mở đầu cho sự sao chép RNA vi rút. Gene 3B mã hóa cho chuỗi polypeptide gồm 22 amino acid được gọi là VPg. Trong polio vi rút, enzyme RNA polymerase phụ thuộc RNA sẽ gắn hai nucleotide uracil (U) vào hai nucleotide adenosine (A) trên cấu trúc vòng thân (stem loop) trong chuỗi VPg của RNA vi rút - được gọi là yếu tố sao chép cis-acitng (cre). Quá trình này được gọi là quá trình uridyl hóa [28].
Cau trúc vòng thân cre của HEV71 nam trong gene 2C [29]. VPg và VPg được uridyl hóa (VPGpUpUOH) có chức năng như mồi cho sự nhân lên của RNA vi rút. Có 4 yếu tô sao chép cis-acting cần thiết cho sự nhân lên của RNAvi rút: khu vực lá chẻ ba (cloverleaf domain), vùng cre, đầu 3’UTR, và đuôi poly A (Hình 1. Soi khuôn RNA âm được sao chép từ đầu 3' của sợi dương RNA.
Đầu 3’UTR của HEV71 có 3 khu vực vòng thân (stem loop domain - SLDs) X, Y và Z, tiếp sau đó là đuôi poly A có gắn với protein PABP (poly A binding protein) của tế bào chủ và phức hợp sao chép 3Dpol-VPgpUpUOH có liên kết với hai uracil tạo thành mỗi cho sự kéo dai của sợi RNA âm. PABP cùng lúc liên kết với phức hợp sao chép của vi rút và protein của tế bào chủ tại khu vực lá ché ba ở đầu 5’ UTR. Kết quả tạo thành sợi RNA kép, được gọi là hình thức nhân lên của RNA vi rut (replicative form), đây cũng là tín hiệu để tắt sự dịch mã của protein vi rút. Soi RNA dương của EV71 có hai uracil ở đầu 5° chịu trách nhiệm cho quá trình nhân lên.
Sau khi tổng hợp sợi âm, phức hợp 3Dpol-VPgpUpUOH thứ hai gan vào đầu 3’ của sợi âm. Tại đây adenosine bồ sung sẽ nhận ra đoạn moi VPgpUpUOH va gắn vào, 3Dpol sau đó kéo dai thành một soi RNA dương mới. 10 Quá trình nhân lên gồm hai giai đoạn này diễn ra trong một phức hợp sao chép nằm trên mạng lưới lipid có cấu trúc giống như autophagosome [25]. Một nghiên cứu gần đây chứng minh rang sự sao chép RNA của EV7I phụ thuộc vào một loại protein COP 1 trên vỏ của tế bào chủ, protein này là thành phan thiết yếu trong bộ máy vận chuyền giữa mạng lưới nội chất và bộ máy Golgi [23].
Các yếu tổ sao chép cis-acting cần cho sự nhân lên của RNA vi rút RNA polymerase phụ thuộc RNA (RdRps) của Picornavorus được biết có tỉ lệ kết hợp sai rất cao dẫn đến sự hình thành đa dạng di truyền trong quá trình sao chép RNA vi rút, điều này ảnh hưởng đến sự thích nghi của picornavirus trong quá trình lây nhiễm lên tế bào chủ [30]. Giải phóng vi rút khỏi tế bào Theo mô hình lắp ráp hiện nay của picornavirus, vỏ protein của vi rút bao gồm các protein VP1-VP4 ghép lại với nhau thành protomer. Năm protomer sau đó lắp ráp lại với nhau qua vùng tương tác trải dài từ vị trí aa 66-297 trên VPI dé tao thành pentamer. Các pentamer sau đó sẽ liên kết với bộ gen của vi rút.
12 pentamer, với RNA vi rút, lắp ráp lại với nhau tạo thành vi rút hoàn chỉnh. Nhiều bằng chứng từ các mô hình lắp ráp của picornavirus cho thấy rằng những loại vi rút này điều chỉnh quá trình gây chết tế bào (apoptosis) rất chặt chẽ, chúng một mặt ngăn chặn quá trình gây chêt tê bào thông qua việc sản xuât virion, 11 mặt khác lại thúc đây quá trình apoptosis dé hỗ trợ việc giải phóng thế hệ con cháu. EV71 gây ra quá trình apoptosis trong khoảng 24 giờ sau khi lây nhiễm. Sự biểu hiện của một trong hai enzyme protease 2A hoặc 3C có thể gây ra quá trình apoptosis trong tế bào bị nhiễm.
