人獸(畜)共患。╖oonosis)是指在自然條件下,由共同病原體引起的可以在人和脊椎動物(如家禽、家畜、野生動物)之間傳染的疾病。人獸共患病不僅對人類生命構成嚴重威脅,而且會使農業(yè)、畜牧業(yè)及旅游業(yè)遭受重創(chuàng)。例如,幾年前“瘋牛病”使英國數(shù)百萬頭牛被焚燒或掩埋;2000年 “豬腦炎病毒”使馬來西亞50萬頭豬被捕殺;2001年初歐盟國家暴發(fā)的口蹄疫導致幾百萬頭牲畜被宰殺銷毀。鑒于人獸共患的病原微生物的巨大危害性,有必要對它們加以深入研究。
引起人獸共患病的病原微生物有真菌、細菌、螺旋體、立克次體、衣原體、病毒等。其中真菌能引起曲霉菌病等;細菌能引起結核病、布魯菌病、炭疽、鼠疫等;螺旋體能引起鉤端螺旋體病、萊姆病等;立克次體能引起Q熱、螨蟲病、恙蟲病、斑點熱、斑疹傷寒等;衣原體能引起鸚鵡熱;病毒能引起狂犬病、腦炎、出血熱、口蹄疫、流行性感冒、黃熱病等;朊粒能引起瘋牛病、克-雅病。
到目前為止,已發(fā)現(xiàn)的人獸共患病約有200多種。
按病原體儲存宿主分類 在人獸共患病中,絕大部分是以動物作為病原體的儲存宿主,人作為病原體儲存宿主的較少見,據此可將人獸共患病分為:①以動物為主的人獸共患病,如狂犬病、鼠疫、布魯菌病等;②以人為主的人獸共患病,如人性結核病、甲型流感等;③人與動物并重的人獸共患病,如鉤端螺旋體病、日本血吸蟲病等;
按病原體生活史分類 依據病原體生活史中是否需要人或其他脊椎動物、無脊椎動物參與,可分為:①直接型人獸共患病,如結核病、鉤端螺旋體病、口蹄疫、狂犬病、布魯菌病等;②循環(huán)型人獸共患病,如豬囊蟲病、牛絳蟲病等;③媒介型人獸共患病,如恙蟲病、森林腦炎等蟲媒傳染病;④腐生型人獸共患病,如隱球菌病、曲霉菌病、炭疽等。
按主要傳染源分類 根據傳染源的不同,可分為:①以家畜為主要傳染源的人獸共患病,如布魯菌病、弓形蟲病等;②以野生動物為主要傳染源的人獸共患病,如鼠疫、腎綜合征出血熱等許多自然疫源性傳染;③以禽類、玩賞動物、魚類、寄生動物等為主的人獸共患病。動物作為傳染源的危害程度取決于人類與感染動物接觸的機會以及環(huán)境因素等。此分類法有助于防治工作的開展。
傳染源 以人為傳染源的人獸共患病較少,多數(shù)以動物為傳染源。傳染源向外排出病原體的途徑可通過糞便、尿液、分泌物、唾液、乳汁排出等。
傳播途徑 主要包括:①消化道傳播,如沙門菌病、彎曲菌病等;②呼吸道傳播,如流行性感冒,肺鼠疫、炭疽等;③接觸傳播,如狂犬病、布魯菌;④節(jié)肢動物叮咬傳播,如登革熱、黃熱病、森林腦炎、流行性乙型腦炎等。
易感性 人和動物對人獸共患病都易感,但易感程度不盡相同。有些人獸共患病在動物多呈隱性感染,而在人常表現(xiàn)出明顯的臨床癥狀。易感性的高低與病原體的種類、毒力的強弱,以及易感宿主的遺傳背景、免疫狀態(tài)等因素有關。
影響傳播的因素 隨著社會的發(fā)展,人和動物種群流動性不斷增加,與受污染的食物、水、病原體儲存宿主或媒介頻繁接觸,從而增加了感染機會。國際間的貿易往來為人獸共患病通過畜產品、禽產品從一個國家(或地區(qū))傳播到另一個國家(或地區(qū))提供了可能。另外,不同民族和地區(qū)的生活、飲食等衛(wèi)生習慣也是造成人獸共患病流行的重要因素。
由于大多數(shù)人獸共患病對公共衛(wèi)生、經濟發(fā)展、社會穩(wěn)定有巨大影響,因此預防和控制須動員國內和國際力量,主要措施包括:動物感染監(jiān)測;消滅和控制感染動物;檢查和治療病人;切斷病原體由野生動物傳給家畜,由家畜傳給人以及人與人之間的傳播途徑;預防接種保護易感人群,減少病原體擴散。國家間的措施還包括加強國境檢疫,嚴防病原體由國外傳入,以及加強不同地區(qū)和國家間疾病監(jiān)測信息資料的交流等。
