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病原生物學出版教材-文字教材:高級醫(yī)學微生物學(主編)第8章 新現(xiàn)與再現(xiàn)的病原微生物

病原生物學出版教材文字教材:高級醫(yī)學微生物學(主編)第8章 新現(xiàn)與再現(xiàn)的病原微生物:第8章新現(xiàn)與再現(xiàn)的病原微生物在人類歷史上,病原微生物所致的傳染病一直是人類健康的主要威脅。天花曾肆虐人類達二千多年;14世紀的鼠疫曾奪去1/3歐洲人的生命;19世紀,霍亂曾帶給人類深重的災難;1918~1919年死于流感的人數(shù)超過2500萬,比第一次世界大戰(zhàn)中死亡的人數(shù)還要多。長期以來,人類與傳染病進行了不懈的斗爭,并取得了輝煌的成就,到20世紀50年代,許多長期威脅人類生命的傳染病得到有效控

第8章  新現(xiàn)與再現(xiàn)的病原微生物

在人類歷史上,病原微生物所致的傳染病一直是人類健康的主要威脅。天花曾肆虐人類達二千多年;14世紀的鼠疫曾奪去1/3歐洲人的生命;19世紀,霍亂曾帶給人類深重的災難;1918~1919年死于流感的人數(shù)超過2 500萬,比第一次世界大戰(zhàn)中死亡的人數(shù)還要多。長期以來,人類與傳染病進行了不懈的斗爭,并取得了輝煌的成就,到20世紀50年代,許多長期威脅人類生命的傳染病得到有效控制,全球傳染病死亡人數(shù)占總死亡人數(shù)的比例由19世紀的50%~60%下降到10%,人的死因排位也由傳染病為主轉(zhuǎn)為心腦血管病、腫瘤及意外傷害為主。

近二十多年來,傳染病又在人間肆虐,一些前所未聞的病原微生物,如人類免疫缺陷病毒、埃波拉(Ebola)病毒、霍亂弧菌O139、大腸埃希菌O157∶H7等不斷引起傳染病的暴發(fā)和流行,使社會為之恐慌。某些早已得到有效控制的傳染病如病毒性肝炎、流行性感冒、結(jié)核、霍亂等又在全球復活,流行十分猖獗。近年來,全球每年因感染性疾病致死的人數(shù)約1700萬,占死亡總?cè)藬?shù)1/3,在發(fā)展中國家有半數(shù)死因是由病原微生物所致,傳染病仍是人類健康的主要威脅,新現(xiàn)(Emerging)與再現(xiàn)(Re-emerging)的病原微生物受到廣泛的重視。

第一節(jié)  新現(xiàn)與再現(xiàn)病原微生物的概述

一、新現(xiàn)病原微生物的種類

據(jù)WHO報告,自1973年以來新現(xiàn)的病原微生物有30多種(表8-1)。在新現(xiàn)病原微生物中,被稱為“世紀瘟疫”的HIV自1981年被發(fā)現(xiàn)以來,其感染已席卷全球,感染率急劇上升,至2001年11月,全球HIV的感染者累計已超過6000萬,死亡人數(shù)累計近2000萬,每天新增感染者16000人。我國自1985年發(fā)現(xiàn)第一例HIV感染者以來,全國各省市均已遭到HIV的襲擊,估計到2002年受感染人數(shù)已超過200萬。

1976年以來,埃波拉病毒在非洲引起的埃波拉出血熱以其極強的傳染性、極高的死亡率而被稱為“死亡天使”。2002年底在我國廣東省最先發(fā)現(xiàn)的傳染性非典型肺炎具有高度傳染性,很快在30多個國家和地區(qū)暴發(fā)流行,病死率高達5%-10%,引起社會恐慌。

1986年首先在英國出現(xiàn)的“瘋牛病”目前已席卷整個歐洲,至2000年底,已有超過18萬頭牛受感染,特別是與“瘋牛病”相關的人類新型克-雅病的出現(xiàn),更引起國際社會的高度緊張。

此外,O139霍亂弧菌、0157∶H7大腸埃希菌以及1997年香港發(fā)現(xiàn)禽流感也已引起人們的極大關注。

表8-1  1973年以來新現(xiàn)的病原微生物

年份

病  原  體

所  致  疾  病

1973

1975

1975

1976

1977

1977

1978

1980

1981

1982

1982

1982

1983

1983

1986

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1995

1996

1997

1997

1998

1999

2003

輪狀病毒(Rotavirus)

甲型肝炎病毒(Hepatitis A virus)

人類細小病毒B19(Parvovirus B19)

埃波拉病毒(Ebola virus)

漢坦病毒(Hantaan virus)

嗜肺軍團菌(Legionella)

丁型肝炎病毒(Hepatitis D virus)

人嗜T細胞白血病病毒1

(Human T-lymphotropic virus 1)

產(chǎn)毒素金黃色葡萄球菌

(Toxin producing strains of S.aureus)

腸出血性大腸埃希菌(E.coli O157:H7)

人類T細胞性白血病病毒2

(Human T-lymphotropic virus 2)

伯氏疏螺旋體(Borrelia burgdorferi)

人類免疫缺陷病毒

(Human immunodificiency virus)

幽門螺桿菌(Helicobacter pylori)

人類皰疹病毒6型(Human herpesvirus 6)

戊型肝炎病毒(Hepatitis E virus)

埃立克次體(Ehrlichia chafeensis)

人類皰疹病毒7型(Human herpesvirus 7)

Gunarito 病毒

O139霍亂弧菌(Vibrio cholerae O139)

辛諾柏病毒(Sin Nombre virus)

Sibia 病毒

人類皰疹病毒8 型(Human herpesvirus 8)

庚型肝炎病毒(Hepatitis G virus)

朊粒(Prion)

輸血后肝炎病毒

(Transfusion Transmitted virus)

禽流感病毒(H5N1)

西尼羅病毒(West Nile virus)

尼派病毒(Nipah virus)

SARS冠狀病毒

嬰兒腹瀉

甲型肝炎

慢性溶血性貧血、再障危象、幼兒急疹

埃波拉出血熱

腎病綜合征出血熱

軍團菌病

丁型肝炎

T細胞淋巴瘤、白血病

中毒性休克綜合征

出血性結(jié)腸炎

毛細胞性白血病

萊姆病

艾滋病

慢性胃炎,消化性潰瘍

幼兒玫瑰疹

戊型肝炎

立克次體病

熱性皮疹、中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染

委內(nèi)瑞拉出血熱

霍亂

成人呼吸窘迫綜合征

巴西出血熱

艾滋病相關卡波氏瘤

庚型肝炎

新型克-雅氏病

輸血后肝炎

流感

尼羅河熱

腦炎

嚴重急性呼吸系統(tǒng)綜合征

二、再現(xiàn)病原微生物的種類

表8-2列舉了WHO公布的近20年來再現(xiàn)的病原微生物及其所致疾病。

在死灰復燃的20多種病原微生物中,危害最嚴重的主要有霍亂弧菌、結(jié)核分枝桿菌、白喉棒狀桿菌、登革病毒等。1991年南美發(fā)生霍亂大流行,發(fā)病人數(shù)達60萬。1999年61個國家報告霍亂病例共有254310例。2001年南非暴發(fā)霍亂,持續(xù)8個月,共有86 107人發(fā)病,死亡181例。

結(jié)核分枝桿菌感染特別是多重耐藥結(jié)核分枝桿菌感染已成為全球的嚴重公共衛(wèi)生問題,目前全球有1/3的人感染了結(jié)核分枝桿菌,平均每年約有800多萬人發(fā)病,尤其是有3%的新病例與HIV混合感染有關,且此比例正在迅速上升。結(jié)核病與HIV形成了當代一種致死性的結(jié)合模式,被稱為“死亡伙伴”。耐藥性、移民和HIV感染是21世紀全球控制結(jié)核病面臨的三大難題。

隨著氣候改變和城市化傾向,登革病毒感染范圍不斷擴大,全球每年約有5 000萬人感染登革病毒,50萬人需住院治療。特別是1995年以來,登革熱在拉美各國蔓延迅速,登革出血熱的病例急劇增多,已成為一個嚴重的公共衛(wèi)生問題。

在我國已基本杜絕30年之久的性傳播疾病于20世紀80年代初開始死灰復燃,且愈燃愈烈。1994年印度發(fā)生肺鼠疫流行,震驚世界。

表8-2  再現(xiàn)的病原微生物

病原體

所致疾病

霍亂弧菌(V.cholera)

鼠疫耶氏菌(Y.pestis)

布魯菌(B.Melitensis)

沙門菌(S.typhimurium)

白喉棒狀桿菌(C.diphtheriae)

A群鏈球菌(Pyogenic Streptococcus)

百日咳鮑氏菌(B.pertussis)

腦膜炎奈瑟菌(N.meningitidis)

結(jié)核分枝桿菌(M.tuberculosis)

淋病奈瑟菌(N.gonorrhoeae)

戰(zhàn)壕熱羅沙利馬體(Roch.Quintana)

恙蟲病立克次體(R.tsutsugamushi)

狂犬病病毒(rabies virus)

黃熱病病毒(Flaviviruses)

登革病毒(dengue virus)

梅毒螺旋體(Treponema pallidum)

霍亂

鼠疫

布魯菌病

沙門菌病

白喉

鏈球菌毒素休克綜合征

百日咳

流行性腦脊髓膜炎

結(jié)核病

淋病

戰(zhàn)壕熱

恙蟲病

狂犬病

黃熱病

登革熱、登革出血熱

梅毒

三、新現(xiàn)與再現(xiàn)病原微生物的起因

(一)病原體的進化

進化是生物界的普遍規(guī)律。病原體為適應外界環(huán)境而不斷進化,原來無毒力或弱毒力的細菌變?yōu)橛卸玖驈姸玖Φ募毦遣≡兂刹≡。病原體進化的原因主要有:

基因變異  細菌通過基因突變使自身的基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,或從外界攝取基因,從而獲得新的致病能力。例如,沙門菌在漫長的進化過程中,首先通過質(zhì);蚴删w介導的基因轉(zhuǎn)移,從大腸埃希菌獲得了SPI-1毒力島,使之能侵襲腸粘膜上皮細胞;然后通過點突變及水平轉(zhuǎn)移獲得SPI-2毒力島,并通過進一步進化獲得可選擇性傳播的質(zhì)粒,從而獲得致病能力。O139霍亂弧菌的出現(xiàn)是由于該菌通過基因轉(zhuǎn)移獲得1個毒力島,使之成為新病原。O157∶H7大腸埃希菌通過噬菌體介導獲得志賀樣毒素(Shiga-liketoxin, SLT)基因,使之具有產(chǎn)毒能力。

自然選擇  外界環(huán)境和宿主的代謝、免疫或遺傳狀態(tài)發(fā)生改變等因素對病原體的進化起推動作用。最為典型的是流感病毒,每當大流行后,人群對流感病毒普遍產(chǎn)生免疫力,在人群的免疫壓力下,流感病毒發(fā)生基因突變和重組,形成新的亞型,那些與人群免疫壓力相應的病毒株被淘汰,能逃避人群免疫壓力的新亞型被選擇出來,成為新病原,造成流感新的流行。

耐藥菌株的出現(xiàn)也是突變與選擇的結(jié)果。由于大量使用抗微生物藥物,尤其是不合理用藥,大量的敏感菌株被殺滅,少數(shù)細菌因環(huán)境壓力而發(fā)生基因突變或獲得外源性基因,形成耐藥菌株,并得以大量繁殖成為優(yōu)勢菌株而廣泛傳播。例如,O157∶H7大腸埃希菌是一種機會致病菌,由于飼料中經(jīng)常使用抗生素,使其變成致病力極強并對多種抗生素耐藥的變異菌株,再由動物糞便等途徑污染水源和食品,造成食物中毒暴發(fā)流行。

