基孔肯雅病毒研究进展

程美慧 陶玉芬 刘建生 刘红旗

[摘要] 基孔肯雅病毒（CHIKV）是一种虫媒病毒，可通过埃及伊蚊和白纹伊蚊传播，感染率高，能够引起长达数月至数年的关节炎症状，严重者会造成残疾甚至致死。近几年来，CHIKV在全球范围内广泛传播，每年可导致数百万人感染。本文从临床症状、病理机制、诊断方法等几方面介绍了CHIKV的最新研究进展，其中CHIKV感染的病理机制是重点描述的部分，了解CHIKV感染的致病机制将有助于找到预防和治疗方法来对抗这种虫媒病毒感染。

[关键词] 基孔肯雅病毒;虫媒病毒;临床症状;病理机制;诊断方法

[中图分类号] R373.33          [文献标识码] A          [文章编号] 1673-7210（2019）07（a）-0070-04

Research progress of Chikungunya viruses

CHENG Meihui   TAO Yufen   LIU Jiansheng   LIU Hongqi

Infection and Immunity Laboratory， Institute of Medical Biology， Chinese Academy of Medical Science & Peking Union Medical College， Yunnan Province， Kunming   650118， China

[Abstract] Chikungunya virus （CHIKV） is an insect-borne virus transmitted by Aedes aegypti and Aedes albopictus. It has a high infection rate and can cause arthritis symptoms lasting from months to years. In severe cases， it can cause disability and even death. CHIKV has spread worldwide in recent years， infecting millions of people each year. This review introduces CHIKV from the aspects of clinical symptoms， pathological mechanism and diagnostic methods， among which， the pathological mechanism of CHIKV infection is the key part described. Understanding the pathological mechanism of CHIKV infection will be beneficial to finding methods of prevention and treatment to fight against this arbovirus.

[Key words] Chikungunya virus; Insect-borne virus; Clinical symptoms; Pathological mechanism; Diagnostic methods

基孔肯雅病毒（Chikungunya virus，CHIKV）是一種单股正链RNA病毒，属披膜病毒科甲病毒属，可致基孔肯雅热，虽致死率不高，但被感染后可使患者出现多发性关节炎表现，致使感染人群丧失劳动力，从而导致严重的社会影响与经济损失。该病毒的主要传播媒介是埃及伊蚊和白纹伊蚊。埃及伊蚊最初被认为是CHIKV传播的唯一媒介，然而在2000年左右，CHIKV编码与宿主受体结合蛋白的基因发生了突变，能感染白纹伊蚊，因此，白纹伊蚊也成为了CHIKV的传播媒介[1]，从而使得CHIKV在人群中更广范围地传播流行。

CHIKV感染者最先于1952年在非洲发现，之后约40年里一直在非洲流行传播。然而，2004年，该病毒传到了印度洋，并在该地区大规模流行。近来，随着航空工具的广泛使用，该病毒随携带者传到了世界上越来越多的国家，目前已有超过40个国家报道了CHIKV感染[2]。本文从CHIKV基本情况、引起的临床症状、病理机制和诊断方法等方面进行了综述，以便我们更加明确CHIKV的研究方向。

1 CHIKV感染引起的临床症状

CHIKV通过蚊虫叮咬传染给人，一般有3～7 d的潜伏期，其典型症状有3个：发热、皮疹和关节痛。发热时患者体温通常高于39℃[3]。皮疹主要出现在躯干及四肢处，有时也出现在手掌、脚底和面部，通常会在3～4 d内消退，没有任何后遗症。关节痛是CHIKV感染引起最典型的症状，90%左右的CHIKV感染者会出现该症状[4]。疼痛的关节通常是对称的，包括上肢和下肢，虽然膝盖是最常见的疼痛部位，但手腕、肘部、手指和脚踝也经常会受到影响。持续的关节痛有时会造成CHIKV感染者残疾。在印度，对大约1200例感染者的研究表明，CHIKV感染后18个月，超过60%的人出现轻度残疾，16%的人出现中度至重度残疾[5]。除了上述的三个典型症状外，CHIKV感染还会引起其他非典型症状，包括恶心、腹泻、呕吐等胃肠道症状以及头痛、疲劳和淋巴结疾病[6]。近来的临床研究还表明，CHIKV感染引起眼膜充血、眼部红斑的病例，在接受治疗15 d后症状明显好转，无后遗症产生[7]。

免疫正常的CHIKV患者临床症状温和[8]，很少报道死亡病例。然而，对于老年人及本身患有其他严重疾病（比如糖尿病、肾功能受损和肝病等）的患者来说，CHIKV感染会导致很严重的后果[9]。另外，有越来越多的证据表明，如果母亲在怀孕期间感染CHIKV，则会导致婴儿出现脑病、癫痫等神经系统疾病[10]。因此，研究该病毒致病机制是预防、控制以及治疗该病毒感染的首要任务。

