Mboup, E.B., Dubois, J., Hamelin, M.-È., et al. (2026). Clin Microbiol Rev, e00330-25.
2026年是人偏肺病毒(HMPV)发现25周年,该病毒属于肺病毒科(Pneumoviridae)偏肺病毒属。1956年发现的呼吸道合胞病毒(RSV)是其近亲,二者同科但属不同。本文综述了HMPV感染的研究发现,重点突出其与RSV的差异,并讨论了当前的研究领域,包括流行病学变化、临床负担、宿主反应及试验中的治疗和预防手段。未来需进一步研究以遏制这一重要呼吸道病毒。
⌛️人偏肺病毒(HMPV)于2001年由Albert Osterhaus博士领导的荷兰团队发现。该病毒从患有细支气管炎的婴幼儿鼻咽抽吸物中分离得到,是长期未被识别的病原体。本团队是第二个检测到该病毒的团队,也是首个报告其在各年龄段人群呼吸道样本中均有存在的团队。由于其临床表现与呼吸道合胞病毒(RSV)相似,且在细胞培养中病变效应出现时间长(图1),所以发现较晚。该病毒最初被归类于副黏病毒科(Paramyxoviridae),后于2016年,重新归类于肺病毒科(Pneumoviridae),与RSV同科。HMPV可能于200年前从禽偏肺病毒(AMPV)分化而来,形成A和B两个主要遗传谱系。其结构为球形多形性病毒颗粒,直径约150-200 nm,表面分布着重要的糖蛋白。
HMPV的基因组是一条13.3kb的单股负链RNA,编码9种蛋白质(核蛋白N、磷蛋白P、基质蛋白M、融合糖蛋白F、M2-1和M2-2蛋白、小疏水蛋白SH、附着蛋白G、大蛋白/聚合酶L)。而RSV的基因组为15.2kb,多了两个编码宿主免疫调节因子的基因(NS1和NS2)。两种病毒的基因排列顺序也不同(图2)。
复制周期大致相似,病毒通过G和/或F糖蛋白附着呼吸道上皮细胞,F蛋白介导膜融合,将核糖核蛋白复合体释放到细胞质中。RNA依赖性RNA聚合酶(L及辅因子P)转录基因组RNA为mRNA,翻译病毒蛋白。N蛋白积累后,聚合酶转为复制模式,合成全长反基因组和子代基因组。新核衣壳与M蛋白结合,F、G和SH糖蛋白插入脂质双层,完成组装并出芽释放,感染邻近细胞。
HMPV和RSV进化出削弱I/III型干扰素应答和扭曲T细胞免疫的复杂策略,但使用不同的分子工具。RSV依赖NS1/NS2,G和SH调节趋化因子、NF-κB和炎症小体。而HMPV利用G、SH和M2-2抑制TLR4和MAVS依赖性信号传导,减弱细胞因子诱导,损害树突状细胞和T细胞活化,促进Th2偏向的免疫应答。两者在幼儿期广泛暴露,但不同的逃逸策略使它们持续存在,增加了疫苗和抗病毒药物设计的复杂性。当前的研究问题以及HMPV与RSV的差异将在下文中分点讨论。📡HMPV流行病学的变化📡
2024-2025年,中国出现HMPV的大规模暴发,由B2基因型再次流行引起,提醒我们该病原体主要通过空气飞沫传播。本团队在2003-2004年首次报道了HMPV可分为A1、A2、B1和B2四种基因型,随后A2基因型细分为A2a和A2b两个亚型,A2谱系内持续进化出了A2c亚谱系。近期研究显示,自2006年以来A2b基因型占主导地位,A1亚型已消失,同时发现了G基因存在重复序列的新亚谱系。尽管遗传多样性存在,但HMPV只有一个血清型。研究表明,HMPV B基因型与幼儿更严重的临床结局相关,而其他研究对A基因型的结果不一致。因此,需进一步研究病毒基因分型、特定年龄组、合并症、合并感染及患者遗传和免疫缺陷等因素与临床结局的关系。