Cơ chế mà EV7I có thé gây ra apoptosis bao gồm sự phân cắt eIF4G của protease 2A và sự kích hoạt caspase-3 của protease 3C. Các phân tích trong phòng thí nghiệm cho thấy rằng môi trường có bổ sung glucose-6- phosphate dehydrogenase có thé làm tăng cường sự sao chép của vi rút và tăng hiệu ứng gây chết tế bào (CPE) [31]. Nhóm gene EV71 (genogroup) EV71 được phan loại thành 7 nhóm gene: A — G [32]. Sự phân loại phụ thuộc vào các biến thé trình tự trong VP1.
Nhóm gene A chỉ có chủng nguyên mẫu BrCr được phân lập ở Hoa Kỳ vào năm 1969. Hau hết các chủng EV71 đều thuộc nhóm gen B hoặc C, mỗi nhóm lại được chia thành các phân nhóm phụ (subgenogroup). Các phân nhóm phụ B4, B5 va C4 chủ yếu được giới hạn ở các quốc gia ở Châu Á, trong khi C1 và C2 lưu hành chủ yếu ở Châu Âu và khu vực Châu Á - Thái Bình Dương [33]. Nhóm gene D và nhóm gene G mới được đề xuất dường như là nhóm ban địa của An Độ, trong khi nhóm gene E và F gần đây được phát hiện ở Châu Phi và Madagascar.
Sw lây lan và tính sinh bệnh học của EV71 EV7I lây truyền qua đường phân - miệng nhưng cũng có thé lây lan qua tiếp xúc với dịch tiết từ miệng, dịch mụn nước, hay qua hạt bắn từ đường hô hấp. Giống như các enterovirus khác, ban đầu vi rút phát triển ở mô lymphô như amidan và mang Peyer ở ruột non; sau đó đến các hạch lympho khu vực gây tình trạng nhiễm vi rút trong máu (viraemia). Tai đây, các đáp ứng của tế bào chủ sẽ ngăn chặn sự truyền nhiễm của vi rút và không gây triệu chứng. Tình trạng nhiễm trùng lan rộng khi EV71 lan ra hệ võng nội bi (reticuloendothelial system) như gan, lách, tủy xương, tim phổi, tụy tạng; EV71 có thé lan ngược axon tế bào thần kinh của dây thần kinh ngoại biên hoặc thần kinh sọ để vào hệ thần kinh trung ương cũng như 12 hiện diện ở da, màng nhay và trùng khớp với thời kỳ phát bệnh lâm sàng.
EV71 có thể tiếp tục được phát tán từ hầu họng đến sau 2 tuần hay vẫn còn phân lập được từ phân sau 11 tuần ké từ khi bị nhiễm [34]. Sự đa dạng của các biểu hiện lâm sàng do nhiễm EV71 từ bệnh tay chân miệng nhẹ đến viêm não gây tử vong, đã chứng tỏ sự phức tạp của bệnh do EV71 gây ra. EV71 gây rối loan thần kinh chủ yếu là thông qua cảm ứng của viêm thần kinh trung ương. Mặc dù sinh bệnh học của EV71 liên quan đến các bệnh thần kinh đã được nghiên cứu sâu, các cơ chế của EV71 trong quá trình phát triển của bệnh vẫn chưa rõ ràng.
Ban đầu, quá trình nhân lên của vi rút có thể xảy ra trong ruột, vì vi rút có thể được phát hiện trong phân trong vài tuần sau khi nhiễm bệnh. Khả năng EV71 xâm nhập, lây nhiễm và nhân lên trong tế bào thần kinh trung ương đã được chứng minh rõ ràng, như kháng nguyên vi rút đã được phát hiện trong tế bào chất của tế bào thần kinh. Các mục tiêu chính của EV71 trong hệ thần kinh trung ương là tủy sống và não [35]. Cơ chế xâm nhập của vi rút vào thần kinh trung ương sau khi nhân rộng trong các mô ngoại vi hiện tại vẫn chưa biết.
Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng quá trình nhiễm vi rút trong máu cần thiết cho sự lây lan của vi rút vào hệ thần kinh trung ương, ví dụ, những con khi được lây nhiễm EV71 qua đường tiêm tĩnh mach, tiêm 6 bụng hoặc đường uống cũng phát triển hội chứng thần kinh lâm sang và bệnh lý tương tự như trường hợp người mắc bệnh viêm não. Wong và cộng sự đã kiểm tra việc phân phối các phản ứng viêm trong các trường hợp viêm não do EV71 ở con người. Dựa trên các đáp ứng viêm khác nhau được tìm thấy trong hệ thần kinh trung ương (tủy sông, não, vùng dưới đôi, và hạt nhân dưới đồi và răng, các tác giả cho rằng vi rút lây lan vào thần kinh trung ương thông qua hệ thống thần kinh ngoại biên, rất có thê thông qua con đường vận động. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều giả thuyết về sự lây lan của vi rút vào hệ thần kinh trung ương vẫn chưa được xác định một cách rõ ràng [36].
Các yeu tố như độc lực vi rút, sự phân phối của các thụ thé và hệ thống miễn dịch trên tế bào chủ có thể đóng góp vào quá trình phát triển của bệnh viêm não và 13 là yếu tố chịu trách nhiệm chính trong quá trình quan sát sự khác biệt trong các biéu hiện lâm sàng khi bị nhiễm EV71. Một nghiên cứu di truyền ở Đài Loan báo cáo rằng HLA-A33 có liên quan đến việc cơ thé dễ bị nhiễm EV71, mặc dù vai trò của MHC vẫn chưa được biết đến. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng HLA-A33 xuất hiện ở người châu A thường xuyên hơn người da trắng, điều này có thé giải thích cho sự phô biến của dịch bệnh EV71 ở châu A. Họ cũng cho rằng HLA-A2 có thé được liên kết với những rủi ro về tim ở những bệnh nhân bị nhiễm EV71 [37].
Vai trò của các yếu tô trên tế bào chủ có liên quan đến bệnh viêm não do EV71 đã được đề xuất bởi một số phát hiện. Trẻ em bị viêm não dẫn đến phù phổi đã kích hoạt cytokine một cách bất thường để tạo ra các đáp ứng đối với các phản ứng viêm nghiêm trọng. Bệnh nhân thần kinh phù phổi đã được tìm thấy có nồng độ cao hơn đáng kê của interleukin-6 (IL-6), IL-10, IL-13, IL-IB va interferon (IFN) — y; các tế bào T CD4 +, tế bào T CD8 + và tế bào diệt tự nhiên (NK) có nồng độ thấp hơn so với các trường hợp EV71 khác. Nghiên cứu cũng cho thấy rằng trẻ em với viêm não màng não có đáp ứng miễn dịch tế bao bị thay đổi cùng với tan số xuất hiện cao của kiểu gen G/G trong các tế bào lympho T gây độc tạo thành các kháng nguyên đa hình [38].
Số lượng tế bào B tăng đáng ké cũng gan liền với sự phát triển của các biểu hiện thần kinh ở trẻ em nhiễm EV71 [39]. Các cơ chế miễn dịch đối với sự xâm nhiễm của EV71 Hệ đáp ứng miễn dịch là một hang rào bảo vệ cơ thể chống lại vi rút vô cùng quan trong thông qua việc nhận diện kháng nguyên vi rút. Ngay khi xâm nhập vào cơ thé, các tế bào trình diện kháng nguyên đã nhận diện tác nhân thông qua nhiều loại thụ thể nhận dạng (PRR) khác nhau như TLR (Toll-like receptor), NOD (nucleotide oligomerization domain-like receptor) và RIG-I (retinoic acid-inducible gene I-like receptor). Các thụ thé này hoạt hoá các tế bào trình diện kháng nguyên bằng cách tăng cường biểu hiện các phân tử bề mặt dẫn đến việc sản xuất các cytokine va chemokine tiền viêm và sau đó kích hoạt các chuỗi tín hiệu nội bao phía sau.