微生物在長期進化過程中形成了能適應新的宿主環(huán)境的形態(tài)、生理和生化代謝,不斷出現(xiàn)新的致病微生物,由腐生進化為寄生,由非致病菌進化為致病菌或條件致病菌。例如,空腸彎曲菌原本是動物(特別是禽類)的病原菌。人與家禽家畜頻繁接觸,該菌有機會侵入人體,逐漸適應人體內(nèi)環(huán)境而在腸道定植,到20世紀70年代已成為腹瀉的重要病原菌之一。

(二)生態(tài)學改變

生態(tài)學改變可直接影響病原微生物的生存、變異、帶毒動物活動區(qū)域的變遷以及媒介昆蟲的分布,從而使新病原在人類傳播,某些舊的傳染病重新流行。

氣候改變  近幾十年來全球氣候持續(xù)變暖,導致熱帶、亞熱帶的范圍不斷擴大,嚴重影響了動植物生態(tài)系統(tǒng),使生物群落、傳播疾病的嚙齒類動物及昆蟲媒介的種屬、分布區(qū)域和密度等方面發(fā)生了生態(tài)平衡的改變。某些原來局限于南半球的熱帶病已蔓延到北半球。例如,登革熱以前主要發(fā)生在東南亞和西太平洋的熱帶、亞熱帶地區(qū),由于氣候改變等原因,近年來作為傳播媒介的白紋伊蚊已在美洲大量繁殖,導致登革熱在美洲各國迅速蔓延,不斷發(fā)生暴發(fā)流行。又如,1993年美國西南部發(fā)生新型漢坦病毒所致的肺綜合征出血熱的流行,就是由于降雨量超過了正常范圍,結(jié)果植被大量生長,導致作為該病毒儲存宿主的鹿鼠數(shù)量猛增,使之與人類的接觸更為頻繁,病毒感染范圍擴大。

此外,在炎熱潮濕的環(huán)境下有利于病原體的存活與繁殖,使霍亂、細菌性痢疾、O157∶H7大腸埃希菌等新舊腸道傳染病肆虐。

人口增長  20世紀以來世界人口快速增長,據(jù)統(tǒng)計,1830年世界人口只有10億,1930年為20億,到2000年高達60億,最近70年間增長了3倍。預計到21世紀末世界人口將達到140億,其中95%的增長發(fā)生在發(fā)展中國家。人口增加使環(huán)境CO2含量增加,溫室效應問題更加嚴峻。人口的壓力需要更多的土地和農(nóng)業(yè),需要更多能源和灌溉,人們大量砍伐森林,開墾草原,修堤筑壩,造成嚴重的生態(tài)失調(diào),并使野生動物棲息地縮小,密度增加,人類暴露于帶毒動物和傳播媒介的機會也隨之增加,導致某些原來只在野生動物中間傳播的病原微生物發(fā)生宿主轉(zhuǎn)換,在人間暴發(fā)和流行。如萊姆病、Ebola出血熱、阿根廷出血熱玻利維亞出血熱的出現(xiàn)和流行均與人類的侵入有關。此外,由于人口爆炸所引發(fā)的城市化傾向、饑荒等社會問題均有利于新病原的傳播與流行。

(三)社會和行為因素

社會動亂、難民潮等造成人們流離失所,饑寒交迫,對傳染病的易感性大大增加,使新舊傳染病易于流行。

隨著交通工具的迅速發(fā)展,跨越國界的旅游、經(jīng)商等國際交往日益增多,增加了人與人接觸的機會,使傳染病在全球的傳播變得輕而易舉,最明顯的例子是艾滋病。

全球化趨勢的包裝食品和冷藏食品也使食源性傳染病易于傳播。由于消毒不完善或長期保存,使一些致病微生物存活,容易引起腸道傳染病的流行,例如O157∶H7大腸埃希菌可通過污染牛肉的漢堡包引發(fā)食物中毒。

人類的不良行為,如吸毒、性生活紊亂等可加速血源性傳播和性傳播的微生物的感染和流行。

濫用抗生素和殺蟲劑,使病原體與傳播媒介的耐藥性日益增多,并且逐漸升級,成為當今防病治病的一大障礙。此外,應用免疫抑制劑、抗癌藥物和介入性診治手段等醫(yī)源性因素,可大大地降低宿主的免疫力,使條件致病微生物成為醫(yī)院感染的新病原。

此外,認識的局限性也是導致一些病原微生物長期未被發(fā)現(xiàn)的重要原因。一些過去認為是非傳染病或慢性病中找出病原體,并確認其傳染性。例如,幽門螺桿菌是引起萎縮性胃炎和消化性潰瘍的病原菌,而人類胃炎和胃潰瘍已有很長的歷史,幽門螺桿菌事實上早已存在,只是由于種種原因直到1983年才被發(fā)現(xiàn)。

總之,新現(xiàn)病原微生物的產(chǎn)生原因相當復雜。在人類與微生物的長期斗爭中,一些病原體(如天花)被消滅,也總有一些新病原體(如SARS病毒)出現(xiàn),這將是無止境的。人類應高度警惕和重視新現(xiàn)傳染病的出現(xiàn),加強基礎研究和必要的技術儲備,提高快速、準確鑒定新病原體和預測及監(jiān)視新傳染病出現(xiàn)的能力。

 

第二節(jié) 霍亂弧菌O139

霍亂弧菌有不耐熱的鞭毛(H)抗原和耐熱的菌體(O)抗原 。O抗原特異性高,具有群和型的特異性,是分群和分型的基礎。根據(jù)O抗原的不同,目前可將霍亂弧菌分為O1~O155個血清群。

人類歷史上曾發(fā)生過7次霍亂大流行,每一次流行都是由O1群霍亂弧菌的古典生物型或埃爾托(El Tor)生物型引起的。1992年印度和孟加拉國等孟加拉灣沿岸城市發(fā)生了霍亂樣疾病的暴發(fā)流行,從病人中分離的霍亂弧菌菌株與O1 群及非O1群霍亂弧菌(O2~O138群)的診斷血清均不發(fā)生凝集,這一尚未被記載的新型霍亂弧菌被命名為霍亂弧菌O139。由于該菌引起的霍亂樣腹瀉在臨床上和流行病學上與O1群所致的霍亂基本相似,WHO已將其定為霍亂的病原體。

一、生物學特性

形態(tài)與結(jié)構(gòu)  與O1 群霍亂弧菌相似,為革蘭陰性弧菌,菌體單端有1根鞭毛。O139 群霍亂弧菌有莢膜,而O1群則沒有莢膜。

基因組結(jié)構(gòu)特點  由2條環(huán)形染色體組成,大小分別約為2.96Mb和1.07Mb,G+C含量為47.7%。大多數(shù)與生長、存活和致病性相關的基因位于染色體1上,染色體2則含有更多的假設基因和未知功能基因;魜y弧菌的重要毒力基因有:①CTX基因元件,其中的ctxAB基因編碼霍亂腸毒素(CT)。CTX元件以噬菌體形式存在,稱之為CTXφ。CTXφ是溫和噬菌體,內(nèi)含環(huán)狀單鏈DNA,包括核心區(qū)(4.5kb)和RS2區(qū)(2.4kb),前者含有CT基因和噬菌體形態(tài)相關的基因,與致病性有關,后者與噬菌體的復制和位點特異性整合有關。CTXφ能特異性地感染并整合至霍亂弧菌的基因組,成為CTX前噬菌體,形成一個穩(wěn)定的溶原性細菌;②毒力島VPI,編碼Tcp菌毛,是該菌定居因子,也是CTXφ進入霍亂弧菌的受體(參見第2章)。VPI可能來源于絲狀噬菌體VPIφ。VPIφ基因組為單正鏈DNA(40kb),僅在流行株或大流行株中存在,而在非致病株中不存在,并且能在霍亂弧菌之間轉(zhuǎn)移,F(xiàn)在一般認為無毒株必須獲得CTXφ和VPIφ之后,才能成為致病株;③toxR,調(diào)控CT和Tcp編碼基因的表達。

霍亂弧菌O139 沒有典型的O1 群O抗原基因,而出現(xiàn)1個約3.5kb的新基因,編碼與O1 群不同的O抗原和莢膜多糖抗原。此外,從七次世界大流行的變化和相應的致病株的演化過程來看,霍亂弧菌的基因型和表型都處在不斷變化之中。

生化反應  O139 群與O1 群霍亂弧菌相似,但對O/129弧菌抑制試驗(二氨基二異基蝶上啶敏感試驗)不敏感。

抵抗力  與O1 群霍亂弧菌基本相同,但在水中的存活時間比O1群霍亂弧菌長。

二、致病性

致病物質(zhì)  與O1 群基本相同,能產(chǎn)生霍亂腸毒素(cholera toxin,CT)、副霍亂腸毒素(accessorycholera enterotoxin,Ace)、小帶聯(lián)結(jié)毒素(zonulaocclludens toxin,Zot)、毒素協(xié)同調(diào)節(jié)菌毛(toxin-coregulated pilus,Tcp)、核心編碼菌毛(core-encoded pilus,Cep)、輔助定居因子(accessorycolonization factor,Acf)、溶血素/溶細胞素(hemoly cytolysin)等致病因子。其中Tcp、Acf等編碼基因位于霍亂弧菌毒力島(VPI)上(參見第2章)。編碼以上致病因子的毒力基因與O1群相似,尤其是毒力表達調(diào)控系統(tǒng)與O1 群幾乎完全一致。基因序列分析結(jié)果表明,其毒素協(xié)同調(diào)節(jié)菌毛(tcpA)基因與El Tor生物型的同源性為96%, 與古典生物型的同源性為77%,表明O139群與ElTor生物型的關系較古典生物型密切。

關于霍亂弧菌O139的起源有3種推測:①El Tor生物型菌株發(fā)生突變形成的新的血清群;②O139型菌株從ElTor生物型菌株獲得毒力基因;③O139型菌株本來就存在于外環(huán)境中,只是由于數(shù)量少而未被檢測到,但某些未知的環(huán)境條件的改變促使其迅速增加而成為優(yōu)勢菌群,呈現(xiàn)流行趨勢。

所致疾病  引起烈性腸道傳染病霍亂,為我國甲類法定傳染病。鞭毛、Acf等有助于細菌穿過腸粘膜表面的粘液層,依靠菌毛粘附并定居于小腸粘膜上皮細胞刷狀緣的絨毛上,大量繁殖后產(chǎn)生霍亂腸毒素(CT)。

CT是目前已知的致瀉毒素中毒性最強的一種,為AB型毒素,由A亞單位(27.2kDa)和5 個相同的B亞單位(11.7kDa)構(gòu)成的多聚體蛋白。B亞單位為結(jié)合單位,可與小腸粘膜上皮細胞表面的受體-神經(jīng)節(jié)苷酯GM1結(jié)合,然后插入細胞膜,形成一親水性穿膜孔道,有助于A亞單位通過孔道進入胞漿。A亞單位是毒性單位,在發(fā)揮毒性作用前經(jīng)細胞蛋白酶裂解成A1和A2兩條多肽。A1具有腺苷二磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶的活性,可將NAD(輔酶I)上的腺苷酸核糖轉(zhuǎn)移到G蛋白上,從而激活腺苷酸環(huán)化酶,促進胞內(nèi)ATP轉(zhuǎn)變?yōu)閏AMP,cAMP水平升高。cAMP進一步激活蛋白激酶,導致腸粘膜內(nèi)皮細胞對Na+和Cl-的吸收減少,Cl-和HCO3-分泌增加,水分外流,使大量腸液積聚,產(chǎn)生嚴重的水樣腹瀉和嘔吐等癥狀。由于大量水分和電解質(zhì)丟失而導致代謝性酸中毒,低堿血癥和低容量性休克及心力不齊和腎衰竭,如未經(jīng)治療,病死率高達60%。