在同一地理区域,不同基因型可同时流行,但通常有一种占主导。不同国家每年流行的毒株可能不同。所有儿童在5-10岁前会感染HMPV,但由于免疫力短和病毒多样性,会发生多次再感染。HMPV阳性住院患者的中位年龄为6-12个月,高于RSV的2-3个月。这一差异可能影响疫苗和抗体的研发。2018年,HMPV导致全球5岁以下幼儿502,000例住院和11,300例死亡,其疾病负担在RSV和流感之间。65岁以上老年人中,HMPV相关住院率与RSV几乎持平。
HMPV在北半球主要在冬末和春季流行。在南北半球温带国家,HMPV的流行高峰晚于RSV,但两者流行期有重叠。一项为期10年的美国监测研究显示,从RSV高峰(12月下旬)到HMPV高峰(3月下旬)的间隔为11.5周。在COVID-19疫情期间及之后,这一间隔延长至19周。2022-2024年间,全球范围内HMPV似乎以逆时针方向传播,而RSV则以顺时针方向传播。
病毒干扰和训练免疫可部分解释两种病毒流行高峰的差异。合作研究表明,提前2天的RSV感染可阻断HMPV复制,而HMPV感染则不影响RSV。这一相互作用是否在病毒复制期外持续需进一步研究。
随着RSV高效单克隆抗体的应用,与毛细支气管炎/肺炎相关的病毒谱可能发生变化。研究表明,RSV感染减少后,HMPV感染上升。需更多信息确认病毒/细菌替代现象。随着单克隆抗体和疫苗的应用,新一代测序和全基因组测序将在HMPV基因组分析中发挥关键作用。📡HMPV与RSV(难以)区分的临床特征📡
HMPV和RSV在各年龄段的临床特征高度相似,常导致难以区分的急性呼吸道疾病(ARI),从轻度上呼吸道感染(URTI)到更严重的下呼吸道感染(LRTI)。症状包括发热、咳嗽、呼吸困难等,诊断可能为支气管炎、毛细支气管炎、肺炎等。住院患者的体检和胸部X线检查可帮助区分两者,尽管严重程度和所需呼吸支持相似。RSV感染更常见毛细支气管炎特征,而HMPV感染者发热、咳嗽较常见,胸部X线显示局灶性或弥漫性肺泡浸润。
HMPV和RSV相关的ARI在冬季和早春的门诊中占有较大比例,尤其是在高危人群中,造成的严重LRTI给医院(特别是儿科重症监护病房)带来了沉重负担,且常与流感季节重叠。病毒之间的合并感染可能加重病情,导致无创通气失败和死亡,这在儿童、老年人和免疫功能低下的患者中尤为明显。尽管RSV的诊断工具发展更成熟,但HMPV在门诊和住院患者中的检测仍不足。RSV住院患儿的年龄通常低于HMPV感染者,严重疾病高峰出现在6-12月龄的婴儿,而HMPV病例的平均年龄较大,多见于6-24月龄至5岁的儿童。总体上,这两种病毒的预后差异不大,但严重疾病风险在存在合并症(如哮喘和慢性阻塞性肺病)或其他疾病时增加。早产史也是感染严重程度的高危因素,占住院儿童的20%以上。值得注意的是,入住重症监护室的HMPV感染儿童往往伴有基础疾病,病程更严重,而RSV则对原本健康的低龄婴儿影响更大。
在成人和合并症患者中,HMPV和RSV感染常表现为非特异性“病毒性肺炎”或基础疾病的急性加重,仅凭临床表现难以区分。因此,队列研究和综述指出,常规临床实践中的综合征病例定义无法鉴别两者。年龄和至少一种合并症是住院的主要危险因素,但HMPV在吸烟者中的发生率低于RSV。免疫功能低下宿主和老年人更容易出现严重病变,如急性呼吸窘迫综合征和呼吸衰竭。在高危成人中,半数因HMPV就医的病例需要住院,约6%收住重症监护病房,病死率为4%,与RSV相似。患有血液系统恶性肿瘤或实体瘤、接受化疗、造血干细胞移植或肺移植的个体,病死率更高,因缺乏治疗手段和介入操作受限。
HMPV与RSV临床特征相似,床旁评估难以区分,尤其在儿童和脆弱成人中。实验室病原学诊断应把HMPV作为核心靶标,以实现精准监测和控制。多重PCR检测面板已纳入HMPV,能快速筛查呼吸道病原体,改善临床诊断和防控实践。HMPV与RSV之间的免疫交叉反应及单克隆抗体的研发
