为重点展开对象，以便发掘更为有效的治疗手段，减轻病情，改善患者预后。

1、雌激素与VMC

1.1对病毒的直接抑制作用

VMC的病程人为分为三阶段:第一阶段是病毒感染后对心肌的直接损伤，第二阶段为自身免疫应答和抗病毒免疫，第三阶段则发展为DCM[4]。研究显示，雌激素通过其受体可抑制两种已知的CVB3受体衰变加速因子的表达，从而限制病毒感染和复制，减少感染细胞，降低病毒的直接损伤[5]。通过此种途径，理论上而言，VMC第一阶段心肌炎的病情能得到减轻。但是，大量证据表明VMC的心肌损伤主要由第二阶段的免疫应答引起，而不是由病毒直接破坏所致，所以，雌激素直接抑制病毒感染和复制的作用对女性患者的保护可能并不明显。

1.2对免疫损伤的抑制

虽然病毒可以直接造成心肌细胞破坏，但众多研究纷纷将罪魁祸首指向免疫损伤。研究发现切除胸腺和清除T细胞的小鼠VMC病情得到明显缓解[6]，首次证明T细胞免疫在VMC发病中的作用。之后的研究进一步证实了免疫在VMC发病和心肌损伤中的关键角色。女性VMC发病率低、病情轻、预后佳的机制尚不完全清楚，但大量研究均提示雌激素在调控免疫应答方面的强大作用。

1.2.1雌激素与调节性T细胞和辅助性T细胞

系统性红斑狼疮、Grave’s病等自身免疫病常见于女性，但微小核糖核酸病毒如CVB3感染导致的自身免疫破坏在男性中更明显。CVB3可活化外周自身免疫性T细胞、破坏调节性T细胞(Treg)，诱导自身免疫。而Treg在决定CVB3诱导的心肌炎易感性上发挥了极其关键的作用:抑制心肌炎症反应，维持自身免疫耐受[7]，降低第二阶段的损伤。而雌激素不仅可激活Treg抵抗自身免疫破坏[8]，还可促进T细胞向辅助性T细胞(helperTcell,Th)2分化，降低Th1型免疫应答。因此，通过促进Treg和调节Th分化，雌激素在一定程度上控制了女性VMC的发生与发展。

1.2.2雌激素与Th17免疫应答

Th17是除Th1、Th2细胞亚群外的CD4+T效应细胞，作为重要的促炎因子参与VMC的发生发展。小鼠CVB3感染后Th17的诱导具有明显的时间和病毒剂量依赖性[9]:随着VMC的进展以及病毒剂量加大，感染小鼠体内脾脏Th17显著升高;同时，统计分析Th17百分比与小鼠心肌病理学评分等病情评估指标之间的相关性，结果提示Th17与心肌炎病情严重程度的高度正相关。当雄性小鼠雌激素治疗后，Th17下调，病情明显缓解、死亡率显著下降;而雌性小鼠给予雄激素治疗后Th17和病情均没有明显变化。雌激素可能介导了此种差异的出现:雌二醇可通过作用于雌激素受体辅助抑制因子显著抑制Th17分化，减少患者体内Th17百分比，进而减轻炎症，缓解病情，对降低严重VMC的发病率有积极作用。

1.2.3雌激素与γ干扰素

在急性VMC阶段，自然杀伤(NK)细胞作为VMC最早期的炎性细胞，能直接作用于病毒感染细胞，释放穿孔素溶解细胞，发挥固有免疫效应，但同时也大量分泌以γ干扰素(IFN-γ)为主的炎症因子，造成炎症反应的扩大，破坏正常心肌细胞[10]。因此，VMC极期若能适当下调主要由NK细胞分泌的炎症因子IFN-γ的分泌，可降低因炎症反应所导致的免疫破坏。Zhou等[11]研究发现，CVB3不能感染NK细胞，小鼠CVB3感染后NK细胞数量百分比没有明显性别差异。但是，相比起雌性小鼠，雄性小鼠感染后NK细胞表达的IFN-γ水平显著升高，表现出明显的性别差异。其可能的原因是:CVB3感染后，雌激素可下调NK细胞转录因子T-bet表达，从而抑制IFN-γ的高分泌。

