病毒性腦炎的研究進展

1、病毒性腦炎的研究進展Nipah 病毒是近年在東南亞新出現(xiàn)的一種人畜共患病病毒，導致Nipah 病毒性腦炎的暴發(fā)流行，傳染性強， 死亡率高。 本文主要就近年對Nipah 病毒性腦炎的研究進展包括病毒分子生物學、發(fā)病機制、流行病學、臨床及輔助檢查等作一綜述。1998-09/1999-06 ，馬來西亞暴發(fā)了1 次發(fā)熱性腦炎，共計有265 人發(fā)病， 105人死亡，病死率約 40%。幾乎同時，新加坡的屠宰場因為進口了馬來西亞該腦炎流行地區(qū)的豬，從而導致了 11 人受感染，其中1 人死亡。直到1999-03，馬來西亞 Kuala Lumpur 大學和美國亞特蘭大疾病預防控制中心分離到病毒后，才確定本次暴發(fā)

2、是由一種新的副粘液病毒引發(fā)的，因為第 1 位分離出該病毒的死者生前居住的村莊名為Nipah，所以命名為 Nipah 病毒（ Nipahvirus, NiV ）1 。2001 年 -2009年間孟加拉國陸續(xù)有8 次 NiV 感染暴發(fā)， 病死率達70%以上，本文就 NiV 的研究進展作一綜述。1病毒學NiV 是單鏈負性 RNA 病毒，核酸由蛋白質(zhì)包被，質(zhì)粒呈螺旋形，病毒直徑約150300nm，核衣殼直徑 18nm，由 18246 個核苷酸 （ nt）組成。 3端有 55 個核苷酸組成的先導序列，5端有 33 個氨基酸組成的尾巴，基因組包含編碼6 個結(jié)構(gòu)基因 N、P、M、F、G 和 L。N 基因的開

3、放讀碼框為1599nt，編碼核衣殼蛋白（N 蛋白），N 蛋白是病毒蛋白的主要成分，也能調(diào)節(jié)病毒基因的轉(zhuǎn)錄和復制。P 基因的開放讀碼框為2130nt，轉(zhuǎn)錄時除產(chǎn)生PmRNA編碼P 蛋白（磷蛋白）外，還通過聯(lián)合轉(zhuǎn)錄mRNA 編輯的形式產(chǎn)生編碼V 和 W 蛋白的 mRNA ，編碼 V 、W 蛋白， P、 V 、 W 蛋白 N 端有 407 個氨基酸序列一致，C 端序列不同。 P mRNA上一個可變的讀碼框還可以編碼C 蛋白。 M 基因的開放讀碼框為1059nt 編碼基質(zhì)蛋白（ M蛋白）。F 基因的開放讀碼框為1641nt，編碼融合蛋白（F蛋白）。G基因的開放讀碼框為1809nt，編碼粘附蛋白（ G

4、蛋白）。L 基因的開放讀碼框為6735bp，編碼 RNA 聚合酶（ L 蛋白）。每個基因的開放讀碼框3及 5端均有非編碼區(qū)24。NiV基因和其他副粘液病毒相比有較大差異，而和 Hendra 病毒（ Hendra virus, HeV ）有90%的同源性，雖然NiV 的基因組比HeV 的基因組多12 個核苷酸，但是兩者基因組的末端序列、基因的起始和終止信號、磷蛋白基因的剪輯信號以及結(jié)構(gòu)基因的氨基酸序列均密切關(guān)聯(lián)，目前認為 NiV 和 HeV 屬于副粘液病毒科，副粘液病毒亞科中的一個新的亞屬：Hernipavirus亞屬。2發(fā)病機制NiV通過 G蛋白和敏感宿主細胞上ephrin-B2及 ephri

5、n-B3 結(jié)合 (ephrins 為 EphB 這一類受體酪氨酸激酶的膜結(jié)合配體)，誘導 G 蛋白上的變構(gòu)激活位點，促發(fā)F 蛋白進行兩相的構(gòu)象級聯(lián)反應： 第 1 相從亞穩(wěn)的融合前狀態(tài)到形成一種前發(fā)夾結(jié)構(gòu)中間體，第 2 相從前發(fā)夾結(jié)構(gòu)中間體轉(zhuǎn)變成六螺旋束的發(fā)夾結(jié)構(gòu)，從而導致病毒入胞作用和細胞融合5 。G 蛋白和 ephrin-B2的比值是細胞融合及病毒入胞的關(guān)鍵因素，而ephrin-B2 和 ephrin-B3 活性是由其上 G-H 環(huán)上的亮氨酸 -色氨酸殘基決定的 67 。雖然 NiV 通過血管系統(tǒng)可全身分布， 但只有肺及腦組織的上皮細胞對病毒易感 ,且 ephrin-B2 或 ephrin-

