中东呼吸综合征

王晓欢，严延生，张智芳，梁小洁，林志龙

中东呼吸综合征(Middle East Respiratory Syndrome, MERS)首先发现于2012年6月一名死亡的60岁沙特阿拉伯男性患者[1]。该病的潜伏期为2至14 d，典型表现为急性呼吸道感染，起病急，高热(39 ℃～40 ℃)，可伴有畏寒、寒战、咳嗽、胸痛、头痛、全身肌肉关节酸痛、乏力、食欲减退等症状。目前尚无可用的疫苗和特异性治疗方法，主要采用对症治疗和支持性疗法。虽然该病最初发生在中东地区，但随着贸易、旅游、宗教等的活动的开展，逐渐蔓延到欧洲、非洲、亚洲和北美洲等27个国家[2-3]。该病原体宿主主要为单峰骆驼，表现多为有限的人传人散发流行方式。

1 病原学

1.1MERS-CoV的形态结构与分类学 冠状病毒科下分α、β、γ和δ 4个属，病原学调查确认病原体为一种新的冠状病毒，命名为MERS冠状病毒(MERS-CoV)。前2个属感染人及其他哺乳动物等，后2个属主要感染禽类等脊椎动物。MERS-CoV被分在β冠状病毒属，该病毒属又可进一步分为a-d 4个群，MERS-CoV属于C群；而引起严重急性呼吸综合征的冠状病毒(SARS-CoV)则属于B群已有报道冠状病毒已发现有60多种(图1)[4]。冠状病毒形态结构在电镜下大同小异，多表现为日冕状或皇冠状,多为圆形或椭圆形，表面呈突起状，大的突起主要是刺突蛋白，小的有膜成分在内。

图1 冠状病毒科α、β、γ和δ 4个属及其代表种[4]Fig.1 Four genera and representative species of coronaviridae

1.2 MERS-CoV的分子基础

1.2.1MERS-CoV的基因组及其功能 MERS-CoV是单股正链RNA病毒。全基因组一般超过30 000个核苷酸，不同株间略有差别，基因组分析分为A、B两亚群，但A亚群只有少数株数，主要都在B亚群。基因组有4个结构蛋白基因，分别为刺突蛋白基因(Spike，S)、核衣壳蛋白基因(Nucleocapsid，N)、膜蛋白基因(membrane，M)及包膜蛋白基因(envelope，E)，并有7个开放读码框(ORF1a、ORF1b、ORF3、ORF4a、ORF4b、ORF5和ORF8b)，前两个读码框占据整个基因组的2/3，主要与病毒的复制有关；后5个读码框编码辅助蛋白，可能与毒株致病力有关；还有位于基因组两端的5′、3′非编码区(untranslated region，UTR)，MERS-CoV只和同一C群的冠状病毒基因组有同源性[5-7]。

1.2.2MERS-CoV蛋白的功能 MERS-CoV的4个结构蛋白S、M、E、N中，以S蛋白最为重要。S蛋白以三聚体形式存在，以机体的二肽酶(dipeptidyl peptidase-4，DPP4；又称为CD26)为受体进入细胞，开始进行病毒的生命循环。DPP4主要存在于多种哺乳动物的肾、小肠、肝和前列腺等脏器的上皮细胞表面，在单峰骆驼中，DPP4存在于上呼吸道上皮细胞表面，而在人类中，DPP4则多在肺泡表面表达。S蛋白在进入DPP4前，裂解成S1和S2两个亚基，S1与DPP4的受体结合域(receptor-binding domain，RBD)结合，此后S2使细胞与MERS-CoV膜融合，促使病毒核酸进入细胞[7-8]。

S蛋白既存在可使病毒遗传物质进入机体的RBD，又是进入宿主细胞的主要免疫原，因此是研制药物的靶点和候选疫苗的主要目标蛋白。MERS-CoV能感染多种动物，与DPP4能改变与S蛋白结合介面的静电荷有关[8]。

其他3种蛋白M、E、N及辅助蛋白，M主要在病毒的外层，起维护病毒形态的作用，与S蛋白相互作用，在E蛋白的辅助下，病毒RNA能进入细胞浆进行复制；E蛋白具有较多的嗜水域，为主在双脂膜的内层，并和N衣壳蛋白相连，在病毒出芽生殖中起作用，N衣壳蛋白最主要的作用在于裹胁、保护病毒的RNA；辅助蛋白的作用可能与病毒的致病性有关，现已明确，包括M蛋白在内，ORF4a, ORF4b and ORF5编码的蛋白是1型干扰素的拮抗剂[7-8]。