1.2.4雌激素与巨噬细胞极化

巨噬细胞作为重要的免疫参与者，可极化为M1型巨噬细胞(经典活化的巨噬细胞)和M2型巨噬细胞(替代活化的巨噬细胞)。M1型促进Th1应答，在炎症早期杀伤病原体并发挥促炎作用;M2型则主要激活Th2反应，可下调免疫应答，阻止炎症反应的扩大[12]。有研究发现，巨噬细胞极化呈现出明显的性别差异:雄性小鼠体内巨噬细胞倾向于M1型极化，而雌性则更多见M2型极化。研究[13]发现:雌激素虽不能影响巨噬细胞的分化，但是可通过对IRF4(巨噬细胞重要转录因子)的上调显著促进巨噬细胞向M2型极化。同时，其另一项研究表明[14],NK细胞在不同性别中的衍生因子IFN-γ/白介素(IL)-4差异有助于解释这一性别差异现象:雌性小鼠感染中期，NK细胞分泌的IL-4在分泌达到一定阈值介导了雌性小鼠巨噬细胞M2极化，而雄性小鼠巨噬细胞的M1型极化则可能是由NK细胞分泌的IFN-γ引发。若给予雌激素治疗，小鼠心肌巨噬细胞的M1极化明显减少，雄性小鼠VMC病情得到明显缓解。因此，巨噬细胞极化可能成为治疗心肌炎的新靶点。

1.3雌激素受体与VMC

1.3.1两种主要雌激素受体与VMC

雌激素主要通过α和β受体发挥生理效应，在某些情况下，后者可抑制前者的表达[15]。Huber[16]的研究表明，敲除α受体后，小鼠的VMC易感性增加，反之，用特异性雌激素受体α(ERα)激动剂丙基吡唑三醇治疗感染雄性小鼠可预防心肌炎的发生，这可能是由于ERα信号传导激活Treg应答;而通过ERβ受体的信号传导，Treg活化受到抑制。同时，ERα可增加Ⅰ型干扰素的表达[17]，而后者被证明在预防心脏损伤方面至关重要，可以改善VMC病情[18]。在实验性CVB3心肌炎模型中，年轻小鼠(2～4月龄)所表现出的性别差异在老年小鼠(8～12月龄)中消失，可能是由于老年小鼠雌激素水平的下降。然而，外源性雌二醇(estradiol,E2)治疗却增加老年小鼠的发病率和死亡率，与年轻小鼠体内固有的丰富雌激素对年轻小鼠中的保护效应完全相反。进一步的研究结果可能给出了解释:与年轻小鼠相比，老年小鼠的ERα受体减少大约90%，而ERβ受体却增加了两倍，ERα/ERβ受体比值显著降低，即通过ERβ的信号传导增加而ERα信号传导减少。所以，当给予外源性E2治疗时，老年小鼠表现为IFN表达下降、Treg激活受损以及与此相关的强促炎反应[15]。

1.3.2雌激素受体与氧化应激

近年来，逐渐深入的氧化应激和VMC相关性的研究提示:CVB3和炎症可通过多种途径增加心肌氧化应激，引起细胞坏死、心脏重塑等一系列不良后果[19]。抗氧化和氧化应激失衡是引起VMC心肌损伤以及病态恶化的重要原因。研究表明，E2可通过受体刺激超氧化物歧化酶2和胱硫醚γ-裂解酶的表达，增强VMC患者心脏抗氧化能力[20]。另有研究发现，通过ERα介导的AKT/GSK-3β和AKT/Bcl-2活化以及Caspase3表达的抑制，雌性心肌细胞可免受氧化应激的损伤[21]。

1.3.3雌激素受体与心肌纤维化

心肌细胞的再生能力有限，VMC患者心肌坏死灶常被结缔组织取代发生心肌纤维化(MF)，其机制尚未完全阐明。从急性VMC发展到DCM的过程实质是修复性纤维化到反应性纤维化的过程，因此，若能延缓甚至阻止MF的发展，将显著减少后期DCM的发生从而极大改善部分VMC患者的预后。ERα和ERβ均在小鼠心肌成纤维细胞中表达，以后者为主。Pedram等[22]发现，通过阻断雌性小鼠血管紧张素Ⅱ和内皮素-1诱导的促纤维化信号传导的作用，ERβ可预防MF的发生及延缓其进展。E2通过激活其受体显著降低雄性和雌性成年大鼠和人成纤维细胞中基质金属蛋白酶(MMP)-2基因的表达，而MMP-2基因的过度表达被认为可以导致严重的心脏重构。因此，雌激素治疗和其受体的激活可能有望改善VMC患者预后，减少DCM的发病率。

2、雄激素与VMC

男性更易发生重症心肌炎，机制尚不完全清楚，推测可能与雌激素的缺乏相关。Huber等[23]的研究发现，相比由雌激素治疗的小鼠，CVB3更快定植于给予外源性雄激素处理小鼠的心脏，同时，相比起未处理的雌性小鼠，给予雄激素处理的雌性小鼠以及雄性小鼠的病毒滴度显著升高，其实验还提示雄激素促进Th1应答。另有研究发现，雄激素还可增强肿瘤坏死因子、IL-1和IL-6等炎症因子的表达[24]，增强心肌炎症反应，促进VMC的发生和发展。