6、B3 只在腦內(nèi)表達， 決定了 NiV 容易累及中樞神經(jīng)系統(tǒng)及呼吸系統(tǒng) 8 。NiV的 P、V、W蛋白有一段共同的富半胱氨酸的保守區(qū)域，其他副粘液病毒通過誘導IFN信號傳導子及轉(zhuǎn)錄激活子(Signal Transducer and Activator of Transcription STA T)1 和 STAT2 蛋白降解，從而躲避 IFN 的抗病毒作用， 而 NiV 的 V 蛋白能結(jié)合 STAT1，形成 STAT1 和 STAT2 的高分子復合物， 直接抑制 STAT 蛋白功能， 最終抑制 IFN 的反應， 阻止干擾素誘導的酪氨酸磷酸化 9 。亞細胞定位發(fā)現(xiàn) P、 V 蛋白主要存在于感染細胞

7、胞漿中， W 蛋白主要存在于胞核，從而導致受感染細胞 STAT1 酪氨酸 701 位點磷酸化受阻。而 W 蛋白能將無活性的STAT1阻隔在核內(nèi)，是阻止STAT1活化的關(guān)鍵因子10 。M 蛋白的核 -漿運輸及伴隨翻譯后修飾在基質(zhì)調(diào)節(jié)的病毒芽生中起了重要作用，其上的YPLGVG 序列在芽生中起關(guān)鍵作用11 。在感染早期即可在核中監(jiān)測到白局限于胞漿和漿膜。人類淋巴細胞和單核細胞對NiV不易感，在樹突細胞中只能檢測到低水平的病毒復制。但淋巴細胞能有效結(jié)合NiV病毒，并傳遞給上皮及Vero 細胞，導致感染擴散12 。3流行病學NiV 感染患者多有與豬直接接觸的病史，如飼養(yǎng)場、 屠宰場的工人等，醫(yī)學界最初

8、認為是乙型腦炎流行， 但也有以下特點與乙型腦炎不符：患者多為成年人；病前多有明確的乙型腦炎疫苗的接種史； 豬作為乙型腦炎病毒的儲存宿主，不會發(fā)病， 而在本次暴發(fā)流行前即有豬患呼吸道疾病甚至死亡的報道；患者血清中未檢出特異的乙型腦炎病毒IgM抗體；加強滅蚊措施和接種乙型腦炎病毒疫苗未能控制疾病的流行等等。由于NiV 及 HeV 的相似性，病毒學家參照 HeV 流行病學對NiV 進行了研究。果蝠（Pteropus bats）體內(nèi)存在大量HeV，但不發(fā)病，人直接接觸攜帶HeV 的果蝠也不會被感染，而一旦馬吞食了被果蝠尿液或胎盤液污染的食物，就可作為HeV 的“擴增宿主（ amplifyinghost

9、s）”，人類與受感染的馬密切接觸就可能出現(xiàn)感染。據(jù)此， Yob 等 13 檢測了馬來群島上14 種蝙蝠， 發(fā)現(xiàn) 5 種體內(nèi)存在 NiV抗體。 Chun 等 14 發(fā)現(xiàn)馬來半島果蝠及島果蝠的體內(nèi)存在NiV的抗體，并且在其尿液及唾液中可檢測到NiV ，從而推測出果蝠是NiV 的儲存宿主，隨后的監(jiān)測發(fā)現(xiàn)柬埔寨、孟加拉國和泰國的果蝠體內(nèi)也有NiV 抗體 15 17 ，提示 NiV的天然宿主分布廣泛。馬來西亞的研究者 18 認為 NiV 的感染是氣候和人類活動造成的，首先因為造紙和工業(yè)用地需要而大量砍伐森林，導致果蝠的棲息地減少，其次 1997-1998年的厄爾尼諾現(xiàn)象加劇了森林破壞， 因此果蝠大量聚集