2 MERS-CoV 流行病学

2.1流行概况 自2012年6月发现1例死亡的MERS病例以来，截至2020年4月底，全球一共报告了2 519例实验室确诊的MERS病例，其中866例死亡，病死率为34.3%；在确诊的病例中，沙特阿拉伯报告2 121例，约占84.2%，病死788例，病死率为37.1%。在中东以外国家发生的疫情较为少见，病患通常有前往中东地区旅行史。2013年至 2018 年同期比较，报告病例的人口学和流行病学特征无明显变化。 50～59 岁年龄组仍然是原发病例感染的最高风险人群，死亡人数最多。30～39 岁年龄组人群最容易发生继发病例，继发性病例死亡人数较多的为 70～79 年龄组。自 2015年以来，由于医院感染预防和控制措施的改善，医院获得性 MERS 病例数量显著下降[9-11]。

2.2 传染源及宿主

2.2.1蝙蝠是MERS-CoV的起源 1965年分离到首株人冠状病毒[12]，2003年又从SARS患者体内分离出SARS-CoV。石正丽团队2013年从云南昆明的一洞穴菊头幅中分离的SARS-CoV样RaTG3毒株与SARS-CoV全基因组符合率高达96.2%，研究表明该株既能利用果子狸受体ACE2,也能利用人类受体ACE2，说明SARS-CoV起源于蝙蝠[4,15]。而MERS-CoV与SARS-CoV同属于冠状病毒科β属，因此MERS-CoV也可能同样起源于蝙蝠；其次MERS-CoV 属于β属C群，这一群包含了多种蝙蝠分离的种株，如BtCoV-HKU4 和BtCoV-HKU5，这也说明MERS-CoV与蝙蝠有关，其起源可能也源于蝙蝠；其三，在2009-2011年对非洲加纳10种蝙蝠4 758只蝙蝠的粪便标本进行了RT-PCR检测，在186只裂颜幅属种(Nycteris gambiensis)约有46只裂颜幅属种携带有2c β冠状病毒；欧洲有4种蝙蝠共272份粪便标本参与了检测，在40份油幅(Pipistrellus)标本中检出2 c β冠状病毒阳性，核苷酸序列分析表明2 c β冠状病毒符合率与MERS-CoV非常高。但蝙蝠栖息地附近均无人员或家畜被感染。2011 年9月在南非的Neoromicia cf. zuluensis蝙蝠中分离出非常类似于MERS-CoV的冠状病毒，2012年10月，在沙特离指标病例(index case)很近的1只墓幅属种( Taphozous perforatus)的粪便颗粒标本中用分段RT-PCR扩出与MERS-CoV 100%一致的核苷酸序列，并在感染骆驼处的蝙蝠粪便标本中也扩增出192 bp的MERS-CoV片段，虽然片段短了些，但不是没有意义的。因此认为蝙蝠是MERS-CoV的储存宿主[13-17]。

2.2.2单峰骆驼作为传染性中间宿主的依据 Reusken等在发现MERS后，对单峰骆驼、牛、绵羊、山羊和其他驼类家畜进行了MERS-CoV特异性抗体的研究，只发现单峰骆驼有此类抗体。这意味着单峰骆驼可能是MERS-CoV的中间宿主，但要证明它的传染性，一是要从单峰骆驼呼吸道中能检出MERS-CoV；二是血清流行病学也应该在单峰骆驼而不是其他动物中找到可抗MERS-CoV感染的中和抗体[18-19]。