生物武器(biological weapon) 是指以生物戰(zhàn)劑使人致病造成傷害的武器,是裝填有生物戰(zhàn)劑的彈藥和施放裝置的統(tǒng)稱。目前公認的生物戰(zhàn)劑有30余種,可分為六類:細菌、病毒、立克次體、衣原體、真菌和毒素(表16-1)?赡苡糜谏镂淦骰蚩植阑顒拥纳镆蜃咏^大多數(shù)為人獸共患的病原微生物。病死率大于10%的稱為致死性戰(zhàn)劑,病死率小于10%的稱為失能性戰(zhàn)劑。使用生物武器進行戰(zhàn)爭或傷害人群或破壞動植物的活動稱為生物恐怖(bioterrorism)。例如,美國2001年9.11恐怖襲擊之后出現(xiàn)的炭疽郵件事件,造成22人感染,5人死亡。
表16-1 可能使用的生物戰(zhàn)劑及其所致疾病
分 類 | 菌 種 | 所致主要疾病 |
細菌 病毒 真菌 立克次體 衣原體 細菌毒素 | 炭疽芽胞桿菌(B.anthracis)* 鼠疫耶氏菌(Y.pestis)* 豬布魯菌(B.suis) 羊布魯菌(B.ovis) 霍亂弧菌(V.cholerae) 土拉弗氏菌(F.tularensis)* 鼻疽假單胞菌(B.mallei) 類鼻疽假單胞菌(B.pseudomallei) 鼠傷寒沙門菌(S.typhimurium) 傷寒沙門菌(S.typhi) 志賀菌屬(Shigella species) 小腸結腸炎耶氏菌(Y.enterocolitica) 腸出血型大腸埃希菌(enterohemorrhagic E.coli) 天花病毒(smallpox virus)* 埃博拉病毒(Ebola virus)* 拉沙病毒(lassa virus)* 馬爾堡病毒(Marburg virus)* 人類免疫缺陷病毒 (human immunodeficiency virus) SARS冠狀病毒(SARS-co virus) 黃熱病病毒(yellow fever virus) 漢坦病毒(hantavirus) 禽流感病毒(avian influenza virus) 腦炎病毒(encephalitis virus) 登革病毒(dengue virus) 森林腦炎病毒(Russian spring-summer virus) 莢膜組織胞漿菌(C.capsulatus) Q熱柯克斯體(C.burnetii) 普氏立克次體(P.prowazekii) 立氏立克次體(P.rickettsii) 鸚鵡熱衣原體(C.psittaci) 肉毒毒素(botulinum)* 葡萄球菌腸毒素(staphylococcal enterotoxin B) 白喉毒素(diphtheria toxin) 志賀毒素(shiga toxin) 產氣莢膜梭菌腸毒素(C.perfringens enterotoxin) | 炭疽 鼠疫 波浪熱 波浪熱 霍亂 土拉熱 鼻疽病 類鼻疽病 食物中毒 傷寒 小腸結腸炎 出血性腹瀉、溶血性尿毒綜合征 天花 埃博拉出血熱 馬爾堡熱 嚴重急性呼吸系統(tǒng)綜合征 黃熱病 腎綜合征出血熱、漢坦病毒肺綜合征 禽流感 病毒性腦炎(如乙型腦炎) 登革熱、登革出血熱 森林腦炎 莢膜組織胞漿菌感染 Q熱 流行性斑疹傷寒 鸚鵡熱 食物中毒 食物中毒 白喉 溶血性尿毒綜合征 破傷風 食物中毒 |
*:為危險性強、致死率高的甲類生物戰(zhàn)劑