雄激素不仅可以影响VMC急性炎症过程，还介导VMC后DCM的发生。雄激素可增强心脏重塑，加重心功能不全并促进左心室扩张[25]。有研究表明[26]，在急性VMC期间，雄激素可以提高心脏重塑相关基因金属蛋白酶抑制剂、丝氨酸蛋白酶抑制剂、IL-1β和MMP-8的表达，而升高的MMP组织抑制剂水平被证明与左室纤维化相关，同时，在急性阶段，睾酮增加心脏中的IL-1β和丝氨酸蛋白酶抑制剂水平，减少心脏MMP-9的表达而促进心脏重塑的进展，MMP-9的缺乏被证明可以导致雄性VMC病毒复制增加以及纤维化[27]。因此，雄激素在VMC到DCM的发展过程中起到了推动作用。

近年来，一种新的心力衰竭生物标志物———生长刺激表达基因2蛋白(ST2)受到越来越多的关注。人体ST2以两种形式存在:可溶性ST2和跨膜ST2，前者作为衡量心力衰竭严重程度的指标之一[28]，在炎症等病理状态下升高，以“诱饵”受体形式与IL-33结合，上调簇分化抗原11和IL-1β等炎症因子，在各种炎症疾病中发挥重要的推动作用[29]。Coronado等[30]的研究发现，在心脏射血分数(EF)>45%的受试青壮年心肌炎患者群体中，男性患者体内的可溶性ST2明显比女性患者高，CD-11等炎症介质相应地表现出同样的性别差异，进一步实验发现，雄激素升高大鼠体内可溶性ST2含量，可能是造成这些差异的原因之一。

3、其他

最新研究发现，维生素D(VitD)可能在炎症和心脏病的发生以及性别差异的形成中发挥作用。心肌炎患者VitD明显低于对照组，低VitD与雌性心脏低EF相关，而雄性高VitD与低EF相关。同时，通过小鼠VitD受体敲除等实验发现，VitD可减轻雌性小鼠心肌炎病情，增加雄性小鼠心肌炎症细胞的浸润加重其病情[31]。

近年来的研究发现自噬参与了VMC的发生与发展。CVB3感染后，病毒诱导心肌细胞发生自噬并依赖此环节进行复制[32]。研究发现[33]，不同性别中病毒对自噬的利用差异可能有助于解释VMC的性别差异:自噬相关基因(ATG)5-ATG12复合物可阻断固有免疫应答，促进RNA病毒复制[34]，虽然与雄性大鼠相比，雌性具有更高水平的AGT5表达，但是，在感染CVB3之后，雌性AGT5的表达显著下降，自噬的激活相应减少，病毒对自噬的利用难以充分实现，从而减少不良后果。

Toll样受体(TLR)是非特异性免疫中重要的组成成分，也是连接天然免疫与特异性免疫的桥梁。近年来众多研究发现心肌感染病毒后，TLR引起一系列炎症反应介导心肌免疫应答，参与VMC的发病，尤其是TLR4，不仅被证明加重炎症反应，导致心肌坏死水肿，还可能是加剧心肌MF的重要因素。Frisancho-Kiss等[35]的研究表明，CVB感染3d后，雄性大鼠体内的TLR4表达显著升高，而雌性体内TLR2的表达上升。感染早期给予TLR2激动剂可降低雄性大鼠的死亡率[36]，原因可能在于T细胞上的TLR2通路可以提高Treg应答[37]，从而下调自身免疫反应，减轻雌性心肌炎病情。

综上所述，VMC在发病、病情程度和预后方面存在显著的性别差异，性激素可能是导致这种性别差异最重要的原因，其他环节与性激素的关系目前尚不清除。雌激素可减轻炎症反应，改善心肌重构，改善女性患者的病情以及预后。反之，雄激素可增强炎症反应，诱导心肌纤维化和心脏重塑，促使VMC向DCM发展。因此，对于VMC患者，促进雌激素分泌以及其受体表达，暂时减少或抑制雄激的表达，理论上有望成为急性VMC新的辅助治疗靶点，但临床效果和伴随的副作用还需进一步实验探究。了解VMC性别差异的相关机制有助于更好地评估患者发病风险和预后情况，以及为进一步研发有效的VMC治疗药物提供理论支撑。

参考文献：

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基金:国家自然科学基金资助项目(81701384)