2013年10月，在卡塔尔一个农场，发现了2个MERS病例，卡塔尔CDC应急小组分别采集了该农场的14只单峰骆驼的鼻、肛拭子和血液，用MERS-CoV 的上呼吸道E蛋白基因(upE)、ORF1a、N和S引物进行RT-PCR扩增，分离病毒并作抗体中和试验分析，用总共4.2 kb的6段扩增产物分别与MERS-CoV进行系统发生学关系的分析，这些研究证明了单峰骆驼的冠状病毒与这2病例有关。同时，调查1例沙特阿拉伯病例与其所饲养的9只单峰骆驼的关系，因为其中4只单峰骆驼在显示流鼻滴的临床发病特征后，这一47岁的男性才发病，从该病患和其他4只单峰骆驼分离到的病毒存在很高的遗传符合率。2012年12月1日至2013年12月1日，沙特按人口比例在全国范围抽检了1万多人查MERS-CoV，得出阳性率为0.15%，但中和抗体效价很高；为检测环境暴露的影响，2014年3-11月又抽检了30个实验室的人员及以116人为对照，在沙特的13个区里有8个区实验室人员抗体阳性，提示实验室存在MERS-CoV的环境污染。由卡塔尔和欧洲一道完成的另一个研究，也提示少数与单峰骆驼接触者曾被MERS-CoV感染过。前者抽检了294例与单峰骆驼有职业接触的人员，显示7%的接触者血液呈MERS-CoV中和抗体阳性，而与欧洲合作抽检的204人的血液显示阴性结果。2013年沙特抽检了303只单峰骆驼，其抗体阳性率达72%；阿曼抽检了50只单峰骆驼，阳性率为100%；阿联酋抽检了500只，其阳性率为96%。在非洲，尼日利亚2010-2011年抽检了4个省358只单峰骆驼测抗体，其阳性率为94%；突尼斯2009-2013年抽检了分布于3个省的204只单峰骆驼，其阳性率为48.5%；埃塞俄比亚2011-2013年抽检了分布于3个省的188只单峰骆驼，其阳性率为96.3%。上述这些检测，都证实了单峰骆驼作为MERS-CoV 的中间宿主和传染源[20-25]。

2.2.3传播途径及易感人群 人感染 MERS-CoV，一般经呼吸道吸入被感染的单峰骆驼飞沫，频繁密切接触被感染的单峰骆驼或病人[20,26-27]。

Adney团队(2014)用牛冠状病毒为抗原，从私人处购买了3只成年骆驼(分别编号为1、2、3，“1”2岁，“2”3岁；“3”5岁，并曾被阉割过)，他们将所试骆驼在接种前2周饲养在动物P3实验室里。用MERS-CoV(HCoV-EMC/2012型菌株)为攻击毒株，接种之前用50% 空斑试验(TCID50)定量，病毒攻击总量为107/15 mL；尽量模仿自然感染的模式，设置了3种传播途径和量，这3种途径分别为气管(8 mL)、鼻腔(3.3 mL/单侧)和眼粘膜(0.2 mL/单只)。接种后1～2 d直至7 d，可检出感染性的病毒(除“1”于接种后第5 d麻醉处死外)，3号试驼至28 d仍可检出病毒RNA；接种攻击14 d开始产生中和抗体，3号在35 d后中和抗体效价可达1∶640；从3只血液、粪便、尿液中均未分离到病毒或检出病毒RNA，3只骆驼分别于5、28及42 d麻醉处死。临床症状观察从感染第1 d起即开始，一般呈一过性非典型症状，较为明显的是接种后1～5 d流鼻滴，第2～5 d肛温有些升高。病理有些变化，尤其是重症(“1”号)单峰骆驼，在咽后、纵隔、肠系膜和气管支气管淋巴结也检测到感染性病毒；“2”在上呼吸道基本未见损伤，在下呼吸道(气管、支气管和细支气管)的假分层上皮细胞中发现组织学损伤，但在肺泡中没有发现组织损伤。3号在病理上基本未见变化，也检不出MERS-CoV抗原。这个研究证实单峰骆驼存在MERS-CoV重、轻和无症状的感染，人感染与单峰骆驼鼻腔喷出的飞沫和频繁密切接触有关[27]。这种传播途径与韩国2015年的MERS疫情暴发类似[28]。

3 临床表现及治疗

MERS潜伏期为 2～14 d，通常约为 5～6 d。MERS-CoV感染的临床表现从无症状或者轻微呼吸道症状，到严重急性呼吸道疾病及死亡不等。但多数 MERS-CoV 确诊病例都患有严重的急性呼吸道疾病，主要表现为发烧、咳嗽、呼吸急促。肺炎较为常见，严重时可引起呼吸和肾衰竭，需要在ICU得到人工通气和支持。影像学表现可包括单侧或双侧肺呈片状坏死，或呈混浊、间质浸润、实变和胸腔积液。少部分患者并发有胃肠道症状，包括腹泻和恶心、呕吐。呼吸道和胃肠道都有感染的症状在老年人群、免疫系统功能低下人群和患有癌症、慢性肺部疾病和糖尿病等慢性病人群中所造成的结果更为严重[29]。