2 CHIKV感染的致病机制

CHIKV通过感染的蚊子叮咬皮肤而感染宿主。病毒首先感染宿主皮肤的细胞，包括皮肤成纤维细胞和皮肤巨噬细胞，其中成纤维细胞是CHIKV感染的主要靶细胞[11-12]。病毒进入机体后就进行大量复制，与机体的各类细胞相互作用，诱导产生各种致病因子，参与致病过程。

2.1 免疫应答机制

宿主防御病原体感染的第一道防线是固有免疫应答。Ⅰ型干扰素（IFN-Ⅰ）通路是宿主一种重要的固有抗病毒通路。CHIKV感染可诱导Ⅰ型IFN应答并诱导产生促炎细胞因子[13]，在CHIKV致病机制和宿主抗病毒反应中发挥重要的作用，如：CHIKV感染缺乏Ⅰ型IFN受體的小鼠是致命的[14]。病毒分子致病机制研究表明，CHIKV的nsP2蛋白能够阻断Ⅰ型IFN信号[15]，导致宿主抗病毒介质减少，这有助于病毒在机体内大量扩增，同时nsP1蛋白也有助于CHIKV的复制，这可能是CHIKV的一种免疫逃逸机制。因此，通过抑制病毒nsP2蛋白和nsP1蛋白表达有可能控制CHIKV感染。最近的研究还发现，CHIKV通过调控宿主脂肪酸合成酶（FASN）来促进其nsP1的棕榈酰化[16]和病毒扩增，这提示脂肪酸合成酶抑制剂或许对治疗CHIKV有一定的效果（图1，封底）。

获得性免疫在宿主抗CHIKV病毒感染中也起非常重要的作用。病毒特异性免疫反应研究表明，CHIKV特异性CD4+ T淋巴细胞，而不是CD8+ T淋巴细胞，对关节肿胀的发生至关重要[17]。年龄因素研究还发现，与成年宿主相比，老龄宿主对CHIKV感染的T细胞反应减少和延迟[18]，这可能是导致老龄宿主患病持续时间增加的一个因素。然而，T淋巴细胞在CHIKV感染中确切的作用机制尚不清楚。B淋巴细胞缺陷小鼠模型研究发现，CHIKV感染导致这些动物的病毒血症持续了1年多且病情更严重[19]，这表明B细胞在CHIKV的清除过程中发挥了重要作用。因此，通过进一步研究B淋巴细胞和CD4+ T淋巴细胞在CHIKV致病机制中的作用机制，对于制订控制和治疗CHIKV感染方案有重要的指导作用（图2，封底）。

2.2 动物模型的选择

动物模型是研究CHIKV致病机制的重要手段，其中最常使用的是小鼠模型和非人灵长类动物模型。虽然小鼠模型易获取且价格较低，但小鼠的关节炎通常局限于同侧关节[20]，与人类CHIKV感染时发生的双侧关节炎不同。因此，对于CHIKV感染引起关节炎的研究，小鼠并不是一个很好的动物模型。非人灵长类动物由于其生理上与人类的相似性，可能是研究CHIKV感染的致病机制最为理想的实验动物。非人灵长类动物的CHIKV急性感染阶段的特征是病毒血症、发烧、皮疹、细胞因子和趋化因子的增加以及白细胞减少[21]。CHIKV在感染部位进行局部复制，并迅速传播到其他组织中，进行大量的复制，尤其是在脾脏、肌肉和关节。CHIKV感染非人灵长类动物中可以引起持续的病毒血症，而在小型动物模型中很难实现。因此，CHIKV感染非人类灵长类动物模型不仅可以用于研究机体对CHIKV的免疫反应，还可以用来评估抗病毒药物的疗效及所研制疫苗的效果。

2.3 CHIKV感染后病理现象

CHIKV感染在临床上还可以引起中枢神经系统疾病的症状[22]。通过小鼠模型的致病机制研究发现，只在脉络膜丛、室管膜细胞和脑膜细胞中检测到了CHIKV病毒，而在脑微血管和脑实质中没有发现病毒[12]。这表明，CHIKV感染时首先穿过脉络膜丛和血脑屏障，然后感染室管膜，而不是感染大脑微血管和脑实质。这一发现与人类感染CHIKV后出现的中枢神经系统症状相符，即通常认为的脑病。