此外,Zot 可作用于小腸粘膜上皮細胞間的緊密聯(lián)結(jié),增大細胞間隙,引起腸粘膜滲透性增加。Ace在家腸段結(jié)扎試驗中,可使結(jié)扎的腸段積液。

除上述與O1群霍亂弧菌相同的致病物質(zhì)外,O139群霍亂弧菌的莢膜多糖和特殊的LPS亦具有抵抗血清殺菌物質(zhì)及粘附作用。

三、流行病學特征

傳染源和傳播途徑  在自然條件下,人類是霍亂弧菌的唯一易感者;魜y弧菌O139的傳播途徑與O1群相似,主要是經(jīng)污染的水源或食物傳播。人群對該菌株普遍易感,但發(fā)病以成人為主。

流行概況  在霍亂流行史上,自1817年以來,已發(fā)生過7次世界性霍亂大流行。前6次(1817~1923年)霍亂大流行均由古典生物型霍亂弧菌引起,起源于孟加拉盆地。第7 次(1961~)世界性霍亂大流行由ElTor生物型取代古典生物型引起流行,起源于印度尼西亞,現(xiàn)已傳遍全球。

1992年10~11月,印度南部馬德拉斯市及其周圍城市發(fā)生類似霍亂的暴發(fā)流行,發(fā)病15000例,其中230人死亡。幾周之后傳播到印度其他地區(qū),病例數(shù)大量增加。1993年1月至4月,東部的加爾各答及鄰近地區(qū)報告病例13 275 個,死亡434人。1992年12月霍亂開始蔓延到孟加拉國,在隨后的短短三個多月內(nèi),共207 297 人,死亡1 973 人。此后,流行迅速傳遍亞洲,至1999年底東南亞已有11個國家和地區(qū)報告分離到霍亂弧菌O139。我國1993年開始在新疆、海南、浙江、湖南、廣東及香港地區(qū)發(fā)現(xiàn)病例和小型流行,至1999年已報告病例600多例。

由于霍亂弧菌O139所致霍亂來勢兇猛,傳播迅速,人群對該菌株缺乏免疫力,因此,國際社會廣泛關注O139群霍亂弧菌是否會取代O1群引起第8次世界性霍亂大流行。

四、微生物學檢查法

霍亂是烈性傳染病,對首例患者的病原學診斷應快速、準確,并及時作出疫情報告。霍亂弧菌O139的病原學診斷方法與O1群基本相同,可采集糞便或嘔吐物作病原學檢查。

直接鏡檢  可見革蘭染色陰性的弧菌,無芽胞,有莢膜(絕大多數(shù)O1群霍亂弧菌無莢膜)。懸滴標本檢查:霍亂弧菌菌體末端有1根鞭毛,鏡下可見運動活潑呈流星樣運動的弧菌。

分離培養(yǎng)與鑒定  常將標本先接種在堿性蛋白胨水培養(yǎng)基中增菌,然后再作直接鏡檢或分離培養(yǎng)。目前常用的培養(yǎng)基為選擇性培養(yǎng)基TCBS(thiosulfate-citrate-bile salts sucrose)。經(jīng)培養(yǎng)后挑選可疑菌落(菌落呈黃色)進行生化反應及與O139群抗血清作凝集反應。鑒別試驗列于表8-3。

表8-3  古典生物型、El-Tor生物型、O139霍亂弧菌的鑒別

鑒別試驗

古典型

El Tor型

m.52667788.cn/yishi/

O139型

VI組霍亂噬菌體裂解試驗(106顆粒單位)

+

-(+)

-

V組霍亂噬菌體裂解試驗

-

+

-

粘菌素B敏感試驗

+

-(+)

-

雞血清凝集試驗

-(+)

+(-)

+

V-P試驗

-

+(-)

+/-

綿羊紅細胞溶血試驗

-

+(-)

+

0/129弧菌抑制試驗

+

+

-

O1群血清凝集試驗

+

+

-

O139血清凝集試驗

-

-

+

PCR檢測  采用PCR檢測霍亂腸毒素ctxA和tcpA基因,可區(qū)分霍亂弧菌和非霍亂弧菌,再根據(jù)tcpA基因的不同DNA序列可區(qū)分古典生物型、ElTor生物型、霍亂弧菌O139。4h即可獲得結(jié)果,能檢出每毫升堿性蛋白胨水中10個以下的霍亂弧菌,因此,PCR法具有敏感、特異和快速等優(yōu)點。

五、防治原則

與預防O1群霍亂一樣,要堅持“標本兼治,治本為主”的原則,應加強飲水和糞便管理,早期發(fā)現(xiàn)包括輕癥病人和不顯性感染者在內(nèi)的所有感染者,立即隔離并及時上報,就地診治,以免疫情擴大蔓延。

霍亂弧菌O139與O1群霍亂弧菌所致霍亂的療法無區(qū)別。由于大量丟失水和電解質(zhì)是霍亂的病理特征,故及時和適當補充液體和電解質(zhì)是治愈霍亂的關鍵;魜y弧菌O139感染所致腹瀉經(jīng)迅速口服與靜脈補液可使病死率下降至1%以下?咕煼ǹ煽s短病程,減少腹瀉次數(shù)和從糞便中清除病原菌,但僅作為輔助療法,不能代替補液療法。O139霍亂弧菌對四環(huán)素、諾氟沙星、氨芐西林氯霉素、紅霉素、慶大霉素等較敏感。

第三節(jié)  大腸埃希菌O157∶H7

大腸埃希菌(E.coli)通稱大腸埃希菌。根據(jù)O抗原的不同,可將大腸埃希菌分為170多個血清型,絕大多數(shù)大腸埃希菌是人體正常菌群,只有某些血清型與腹瀉有關,稱為致瀉性大腸埃希菌。目前,根據(jù)毒力基因、致病性及流行病學等特征,國際上將致瀉性大腸埃希菌分為五大類,即腸產(chǎn)毒型大腸埃希菌(EnterotoxingenicE.coli,ETEC)、腸侵襲型大腸埃希菌(Enteroinvasive E.coli,EIEC)、腸出血型大腸埃希菌(EnterohemorrhagicE.coli,EHEC),腸集聚型大腸埃希菌(Enteroaggregative E.coli,EaggEC)和腸致病型大腸埃希菌(EnteropathogenicE.coli,EPEC)。

腸出血性大腸埃希菌以O157∶H7血清型為最主要的致病菌。過去,O157∶H7大腸埃希菌被認為是一種罕見的血清型,不具致病性。美國疾病控制中心(CDC)檢測了1982年以前收集的3200多株大腸埃希菌菌株,僅發(fā)現(xiàn)1株是O157∶H7。英國追朔了1983年以前5年中收集到的1萬多株大腸埃希菌菌株,也僅發(fā)現(xiàn) 1株是O157∶H7血清型。1982年美國發(fā)生了出血性腸炎(Hemorrhagiccolitis,HC)的暴發(fā)流行,病原體檢查證實是由O157∶H7大腸埃希菌所致,因此,大腸埃希菌O157∶H7是一種新型的致瀉性大腸埃希菌。

一、生物學特性

大腸埃希菌O157∶H7的形態(tài)染色、培養(yǎng)特性與其他血清型的大腸埃希菌相似。不同之處是對酸性環(huán)境抵抗力較強,在pH2.0左右的蘋果汁中8℃條件下可存活10~31d,在pH3.6~3.9溶液中5℃條件下可存活50d,在井水中可存活7d以上。但大腸埃希菌O157∶H7不耐熱,65~80℃條件下數(shù)分鐘內(nèi)即死亡。

二、致病性

致病物質(zhì)  大腸埃希菌O157∶H7的致病因子主要有粘附因子和毒素。

1.粘附因子 大腸埃希菌O157∶H7進入消化道后,由緊密素(intimin)介導粘附到宿主回腸末端、腸和結(jié)腸上皮細胞表面,大量繁殖后釋放毒素,引起血性腹瀉。緊密素由染色體上的eaeA基因編碼,是一種外膜蛋白,可介導細菌與上皮細胞緊密結(jié)合,繼而使細胞內(nèi)的肌動蛋白重排,導致微絨毛破壞,嚴重影響腸道的液體吸收功能(參見第2章)。

2.毒素 大腸埃希菌O157∶H7產(chǎn)生的毒素主要有志賀樣毒素(shiga-like toxin,SLT)、溶血素和內(nèi)毒素。SLT的生物學特性和致病性與志賀毒素非常相似,因能使vero細胞發(fā)生病變,又稱為vero毒素。SLT由位于噬菌體上stx基因編碼,有SLT1和SLT2二種類型。SLT1與志賀毒素(ST)基本相同,可被志賀菌抗毒素所中和。

SLT1由1個A亞單位和5個B亞單位組成,B亞單位與細胞表面的特異性糖脂結(jié)合,介導A亞單位進入宿主細胞,A亞單位入胞后裂解成A1和A2兩個片段,A1與28SrRNA5'端4 324位腺嘌呤作用,使核糖體失活,蛋白質(zhì)合成終止。SLT2與ST有60%的同源性,其主要的致病作用是能選擇性地破壞腎小球微血管內(nèi)皮細胞,導致局部血管內(nèi)血栓形成和出血性腸炎的發(fā)生。SLT2比SLT1的毒性強,人感染了產(chǎn)SLT2毒株后,發(fā)生溶血性尿毒綜合征的可能性會更大。

大腸埃希菌O157∶H7溶血素由 hlyA基因編碼,其致病機制參見第3章。

所致疾病  人感染大腸埃希菌O157∶H7后,有多種臨床表現(xiàn),包括無癥狀感染、輕度腹瀉、出血性腸炎、溶血性尿毒綜合癥(hemolyticuremic syndrome,HUS)、血小板減少性紫癜等。出血性腸炎是最常見臨床類型,主要癥狀為突發(fā)性腹部劇烈疼痛,開始水樣腹瀉,數(shù)天后出現(xiàn)血性腹瀉,低熱或不發(fā)熱。血性便病原菌分離的陽性率可達40%。

HUS的主要癥狀包括急性腎衰竭、血小板減少及溶血性貧血。HUS是兒童腎衰竭的常見病因,病死率達10%左右,30%患者可留有慢性腎衰、高血壓或神經(jīng)系統(tǒng)損害等后遺癥。HUS是一種多病因疾病,藥物、毒素及多種微生物均可成為其誘因,但由大腸埃希菌O157∶H7引起的HUS占50%以上。

三、流行病學特征

傳染源  大腸埃希菌O157∶H7感染是一種人畜共患病,牛、雞、豬、羊等動物可能是該菌主要的貯存宿主,傳染源為受感染的人和動物,以及帶菌者。

傳播途徑  病原菌主要隨糞便排出,通過糞—口途徑傳播,也可通過人與人密切接觸傳播。人食入被O157∶H7大腸埃希菌污染的畜禽肉及肉制品食物(特別是牛肉)、水等而感染。1982年首次暴發(fā)大腸埃希菌O157∶H7流行就是由于漢堡包的牛肉受污染所致。1989年加拿大發(fā)生的大腸埃希菌O157∶H7暴發(fā)流行,原因是供水管道堵塞、破裂,導致市政供水系統(tǒng)受到污染。易感人群可為任何年齡組,但以5歲以下兒童和老年人多見。5歲以下兒童感染菌量可低于100個。