HMPV不同亚型之间,以及HMPV与RSV之间的免疫交叉反应已有记录,包括交叉结合抗体、交叉中和抗体或交叉反应性T细胞,这对再感染模式、年龄特异性疾病负担以及疫苗设计有直接影响。尽管HMPV F蛋白与RSV F的氨基酸同一性仅为30%–35%,但其抗原位点与RSV F蛋白有部分重叠但不同。RSV的中和抗体主要针对前融合F构象,而HMPV的中和抗体则同时识别前融合和后融合构象,因为HMPV F蛋白前融合构象的顶端位点被糖基化封闭。因此,发现能够同时高效中和RSV和HMPV的单克隆抗体具有挑战性。
对血清阳性或恢复期患者体内HMPV特异性B细胞库的研究显示,供体间差异大,部分由于频繁重复感染,仅少数(低于3.5%)对RSV F糖蛋白有额外反应。在鉴定的HMPV特异性单克隆抗体中,部分靶向抗原位点III或附近的抗体对HMPV和RSV有双重广谱活性,如MP8、54G10、RSV-199和MxR(表1)。在动物模型中,这些抗体治疗后效果显著,尤其是54G10能降低感染相关死亡率和病毒载量,减轻肺部炎症。另一种抗体mAb 100虽体外中和活性弱,但在小鼠中显著降低HMPV和RSV滴度,提示其他体内保护机制。最近鉴定的CNR2047结合HMPV和RSV位点III的保守表位,结构与MP8等相似。研究显示,重链互补决定区3(HCDR3)特定序列使其能嵌入F蛋白空腔。CNR2047与RSV特异性单抗联用,在RSV-A、RSV-B或HMPV-A攻击的动物肺部提供完全保护。这种组合阻断病毒附着并促进前融合F三聚体解聚,突显非竞争性协同作用单抗混合物在“泛肺病毒”保护中的优势。
目前尚无针对HMPV的单克隆抗体进入3期临床试验,也无RSV/HMPV双特异性抗体进入后期评估。发现F蛋白保守交叉中和表位推动了“泛肺病毒”疫苗的概念。但对交叉反应机制的理解仍有空白,如Fc介导的机制及不同年龄、免疫状态和暴露史对反应强度和持久性的影响。RSV和HMPV感染与异常的T细胞应答相关,包括Th2/Treg偏倚和次优的CD8记忆,这可能损害病毒清除并导致反复感染。因此,未来需系统研究RSV-HMPV交叉反应性,结合疫苗和抗体试验,监测逃逸突变。深度学习和结构指导的抗原设计可能为高危人群提供新型交叉保护疗法。哪些人群可从HMPV治疗中获益,以及有哪些治疗选择?
HMPV重症感染的治疗主要依赖支持性护理,如氧疗、补液和退热。目前尚无抗病毒药物或单克隆抗体获批,唯一处于临床试验阶段的治疗药物是ALVR106,一种多病毒特异性T淋巴细胞疗法,用于造血干细胞移植和实体器官移植后呼吸道感染的患者。第28天病毒清除情况提示,该疗法对重症HMPV感染有潜在疗效。因此,需为高危人群、早产儿、幼儿和老年人寻找有效治疗分子。
已有几种对RSV等呼吸道病毒有效的候选药物被尝试用于治疗HMPV。这些药物通过不同的机制发挥作用,包括聚合酶抑制、进入/释放抑制、融合抑制和细胞激酶抑制。利巴韦林,作为一种对RSV有效的鸟苷类似物,在HMPV感染中被用作挽救性治疗,特别是对于免疫功能低下的患者。然而,由于疗效不一致和副作用报告,包括致畸性,其应用受到限制。HMPV疫苗研发:来自RSV疫苗的经验与教训
HMPV发现较RSV晚40多年,疫苗研发主要集中在RSV。首个RSV疫苗是甲醛灭活制剂,未能提供保护,还导致接种者出现增强性呼吸道疾病(ERD),并有致死病例。针对F蛋白融合前构象抗原稳定化的研究,推动了基于PreF的RSV疫苗设计,包括已获批的亚单位疫苗ABRYSVO(辉瑞)、AREXVY(葛兰素史克)和mRNA疫苗mRESVIA(Moderna)。这些疫苗主要用于老年人和孕妇(仅ABRYSVO)的主动免疫,对RSV相关下呼吸道感染和住院有保护效力。
已鉴定出针对重叠抗原位点表位的抗体,大多数抗HMPV F抗体靶向跨越两种蛋白构象的表位,显示了两种病毒F抗原之间免疫原性的多样性。融合前稳定化的HMPV F蛋白(DS-CavEs2)诱导的中和抗体滴度高于融合后构象。但研究表明,融合前构象相对于融合后构象无优势,对F抗原的野生型或密码子优化载体化版本亦如此。