10、到果園覓食，果園內(nèi)豬舍里的豬吞食了被果蝠排泄的尿液、等污染的食物后，感染NiV ，病毒在豬體內(nèi)大量增殖19 ，在豬的整個呼吸系統(tǒng)包括鼻甲、鼻咽、 氣管、支氣管及肺，網(wǎng)狀淋巴系統(tǒng)及中樞神經(jīng)系統(tǒng)中均可監(jiān)測到病毒，病豬多表現(xiàn)呼吸道疾病或死亡，一旦人與受感染豬的體液密切接觸后，就可能感染NiV而發(fā)病，新加坡的 NiV 感染是由于進口受感染的豬，此兩次暴發(fā)均在密切接觸病豬的豬舍、屠宰場中。而孟加拉國 NiV 暴發(fā)的原因在于攜帶病毒的果蝠的唾液或尿液污染棗椰樹液，而人進食污染棗椰樹液后發(fā)病，一半的病例無接觸污染棗椰樹液的病史，主要是密切接觸NiV感染患者后發(fā)病，提示存在人-人之間傳播，可能為接觸患者唾液致

11、病20 。 Mungall21 等偶然發(fā)現(xiàn)懷孕后感染NiV 的貓的胎盤、宮腔內(nèi)液體及胎兒組織中均有NiV 的基因組，提示NiV 可能存在水平和垂直傳播。4 臨床表現(xiàn)馬來西亞的NiV 感染最常見表現(xiàn)為腦炎，潛伏期數(shù)天1 月，進展快，也有潛伏期長達4月的報道 22 。最早出現(xiàn)發(fā)熱、頭痛、嗜睡、惡心、厭食、嘔吐、眩暈、肌痛等前驅(qū)癥狀，持續(xù) 3 14 天，隨后出現(xiàn)昏睡和定向力下降，2448 小時內(nèi)可以快速進展為昏迷23 。NiV腦炎的臨床表現(xiàn)多樣2425 ，可出現(xiàn)腦膜刺激征、共濟失調(diào)、腱反射減退或消失，單癱或四肢癱，節(jié)段性肌陣攣，視聽幻覺等。如果出現(xiàn)心動過速、昏迷加深、玩偶眼反射消失、瞳孔異常、降壓藥

12、不能控制的高血壓、呼吸停止等腦干受累的征象，提示預后極差，患者往往很快死亡。 其他如節(jié)段性肌陣攣、癲癇發(fā)作、反射消失、 肝酶譜超標和血小板減少也提示預后較差。此外， NiV 還可累及心、肺、腎等臟器。NiV 腦炎的死亡率高，部分存活者可遺留神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥，甚至出現(xiàn)精神癥狀包括抑郁、人格改變、慢性疲勞綜合征等26 。Tan 等27隨訪發(fā)現(xiàn)， 7.5%的急性 NiV 腦炎患者可出現(xiàn)復發(fā)， 3.4% 的患者為遲發(fā)性腦炎，感染和發(fā)病之間的平均間隔約為 8 個月。復發(fā)性和遲發(fā)性 NiV 腦炎的死亡率大約為 18%。孟加拉國發(fā)生的NiV 感染累及各年齡段，但年輕人更多（平均年齡12 歲）， 62%為男性。

13、主要表現(xiàn)發(fā)熱、意識障礙、頭痛、咳嗽、呼吸困難、惡心和抽搐。體溫大于37.8，意識障礙，呼吸困難和腱反射消失提示預后差。發(fā)病到死亡時間從236 天，平均 6 天。如是經(jīng)人 -人傳播發(fā)病，潛伏期6-11 天，平均9 天 28 。隨訪 NiV 腦炎的患者發(fā)現(xiàn)多有神經(jīng)功能缺損存在，包括靜止性腦病，動眼神經(jīng)麻痹、面癱、頸肌張力障礙等29 。5 輔助檢查5.1 實驗室檢查血常規(guī)檢查可有外周血白細胞總數(shù)正常或降低，血小板往往減少。若肝臟受累可有轉(zhuǎn)氨酶升高，如有肺臟受累，胸部平片可見輕微的滲出性改變2530 。腦脊液檢查可見細胞數(shù)和蛋白輕度增高,腦脊液培養(yǎng)可見合胞體細胞24 。發(fā)病 1 周后可用IgM 捕獲的