流行概況  1982年,大腸埃希菌O157∶H7引起的出血性結(jié)腸炎首次在美國暴發(fā)流行,之后,北美國家不斷發(fā)生該菌引起的小型暴發(fā)和散發(fā)病例,病例報告呈逐年上升趨勢,世界各地均有散發(fā)病例或地方性小流行,在某些地區(qū)甚至已躍居到細菌性腹瀉病原的第二位。1996年日本大阪地區(qū)發(fā)生的暴發(fā)流行,患者逾萬,死亡11人,這是世界上發(fā)生的最大一起大腸埃希菌O157∶H7暴發(fā)流行。我國在江蘇、新疆和北京等地也發(fā)現(xiàn)大腸埃希菌O157:H7引起的散發(fā)病例。

大腸埃希菌O157∶H7感染病例不斷增加的原因有:檢測水平的提高和監(jiān)測范圍的擴大;動物宿主的帶菌率上升;食品加工、包裝、儲存和運輸以及食品供應的全球化等。

四、微生物學檢查法

分離培養(yǎng)與鑒定  大腸埃希菌O157∶H7對山梨醇不發(fā)酵或緩慢發(fā)酵,而絕大多數(shù)其他血清型的大腸埃希菌和腸道菌群發(fā)酵山梨醇。故可采集糞便標本接種于鑒別培養(yǎng)基-山梨醇麥康凱瓊脂平板中,挑選可疑菌落(無色)進行生化反應。再用O157∶H7標準血清與分離菌作玻片凝集試驗,陽性者初步診斷為大腸埃希菌O157∶H7。

血清學試驗  可用ELISA法檢測STL1和STL2毒素。

PCR技術和DNA探針技術  可檢測大腸埃希菌O157:H7的溶血素AB(H1yAB)基因和STL基因。

五、防治原則

避免與患者密切接觸,在流行期間可對與患者有密切接觸者或周圍的易感人群使用抗生素預防。加強肉類等食品的衛(wèi)生監(jiān)督管理,避免食用烹調(diào)不足的牛肉等肉類食品。確保安全供水和搞好環(huán)境衛(wèi)生。注意個人衛(wèi)生。

治療主要是根據(jù)腹瀉病的一般原則,即支持療法和適當使用抗生素。國際上對是否使用抗生素有不同看法,一種認為應使用抗生素殺菌,另一種認為使用抗生素殺菌后使毒素釋放,誘發(fā)溶血性尿毒綜合征。根據(jù)住院患者的資料,出血性腸炎是一種自限性疾病,抗生素的使用并不能縮短病程。

第四節(jié) SARS冠狀病毒

2002年底在我國廣東省最先發(fā)現(xiàn)臨床上類似肺炎的病例,稱之為“傳染性非典型肺炎”(infectious atypical pneumonia)。2003年3月世界衛(wèi)生組織(WHO)命名為“嚴重急性呼吸系統(tǒng)綜合征”(severe acuterespiratory syndrome,SARS),4月正式確認冠狀病毒(coronavirus)的一個變種是引起SARS的病原體,稱之為SARS冠狀病毒(SARS-CoV)。其主要證據(jù)有:①不同實驗室從多個國家或地區(qū)的SARS患者體內(nèi)分離出該病毒;②該病毒可引起Vero E6細胞出現(xiàn)病變,SARS恢復期患者的血清可抑制病毒復制;③在電鏡下觀察到細胞培養(yǎng)物和SARS患者呼吸道標本中存在冠狀病毒樣顆粒;④采用免疫熒光試驗,用恢復期患者血清可檢測到受病毒感染的細胞;⑤用RT-PCR技術可在SARS患者的唾液、咽鼻吸出物中檢出該病毒核酸;⑥該病毒接種至猴子體內(nèi)可引起人類SARS樣疾病。

一、生物學特性

形態(tài)與結(jié)構(gòu)  SARS冠狀病毒呈球形或橢圓形,直徑為60~150nm不等。其形態(tài)學上最顯著的特征是,在病毒包膜上有棒狀刺突(club-shapedspike),使整個病毒顆粒外形如日冕或冠狀(圖8-1)。病毒核心含RNA和核衣殼蛋白。

圖8-1  SARS冠狀病毒形態(tài)與結(jié)構(gòu)示意圖

基因組的結(jié)構(gòu)與功能  病毒核心為單正鏈RNA,大小約為29 .7kp,5'端有甲基化帽,3'端有poly A尾,包括多個開放閱讀框架(圖8-2),分別編碼病毒的RNA多聚酶(RNA polymerase)、S 蛋白(spike protein,刺突蛋白)、E 蛋白(envelopprotein,包膜蛋白)、M蛋白(membrane protein,膜蛋白)、N 蛋白(nucleocapsid protein,核衣殼蛋白)和一些未知功能的蛋白,未發(fā)現(xiàn)血凝素酯酶(hemagglutinin-esterase,HE)。S蛋白在病毒與宿主細胞表面受體結(jié)合,以及介導膜融合進入細胞的過程中起關鍵作用,RNA多聚酶與病毒復制有關,可見,S蛋白和RNA多聚酶是篩選抗病毒藥物的重要靶點。M蛋白是一種跨膜蛋白,在病毒的包膜形成和出芽釋放中起重要作用。

圖8-2  SARS-CoV病毒基因組結(jié)構(gòu)分析圖

不同實驗室的基因測序結(jié)果顯示,SARS冠狀病毒的基因序列基本一致。與已知人類冠狀病毒基因同源性較低,而與動物冠狀病毒的同源性較高。根據(jù)已有的資料來看,SARS冠狀病毒可能是一個比較穩(wěn)定的病毒,這有利于宿主針對病毒特異性抗體的產(chǎn)生,降低復發(fā)感染的可能性,并增加疫苗研制的可行性。但也提示病毒隨傳代毒力降低的可能性減小,給控制SARS的流行增加難度。

復制 S蛋白與細胞膜上糖蛋白受體結(jié)合,通過膜融合以內(nèi)吞方式進入宿主細胞內(nèi),首先直接以病毒基因組RNA為模板,翻譯出RNA多聚酶。然后,利用該酶轉(zhuǎn)錄成負鏈RNA,作為病毒mRNA,合成病毒各種結(jié)構(gòu)蛋白。以病毒負鏈RNA為模板,合成子代正鏈RNA。結(jié)構(gòu)蛋白和基因組RNA在宿主細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)處裝配,產(chǎn)生新的子代病毒,并通過高爾基體轉(zhuǎn)運,以出芽方式釋放。

抵抗力  SARS冠狀病毒易受各種理化因子的影響。對乙醚和乙醇敏感,紫外線照射、甲醛、高錳酸鉀、去污劑可將病毒滅活。在痰、糞便、尿液和血液中,該病毒能長時間保持活力。在24℃條件下,在痰和糞便中存活約5d,在尿液中存活約10d,血液中可存活15d;在室內(nèi)條件下,在物體表面可存活3d。56℃加熱30min、100℃加熱10min則可殺滅病毒。

二、流行病學特征

傳染源與傳播途徑  傳染源主要是患者。潛伏期患者傳染可能性很小。治愈患者沒有排毒現(xiàn)象,不存在傳染性。在SARS流行的早期,平均每個患者能傳染2~4個健康人,即SARS的“基本傳染數(shù)”(basicreproduction number)約為3,低于天花、艾滋病、麻疹等(圖8-3)。少數(shù)SARS病例傳染性特強,稱之為超級傳播者(super-spreader),即并非所有患者都有同等傳播能力,有的患者排毒量大,排毒時間長,特別是咳嗽癥狀明顯、行氣管插管術時噴出飛沫量多者,可能是最危險的傳染源。例如,廣東省一名患者感染了55名醫(yī)務人員和20名家族成員。

圖8-3  不同傳染病的基本傳染數(shù)(R)

SARS主要通過

以近距離飛沫傳播,這是醫(yī)務人員受感染的主要途徑。也可通過手接觸患者呼吸道分泌物,經(jīng)口、鼻、眼傳播。此外,亦可能存在糞-口途徑傳播。

流行概況  自2002年11月份以來,廣東省部分地區(qū)發(fā)生醫(yī)院和家庭聚集性的嚴重急性呼吸道綜合征,并迅速蔓延至香港、北京、山西等地。至2003年6月底,我國共報告臨床診斷病例5327人,死亡348人,病死率為6.5%。全球先后有32個國家和地區(qū)報告有SARS流行,分布于五大洲,其中中國(包括香港、臺灣)、加拿大和新加坡等國情況較為嚴重。全球被感染人數(shù)超過8 000多人,其中800多人死亡,病死率約為10%。

SARS流行的主要特點有:①潛伏期較短,多為4~7d,起病急,病程進展較快;②人群普遍易感,從職業(yè)分布上,與患者密切接觸的醫(yī)務人員和家庭成員為高危人群,感染人數(shù)高達20%以上;從年齡分布上,感染者以青壯年(20~49歲)為主,約占SARS病例數(shù)80%,兒童及老年人較少,提示SARS的發(fā)病可能不符合病毒感染人體的一般規(guī)律。在死亡病例中,老年人比例較大,60歲以上者約占40%;③SARS流行的地區(qū)分布廣,表現(xiàn)出“社區(qū)散發(fā)、醫(yī)院流行”等特點。

三、致病性與免疫性

 致病性  SARS冠狀病毒的致病機制尚不清楚。該病毒主要攻擊肺、免疫系統(tǒng)和全身小靜脈。病毒侵入人體后,可能產(chǎn)生超抗原,作用于單核-吞噬細胞系統(tǒng),釋放大量細胞因子,包括炎癥細胞因子如IL-1、IL-6、TNF-α和趨化因子MIP(macrophage inflammatory protein),引起局部肺組織的超敏反應,導致肺血管內(nèi)皮細胞及肺泡上皮細胞損傷。絕大多數(shù)患者T淋巴細胞下降,發(fā)病后平均約10d 下降至最低水平。所有SARS患者的CD4T淋巴細胞數(shù)量明顯減少,死亡病例均低于200個/mm3,最低可少于50個/mm3,表明SARS冠狀病毒對CD4T細胞免疫功能造成嚴重的急性損傷,甚至比人類免疫缺陷病毒(HIV)急性感染時對免疫功能的破壞還要嚴重。但與HIV感染不同的是,絕大多數(shù)患者的CD8T淋巴細胞也受到不同程度的破壞,最低僅為70個/mm3。T淋巴細胞數(shù)量的急劇下降可能是免疫反應過強所致的免疫細胞耗竭。

嚴重急性呼吸系統(tǒng)綜合征(SARS)主要臨床表現(xiàn)為:起病急,以發(fā)熱為首發(fā)癥狀,體溫一般>38℃,可伴有頭痛、關節(jié)和肌肉酸痛、乏力、腹瀉;常無上呼吸道卡他癥狀;可有咳嗽,多為干咳、少痰,偶有血絲痰;可有胸悶,嚴重者出現(xiàn)呼吸困難,進而發(fā)展為急性呼吸窘迫綜合征、免疫功能低下和全身繼發(fā)性感染。如治療不及時會危及患者生命。SARS病死率可達3%~10%。

