肠道病毒与人体的健康息息相关，与炎症反应、肿瘤、代谢和神经系统疾病的发生发展密不可分。本文就肠道病毒的分类、研究方法、与人体免疫系统和肠道其他微生物种群之间的关系、对炎症性肠病的影响做总结和点评。
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人体内有着数量庞大的共生微生物，包括肠道细菌、病毒、真菌、古细菌和原生动物等。肠道病毒是肠道中数量最多的微生物，占据着重要的地位。肠道病毒与肠道急慢性感染密切相关。目前对肠道病毒如何影响免疫系统，以及在人体健康与疾病中发挥作用的机制的认识还很不充分。本文就肠道病毒的分类、研究方法、与人体免疫系统和肠道其他微生物种群之间的关系进行总结，并对肠道病毒在炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）的发生发展中的作用做了探讨。
病毒是一种个体微小，不具有完整细胞结构，只含有单一核酸，必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞生物。人类每克粪便中约有108 ~ 109个病毒样颗粒（virus like particles，VLPs）。2003年Breitbart等[1]首次使用鸟枪法检测并发现了肠道中约有1200种病毒。人体肠道病毒组成复杂，包括真核病毒、原核病毒和内源性病毒，其中90%以上为原核病毒，即噬菌体（phage）[2]。
原核病毒专一感染细菌，2014年被美国国立卫生研究院列为对抗耐药菌武器之一。肠道噬菌体种类丰富、数量巨大，数量约是肠道细菌的10倍。根据遗传物质不同肠道噬菌体可分为dsDNA、ssDNA、dsRNA或ssRNA病毒；根据形态不同可分为有尾噬菌体、多面细菌病毒、丝状噬菌体和多形性噬菌体[3]。噬菌体可能会通过塑造肠道菌群的结构，进而影响人体健康。
肠道内存在少量感染宿主细胞的真核病毒，主要包括ssRNA、ssDNA、dsDNA病毒和逆转录病毒等[4]。真核病毒中的小RNA病毒科的肠道病毒属，包括脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒、埃可病毒等，可引起手足口病、疱疹性咽炎、无菌性脑膜炎等传染病，带来严重的公共卫生问题[4]。
内源性病毒是宿主基因组上的内源性病毒元件，在肠道中大量存在。人内源性逆转录病毒（human endogenous retrovirus，HERV）占人类基因组的5% ~ 8%，约有98 000个ERV元件和片段[5]。这类病毒能整合到宿主染色体中，潜伏于宿主细胞内稳定地进行复制，逃避宿主免疫防御，和宿主保持共生关系。
二代测序技术极大促进了肠道病毒的发现和鉴定。但是，由于病毒存在极端多样性、缺少保守序列、基因组小、相对核酸丰度低等特点，很难对肠道病毒有完整认识。早期对肠道病毒测序样品（没有经过任何病毒纯化）进行鸟枪法测序，结果中绝大部分通常来自宿主细胞或细菌核酸[1]。病毒基因组研究的流程主要包括病毒颗粒的分离纯化，病毒核酸的提取、测序、分类、注释，病毒基因组的组装、相似性分析、新型病毒鉴定等[2]。
对一些致病性病毒，人们已经成功建立起了小鼠感染模型和体外细胞培养模型。例如，轮状病毒（rotavirus）是最早被确定的引起病毒性肠胃炎的病原体之一，通过粪-口途径传播[6]。1984年Offit等[7]让幼鼠口服接种灵长类轮状病毒（simian SA11），并成功在小鼠胃肠道中检测到病毒复制。该小鼠模型的小肠黏膜的组织病理学变化和体液免疫应答与轮状病毒诱发的胃肠炎的特征相同。此外，目前已经成功建立肠病毒71（enterovirus 71，EV71）、柯萨奇病毒等感染的小鼠模型。但是对于一些特异性感染人类的病毒，如诺如病毒，仍然缺乏较好的感染模型。