MERS-CoV引发的病死率高达约35%，主要治疗方法为支持疗法，也采用一些主动、被动的治疗方法，如使用恢复期血浆、推注免疫球蛋白、单抗和有效的治疗其他病的药物的治疗，并且还有最新的抗菌肽(antimicrobial peptides，AMPs)疗法[30]。

4 实验室特异性检测

WHO于2012年12月制定了MERS-CoV实验室诊断的临时性指南，并于2018年1月进行了第 4 次更新[31]。

4.1标本采集与运送 DPP4 已被证实为MERS-CoV 的细胞受体，该受体表达于人非纤毛支气管上皮细胞和肺泡上皮细胞及巨噬细胞，少数表达于上呼吸道上皮细胞，因此，支气管肺泡灌洗，痰和气管等下呼吸道标本含有较高的病毒载量。WHO的指南要求同时收集患者上呼吸道和下呼吸道的标本检测，期间应间隔2～3 d采集呼吸道样本，直到临床痊愈。

应用血清进行抗体检测时，确认感染需要双份血清标本。血清样本应间隔 3～4 周采集，第1次采集应在症状开始的第1周进行。如果只能收集单一血清标本，则至少应在症状出现后 14 d 进行。标本采集后应尽快送到实验室，但可以在 4 ℃下存储和运输；当有可能超过 72 h送达实验室时，应将标本在-20 ℃下储存且用干冰运输，应避免反复冻融标本。

4.2RT-PCR 检测 常规确认 MERS-CoV 感染一般采用核酸扩增方法检测，必要时通过核酸测序进行确认。不推荐将病毒分离培养作为常规的诊断方法。目前已开发出3种用于MERS-CoV 的 RT-PCR 检测试剂，其中包括针对upE、ORF1b 和ORF1a基因的检测。针对upE检测因具有较高的灵敏度被推荐用于筛查，针对ORF1a的检测与针对upE的检测具有相同的灵敏度，而针对ORF1b的检测灵敏度则低于针对ORF1a 的检测。此外，针对 MERS-CoV N蛋白基因的两种检测方法可作为upE和ORF1a的替代性检测。这些方法不与其他人冠状病毒有交叉反应。其流程见图2。

图2 标本的核酸检测流程Fig.2 Nucleic acid detection process of specimen

4.3血清学检测 血清学检测适用于按《国际卫生条例》需检测，但因条件限制无法开展核酸扩增检测的人员；应用血清学检测也用于确认 MERS-CoV 感染的病例、持续性暴发流行中的部分被调查人员感染的确认。一般血清学方法使用酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent，ELISA)和间接免疫荧光试验(indirect fluorescent assay，IFA)，抗体呈4 倍以上增高可以作为确诊依据。

出于生物安全考虑，RT-PCR 检测时，应在P2实验室生物安全柜中加样，而进行病毒分离和中和试验时，则必须在P3实验室进行[32]。

5 防 制

已知MERS是一种致死性很高的人兽共患疾病，疫苗靶点为可进入细胞且可产生中和反应的S蛋白。但目前研制的疫苗除了小鼠试验有效外，还没有一种商业化人用疫苗研制出来； 至2016年止，只有DNA疫苗已进行Ⅰ期临床试验，其他4类(减毒、亚单位及重组载体疫苗等)约12种候选疫苗均处于临床前研究阶段；目前认为用改造的MVA病毒载体及黑猩猩腺病毒载体用于MERS疫苗的研制较为合适。有人则认为MERS是散发性传染病，单峰骆驼是直接或间接的传染源，只要简单的研制兽用疫苗阻断MERS-CoV的传播就可达到防制目的。Haagmans 等[33]用改良的的活病毒疫苗(MVA)载体携MERS-CoV S蛋白基因经粘膜途径免疫单峰骆驼，发现该候选苗可以产生抗MERS-CoV的中和抗体，并可减少呼吸道感染性病毒，使所试骆驼症状减轻。

在人用疫苗未诞生之前，WHO则建议采用非药物干预方式预防 MERS-CoV的传播，其中减少动物-人的传播、快速识别病例、追踪在医疗机构与确诊病例有关的所有密切接触者以及采取控制 MERS-CoV 感染的核心措施。就一般性防护而言，应加强对旅游者有针对性的宣传教育，前去参观有单峰骆驼和其它动物的农场、市场、饲料仓或其它可能存在感染性地域的人员应当采取一般性个人卫生措施，包括尽可能避免与动物的接触，接触动物前后应彻底洗手。除此之外，禁食未煮熟的骆驼肉或生骆驼奶[34]。

利益冲突：无