生物戰(zhàn)劑的標準主要有:①毒性大,傳染性強,感染后發(fā)病快,癥狀嚴重,病死率高,且不易診斷和治療;②最好能使人、畜均感染發(fā);③有多種傳播途徑,傳播速度快;④耐熱、耐日光、耐干燥,施放后能在外環(huán)境中存活較久,且能維持較高的致病力;⑤便于大量生產、運輸和長期保存;⑥在施放地區(qū),有能長期保存這些生物戰(zhàn)劑的昆蟲或小動物;⑦使用者已有預防和治療方法,而對方暫時沒有。
危害性最大的4種生物戰(zhàn)劑是天花病毒、炭疽芽胞桿菌、鼠疫耶氏菌和肉毒毒素。其中,天花病毒是最危險的,可通過呼吸道和皮膚接觸在人與人之間傳播。傳染性極強,毒性極大,致死率高,而人類對天花的抵抗力日益下降。炭疽芽胞桿菌分布廣泛,容易大量生產。炭疽芽胞桿菌的芽胞抵抗力強,可以抵抗高溫、干燥的自然環(huán)境,在土壤中可存活幾十年。芽胞直徑為2μm,易于在空氣中傳播并吸入肺中。另外,感染早期的患者無明顯臨床癥狀,由呼吸道感染的肺炭疽的病死率高達80%。因此,炭疽芽胞桿菌是第1位的戰(zhàn)略性生物武器。在一個50萬人口的城市中,施放50kg炭疽芽胞桿菌芽胞,在頂風條件下沿線的2km內可造成12.5萬人感染,9.5萬人死亡。
基因武器 隨著高技術不斷在軍事領域的應用,近年來一些國家在生物武器的基礎上,按照作戰(zhàn)需要,制造出“基因武器”;蛭淦,即基因工程生物武器,是用基因工程技術手段,對生物戰(zhàn)劑(細菌、病毒、立克次體等)進行有目的的修飾或改造,制造出自然界沒有的新生物,并武器化;蛭淦鞒杀镜土、難以防治、特異性強、殺傷力大、心理威懾力大。
可能的基因工程技術手段有:微生物基因修飾、嵌合病毒、毒素基因重組等。經過修飾或改造的生物戰(zhàn)劑,可以克服傳統(tǒng)生物戰(zhàn)劑的固有缺陷,例如,在一些本來不會致病的或致病力弱的微生物中植入毒力基因(包括動物、植物、微生物毒素),培育出新的毒力更強的致病微生物;提高其對環(huán)境(溫度、濕度、陽光等)的耐受性;在一些致病微生物中植入能對抗普通疫苗的基因或耐藥基因,改變其抗原性,使原有檢測措施失靈,防護疫苗無效,或增強其耐藥性,使原有預防和治療藥物無效;改變其遺傳特征,蒙蔽和逃避指控和核查,以及增強可控性,使其在自然界不易擴散和不穩(wěn)執(zhí)業(yè)護士網定,后果可控,而使用者自身可以采取有效的防護措施。
可針對某個特定民族或種族群體研制出“種族基因武器”。不同種族的人,其基因組成不同。人類基因組計劃將闡明控制人類遺傳的全部基因,能區(qū)別不同種族人群的基因差異。因此,有可能研制出一種可選擇性殺傷某個特定種族的超級制導武器,如超級病原菌。
鑒于生物武器和基因武器的巨大殺傷力,應加速開展生物戰(zhàn)劑快速診斷、預防疫苗和抗菌藥物的研究。
炭疽芽胞桿菌(B.anthracis )俗稱炭疽桿菌,是引起動物和人類炭疽的病原菌,也是人類歷史上第一個被發(fā)現(xiàn)的病原菌,由Koch于1876年分離獲得。炭疽是一種廣泛流行于牛、羊等草食動物的自然疫源性傳染病,人類可通過攝食或接觸患炭疽的動物及畜產品而感染。
形態(tài)與結構 為致病菌中最大的革蘭陽性粗大桿菌,大小為1~3×5~10μm,菌體兩端截平。取自患者或病畜新鮮標本直接涂片時,常單個或呈短鏈,經培養(yǎng)后則形成長鏈,呈竹節(jié)樣排列,是本菌形態(tài)的典型特征(圖16-1)。無鞭毛。在人和動物體內可形成莢膜。在不適環(huán)境下形成芽胞,芽胞呈橢圓形,位于菌體中央。