母胎传播是病毒感染胎儿非常重要的途径之一。通常认为母体血液中的病毒进入胎盘后进行复制，再感染胎儿。然而，在观察CHIKV感染后小鼠的胎盘组织切片时，并没有发现病毒感染的细胞[23]，这表明CHIKV并没有在胎盘中进行复制，母体内的CHIKV最有可能是通过胎盘破裂传播给婴儿，而不是胎盘感染。

3 CHIKV感染的实验室诊断方法

病毒的实验室诊断通常包括常规的病毒分离培养、分子生物学和血清学诊断方法等。乳鼠对 CHIKV非常敏感，表现在所有6日龄小鼠可在接种后12 d内死亡[12]。含病毒样本通过颅内接种后可比较容易地在体内分离培养并进行传代。新分离获得的病毒可进一步通过RT-PCR、中和试验等方法进行鉴定。虽然病毒分离和培养是病毒鉴定的经典方法，但对实验操作者技术要求较高，同时整个诊断过程耗时较长，因此并不适用于病毒感染的快速诊断。

相比于病毒分离培养技术，分子生物学诊断具有快速、灵敏、高效的特点，是当前CHIKV感染的主要诊断方法。分子生物学诊断方法主要包括RT-PCR和实时荧光定量RT-PCR等，可以在抗体出现之前诊断CHIKV感染。同时，由于CHIKV与登革病毒、寨卡病毒等具有相同的传播媒介，常存在共感染[24]，分子生物学方法可区分这种共感染的病毒样本，是目前早期诊断CHIKV感染的主要检测手段。

血清学诊断主要包括中和试验和IgM抗体检测。RT-PCR等分子生物学方法只能用于病毒血症时期标本的检测，而血清学检测具有更广的适用范围。急性期抗体通常在病毒血症后期出现，IgM抗体通常在发病后的3～8 d出现，可在体内持续数周至3个月[25]，利用间接免疫荧光或酶联免疫吸附试验可在急性期检测到该抗体。IgG抗体通常在IgM抗体出现1～2 d后即可检测到，当急性期和恢复期双份血清抗体效价比有4倍以上增高时具有诊断价值。

4 治疗方法

目前没有获得许可的针对CHIKV的疫苗和抗病毒药物。对CHIKV感染的急性期患者而言，休息、预防脱水、止痛和消炎等对症治疗是唯一可用和推荐的治疗方法。对乙酰氨基酚是进行镇痛治疗最好的药物。如果患者对乙酰氨基酚无效，需要服用其他止痛药进行辅助治疗。

由于CHIKV所引起的慢性关节炎与风湿病症状有很大的相似之处，因此临床上经常用治疗风湿病的方法治疗该病毒感染引起的关节炎。治疗慢性关节炎时，国际上通用甲氨蝶呤作为主要治疗药物。尽管该药物可能对CHIKV所致的慢性关节炎患者有效，然而仍缺乏系统的临床数据[26]。另外，氯喹虽然有时也用于该疾病的治疗，但其治疗效果不是很理想[27]。除药物治疗外，适当的、及时的物理治疗可能也有助于慢性风湿病患者的恢复。

广谱抗病毒药物利巴韦林对CHIKV感染的治疗有效[28]，这些抗病毒药物可以减少感染者体内的病毒含量，降低症状的严重程度和减少病毒的传播，然而这还需更多的临床治疗结果来证实。

目前盡管有许多实验室正在通过不同的策略研究和开发CHIKV疫苗，一些候选疫苗也正在进行评估，但尚没有一种疫苗获得批准[29]。因此，基于目前尚无有效疫苗和抗病毒药物的形势，我们必须从CHIKV感染的源头出发，做好防护与灭蚊工作，尽量避免被蚊虫叮咬而感染CHIKV。

5 小结

2015年12月，世界卫生组织基于应对埃博拉疫情的教训，确定了可能导致严重疫情暴发的8种危险病原体及3种次危险病原体，CHIKV是3种次危险病原体之一。

目前对基孔肯雅病毒的研究尽管已经取得了一些进展，但仍有许多问题需进一步探索，如：CHIKV是如何进入人体和蚊媒细胞的？CHIKV感染所导致的慢性关节炎的确切致病机制是什么？以及如何研制针对CHIKV的安全高效疫苗？

埃及伊蚊和白纹伊蚊在中国也广泛分布，且中国与一些CHIKV流行国家之间人员往来密切，存在CHIKV传入的风险。面对这种威胁，中国应重视CHIKV感染后治疗药物的研发和CHIKV疫苗的研制。同时，对于我们而言，也要自身做好防护卫生工作，避免被携带CHIKV的蚊虫叮咬而感染。如果我们每个人都认识到这种病毒的危害，并在日常生活中注意避免感染该病毒，再加上我们国内科学家对CHIKV基础和应用研究的重视，相信我们的国家将有能力预防和控制CHIKV的感染和流行。

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