尽管无获批的HMPV疫苗,RSV疫苗研发的经验为HMPV疫苗研究提供了参考。灭活HMPV疫苗在动物模型中测试,观察到ERD,但存在Th2偏向的免疫应答,突显了相关风险。因此,优先选择其他更安全的平台开发针对该病原体的疫苗(表2)。
首个HMPV疫苗临床试验评估了一种重组减毒活疫苗株rHMPV-Pa,其中P基因被AMPV的P基因替换。由于在血清阴性儿童中表现为过度减毒,该研究已中止。近来,鉴于HMPV、RSV和HPIV3感染具有相似的危险因素、临床表现和易感人群,针对这些病毒的联合疫苗已被优先考虑,多种候选疫苗正处于临床研发管线中。
mRNA技术为联合疫苗设计提供了灵活平台。Moderna开发了mRNA-1653(针对HMPV和HPIV3)和mRNA-1365(针对RSV和HMPV)两种二价候选疫苗。mRNA-1653在成人和血清阳性儿童中显示出良好的安全性,并显著提高对两种病毒的中和抗体滴度,同时也产生了前融合F偏向的结合抗体应答。mRNA-1365则使8-23月龄儿童的RSV中和抗体增加,并在5-7月龄婴儿中引发新生nAb应答。此外,疫苗接种在两个年龄组中都诱导了前融合F偏向的结合抗体应答,并在年长儿童中诱导出RSV特异性Th1应答。然而,该研究因部分参与者出现严重RSV下呼吸道感染而暂停,表明可能存在疫苗相关的ERD。
赛诺菲已启动评估二价SP0256(RSV/HMPV)和三价SP0291(RSV/HMPV/HPIV3)的mRNA候选疫苗试验。通过收购Vicebio,公司拓展了疫苗管线,包括处于1期试验的VXB-241(靶向RSV和HMPV)和VXB-251(靶向RSV、HMPV和HPIV3)。这些疫苗基于稳定化抗原,采用Vicebio的分子钳技术开发。
三叶草生物制药推出新型稳定化候选疫苗SCB-1022(RSV/HMPV)和SCB-1033(RSV/HMPV/HPIV3),目前处于2期临床试验阶段,采用Trimer-Tag技术平台稳定化。
Icosavax开发的IVX-A12是阿斯利康的二价RSV/HMPV候选疫苗,使用前F稳定化抗原的病毒样颗粒(VLP),在1期试验中显示出提高RSV和HMPV特异性中和抗体的效果。
NIAID资助的B/HPIV3/HMPV-PreF-A和B/HPIV3/HMPV-F-B365是基于减毒活疫苗平台的载体疫苗,表达HMPV融合蛋白,正在进行1期临床试验评估其在儿童中的安全性。这些候选疫苗旨在预防HMPV和人副流感病毒3型(HPIV3)。
➡️HMPV和RSV同属肺病毒科,但在基因组结构、抗原构型、流行病学和免疫反应等方面存在差异(表3)。这些差异需纳入预防和治疗策略。例如,两者流行高峰、首次住院年龄和F抗原位点不同,这会影响被动免疫时机和疫苗组成。过去25年,基础和临床研究提高了对HMPV的认识,使其从2001年的“新发病原体”发展为如今公认的各年龄段呼吸道感染病原体——正如本团队在2002年首次报道的那样。
RSV疫苗和单克隆抗体即将问世,HMPV疫苗也在临床评估中。多重RT-PCR等精准诊断方法对监测、感染控制和评估疾病负担至关重要。hVIVO公司建立了HMPV受控人感染模型(CHIM),该模型在严密监测下,使用已知毒株在健康成人中引发轻中度上呼吸道感染,加速了临床验证,降低了现场试验风险,为候选方案比较和转化数据生成提供平台,与RSV研究结合可支持未来的泛肺病毒策略。关键待解问题及未来研究方向见框1。
说明:本文为基于已发表文献的文字整理,相关研究细节、数据及结论请以原文为准。欢迎大家在留言区就文献内容进行交流讨论,如有不同理解也非常欢迎指出。