圖16-1 炭疽芽胞桿菌
培養(yǎng)特性 需氧或兼性厭氧。最適溫度為30~35℃。營養(yǎng)要求不高,在普通瓊脂培養(yǎng)基上形成灰白色粗糙型菌落。在血瓊脂平板上不溶血,菌落扁平而明顯發(fā)粘,菌落邊緣卷曲。在含碳酸氫鈉的血瓊脂培養(yǎng)基上,置5% CO2條件下培養(yǎng)24~48h,有毒菌株可產生莢膜,形成粘液性菌落,而無毒株仍形成粗糙型菌落。在肉湯培養(yǎng)基中因形成長鏈而呈絮狀沉淀生長。
抗原構造 炭疽芽胞桿菌的抗原包括結構抗原和外毒素等。
1.莢膜多糖抗原 常見于毒力較強的菌株,由多聚D-谷氨酸組成,是由質粒pXO2(95.3kb)上的基因(capB、capC、capA)編碼合成,其中capB轉錄水平在高CO2和碳酸鹽濃度培養(yǎng)條件下大大提高。莢膜具抗吞噬作用,與細菌毒力有關。
2.炭疽毒素 由保護性抗原(protective antigen,PA)、致死因子(lethalfactor,LF)和水腫因子(edema factor,EF)三種蛋白質組成的復合物,編碼基因(pagaA、cya、lef)位于質粒pXO1(184.5kb)上。將炭疽毒素注射到動物體內可出現(xiàn)炭疽病的典型中毒癥狀,但致死因子和水腫因子單獨作用不會發(fā)揮生物學活性,需與保護性抗原組合后才能引起實驗動物的水腫和致死。炭疽毒素具有抗吞噬作用和免疫原性。
抵抗力 由于本菌能產生芽胞,故對熱力、干燥、紫外線和化學消毒劑抵抗力很強,煮沸10min或干熱140℃需3h才能殺滅。細菌芽胞在干燥土壤或皮毛中能存活10年甚至上百年,牧場一旦被污染,傳染性可持續(xù)數(shù)十年。
傳染源 人類對炭疽普遍易感,患病的草食動物(如牛、羊、馬等)為主要傳染源。
傳播途徑 炭疽芽胞桿菌存在于動物及人的多種組織及排泄物中,其芽胞存在于受污染的土壤、水草、皮毛及其制品中。草食動物因攝食時吸入土壤中的炭疽芽胞桿菌芽胞而感染,故易造成大規(guī)模的發(fā)病和死亡。人可通過接觸患病動物或受染皮毛而引起皮膚炭疽,食入未煮熟的病畜肉類、奶或被污染食物引起腸炭疽,或吸入含有大量病菌芽胞的氣溶膠、塵?砂l(fā)生肺炭疽。人-人傳播非常少見。
流行概況 炭疽呈全球性分布,以溫帶、衛(wèi)生條件差地區(qū)多發(fā)。主要由于接觸病畜或污染皮毛制品而感染,發(fā)病者以農牧民和皮毛加工者多見,臨床主要表現(xiàn)為皮膚炭疽。本病的易感動物以草食動物為主。1945年醫(yī)學.全在線gydjdsj.org.cn伊朗動物炭疽暴發(fā)流行,導致100萬頭羊死亡。炭疽曾引起多次人類災難性流行。1607年中歐炭疽大流行,有6萬多人死亡。1875年俄羅斯約10萬人死于炭疽。目前,全球每年皮膚炭疽報告約5 000~8 000例,偶有局部流行。我國1990~1998年報告炭疽病例14 289例,其中主要集中在西北、西南牧區(qū),有明顯的季節(jié)性,每年6~9月為發(fā)病高峰期。
致病物質 莢膜具抗吞噬作用,有利于在宿主組織內大量繁殖擴散。炭疽毒素可抑制和麻痹呼吸中樞,引起呼吸衰竭,是造成感染者致病和死亡的主要原因。保護性抗原(PA,83kDa)為結合亞單位,與吞噬細胞表面的炭疽毒素受體(anthrax toxinreceptor,ATR)結合后,細胞表面蛋白酶將PA83裂解成PA20(20 kDa)和活性部分PA63(63 kDa)。PA63與致死因子(LF)和水腫因子(EF)結合,并介導LF和EF進入細胞內(圖3-9)。
