登·革·热·研·究·进·展

2012-01-26 07:37张守平
中国兽医杂志 2012年10期
关键词:伊蚊登革热抗体

张守平,汪 明

(中国农业大学动物医学院 国家动物原虫实验室,北京 海淀 100193)

登革热是由登革病毒(dengue virus,DENV/DV)引起的人和动物的一类以发热,关节疼痛,红疹为特征的虫媒性疾病,白纹伊蚊和埃及伊蚊是其主要的传播媒介。病毒感染后可引起登革热(dengue fever,DF)、登革出血热(dengue haemorrhagic fever,DHF)和登革休克综合征(dengue shock syndrome,DSS)。登革热广泛的流行于热带和亚热带地区,近几十年来,随着旅游和经济的发展,登革热患者不断增加。据WHO估计,目前全球2/5的人口受到登革热感染的威胁,每年约有亿计的人感染该病毒。我国广东,云南,台湾等省份亦有病例报道出现[1,9]。

1 病原学

1.1 病毒特征和理化特性 DENV属于黄病毒科黄病毒属,有囊膜,单股正链不分节段的RNA病毒。病毒粒子直径约为40~50nm,20面体对称。病毒基因组长约11kb,共编码10个蛋白,即3个结构蛋白(C-prM-E),和7个非 结构 蛋白(NS1-NS2A-NS2BNS3-NS4A-NS4B-NS5)。其中E蛋白为病毒的主要结构蛋白,决定着病毒的组织亲嗜性,介导病毒与细胞受体的结合,同时它还是影响病毒毒力,引起保护性免疫反应及免疫病理损伤的重要成分[2]。

病毒对热敏感,56℃30 min即可以灭活。氯仿、丙酮等脂溶剂、脂酶或去氧胆酸钠可以通过破坏病毒包膜而灭活病毒。病毒对胃酸、胆汁和蛋白酶均敏感,对紫外线、γ射线亦敏感。酒精、1%碘酊、2%戊二醛、2%~3%过氧化氢、3%~8%甲醛等消毒剂也可以灭活病毒。

1.2 病原分离和培养特性 病毒可由发热期患者的血清、血浆或白细胞中分离获得。也可以从死者的肝脏、肺脏、脾脏、淋巴结、胸腺、脑脊液、腹水中分离获得。从血液中分离病毒一般应在发热期进行,最好是感染的前5d,即在形成中和型抗体之前[3]。

登革病毒可以在多种昆虫和哺乳动物细胞中培养增殖,并引起培养细胞折光性增强、细胞变圆或细胞融合等不同程度的细胞病变。昆虫传代细胞系,如白纹伊蚊C6/36等对登革病毒敏感,可用于病毒分离,也是目前最常用的登革病毒增殖的细胞系。哺乳动物细胞系,如人细胞系、乳地鼠肾细胞(BHK21)、非洲绿猴肾细胞(VERO)、原代狗肾细胞(PDK)等均可用于病毒效价的滴定和疫苗的制备[4]。

1.3 抗原性、血清型 根据病毒E蛋白抗原性的不同,可以分为4个血清型,即DENV1,DENV2,DENV3,DENV4。各型病毒之间抗原性有交叉,但与黄病毒科的其他抗原群无交叉性。病毒包膜蛋白E的抗原决定簇既可以诱导宿主产生保护性的中和抗体和血凝抑制抗体,还可能参与登革出血热(DHF)和登革休克综合征(DSS)的发生。非结构蛋白NS1和NS3均具有免疫反应性和免疫原性,可以诱导小鼠产生针对同型登革病毒的保护性免疫。

2 流行病学

人和灵长类动物是登革病感染的自然宿主,灵长类动物包括黑猩猩、猕猴、长臂猿、恒河猴、狒狒等。东南亚森林中的猴感染后多不发病,但可成为传染源。登革病毒的媒介昆虫是伊蚊属成员,在登革热疫区的主要传播媒介是埃及伊蚊和白纹伊蚊。这些伊蚊在全世界大多数地区存在,当叮咬感染了登革病毒的人或动物时,可以通过改换叮咬对象而直接传播病毒。目前尚无在人-人之间的传播。

本病的分布与其媒介伊蚊相一致,广泛分布于全球的热带和亚热带的地区。目前已有一百多个国家报道本病的流行,主要是东南亚、南亚、西太平洋的一些国家和地区。我国的海南、广东、广西、福建、台湾等沿海地区是登革热的流行区[5]。早在19世纪70年代,我国台湾就有登革热发生的记载[6]。1917年,登革热从南亚传入我国大陆,先后在上海、广东、福建、浙江、江西、湖北及台湾等省发生流行。解放后,登革热得到了良好的控制。在经过了30多年后,1978年广东省佛山市突然发生了由登革4型引起的登革热流行。近几年以来,广东省几乎每年均有登革热病例发生,波及范围越来越大,病例数上升明显[1,7]。另外,云南,贵州等省也先后从伊蚊中分离到病毒,当地人群和动物体内也检测到特异性的抗体[8]。北京、上海、香港、澳门等地输入性病例的报道也都有发生[9]。有统计表明,从1978年以来,到1998的20年间,总共发生20次不同程度的流行。报告的病例是越来越多,波及的范围是愈来愈广,但大多数学者认为,目前登革热在中国并未形成地方性的流行[9]。