无菌小鼠（germ-free mouse）是指不携带现有技术可以检测到的微生物的小鼠。通过比较无菌动物和普通动物，以及给无菌动物接种特定微生物，可以研究特定微生物与宿主的相互作用。无菌小鼠目前主要用于研究肠道菌群，用于研究肠道病毒的相关报道还比较少。2014年Kernbauer等[8]证明了小鼠诺如病毒（murine norovirus，MNV）感染无菌或抗生素处理的小鼠，能够恢复肠道细胞形态和淋巴细胞的功能，抵消抗生素使用带来的肠道损伤。这表明真核病毒具有维持肠道内稳态和增强黏膜免疫的能力，类似于共生细菌。
利用抗病毒成分清除肠道病毒，研究肠道共生病毒对肠道稳态的作用是另外一种研究思路。Yang等[9]用葡聚糖硫酸酯钠（dextran sulfate sodium，DSS）诱导小鼠结肠炎，与未经过处理的对照小鼠相比，服用抗病毒成分的小鼠结肠炎会更加严重，说明DSS诱导的结肠炎与肠道病毒的丰度和组成有关，该研究表明肠道病毒对肠道健康至关重要。
机体的免疫系统既要分清肠道中无害的共生微生物，又要能够应对病原体的入侵。病毒的生命周期需要活细胞作为载体，因此，其与宿主之间的斗争一直存在。在漫长的进化过程中，病毒也进化出了各种机制，逃避来自宿主的识别与杀伤。
模式识别受体（PRRs）是一类存在于机体中的信号感受器，可以识别高度保守的微生物或者病原相关分子模式（MAMPs或者PAMPs），并启动经典的先天免疫反应，包括膜结合的Toll样受体（TLRs）、C-型凝集素受体（CLRs）调控胞外病毒的识别，以及胞质中介导胞内病毒识别的Nod样受体（NLRs）、视黄酸诱导基因（retinoic acid inducible gene，RIG）-I样受体（RLRs）和一些DNA感受器，它们对于机体维持有序的免疫监控具有重要作用。（1）TLRs调控胞外病毒的识别：TLRs是跨膜PRR，TLR家族包括人类中的TLR1-10和小鼠中的TLR1-9和TLR11-13。TLR3主要识别病毒dsRNA，TLR7/8识别病毒ssRNA，TLR9识别细菌或病毒dsDNA中未甲基化的CpG基序。TLR2、TLR9也被报道参与可以感染肠道的疱疹病毒的识别[10]。（2）胞质模式识别受体介导胞内病毒识别：RLRs是RNA识别受体，与MDA5（melanoma differentiation associated gene-5）和LGP2（laboratory of genetics and physiology 2）是RNA识别受体的三大成员。RIG-I和MDA5在轮状病毒的先天免疫反应中发挥重要作用[11]。
NLRs不仅识别细菌配体，还识别病毒，激活炎性小体，同时还调节其他病毒识别途径。NLRP6主要在肠上皮细胞（IEC）中表达，缺乏NLRP6的小鼠不能控制胃肠道中脑心肌炎病毒（EMCV）或诺如病毒的复制[12]。此外，在肠道IEC中特异性表达的NLRP9b通过RNA解旋酶Dhx9间接识别来自轮状病毒的短dsRNA，导致活性IL-18的释放以及感染细胞的凋亡，限制轮状病毒的复制[13]。
肠道病毒与宿主和共生在肠道的其他微生物具有密切的功能和遗传关系。
主要包括两种途径，第1种是通过提高病毒与靶细胞受体的结合能力。Kuss等[17]证明，细菌表面的脂多糖（LPS）或其他N-乙酰氨基葡糖可以促进病毒感染。另一种是通过抑制宿主的抗病毒免疫。Kane等[18]发现小鼠乳腺肿瘤病毒（MMTV）借助肠道细菌依赖的宿主IL-10分泌，促进病毒感染。
机体的共生微生物群可以在对抗肠道病毒的过程中发挥作用，如无菌小鼠更容易感染柯萨奇病毒，感染后死亡率增加[19]。
小鼠的寄生虫感染抑制肠道抗病毒CD8+ T细胞对MNV的反应，这种效应与肠道微生物群其他成员不同[20]。
肠道病毒与肠道其他微生物的关系是复杂而辩证的，有益的肠道病毒是维持机体稳态的重要因素。由于肠道病毒感染特性及肠道各分段的细菌组分不同，简单把肠道分成两段得出的结论不够精确，需要细化不同节段肠道，深入研究具体的某些肠道菌及其代谢物对病毒感染的作用。
