妊娠寨卡病毒感染对胎儿脑/神经系统发育的影响

陈嘉雯，任泰，倪云翔，丁之德

·综述·

妊娠寨卡病毒感染对胎儿脑/神经系统发育的影响

陈嘉雯，任泰，倪云翔△，丁之德△

近年来，南美洲寨卡病毒（Zika virus）流行，同时该地区吉兰-巴雷综合征（Guillain-Barré syndrome）、新生儿小头畸形发病率明显升高。截至2016年3月，疫情共波及美洲33个国家和地区，超过19万人疑似感染。另外，欧洲、亚洲诸国也均有输入性病例的报道。妊娠寨卡病毒感染与胎儿神经系统发育异常存在着高度的相关性，这已引起了全球范围的密切关注。寨卡病毒影响胎儿神经系统发育的机制可分为直接和间接两条途径：①寨卡病毒可通过血-胎盘屏障，且病毒具有嗜神经性，直接影响胎儿的神经系统发育；②寨卡病毒通过其他介质间接影响胎儿的神经系统发育，如通过胎儿炎症反应介质或免疫交叉反应产生的抗体等。虽然具体机制目前尚未完全明确，但现阶段及时阐明妊娠寨卡病毒感染对胎儿神经系统发育的影响及防控该病毒在中国境内的传播，将具有极为重要的临床意义和长远的社会意义。

小头畸形；孕妇；胎儿；胎儿发育；格林-巴利综合征；黄病毒属；寨卡病毒

（J Int Obstet Gynecol，2016，43:274-278）

2015 年始，南美洲寨卡病毒（Zika virus）流行，同时该地区吉兰-巴雷综合征（Guillain-Barré syndrome）、小头畸形（Microcephaly）发病率明显升高。截至2016年3月31日，美洲共33个国家和地区受到疫情波及，超过19万人疑似感染。此外，欧洲、亚洲诸国也均有输入性病例报道［1］。2016年2月1日，世界卫生组织（WHO）宣布寨卡病毒及其相关潜在的神经系统综合征和小头畸形是一次国际关注的突发公共卫生事件（Public Health Emergency of International Concern）。目前，对寨卡病毒的感染及致病机制尚处于初步研究阶段，其对胎儿神经系统发育的影响是病毒对人类健康的主要威胁。综述寨卡病毒的流行病学及对妊娠和胎儿发育影响的研究现状，这将对了解该病毒对孕妇和子代的危害有着重要的临床和社会意义。

1 寨卡病毒

1.1 生物学特征寨卡病毒最先于1947年从乌干达寨卡森林捕获的恒河猴血清中分离发现［2］。病毒属黄病毒科（Flaviviridae）黄病毒属（Flavivirus），颗粒呈球形，二十面立体对称，直径约为40 nm，表面有包膜，包膜上含有刺突（spike）。

病毒核心含单股正链RNA［3］。基因组全长1 0794 bp，仅有一个开放读码框，序列为：5’NCR-C-PrME-NS1-NS2A-NS2B-NS3-NS4A-NS4B-NS5-3’NCR （NCR：非编码区，C：核衣壳蛋白，PrM：前膜蛋白，E：包膜蛋白，NS：非结构蛋白）［4］。编码结构蛋白包括衣壳蛋白（C蛋白）、膜蛋白（M蛋白）和包膜蛋白（E蛋白）等。其中E蛋白与靶细胞膜融合及与膜受体结合密切相关。非结构蛋白包括NS1、NS2A、NS2B、NS3、NS4A、NS4B、NS5，均为寨卡病毒的活性酶或调节蛋白［3］。

根据E蛋白及NS5蛋白基因核苷酸序列分析，寨卡病毒可分为两个亚型：非洲亚型和亚洲亚型，其中后者是2013年法属波利尼西亚和2015年巴西寨卡病毒爆发的类型［5］。寨卡病毒与黄病毒属其他成员（如登革病毒）的抗原有交叉性［6］。

1.2 病毒传播特征寨卡病毒的自然宿主暂不明确，人、灵长类动物、斑马、象和啮齿动物等皆可能成为其宿主。伊蚊是主要传播媒介，目前已从超过20种伊蚊体内分离得到该病毒［6］。

由于病毒可在人体内达到足够载量，可以引起人↔蚊↔人的传播途径。估计与同属其他病毒类似，即雌蚊叮咬带病毒的宿主，吸血后病毒在雌蚊体内增殖，之后移行至唾液腺，叮咬易感动物传播病毒，而人类对寨卡病毒普遍易感。此外，病毒也可能存在其他传播途径，包括性传播、垂直传播、母乳传播、输血等方式，但尚待进一步研究［6］。

1.3 致病性与免疫性人感染病毒后，大多数表现为隐性感染。潜伏期暂不明确，估计为数天。少数感染者经潜伏期后发病，典型症状包括发热、皮疹、关节疼痛、肌痛、头痛、结膜炎等，与登革热、基孔肯雅热（chikungunya fever）类似。症状持续2～7 d，通常较轻，呈自限性（self-limited）［6-8］。