SARS臨床上可分為:①普通型:包括病毒血癥期(病毒復制階段)、抗原抗體反應期(超敏反應和急性肺損傷階段)和恢復期,每期各7d左右;②暴發(fā)型:產(chǎn)生嚴重肺滲出與過敏性血管炎,傳染性極強且很難搶救。國內(nèi)尚未見重發(fā)感染的病例。經(jīng)過及時有效的機械通氣和藥物治療,80%患者在病毒復制和超敏反應階段即可出現(xiàn)好轉(zhuǎn)。

免疫性  患者發(fā)病7d內(nèi)血清中通常檢測不到抗SARS抗體。10~14d后,IgM和IgG類抗體開始產(chǎn)生,并且IgM很快達到高峰。2個月后,約有1/3患者仍可檢出IgM,IgG則達到高峰。3個月后,IgM基本消失,但IgG仍維持高水平,提示IgG可能是保護性抗體,恢復期患者血清可能不具有傳染性,并為恢復期患者血清用于重癥SARS的治療提供了理論依據(jù)。

四、微生物學檢查法

臨床上尚無快速、特異、靈敏的早期檢測SARS冠狀病毒感染的方法。

病毒分離培養(yǎng)  是病毒性疾病診斷的“金標準”。在患者發(fā)病早期可采集咽拭子、漱口液或痰液,亦可采集尸檢標本?刹捎肰ero E6細胞和MDCK細胞培養(yǎng)。急性期標本病毒分離陽性率高。

RT-PCR和熒光定量PCR  適于SARS的早期臨床診斷,但僅40%~60%的患者檢測結(jié)果呈陽性。

血清學試驗  包括免疫熒光試驗、酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)和膠體金免疫分析,均有賴于患者抗體的產(chǎn)生,而患者產(chǎn)生抗體一般需7d以上,在患病12d后檢出陽性率較高。因此,血清特異性抗體檢測無助于SARS的早期診斷。

五、防治原則

臨床專家建議對患者實行早期氧療并限制活動,早期給予小劑量短程激素可減低免疫病理反應,降低對肺部造成的損傷。同時使用抗病毒類藥物,抑制病毒的大量復制,防止向重癥發(fā)展;在患病中期和恢復期需防止激素帶來的并發(fā)征,特別是防止細菌、衣原體和真菌等合并感染,此時應使用大劑量抗菌藥物,并給予患者支持療法。

關于恢復期血清治療應予慎重,需做比較對照研究工作,作出科學結(jié)論;同時要嚴防肝炎病毒、艾滋病病毒的污染,并對資源的有限性予以充分考慮。

根據(jù)現(xiàn)有的基因組學序列分析發(fā)現(xiàn),冠狀病毒有一定變異,但不象HIV劇烈;同時,基于某些動物冠狀病毒疫苗研制已有成功的先例,制備SARS疫苗是可能的,但同時必須考慮所選病毒株系是否具有代表性,猴子是否可作為理想的動物模型等。

SARS是一種新現(xiàn)的烈性傳染病,有很多問題需要深入研究,包括SARS冠狀病毒的來源、變異和傳播途徑與規(guī)律;有無動物宿主;有無幫兇病原體及其與元兇的關系;病毒未知蛋白的功能;病毒侵入宿主細胞和復制的機制;免疫/超敏反應與細胞凋亡和急性肺損傷的發(fā)病機制等。

第五節(jié)  埃波拉病毒

埃波拉病毒引起的埃波拉出血熱是一種烈性傳染病,以高熱、疼痛、全身廣泛性出血、多器官功能障礙、休克為主要特征,死亡率高達50%~90%。1976年該病毒首次在扎伊爾(現(xiàn)國名剛果)北部的Ebola河附近暴發(fā)流行,故命名為埃波拉病毒。

一、生物學特性

Ebola病毒為絲狀病毒科的成員,病毒顆粒呈絲狀,亦可呈分支狀、U形或環(huán)狀。毒粒直徑80nm,長短不一,最長可達14000nm。毒粒有類脂包膜,包膜表面有長約7nm的糖蛋白刺突。衣殼為螺旋對稱。病毒基因組為單負鏈RNA,長約12.7kb,由7個開放閱讀框組成,依此為5'-L-VP24-VP30-G-VP40-VP35-N-3'。基因之間存在基因重疊。

病毒在胞漿內(nèi)增殖,以芽生的方式釋放。Ebola病毒可在多種培養(yǎng)細胞中生長,最常用的培養(yǎng)細胞為Vero細胞、MA-104、SW-13及人臍靜脈內(nèi)皮細胞等。病毒接種后7d可出現(xiàn)典型的細胞病變,并出現(xiàn)嗜酸性包涵體。

Ebola病毒可感染猴、乳鼠、田鼠和豚鼠,引起動物死亡。在恒河猴和非洲綠猴的實驗性感染中,潛伏期4~16d,病毒在肝、脾、淋巴結(jié)和肺中高度增殖,引起器官嚴重壞死性損傷,以肝臟最為嚴重,并伴有間質(zhì)性出血,以胃腸道最為明顯。

Ebola病毒的抵抗力不強,在60℃30min的條件下死亡,對紫外線、脂溶劑、β-丙烯內(nèi)脂、酚類及次氯酸敏感。

二、致病性和免疫性

致病性  Ebola病毒通過皮膚粘膜侵入宿主,主要在肝內(nèi)增殖,亦可在血管內(nèi)皮細胞、單核-巨噬細胞及腎上腺皮質(zhì)細胞等增殖,導致血管內(nèi)皮細胞損傷、組織細胞溶解、器官壞死和嚴重的病毒血癥。單核-巨噬細胞釋放TNF-α等炎癥介質(zhì)及血管內(nèi)皮細胞損傷是導致毛細血管通透性增加、皮疹、出血和休克的主要原因。

Ebola出血熱的潛伏期5~10d,臨床特征是突發(fā)起病,開始表現(xiàn)為高熱、頭疼、肌痛、乏力等非特異癥狀,隨后病情迅速進展,呈進行性加重并出現(xiàn)嘔吐、腹痛、腹瀉等。發(fā)病5~7d后,可發(fā)生出血現(xiàn)象,表現(xiàn)為嘔血、黑便、瘀斑、粘膜出血及靜脈穿刺處流血不止;颊呙黠@消瘦、虛脫和感覺遲鈍。病后7~16d常因休克、多器官功能障礙、彌散性血管內(nèi)凝血和肝腎衰竭而死亡,病死率可高達90%。

免疫性  在發(fā)病后10~14d可出現(xiàn)循環(huán)抗體,但即使在疾病的恢復期也難以檢出中和抗體,輸入恢復期血清也無明顯的保護作用,說明疾病的恢復與體液免疫可能關系不大,更可能與細胞免疫有關。

三、流行病學特征

傳染源  Ebola出血熱為一種具有高度傳染性的疾病,人群普遍對Ebola病毒易感。感染者為傳染源。雖然曾對流行區(qū)的哺乳類動物、鼠類、鳥類及昆蟲等進行過病毒的分離,但迄今對Ebola病毒的儲存宿主仍未完全清楚。大多數(shù)認為是蝙蝠,也有人認為Ebola病毒是一種植物病毒。

傳播途徑  主要有:①密切接觸:急性期病人血液中病毒含量非常高,每毫升血液病毒粒子>106,高病毒血癥可持續(xù)至病人死亡。病人的嘔吐物、排泄物和結(jié)膜分泌物等都具有高度的危險性。接觸病人的血液、體液和排泄物是產(chǎn)生感染病例的最重要原因。醫(yī)護人員或病人家庭成員與病人密切接觸是造成Ebola出血熱擴大蔓延的一個重要因素;②注射傳播:使用受到污染、未經(jīng)消毒的注射器和針頭也是Ebola出血熱傳播的重要原因;③空氣傳播:研究證實,獼猴中Ebola出血熱的傳播可因氣溶膠引起,提示人類Ebola出血熱亦可經(jīng)空氣傳播。

流行概況  Ebola出血熱首次于1976年在扎伊爾北部和蘇丹南部同時暴發(fā)流行,扎伊爾發(fā)現(xiàn)病例318人,病死率88%;蘇丹病例284人,病死率53%。1979年蘇丹在原發(fā)區(qū)又發(fā)生埃波拉出血熱流行,34人發(fā)病,22人死亡,死亡率65%。之后,此病銷聲匿跡。

1994年開始,埃波拉出血熱在非洲加蓬、象牙海岸及扎伊爾等地重新出現(xiàn)并頻頻發(fā)生流行。其中,1995年扎伊爾發(fā)生流行規(guī)模最大,從4月至8月共有315人發(fā)病,244 人死亡,震驚世界。2000年8月至2001年1月烏干達暴發(fā)了更大規(guī)模的流行,428人發(fā)病,224人死亡,引起了東非國家的極度恐慌。此外,其他國家也發(fā)現(xiàn)帶毒動物,1989年美國某動物檢疫所發(fā)現(xiàn)從菲律賓及印尼進口的獼猴中檢出Ebola病毒。

四、微生物學檢查法

Ebola病毒傳染性極強,早期臨床癥狀易與其他病毒性出血熱混淆,因此,及時準確地檢出Ebola病毒,對控制Ebola出血熱的流行和臨床治療具有重要意義。值得注意的是,標本的采集和處理必須在嚴格安全防護的實驗室內(nèi)進行。

病毒分離  標本可作動物接種或細胞培養(yǎng)以分離病毒。急性期標本病毒分離陽性率高,恢復期精液標本可持續(xù)幾周病毒培養(yǎng)陽性。

檢測抗體  用病毒感染的Vero 細胞提取物作抗原,用ELISA法檢測血清IgG,亦可用IgM俘獲ELISA或Westernblot法檢測血清抗體。

檢測病毒抗原和核酸  可在電鏡下直接檢測病人血清、尿和組織中的病毒顆粒。亦可用免疫熒光技術或免疫組化技術檢測病毒抗原,還可用RT-PCR法檢測病毒RNA。

五、防治原則

目前對Ebola出血熱的預防尚無安全有效的疫苗,預防主要采取綜合性措施,包括發(fā)現(xiàn)可疑病人應立即隔離,嚴格消毒病人接觸過的物品及其分泌物、排泄物和血液等,尸體應立即埋葬或火化。對與病人密切接觸者應受到監(jiān)視,體溫>38.3℃立即入院隔離。建立屏障治療和護理常規(guī),使用高效層流裝置防止氣溶膠感染及避免腸道外感染等。此外,應加強對進口靈長類動物的檢疫。

治療主要采用強化支持療法,目前尚無對Ebola出血熱有效的化學治療劑,干擾素治療也不能奏效。Ebola病毒對干擾素具有抗性的機制尚不清楚。

第五節(jié)  朊粒

人和動物的慢性中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,如羊瘙癢癥、人克-雅病和庫魯病的病因一直不明。經(jīng)過近20年的研究,美國學者Prusiner于1982年提出朊粒(prion)是人克-雅病的病原體,并創(chuàng)建了prion一詞。Prusiner因在prion研究中的杰出貢獻而獲得1997年諾貝爾生理學和醫(yī)學獎。

朊粒又稱朊病毒,是一種不同于細菌、病毒或類病毒的病原因子,在分類學上尚未定論,其本質(zhì)是由正常宿主細胞基因編碼的、構(gòu)象異常的、不被大多數(shù)修飾核酸的方法滅活的蛋白質(zhì)傳染性顆粒(proeteinaceous infectious particle,prion),目前尚未檢出任何核酸成分。Prion是人和動物的傳染性海綿狀腦。╰ransmissiblespongiform encephalopathy TSE)的病原體。