14、 ELISA 法檢測到血清中特異性HV的 IgM 抗體。Chow 等 31 認為透射電鏡也有診斷價值，可觀察到腦脊液中典型的副粘液病毒。腦脊液中如分離到病毒，則預后往往不佳32 。5.2 病理檢查主要為多臟器的血管炎和內(nèi)皮細胞損害，以中樞神經(jīng)系統(tǒng)受累最重，累及基底節(jié)、腦干、小腦、脊髓等部位。受累血管以小動脈、小靜脈和毛細血管為主，血管壁壞死，管腔內(nèi)血栓形成，中性粒細胞和單核細胞浸潤，血管內(nèi)皮中可見合胞體形成，鄰近區(qū)域常見微梗塞和缺血區(qū)。神經(jīng)元細胞漿嗜伊紅染色，核內(nèi)有病毒包涵體。輕微的嗜神經(jīng)元現(xiàn)象、小膠質(zhì)細胞結(jié)節(jié)形成、血管周袖套等炎性改變233 。5.3 影像學檢查NiV 腦炎患者的 CT 檢查

15、均無陽性發(fā)現(xiàn)。 MRI 是檢查 NiV 腦炎的敏感方法，尤其運用液體衰減反轉(zhuǎn)恢復序列可100%發(fā)現(xiàn)異常，且比血清學、 腦脊液檢查更敏感 34 。MRI 可見皮質(zhì)下和深部白質(zhì)小的局灶性病灶，灰質(zhì)受累較輕。即使多數(shù)病灶彌漫分布于整個大腦，占位效應和腦水腫也不多見。Lim 等 35 對 12 位患者進行了一系列MRI 檢查，發(fā)現(xiàn) 1 月后 T1 加權(quán)像見廣泛的斑點樣高信號，以大腦皮質(zhì)更明顯，因此認為 NiV 腦炎的病灶主要位于白質(zhì)，伴隨短暫性的T1 加權(quán)像上的皮質(zhì)斑點樣高信號。6 診斷一般而言，出現(xiàn)以下幾種情況時應考慮有NiV 腦炎 30 ：有腦炎表現(xiàn)：臨床表現(xiàn)如發(fā)熱、頭痛、 意識障礙、局灶性神經(jīng)缺

16、失癥狀、腦脊液異常如 WBC 6 106 L ，蛋白 0.45g L或腦 MRI 掃描見特征性改變；患者來自疫區(qū)；（ 3）有密切接觸豬或其他受感染動物的病史。診斷不需等待血清學證據(jù)，因為只有76%的患者血清學檢查為陽性，而統(tǒng)計顯示發(fā)病到死亡的平均生存時間為9d，出現(xiàn)血清IgM 陽性的時間大約為病后間大概是34d，故患者可能在出現(xiàn)陽性結(jié)果之前，病情迅速惡化而死亡。7 治療目前尚無肯定的治療方法， 對大多數(shù)患者經(jīng)驗性地給予了阿司匹林、 已酮可可堿和對癥支持治療。一項非隨機性的研究采用利巴韋林治療 NiV 腦炎，使病死率下降 36%，并且可以減少存活者遺留的神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥 36 。8 預防與監(jiān)測目前

17、為進一步研究NiV 已逐漸建立了包括小鼠、倉鼠、貓等的動物模型，由于NiV 的生物安全分級為4 級，限制了NiV 的直接研究，故多數(shù)實驗室將三種NiV 的 G、 F 和 M 蛋白組成擬 NiV 病毒顆粒（ NiVVLPs ），開展實驗研究。 Moll 等37 發(fā)現(xiàn) F 蛋白上有 5 個潛在 N糖基化位點， 而 g4、g5 位點去除后能有效減少細胞分裂、 融合過程。而半乳凝素 1(Galectin-1) 可與 NiV 糖蛋白上的 N-聚糖結(jié)合， 使 F 蛋白及 G 蛋白寡聚體化， 從而阻止細胞融合 38 。F 蛋白的C 端 7 個重復區(qū)域（ C-terminal heptad repeat， HRC ）能通過阻止形成六螺旋束，抑制融合 39 。Tamin 等 40 發(fā)現(xiàn)能表達 NiV 的 F 蛋白或 G 蛋白的病毒疫苗能誘導小鼠產(chǎn)生特異性的 NiV 中和抗體，該中和抗體能阻止NiV 引起的細胞膜的融合，可能有助于預防NiV的感染。另研究