吉兰-巴雷综合征为寨卡病毒感染后可能出现的并发症。在2013年法属波利尼西亚寨卡病毒流行与2015年南美洲寨卡病毒流行期间，吉兰-巴雷综合征发病率显著增高［9-10］。

孕妇妊娠早期感染寨卡病毒可能会导致胎儿小头畸形的发生。目前，小头畸形的诊断标准在全球范围内存在一定的差异，但通常为超声测量胎儿28周后的头围。如美国神经学会以低于均值2个标准差为诊断标准，而巴西统计新生儿数据的部门——出生信息系统（Live Birth Information System）则以低于均值3个标准差为标准［11-12］。在2013年法属波利尼西亚寨卡病毒流行与2015年南美洲寨卡病毒流行期间，小头畸形发病率显著增高［10，13］。

机体对寨卡病毒产生的免疫反应特征暂不明确。根据现有报道，IgM抗体在发病5～10 d后出现，持续时间可能超过2个月，而IgG在此期间可保持阴性［14-15］。

1.4 微生物学检查

1.5 防治原则目前尚无针对寨卡病毒的疫苗，也无治疗寨卡病毒感染的特效药物，临床上主要是针对并发症进行相应的治疗，而防蚊、灭蚊依然是预防寨卡病毒感染的主要手段。

2 寨卡病毒的流行病学调查

1947 年，寨卡病毒首次从恒河猴血清中得到分离［2］。截至2007年前，寨卡病毒感染散发于非洲和亚洲，全球病例报道少于20例［6］。

2007年，密克罗尼西亚雅浦岛出现寨卡病毒流行。据统计，约73%的当地人口在4个月内相继感染寨卡病毒。其后，太平洋诸岛均暴发流行，但在该次疫情中未出现死亡病例，也无吉兰-巴雷综合征和小头畸形的相关报道［22］。

2013—2014 年，法属波利尼西亚出现寨卡病毒流行。当地报道了8 510例疑似感染病例。据估计，有超过29 000名（约为当地人口的10%）居民曾感染寨卡病毒。2013年11月—2014年2月，当地报道72例严重的成人神经系统疾病，其中42例吉兰-巴雷综合征［23］，而后者在2009—2012年的发病例数分别为5例、10例、3例、3例［24］。Cao-Lormeau等［9］对此进行了病例对照研究，该研究以42例吉兰-巴雷综合征患者作为试验组，而另98例非发热性疾病住院患者作为对照组，通过检测寨卡病毒抗体水平，显示了寨卡病毒感染与古兰-巴雷综合征发病的强相关性。2014年3月—7月，7例小头畸形患儿集中出现，Cauchemez等［13］进行的队列研究表明，孕妇妊娠早期感染寨卡病毒，其新生儿的小头畸形发病率为95/万，而基准值为2/万，提示病毒感染和小头畸形高度相关。

2015年始，南美洲大部分国家和地区暴发寨卡病毒流行，巴西的疫情尤为严重。据PAHO统计，截至2016年3月31日，巴西疑似病例超过72 000例，确诊534例［1］。据巴西卫生部的统计数据表明，2015年1月—2016年1月，巴西的新生儿小头畸形3 530例，而2010—2014年小头畸形的年平均发病仅为163例［10］。Kleber等［11］发现，在巴西寨卡病毒发病率最高的3个州，小头畸形发病率的增长也最为显著，且小头畸形发病率开始增长于寨卡病毒实验室确诊22～23周之后，与妊娠早期感染相吻合。除此外，在所研究的19个州中，其中15个州有实验室确诊的寨卡病毒感染病例。在这15个州中，小头畸形发病率为2.80/1万新生儿，而无确诊感染的另4个州中，小头畸形发病率仅为0.60/1万新生儿。Rasmussen等［25］根据Shepard标准，认为现有的证据足以表明寨卡病毒感染与小头畸形发生的因果关系。

3 寨卡病毒的致病机制

根据目前的研究进展，寨卡病毒对胎儿神经系统发育影响的具体机制尚不明确，可能分为直接和间接两条途径：①寨卡病毒可通过血-胎盘屏障且病毒具有嗜神经性，直接影响胎儿的神经系统发育；②寨卡病毒通过其他介质间接影响胎儿的神经系统发育，如胎儿炎症反应或免疫交叉反应所产生的抗体等。

3.1 直接作用机制

外泌体（exosome）是由细胞释放于细胞间隙的膜包被小泡结构，可参与细胞间信息交流，并转运具有生物活性的蛋白、脂质、RNA等。在对人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）、丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）、人类T细胞白血病病毒（human T-cell leukemia virus，HTLV）和登革病毒的研究中表明，外泌体能够向邻近的细胞传递许多调节因子，包括蛋白和微小RNA（miRNA），另还有其他功能性遗传物质，如病毒RNA等，借此促进感染或调节细胞反应［29］。寨卡病毒也可能借助于由滋养层细胞内质网形成的外泌体，并靶向作用于胚胎神经细胞，从而产生危害作用［27］。