由于本病的媒介主要是伊蚊。因此在大多数地区,登革热的流行具有明显的季节性,多发生在气温高、雨量多的季节,主要是在5~10月份。一般雨后2~3周伊蚁密度上升,导致发病高峰出现。雨量增多,温度升高,可缩短病毒在媒介中的潜伏期。在亚热带地区主要在多雨季节发生流行,雨季过后的几个月,由于干旱,DF的发病率明显下降。我国的流行季节,广东、广西为5~10月份,海南为3~10月份[10]。

本病是任何年龄均可发病,但不同地区稍有差异,东南亚地区发病群多数为15岁以下儿童,泰国登革出血热多发生于5~8岁儿童,古巴的发病群则多数为成年人。我国从婴儿到老人均有发病,以儿童和青壮年患病率最高,性别无明显差异。

3 临床症状和发病机制

3.1 临床症状 登革病毒多引起无症状的隐性感染。而发病患者的主要临床表现有登革热(DF)、登革出血热(DHF)以及登革休克综合征(DSS)。DF主要临床表现有突起高热、严重头痛(大部分是前额痛)、眼后痛(眼球活动时加重)、全身疼痛和关节痛,可伴有恶心呕吐,另外可有淋巴结肿大、白细胞和血小板减少等症状。DF还可引发心、肝、肺、肾、脑等多系统损害,也可导致心肌损害。DHF/DSS的临床表现更为严重,除了上述DF的症状外,可出现严重持续的腹痛,鼻、口腔、牙龈出血,皮肤出血瘀斑,黑色大便,极度口渴,皮肤黏膜苍白,发冷,烦躁不安或嗜睡,血细胞比容>35%等表现,严重者可致死亡。DENV感染还可导致脑炎。近几年DENV感染病例的临床表现有一些变化,在诊断中应引起注意[8]。

3.2 发病机制 登革热和登革出血热的发病机制迄今尚未完全阐明,一般认为是由于病毒和宿主复杂的相互作用引起的,重症危险因子包括患者年龄、病毒血清型和基因型以及宿主的遗传背景等。近年的研究认为发病机制有几种假说:病毒亲嗜性、病毒毒力学说、宿主的易感因素、抗体依赖性感染增强作用(antibody-dependent enhancement,ADE)、交叉反应性T细胞反应及细胞因子风暴(cytokine storm)等[11],现简要介绍ADE和细胞因子风暴。

学者认为DENV表面存在群特异性决定簇和型特异性决定簇,前者产生的抗体对DENV感染有较强的增强作用,称增强型抗体;后者产生的抗体称中和型抗体。机体二次感染不同型DENV时,血清中中和型抗体不能完全中和病毒,而增强型抗体可以与病毒结合为免疫复合物,这些免疫复合物通过单核细胞或巨噬细胞膜上的Fc受体,促进病毒在这些细胞中复制,出现ADE效应,导致患者临床症状加重,出现血液浓缩和休克,造成DHF/DSS[12]。但是发现,许多一次感染的患者也可以出现DHF/DSS,说明本病还存在其他的致病因素。

细胞因子是由免疫细胞及其他类型细胞分泌的小分子量可溶性蛋白或多肽的总称,具有在细胞间传递信息,调节免疫反应的功能,同时还参与炎症损伤等病理过程。但是过度的炎症反应能够引起全身炎症反应综合征,使机体处于高代谢和高动力循环状态。炎性细胞因子的过度释放有可能进而引起多脏器功能障碍综合征甚至导致死亡。在多种疾病的治疗中,对炎症反应的控制都非常重要。研究发现,登革热重症患者中,IL-1,IL-4,IL-6,IL-13,TNF-α等水平明显增高。TNF-α与血小板减少有明显的相关性。研究显示,Th1型反应向Th2型反应的转变是DHF/DSS发生的一个重要机制,即重症患者的细胞因子多为Th2型的细胞因子。病毒感染后,过量的细胞因子和炎性因子的释放使得血管通透性增加,导致出血和休克[13-15]。