一、生物學特性

分子構(gòu)型  大量的研究證明,prion是一種不含核酸和脂類的疏水性糖蛋白,由254aa組成,分子量為27~30kDa,故又稱為PrP27~30,即抗蛋白酶蛋白或朊蛋白(protease-resistantprotein,PrP)。PrP 27~30是PrP33~35被蛋白酶K不完全消化的產(chǎn)物。PrP存在二種不同的分子構(gòu)型(圖8-1):

  PrPc(正常)PrPsc (致病)

圖8-1 羊瘙癢病PrPc與PrPsc的三維結(jié)構(gòu)

1.細胞朊蛋白(cellular PrP, PrPc)  是正;虻漠a(chǎn)物,其三維結(jié)構(gòu)具有4個α-螺旋,不含或僅含極少量的β折疊。這種構(gòu)型存在于人體正常組織及感染動物的組織中,位于細胞表面,合成后被迅速降解,在通常情況下是無害的。

2.羊瘙癢朊蛋白(scrapie prion protine,PrPsc)  亦稱PrPsc33~35,構(gòu)型為2個α-螺旋和 4個β折疊,僅存在于感染動物的組織中,位于細胞內(nèi),具有致病性和傳染性。

編碼基因  PrP與目前已知的任何蛋白質(zhì)都不具同源性,可能是一個獨立的蛋白家族。根據(jù)PrP的部分序列克隆其同源cDNA基因發(fā)現(xiàn),PrPc是宿主細胞基因PrP編碼的。利用分子探針技術證明,人PrP基因位于第20號染色體短臂上,小鼠PrP基因則位于第2號染色體上,序列分析結(jié)果表明兩者的同源性高達90%。人PrP基因有一個內(nèi)含子和一個外顯子,含單一的讀碼框,編碼PrPc前體蛋白。該前體蛋白合成后被輸送到細胞表面,經(jīng)過一系列的翻譯后修飾過程而轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc。因此,PrPc和PrPsc在mRNA和氨基酸水平無任何差異,但理化特性和二級結(jié)構(gòu)顯著不同。

在家族性prion 疾病的家系中已發(fā)現(xiàn)PrP基因變異,多為重復片段的插入或點突變。轉(zhuǎn)基因動物的實驗證明,prion基因變異可導致傳染性海綿狀腦病。

增殖  PrP無需核酸可自行復制,但其增殖機制目前尚不清楚,研究結(jié)果表明,在正常情況下,PrPc作為許多細胞正常代謝產(chǎn)物被合成和降解,其結(jié)構(gòu)的隨機不穩(wěn)定性能產(chǎn)生極少數(shù)單體結(jié)構(gòu)—PrP*,作為形成PrPsc的中間體。PrP*既能重新變?yōu)镻rPc,又可在未被降解前轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc,或與PrPsc形成暫時性復合物(PrP*/PrPsc),然后再轉(zhuǎn)化為2個分子的PrPsc。在下一循環(huán)中,2個PrPsc分子與2個PrP*或PrPc分子結(jié)合產(chǎn)生2個復合物,再分離為4個PrPsc,如此周而復始,形成指數(shù)性增殖。此外,可能還有某種蛋白質(zhì)參與PrPsc的形成。

抵抗力  PrP對理化因素具有非常強的抵抗力。高壓蒸氣滅菌134~138℃18min不能使之完全滅活。對紫外線照射的抵抗力比常規(guī)病毒高40~200倍。在37℃以20%甲醛處理不能使之完全滅活。PrPc對蛋白酶K高度敏感而PrPsc對蛋白酶K有抗性。不被多種核酸酶(DNA酶和RNA酶)滅活。對干擾素不敏感。

二、致病性

致病機制  Prion的致病機制尚未明了,目前認為,PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc是疾病發(fā)生的基本條件,PrPsc在中樞神經(jīng)系統(tǒng)細胞內(nèi)聚集而導致疾病的發(fā)生。一般認為,Prion是通過免疫細胞,包括淋巴細胞和樹突狀細胞,被運輸?shù)骄W(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng),如脾臟。但Prion從網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)到中樞神經(jīng)系統(tǒng)不可能由淋巴細胞完成,因為淋巴細胞通常是不能穿過血-腦脊髓屏障的,而是類似于狂犬病毒和皰疹病毒,Prion經(jīng)周圍神經(jīng)途徑侵入中樞,所以Prion病都具有類似的神經(jīng)病理變化。

所致疾病  由Prion引起的疾病稱為Prion病,它是一種人和動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)慢性退行性致死性疾。ū8-3),其共同特征是:潛伏期長,可達數(shù)年至數(shù)十年之久,一旦發(fā)病即呈慢性進行性發(fā)展,最終死亡。其病理特點是中樞神經(jīng)元細胞退化、空泡化、彌散性神經(jīng)細胞缺失、膠質(zhì)細胞增生、淀粉樣斑塊形成,這些變化使得病理切片上觀察到的腦組織呈海綿改變,故這類疾病亦稱為“傳染性海綿狀腦病”(transmissible spongiform encephalopathy,TSEs)。臨床上出現(xiàn)癡呆、共濟失調(diào)、震顫等中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。

表8-3  人和動物Prion病

動物Prion病

  羊瘙癢。╯crapie of sheep and goat)

  水貂傳染性腦。╰ransmissible mink encephalopathy, TMM)

  鹿慢性消瘦癥(chronic wasting disease of deer, CWD)

  牛海綿狀腦。╞ovine spongiform encephalopathy,BSE)

  海綿狀腦病(feline spongiform encephalopathy,FSE)

人類Prion病

 庫魯。↘ulu disease)

  克-雅。–reutzfeld-Jakob disease,CJD)

     格斯特曼綜合征(Grestmann-Straussler Syndrome,GSS)

 致死性家族失眠癥(fatal familial insomnia,FFI)

 克-雅病變種(variant CJD, v-CJD)

1.瘙癢病  是第一個被發(fā)現(xiàn)的傳染性海綿狀腦病,發(fā)生在綿羊和山羊,在歐洲已流行了近300 年。感染動物表現(xiàn)為消瘦、步態(tài)不穩(wěn)、脫毛、麻痹等,并因患病羊由于瘙癢而常在圍欄上摩擦身體而得名,病死率極高。羊瘙癢病可通過病變組織人工感染實驗動物,建立小鼠、倉鼠等實驗動物模型。

2.牛海綿狀腦病  俗稱瘋牛。╩ad cow disease),是一種新現(xiàn)的傳染性海綿狀腦病,1986年首次在英國報道。目前瘋牛病已蔓延到歐洲13 個國家,至2000年底,已有超過18萬頭牛受感染。2001年在日本也發(fā)現(xiàn)瘋牛病。該病潛伏期4~5年,牛一般在初生6個月間被感染,到2歲開始發(fā)病,3歲齡發(fā)病明顯增加,4~5歲齡發(fā)病達高峰。發(fā)病初期表現(xiàn)為體質(zhì)變差,體重減輕,產(chǎn)奶量下降等非特異性癥狀,隨后神經(jīng)系統(tǒng)癥狀逐步明顯,出現(xiàn)運動失調(diào)、震顫等,由于病牛常表現(xiàn)出感覺過敏、恐懼甚至狂亂,因此俗稱“瘋牛病”。病理變化主要集中在中樞神經(jīng)系統(tǒng),表現(xiàn)為腦干區(qū)神經(jīng)元空泡化變性及灰質(zhì)區(qū)神經(jīng)纖維特征性海綿樣病變,最嚴重的病變部位在延腦、中腦灰質(zhì)區(qū)及下丘腦。電鏡下可見大量特征性異常纖維蛋白。

目前認為,病原體的來源是由于致病因子進入牛的食物鏈所致,牛食用了含羊瘙癢病致病因子的羊骨肉粉或牛骨肉粉而導致瘋牛病的蔓延。1988年7月英國政府立法禁止用反芻動物來源的飼料喂養(yǎng)牛后,瘋牛病的發(fā)病率已呈下降的趨勢。

3.庫魯病  是僅發(fā)生在巴布新幾內(nèi)亞東部高原講Fore語的土著人中的一種進行性小腦退行性疾病。在Fore語中kulu為震顫的意思,本病因以寒戰(zhàn)樣震顛為突出的臨床表現(xiàn)而得名。病變部位主要在灰質(zhì),以小腦最為嚴重,大腦半球病損廣泛,但程度較輕。病理特征為神經(jīng)細胞破壞,胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)空泡,星形細胞顯著增生,小腦顆粒細胞層中出現(xiàn)大量淀粉樣斑塊,斑塊周圍出現(xiàn)輻射狀纖維。

Kulu病潛伏期漫長,可達4~30年之久,但一旦發(fā)病就迅速發(fā)展,大多在6~9個月內(nèi)死亡。臨床特征為以小腦共濟失調(diào)為主的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀,患者早期出現(xiàn)發(fā)抖、震顫、發(fā)音困難、舞蹈癥及肌陣攣等。病情呈迅速進行性發(fā)展,晚期發(fā)展為癡呆,肢體完全癱瘓,最終因吞咽困難、衰竭、感染而死亡。

庫魯病的傳播與該地區(qū)土著人在祭奠禮儀中有分食人肉的宗教習慣有關,婦女和兒童發(fā)病率較高,原因是婦女及兒童食人肉多,特別是食腦組織多,因而發(fā)病機會也多。隨著生食人肉這一原始惡習的消失,庫魯病也隨之消失。

4.克-雅病  又稱為傳染性病毒癡呆病、皮質(zhì)紋狀體脊髓變性或亞急性海綿狀腦病,為人類最常見的傳染性海綿狀腦病。Creutzfeldt和Jakob兩位神經(jīng)病理學家分別于1920年和1921年首先報道此病,故稱為克-雅。–reutzfeld-Jakobdisease,CJD)。本病存在于世界各地,我國廣東、長沙及上海等地也曾相繼報道過本病。好發(fā)年齡多在50~75歲之間,平均發(fā)病年齡65 歲,年發(fā)病率約百萬分之一,可為散發(fā)性,家族性或醫(yī)源性。散發(fā)性患者約占85%,病因不明。家族性患者約占10%~15%。

分子遺傳學的研究表明,家族性克-雅病患者的prion基因常發(fā)生變異,常表現(xiàn)為第48位和第56位密碼子處有重復片段的插入,第178位和200位密碼子處出現(xiàn)點突變并發(fā)現(xiàn)編碼蛋氨酸/結(jié)氨酸的129位密碼子存在基因多態(tài)性。

醫(yī)源性因素主要與醫(yī)療器械消毒不嚴、腦深部電極、角膜移植、器官移植或注射從尸體腦垂體提取的生長激素、促性腺激素等因素有關。

克-雅病的潛伏期為15個月至10年,最長可達40年以上。典型的臨床表現(xiàn)為迅速進展的癡呆,肌肉陣攣,皮質(zhì)盲,小腦共濟失調(diào),運動性失語,并迅速發(fā)展為半癱、癲癇甚至昏迷,病人最終死于感染或自主神經(jīng)功能衰竭,約90%的患者于1年內(nèi)死亡;颊呖沙霈F(xiàn)周期性腦電圖異常。病理特征與庫魯病相似,以神經(jīng)細胞變性、減少或消失,空泡形成,海綿狀改變及出現(xiàn)淀粉樣斑塊為主。其中海綿狀空泡化被認為是CJD的特征性病理診斷依據(jù)。