巨细胞病毒（CMV）是一种可以导致胎儿发生小头畸形的病毒，研究发现其能靶向作用于细胞滋养层内细胞，以此进入胎盘的胎儿面［30］。因此，寨卡病毒也可能通过类似的途径。另一方面，研究发现由滋养层细胞借外泌体释放的C19MC miRNAs，在一般情况下可削弱多种病毒的复制能力，但却能显著增强hCMV感染力［31］，寨卡病毒也有可能通过此类似的机制增强自身感染力。

除此外，寨卡病毒也可能类似于登革病毒感染，损害毛细血管内皮细胞多糖蛋白复合物层（glycocalyxlayer）的滤过功能，这也可能破坏血-胎盘屏障结构，使游离病毒得以顺利通过［27，32］。

另外，体外实验进一步证明，寨卡病毒能够感染人类诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cell，iPS）来源的神经干细胞（neural stem cell，NSC）并导致其死亡［35］。寨卡病毒感染可以干扰神经球（neurosphere）的形成并减缓类器官体（organoid）的发育，而神经球和类器官体是体外研究胚胎脑发育的互补模型（complementary model）。根据此模拟早期胚胎脑发育模型的结果，感染寨卡病毒后可能会对胚胎脑发育造成严重的后果［35］。

3.2 间接作用机制

然而，也有人对此持不同意见，如大多数感染所致的吉兰-巴雷综合征可被解释为致病原的表面分子与神经细胞的神经节苷脂相似，从而导致了自身免疫的发生［39］，但在法属波利尼西亚寨卡病毒爆发的流行病学调查中显示，仅在31%的吉兰-巴雷综合征患者中检测出抗糖脂抗体，提示寨卡病毒导致的吉兰-巴雷综合征可能并非由于免疫交叉反应所致，而是由于病毒感染直接引起［9］。

4 结语

目前国内外对寨卡病毒的研究尚处于起步阶段，该病毒对于胎儿神经系统发育不可忽视的严重负面影响亟需我国医务工作者的急切关注，尤其是近期我国已有多例输入性病例发生的情况下更不能掉以轻心。如受感染孕妇羊水与胎儿的脑组织中均检出病毒的结果提示病毒可能会对胎儿的神经系统产生直接损害。另一方面，生物信息学方法又同时提示病毒对胎儿脑组织存在间接损害的可能，这也为后续的致病机制等理论研究奠定了必要的基础。

值得指出的是，寨卡病毒可通过伊蚊传播，而历史上该病毒的几次流行都表明其传播范围广、速度快、易被忽视，且潜在造成的新生儿小头畸形对家庭、社会都造成沉重的负担，还可造成一定的社会恐慌。目前尚无针对寨卡病毒的疫苗或是特效药物，防蚊灭蚊依然是预防的主要措施，而疫情一旦发生却较难控制。因此，现阶段及时阐明寨卡病毒可能对妊娠及胎儿神经系统发育的影响不仅具有重要的临床意义，而且还有长远的社会意义。

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The Effects of Zika Virus Infection on Fetal Brain and Nervous System Development during Pregnancy

CHEN Jia-wen，

REN Tai，NI Yun-xiang，DING Zhi-de.Department of Clinical Medicine，Grade 2012，8 years program（CHEN Jia-wen，REN Tai），Department of Anatomy，Histology and Embryology（DING Zhi-de），School of Medicine，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200025，China；Department of Gynaecology and Obstetrics，Tong Ren Hospital，School of Medical，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200336，China（NI Yun-xiang）

s:NI Yun-xiang，E-mail:niyunxiang888@aliyun.com；DING Zhi-de，E-mail:zding@shsmu.edu.cn

In recent years，the Zika virus outbreak is ongoing in South-America，followed by increasing morbidity of neurological disorders，including Guillain-Barré syndrome and congenital microcephaly.By the end of March，2016，thirty-three countries in America were involved，with suspected cases over 190 000.Besides，imported cases have also been reported in Europe and Asia.The correlation between Zika virus infection during the pregnancy and fetal neurogenesis defects raises global severe concern immediately.The potential mechanism can be divided into two pathways:①The blood-placenta barrier may be penetrated by Zika virus and the virus has a characteristic of neurotropism.Subsequently Zika virus can impair neurogenesis directly.②Zika virus might disrupt fetal neurogenesis indirectly by other mediators，such as fetal inflammatory cytokines or antibodies in cross-immune response.Although the precise mechanism has not been completely elucidated yet，to review the effects of Zika virus infection in pregnancy on fetal neurogenesis promptly as well as the prevention and control of Zika virus outbreak in our country will have both critical clinical and long-term social significances.

Microcephaly；Pregnant women；Fetus；Fetal development；Guillain-Barre Syndrome；Flavivirus；Zika virus

2016-04-18）

［本文编辑 王琳］

200025上海交通大学医学院临床医学系2012级临床八年制（陈嘉雯，任泰），解剖学与组织胚胎学系（丁之德）；上海交通大学医学院附属同仁医院妇产科（倪云翔）

倪云翔，E-mail：niyunxiang888@aliyun.com；丁之德，E-mail：zding@shsmu.edu.cn

△审校者