4 诊断

登革病毒的诊断主要是临床症状结合实验室诊断。登革病毒的实验室诊断主要有病毒分离、抗原和抗体检测、基因检测等。

4.1 病毒分离 病毒分离是病毒病诊断的金标准。登革热病毒血症持续时间较短,应该在发热开始的4~5d内,采集样品。病毒的分离培养可通过活蚊、细胞或动物进行。活蚊(巨蚊和伊蚊)分离是目前最敏感的登革病毒分离方法,但对接种技术要求高而很少采用。蚊虫细胞(C6/36、AP-61或 TRA-284)分离具有较高的敏感性。此外,也可利用哺乳动物细胞(BHK21、LLC-MK2)或乳鼠颅内接种作为登革病毒的分离培养方法[16]。

4.2 抗原检测 NS1蛋白是登革病毒感染的主要标志性抗原,NS1蛋白出现时间早于IgM 抗体,可用于早期诊断。目前,已有多个商品化试剂盒用于检测登革病毒的NS1抗原。且研究发现NS1N端aa1-15多肽为DENV-1血清型特异性优势线性表位,提示该表位多肽可作为早期分型诊断登革病毒感染抗原试剂盒[17]。

4.3 血清学检测 由于登革病毒感染患者的体液免疫反应在发病后至少可持续数周,标本可采集时间比较长,因此血清学的方法检测更方便采用。检测IgM、lgG捕获法ELISA、检测IgM、IgG间接法ELISA和血凝抑制试验是登革病毒感染诊断最常用的血清学方法[18]。HI由于其敏感、简便和重复性好而被用于初次感染和二次感染鉴别。由于HI检测登革病毒感染与其他虫媒病毒感染有交叉反应,基本已被检测IgM和IgG捕获法ELISA取代。基于登革病毒E/M蛋白特异性IgM和IgG捕获法ELISA具有较高的敏感性、特异性操作更简便等特点,是登革病毒感染血清学诊断最重要和最常用的检测方法。IgG/IgM 抗体比率常用于区分初次和二次感染。但是,目前采用捕获IgM/IgG比值法鉴别初次和二次感染尚无一致的标准,而且难于区分登革病毒的血清型[19]。

4.4 基因诊断 近年来,登革病毒的分子生物学诊断方法日益完善,核酸扩增成为快速诊断登革病毒的最重要方法,各种RT-PCR方法尝试于检测病毒的RNA。核酸扩增技术在进行检测病毒的同时,也可以对登革病毒的血清型进行鉴别[20]。Harris等应用一步法多重RT-PCR,使反应在同一管中进行,并在登革病毒通用扩增引物间引入一段和PCR产物大小不同的无关序列,构建成内参质粒,通过电泳分析PCR产物的片段大小来鉴别内参和检测靶标。内参照的引入使RT-PCR结果的可靠性得到极大的提高[21]。

基因芯片(gene chips)技术因具有高通量和并行处理的特点,可对病原体进行综合检测和分析。更因其操作简便快速、成本低、体积小等特点,在分子生物学、疾病诊断和治疗等领域具有广泛的应用前景。肖维威等[22]用PCR方法扩增含几乎全长的2型登革病毒cDNA,酶切PCR扩增产物,通过建立2型登革病毒cDNA文库获取芯片探针。用点样仪将探针制备成2型登革病毒检测基因芯片,结果显示样品和2型登革病毒基因芯片杂交的敏感性强、特异性高[22]。

5 防制

5.1 治疗 本病尚无有效的治疗药物,主要采取对症支持疗法,在治疗中应避免使用阿司匹林和布洛芬。有关于利巴韦林、干扰素和阿糖腺苷等用于DF/DHF临床病例的报道,但其疗效有待进一步观察。

5.2 预防 疫苗是预防登革热最有效的途径,然而,迄今仍没有安全有效的疫苗用于登革热的特异性预防。人类感染DENV后可产生型特异性中和抗体,对同型病毒的再感染具有免疫保护作用。但不同型的抗体之间不但没有交叉免疫保护作用,而且还可能对异型病毒感染产生抗体依赖的感染增强作用(ADE)。因此,理想的DENV疫苗应该是能诱导人体产生对4种血清型DENV均有免疫保护作用的四价疫苗[23]。鉴于M和E蛋白包含了主要的中和性抗体表位,用于产生免疫的抗原主要选择M与E蛋白。减毒活疫苗与灭活病毒、重组亚单位疫苗或重组DNA疫苗相比,具有能够提供单剂量的快速免疫;诱导机体产生更长久的中和性抗体,同时有效诱导机体的T细胞免疫;成本较低,便于推广等优点,可以更好地诱发机体的保护性免疫反应。因而减毒活疫苗是目前首选疫苗的开发对象[24]。

6 展望

登革热作为一种重要的虫媒传染病,发病人数逐年增加,严重危害着人类的健康。虽然其相关研究已经取得了一定的成果,但有许多的问题亟待解决。登革热的发病机制仍未有统一的共识,尤其是重症病例,尚无有效预防与治疗措施。今后的工作应该从病毒与宿主的相关机制上着手,早日获得有效治疗登革热的方法,并开发出具有保护作用的多价疫苗。

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