5.克-雅病變種  是近年出現(xiàn)的一種新型的人類傳染性海綿狀腦病,1996年由英國首次報導,目前法國、德國、愛爾蘭、俄羅斯等歐洲國家亦先后發(fā)現(xiàn)。本病與典型的克-雅病在好發(fā)年齡、臨床特征、腦電圖改變和病理變化等方面有明顯的差異,因而被認為是克-雅病的新變種(newvariant CJD,v-CJD )。進一步研究顯示,從這些病例中提取的PrPSC 與來源于瘋牛病的PrPSC的性質(zhì)相同,患者腦組織的病理變化與瘋牛病相似,從而表明v-CJD與瘋牛病密切相關。現(xiàn)在普遍認為v-CJD的來源可能是人食物鏈中含有瘋牛病的致病因子所致,但確切的致病機制尚不清楚。瘋牛病和v-CJD的出現(xiàn)已受到國際社會的廣泛關注。

三、微生物學檢查法

免疫組化技術  是目前確診傳染性海綿狀腦病的有效手段。取可疑患者的腦組織或非神經(jīng)組織切片,經(jīng)脫水性或水解性高壓消毒、甲酸和硫氰酸胍處理,使其感染性消失并破壞PrPC后,再用單克隆抗體或多克隆抗體檢測對上述處理有抗性的PrPSC。

免疫印跡技術  (Western blotting)檢測PrPSC是一種簡單而敏感的診斷方法。

基因分析  從病人外周血白細胞中提取DNA,對prion基因進行分子遺傳學分析,可協(xié)助診斷家族性CJD患者。

四、防治原則

對患者血液、體液,以及手術器械等污染物應進行徹底消毒,銷毀含致病因子的動物尸體、組織塊或注射器。常用的理化方法有:132℃高壓滅菌5h,1mol/L NaOH浸泡污染物1h,含有效氯0.0165次氯酸鈉處理2h等,可使prion喪失傳染性。嚴禁prion病患者和任何退行性神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者的組織和器官用于器官移植。醫(yī)護人員在診療過程中應嚴格遵守安全規(guī)程,保持皮膚不破損。

禁止用牛、羊等反芻類動物的骨肉粉作為飼料喂養(yǎng)牛等反芻類動物,以防止致病因子進入食物鏈。對從有瘋牛病的國家進口的活;蚺V破罚仨氝M行嚴格的特殊檢疫,以防止瘋牛病和克-雅病變種的發(fā)生。

目前對Prion疾病尚無有效的治療方法。阻止PrPC轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSC是治療的關鍵,因此應尋找使檢測PrPC結(jié)構(gòu)穩(wěn)定或使PrPSC結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的藥物。

Prion病是嚴重危害人和動物的傳染病,特別是瘋牛病和變異克-雅病已引起國際社會的恐慌,Prion感染將成為21世紀重要的傳染病。雖然對Prion進行了大量的基礎研究,并取得了很大進展,但仍有大量問題沒有解決,主要包括:①Prion的來源及傳播方式;②Prion的增殖方式及遺傳形式;③PrPc轉(zhuǎn)變成PrPsc分子基礎;④Prion的致病機制;⑤宿主對Prion的免疫性等等。解決這些問題需要多學科的綜合研究,只要闡明這些基礎問題,方可行之有效地預防、治療和消滅這類疾病。

第六節(jié)  新型人類皰疹病毒

新型人類皰疹病毒是近十多年來發(fā)現(xiàn)的人類皰疹病毒新成員,包括人皰疹病毒6型(humanherpesvirus 6,HHV-6)、人皰疹病毒7型(human herpesvirus 7,HHV-7)和人皰疹病毒8型(humanherpesvirus 8,HHV-8)。

一、人皰疹病毒6型

生物學特性  人皰疹病毒6型(humanherpesvirus 6,HHV-6)是1986年從淋巴增生性疾病和艾滋病患者淋巴細胞中分離到的一種新病毒。該病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)與皰疹病毒科的其他成員相似,但其基因組結(jié)構(gòu)和抗原性等與其他已知的5種皰疹病毒不同。

根據(jù)其抗原性、感染宿主范圍、核酸內(nèi)切酶圖譜及其核苷酸序列的不同,可將HHV-6分為H醫(yī).學全在線m.52667788.cnHV-6A和HHV-6B二組。HHV-6主要感染CD4+T細胞,使體外培養(yǎng)的T細胞產(chǎn)生細胞病變。單核-巨噬細胞不是HHV-6的易感細胞,病毒感染后不出現(xiàn)細胞病變,但病毒DNA可在細胞內(nèi)長時間存在。HHV-6亦可感染骨髓細胞和神經(jīng)膠質(zhì)細胞。

致病性  HHV-6在人群中的感染十分普遍。流行病學調(diào)查發(fā)現(xiàn),3歲小兒HHV-6抗體陽性率達95%,>90%健康人唾液中檢出HHV-6DNA。健康帶毒者是主要的傳染源,病毒在感染者的唾液或生殖道中廣泛存在,主要經(jīng)唾液或氣管分泌物途徑傳播,幼兒也可通過與父母密切接觸傳播。

HHV-6的原發(fā)感染多見于6個月至2歲的嬰兒,感染后大多無臨床癥狀,少數(shù)可引起嬰幼兒急疹或嬰兒玫瑰疹;純撼3始毙园l(fā)病,先有3~5d的高熱和上呼吸道感染癥狀,熱退后出現(xiàn)散在向心性玫瑰疹,1~2d后皮疹消失,預后良好。HHV-6感染亦可引起幼兒發(fā)熱而無皮疹的疾病。原發(fā)感染后,病毒基因組整合在外周血淋巴細胞的染色體中,形成潛伏感染。此外,HHV-6也可能在單核-巨噬細胞和其他組織細胞中潛伏。

在免疫力低下的病人,體內(nèi)潛伏感染的HHV-6可被激活而發(fā)展成為持續(xù)性的急性感染,活化后的HHV-6可感染CD4T細胞,使免疫力進一步低下。在器官移植病人,器官移植后2周至3個月常出現(xiàn)HHV-6潛伏感染的再發(fā),形成活動性感染,表現(xiàn)為發(fā)熱、皮疹和不適。在骨髓移植者,HHV-6感染可刺激骨髓產(chǎn)生IFN-α,IFN-α能短期或長期抑制骨髓,出現(xiàn)再生障礙性貧血,因此,HHV-6感染可能是骨髓移植患者出現(xiàn)骨髓抑制和骨髓衰竭的原因。在腎移植病人,HHV-6感染與排斥反應有關。

此外,HIV感染者常伴有HHV-6感染,由于兩者均可感染CD4+T細胞,并可在同一細胞內(nèi)復制,引起溶細胞性感染,混合感染的結(jié)果是加速T細胞的病變和死亡,使T細胞數(shù)進一步下降。此外,HHV-6還可通過上調(diào)CD68、NK細胞中的CD4表達等機制刺激HIV復制,加速HIV的感染進程。

HHV-6攜帶細胞轉(zhuǎn)化基因和轉(zhuǎn)化抑制基因,在多種腫瘤組織中也檢出HHV-6 DNA,提示HHV-6感染與腫瘤的發(fā)生有關。在多發(fā)性硬化病人,血液中有高滴度的HHV-6抗體,腦脊液中可檢出HHV-6DNA,表明HHV-6在多發(fā)性硬化的病因?qū)W中起重要作用。

微生物學檢查法  ①病毒的分離培養(yǎng):可采集病人的唾液、氣管分泌物或外周血淋巴細胞,接種至經(jīng)PHA刺激的人臍血或外周血淋巴細胞中分離培養(yǎng)HHV-6;②血清學試驗:常用間接免疫熒光法或免疫酶法檢測血清中特異性IgG或IgM,亦可用免疫組化法檢測組織細胞中存在的HHV-6抗原成分;③PCR技術:是常用的檢測HHV-6DNA的有效手段,可用一對引物同時擴增A組和B組HHV-6 DNA。

二、人皰疹病毒7型

人皰疹病毒7型(HHV-7)是1990年由Frenkel 從一健康成人外周血CD4+T細胞中發(fā)現(xiàn)的,具有典型的皰疹病毒形態(tài)特征。HHV-7的基因組長150kb,由一個長133kb的獨特序列(U)和兩側(cè)的直接重復序列(DR)DRL和DRR組成。HHV-7的核酸內(nèi)切酶圖譜和對單克隆抗體的反應性與HHV-6明顯不同,但核酸雜交和部分DNA序列分析顯示HHV-7與HHV-6和巨細胞病毒之間有一定的同源性。

HHV-7主要感染CD4+T細胞、唾液腺細胞和少數(shù)CD8+T細胞。HHV-7是HIV感染病人中最常見機會致病的病原體之一。自健康人外周血或臍血分離的淋巴細胞經(jīng)PHA刺激及在IL2存在的條件下,可支持HHV-7的復制。細胞在病毒感染9~14d后出現(xiàn)細胞病變,形成融合細胞。流行病學調(diào)查顯示,大多數(shù)健康成人血清HHV-7抗體陽性。6~11月齡幼兒HHV-7抗體陽性率即達33.3%,12~23月齡升至75%,2歲以上者高達92%。HHV-7主要潛伏在外周血單個核細胞和唾液腺中,70%感染者的唾液中可分離出病毒而成為傳染源,唾液傳播是主要的傳播途徑。

目前,HHV-7與疾病的關系尚不清楚,有人認為,HHV-7與嬰幼兒急疹、高熱驚厥、神經(jīng)損害和組織及器官移植并發(fā)征等有關。病原學診斷主要依賴血清學檢查和病毒的分離培養(yǎng)。

三、人皰疹病毒8型

人皰疹病毒8型(HHV-8)是1994 年由美國華裔病理學家Chang等用“代表性差異分析法”從艾滋病患者卡波濟(Kaposi)肉瘤組織中發(fā)現(xiàn)的又一新型皰疹病毒。該病毒主要存在于卡波濟肉瘤組織及艾滋病患者的淋巴組織中。

1997年,在KS-1細胞株上建立了HHV-8感染模型,并在電鏡下觀察到HHV-8的形態(tài)結(jié)構(gòu)。利用HHV-8陽性細胞株的DNA進行病毒基因組序列分析,發(fā)現(xiàn)HHV-8基因組長約170kb。由長的單一區(qū)域和兩端重復區(qū)所組成,前者約長140kb,分為相對于其他皰疹病毒的保守區(qū)和含有編碼調(diào)節(jié)因子、細胞因子DNA代謝基因的KSHV基因區(qū)。根據(jù)HHV-8基因組中某些核苷酸的差異,可將其分為A、B、C三個亞型。HHV-8的某些基因序列與EB病毒和SHV有部分同源性,但與HSV-1、VZV、CMV、HHV-6及HHV-7DNA無關。

HHV-8具有與EB病毒相似的嗜B細胞性,主要感染B淋巴細胞,以潛伏感染的形式存在。病毒相關的潛伏性蛋白抗體檢測結(jié)果表明,正常成人HHV-8感染率約1%~4%,但在艾滋病相關Kaposi肉瘤或其它類型Kaposi肉瘤病人中則感染率相當高。Kaposi肉瘤患者的血清、血漿、外周血單核細胞、損傷部位的內(nèi)皮細胞和錐體細胞中可檢測到HHV-8DNA,說明HHV-8可能是Kaposi肉瘤的致病因子,或至少與該病的致病機制密切相關。此外, HHV-8可能在某些淋巴瘤、血管淋巴母細胞增生性淋巴結(jié)病和反應性淋巴結(jié)病的發(fā)病中起重要作用。