肠道病毒和IBD之间有着密不可分的联系。Lepage等[21]发现克罗恩病（Crohn′s disease，CD）患者结肠组织活检样本中噬菌体病毒粒子较健康人显著增加，CD患者有更高的噬菌体丰度。
基于病毒组测序的研究显示CD患者的肠道病毒组与疾病状态和治疗相关。虽然个体差异和样本来源对病毒组的影响大于CD的影响，但也发现CD患者病毒组中的病毒比健康人更多，新诊断患者粪便和活检组织中病毒的多样性高于复发患者[22]。目前尚不清楚细菌丰度的下降、噬菌体丰度的增加与IBD发病的关系[23]。CD和溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）患者的病毒组中虽然有一些共有病毒，但也有一些独特的疾病相关噬菌体，如乳球菌、乳酸杆菌、梭菌、肠球菌和链球菌的噬菌体。
IBD患者比健康个体携带更多的哺乳动物病毒和人类病原体，在IBD患者病毒组中还发现了人内源性逆转录病毒（HERV）[24]。HERV蛋白的表达与炎症反应有关，在感染疱疹病毒的IBD患者中，HERV的表达量更高。这种关联对IBD的意义尚不清楚，但感染其他病毒可能会引发HERV的表达。
肠道病毒与慢性胃肠道炎症反应有关的最直接的的证据来自小鼠研究。Atg16L1突变的小鼠发育正常，但诺如病毒的感染会诱发Atg16L1突变小鼠的肠道疾病[25]。单独感染病毒或只携带疾病易感基因都不会造成疾病，揭示了病毒和易感基因的相互作用在IBD疾病进程中发挥了重要作用。
Funke等[26]发现，CD患者回肠黏膜组织中，针对病毒的先天模式识别受体RIG-I相对UC患者显著下调，这可能引起先天黏膜免疫反应的改变。此外，有文献报道NOD2的突变也与CD的易感性有关，提示肠道病毒可能通过先天免疫中的模式识别受体参与IBD疾病的发生与发展[27]。
EBV与CMV感染通常发生在儿童时期，健康人感染EBV和CMV后一般无症状，但它们会在感染细胞中终生潜伏。研究人员已经发现了EBV、CMV与IBD之间有着清晰的联系。Yoshino等[28]在30例UC患者中，发现有17例患者的结肠黏膜可以检测到CMV。2013年Dimitroulia等[29]发现IBD患者的肠道组织中存在EBV，以及抗病毒治疗对IBD有效。2014年欧洲克罗恩病和结肠炎组织（European Crohn′s and Colitis Organisation，ECCO）指出，对激素耐药的重度IBD患者，应该检测是否合并CMV感染[30]。但是，病毒感染与IBD之间的关系仍然不明确，有待探讨。
在肠道病毒组研究领域，还存在着一些关键挑战。
首先，对多因素相互作用的研究存在困难。肠道病毒组研究中，人们面对的常常是非线性相关的问题，又由于对病毒了解不够全面，实际的研究工作很难正确把握。只有将肠道病毒宿主的遗传因素、肠道微生物组和病毒感染能力进行综合考量，才会得到更清楚的认识。
其次，肠道病毒的发现和鉴定也面临着挑战。由于病毒的极端多样性，病毒之间不存在类似于细菌16S rRNA基因的保守序列，不同病毒序列之间差异性极大，这导致病毒参考数据库的缺乏。再者，在微生物组的宏基因组测序中，来自病毒基因组的核酸序列所占比例非常小，这是因为大多数病毒的基因组太小，当病毒数量较少时更难获得较为完整的序列。
然而，肠道病毒组研究领域中存在着大量的机遇，近期的研究提示，针对物种间相互作用的靶向治疗很有前景。例如，一些肠道病毒可能通过提供免疫调节信号而使宿主受益，而有益的人类肠道病毒的发现可以为粪便移植疗法提供新的支持[5]。相信在不久的未来，肠道病毒组的研究将会给人类带来更大的福祉。
利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突