第七節(jié)  結(jié)核分枝桿菌

結(jié)核分枝桿菌,俗稱結(jié)核分枝桿菌,是結(jié)核病的病原體。自從1882年Koch發(fā)現(xiàn)結(jié)核分枝桿菌以來,結(jié)核分枝桿菌生物學特性、致病性、抗結(jié)核治療等研究取得了巨大成就,特別是20世紀50年代初異煙肼等抗結(jié)核藥物的問世,以及現(xiàn)代化療和其他防治措施所取得的巨大成功,曾使人們期望20世紀末21世紀初首先在發(fā)達國家消滅結(jié)核病。但是,20世紀80年代以來,由于HIV與結(jié)核分枝桿菌伴發(fā)感染、移民以及耐藥結(jié)核分枝桿菌的出現(xiàn),結(jié)核病又在全球全面復活。

20世紀以來結(jié)核病經(jīng)歷了三次回升高峰,第一次和第二次分別發(fā)生在第一次及第二次世界大戰(zhàn)期間,第三次則是近二十多年來出現(xiàn)的結(jié)核病在全球的死灰復燃。據(jù)WHO統(tǒng)計,全球約1/3人有結(jié)核分枝桿菌的潛在感染,每年新增病例約800~1000萬,約有300萬人死于結(jié)核病。據(jù)統(tǒng)計,如果不加強對結(jié)核病的控制,從2000~2020年,約有10億新的結(jié)核分枝桿菌感染者,其中將有2億人發(fā)病,7 000萬人死亡。目前,約80%的活動性結(jié)核病例主要分布在亞洲和非洲。我國約有活動性肺結(jié)核病人600萬,占全球的四分之一,每年約有25萬死于結(jié)核病。因此,結(jié)核病已成了傳染病中的頭號殺手和最大死亡原因,是單一病菌致死最多的傳染病,全球已處于結(jié)核病緊急狀態(tài)。

一、結(jié)核分枝桿菌的變異性

結(jié)核分枝桿菌基因組大小為4.4Mbp,含有約4 000個基因,部分基因組呈高度可變性。在抗菌藥物、機體的免疫壓力及外界環(huán)境的作用下,結(jié)核分枝桿菌的基因可發(fā)生變異,導致形態(tài)、毒力、抗原性及耐藥性的改變。

抗原性變異  卡介苗(BCG)是20世紀初Calmette和Guerin將有毒力的牛型結(jié)核分枝桿菌經(jīng)13年230次傳代而獲得的減毒株。迄今,全球已有30多億人接種過卡介苗,在結(jié)核病的預防中起了重大作用。但是,經(jīng)過近百年來在世界各地的系列傳代和廣泛使用,BCG已發(fā)生了較大的變異,產(chǎn)生表型廣泛差異的子代株。

與牛型結(jié)核分枝桿菌分離株比較,BCG子代株的基因組缺失16個區(qū)段(RD1~RD16)和IS區(qū)段。其中,RD1區(qū)段在最初的親本牛型結(jié)核分枝桿菌減毒過程中就已丟失,IS和RD2區(qū)段在1927~1931年間丟失,其他的區(qū)段則是隨后在世界各地的實驗室傳代過程中逐漸丟失的。由于目前使用子代株存在廣泛差異,因此其免疫效果也存在著顯著不同,在不同地區(qū)的人群中其保護率可為0~80%。

耐藥性變異  結(jié)核分枝桿菌易于發(fā)生耐藥性變異,已成為結(jié)核病防治的極大障礙。WHO在1994~1997年對55個國家和地區(qū)的調(diào)查結(jié)果顯示,耐藥率為20%~50%,多重耐藥率為5%~20%。1991年美國紐約首次暴發(fā)多重耐藥結(jié)核分枝桿菌(MDRTB)流行,隨后蔓延至世界各地。感染者采用目前標準的抗結(jié)核化療方案治療無效,病死率高達50%~80%,病情急,一般從確診到死亡僅僅4~16周。我國是結(jié)核分枝桿菌耐藥性高發(fā)國家。

目前認為,結(jié)核分枝桿菌的耐藥性變異主要與其染色體基因突變有關,是藥物作用的靶基因變異的結(jié)果。目前常用藥物有異煙肼(INH)、利福平(RFP)、鏈霉素(SM)、吡嗪酰胺(PZA)、乙胺丁醇(EMB)、丙硫異煙胺(1321Th)及喹諾酮類(FQ)等,結(jié)核分枝桿菌對不同藥物具有不同的耐藥基因(表8-4),基因變異導致基因編碼產(chǎn)物的改變,從而產(chǎn)生耐藥性。例如,利福平的作用機制是抑制結(jié)核分枝桿菌依賴DNA的RNA多聚酶,抑制轉(zhuǎn)錄過程,使細菌細胞死亡。細菌發(fā)生耐藥性變異時,編碼RNA聚合酶β亞單位的rpoB基因發(fā)生突變,使RFP與RNA聚合酶的親和力明顯降低而耐藥。但是并非一種藥只有一個耐藥基因或只有一種耐藥機制在起作用,有時耐藥性的發(fā)生涉及多個基因及多種機制。結(jié)核分枝桿菌耐藥性變異的發(fā)生常常與不規(guī)則用藥有關,開始是出現(xiàn)單藥耐藥性,如果持續(xù)用藥不當,則新的突變不斷產(chǎn)生,最后獲得多重耐藥性。

表8-4  結(jié)核分枝桿菌的耐藥基因及其作用

藥物 

基因

作用部位

耐藥率(%)

利福平

rpoB

RNA聚合酶B亞單位

>95

異煙肼

katG

oxyR-ahpC

過氧化氫酶-過氧化物酶

烷基氫化還原酶

60-70

20

乙硫異煙肼

inhA

烯;d脂蛋白還原酶

<10

鏈霉素

rpsL

rrs

核糖體S12

蛋白16s rRNA

60

<10

氟喹諾酮

gyrA

DNA旋轉(zhuǎn)酶

>90

吡嗪酰胺

pncA

酰胺酶

70-100

乙胺丁醇

embCAB

EmbCAB蛋白

69

L型變異  結(jié)核分枝桿菌的另一種重要的變異是L型變異。結(jié)核分枝桿菌L形常見于陳舊性肺結(jié)核和強力化療或用3種主要抗結(jié)核藥物治療效果不佳的病人,其產(chǎn)生可能與病灶中藥物濃度低,不足以殺死細菌反而誘導L型形成有關。細菌L型因細胞壁缺陷,可逃避抗細胞壁抗體的作用而能在體內(nèi)長期存留。據(jù)國內(nèi)外報道,結(jié)核病人標本中結(jié)核分枝桿菌L型陽性率為40%左右,因此認為L型可能是結(jié)核分枝桿菌在體內(nèi)持續(xù)存在的一種形式,應把細菌L型的檢測作為判斷結(jié)核病活動的指標之一。此外,細菌L型對高濃度異煙肼、鏈霉素及乙胺丁醇等不敏感,所以建議凡L型培養(yǎng)及結(jié)核菌素陽性者,應做藥敏試驗,以提高化療效果。細菌L型有回復的特性,治療不徹底可導致復發(fā)。

二.結(jié)核分枝桿菌與HIV雙重感染

人類免疫缺陷病毒(HIV)感染是使結(jié)核病死灰復燃的主要原因之一。HIV削弱機體的免疫系統(tǒng)功能,它與結(jié)核分枝桿菌雙重感染促使結(jié)核病情迅速進展、惡化,甚至在短時間內(nèi)導致死亡。HIV陽性者感染結(jié)核分枝桿菌后,結(jié)核病的發(fā)病率比HIV陰性者高3倍。目前,全球HIV和結(jié)核分枝桿菌雙重感染者不斷增加,據(jù)估計約有1 700萬雙重感染,從而大大加快全球范圍內(nèi)結(jié)核病的流行進程,在許多非洲國家,結(jié)核病患者HIV感染率已超過40%。

HIV與結(jié)核分枝桿菌雙重感染是一種致死性的結(jié)合,兩者互相影響,形成惡性循環(huán)。一方面,HIV感染可以推毀免疫系統(tǒng),使機體抵抗力大大降低,易于感染結(jié)核分枝桿菌,也可使原先感染過結(jié)核分枝桿菌但已穩(wěn)定的病灶復活,或使已有的結(jié)核病惡化,從而使HIV感染者更易患結(jié)核病,病死率高。另一方面,結(jié)核分枝桿菌也可通過某些途徑,如激活CD4T細胞等,促進HIV的復制,在HIV感染過程中起協(xié)同因子的作用,加速AIDS的進程。

HIV感染者除了易于合并結(jié)核分枝桿菌感染外,也易于合并鳥-胞內(nèi)分枝桿菌等非結(jié)核分枝桿菌感染。非結(jié)核分枝桿菌對抗結(jié)核藥常具有天然耐藥性,使治療更加困難。

第八節(jié)  其他新現(xiàn)的微生物

一、西尼羅病毒

西尼羅病毒(West Nile virus,WNV)在病毒分類上屬于黃病毒科黃病毒屬,引起西尼羅熱。病人、隱性感染者和受染候鳥為傳染源,伊蚊和庫蚊是主要的傳播媒介。蚊子吸血受染后,病毒在唾液腺及神經(jīng)細胞中大量增殖,一周左右即具有傳染性,并可終年帶毒。人群對本病普遍易感,以兒童發(fā)病者居多。臨床上可表現(xiàn)為發(fā)熱性疾病及西尼羅腦炎兩種類型。前者以急性發(fā)熱、頭痛、乏力、皮疹為主要特征,可伴有肌肉、關節(jié)疼痛及全身淋巴結(jié)腫大等,預后良好。后者起病急驟,體溫39℃以上,出現(xiàn)頭痛、、惡心、嘔吐、嗜睡,伴頸項強直、深淺反射異常等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀和體征,重癥患者出現(xiàn)驚厥、昏迷及呼吸衰竭,死亡率高。

西尼羅熱廣泛分布在非洲、中東、東南亞、歐洲及澳大利亞。1999 年夏天,本病傳至美洲,美國紐約首次發(fā)現(xiàn)病例。患者表現(xiàn)為高熱、頭痛、意識障礙、弛緩性癱瘓等腦炎的癥狀和體征。本病發(fā)現(xiàn)的同時,當?shù)赜写笈蝤B死亡。分子流行病學的研究表明,本病可能是由候鳥作為傳染源,從中東傳至美洲。

二、尼派病毒

1998 年9月至1999年4月馬來西亞和新加坡發(fā)生了一種發(fā)熱性腦炎的暴發(fā)流行,病死率高。流行主要發(fā)生在養(yǎng)豬場和屠宰場,病人絕大部分為養(yǎng)豬場或屠場工人。人間流行前1~2周當?shù)爻霈F(xiàn)大批豬發(fā)病和死亡。起初認為是流行性乙型腦炎的暴發(fā)流行,但隨后發(fā)現(xiàn)是由一種新病毒感染所致,因而以最早出現(xiàn)病例的馬來西亞地名命名尼派(Nipah)病毒。進一步的病原學鑒定發(fā)現(xiàn),該病毒屬于副粘病毒,與1994年在澳大利亞發(fā)現(xiàn)的引起人和動物感染的亨德拉(Hendra)病毒有高度同源性。病毒可由感染動物傳播給人,感染與直接接觸受染動物的血、尿和糞便有關,尚沒有人—人傳播的證據(jù)。對本病的預防措施主要有:加強動物檢疫、封鎖疫區(qū)、淘汰疫畜和減少接觸病畜等。

 (江麗芳  中山大學中山醫(yī)學院)

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