EF具有腺苷環(huán)化酶活性,可使微血管內皮細胞內cAMP的濃度升高,增加血管通透性而形成水腫。由于有效循環(huán)血量不足,微循環(huán)障礙致感染性休克和彌散性血管內凝血(DIC),甚至死亡。EF還可抑制免疫細胞的功能如中性粒細胞的呼吸爆發(fā)和吞噬作用。
LF具有鋅內肽酶活性,可降解細胞的多種有絲分裂活化的蛋白激酶K(MAPPK),抑制MAPKs信號轉導通路,最終造成細胞裂解死亡(參見第3章)。LF可選擇性殺死巨噬細胞,原因可能是啟動了巨噬細胞的凋亡程序,或由于LF引起巨噬細胞內的各種酶小體的破裂而導致細胞自溶。研究發(fā)現(xiàn),一旦病菌在動物體內產生大量的LF,即使使用抗生素殺死病菌,動物仍會死亡。
所致疾病
1.皮膚炭疽 病菌由破損皮膚或粘膜而進入皮下,芽胞被吞噬細胞吞噬并在其中發(fā)芽成繁殖體。經1d左右局部出現(xiàn)紅斑、丘疹,繼而周圍形成水皰,皰液清,最后出現(xiàn)壞死、無痛性潰瘍并形成特有的黑色焦痂,故稱為炭疽。皮膚炭疽最為常見,危險性最小,多數(shù)患者不經治療即可自愈?股刂委熀罂纱蟠蠼档筒∷缆。
2.腸炭疽 發(fā)病率極低,絕大多數(shù)病例是由于食用被炭疽芽胞桿菌污染的肉制品而造成的,出現(xiàn)腹痛、血性腹瀉、嘔吐、腸麻痹,但以全身中毒癥狀為主。如果未能及時、正確地治療,2~3d可死于毒血癥。
3.肺炭疽 經呼吸道吸入炭疽芽胞桿菌芽胞所致。芽胞被肺泡巨噬細胞吞噬,并轉移到附近的淋巴結。之后,萌發(fā)成繁殖體,迅速繁殖,可進入血液。經1~6d潛伏期后,出現(xiàn)高熱,呼吸困難,頸部、胸部水腫,可有胸悶、胸痛、咳血性痰。
當機體抵抗力降低時,炭疽芽胞桿菌可迅速沿淋巴管及血管向全身擴散,約半數(shù)發(fā)展成敗血癥和腦膜炎,出現(xiàn)嚴重的全身中毒癥狀,急性呼吸窘迫,休克,DIC。一旦病菌大量繁殖,使用抗菌藥物常常已無濟于事,患者病死率可高達80%以上。
免疫性 自然感染炭疽后可獲得持久性免疫力,一般認為起保護作用的主要是保護性抗體和莢膜多糖抗體。
標本 按不同病型采取不同標本。人類皮膚炭疽取水皰、膿皰內容物或血液;腸炭疽取糞便、血液及畜肉等;肺炭疽取痰、胸腔滲出液及血液等。炭疽動物尸體嚴禁室外剖檢,以防形成芽胞污染牧場及環(huán)境。
直接涂片鏡檢 取涂片標本進行革蘭染色,發(fā)現(xiàn)有莢膜的呈竹節(jié)狀排列的革蘭陽性大桿菌,或用特異性熒光抗體染色鏡檢,結合臨床癥狀可作出初步診斷。
分離培養(yǎng)與鑒定 檢材接種于血瓊脂平板和碳酸氫鈉血瓊脂平板,培養(yǎng)后觀察菌落特征,用青霉素串珠試驗、噬菌體裂解試驗等進行鑒定。必要時進行動物實驗。
炭疽的預防重點應放在家畜感染的防治和牧場的衛(wèi)生防護上。病畜應嚴格隔離或處死深埋,杜絕在無防護條件下現(xiàn)場剖檢取材,死畜嚴禁剝皮或煮食,必須焚毀或深埋2m以下。對易感家畜應進行預防接種。對污染的環(huán)境應使用含氯或甲醛的消毒劑反復消毒。
質粒PXO1和pXO2對炭疽芽胞桿菌的毒性是必需的,缺一不可。丟失2個質粒則成為無毒株;缺少其中一個質粒,細菌毒力減弱。因此,可制成炭疽減毒活菌苗,采用皮上劃痕接種,免疫力可維持1年。接種對象是疫區(qū)皮革和毛紡工人、牧民、屠宰牲畜人員、獸醫(yī)等。目前,可從無毒的、不含和pXO2質粒的炭疽芽胞桿菌培養(yǎng)上清中提取保護性抗原,或通過基因工程方法生產保護性抗原作為疫苗。
炭疽的治療原則是,隔離患者,盡早治療,早期殺滅體內細菌,中和體內毒素,后期要防止發(fā)生并發(fā)癥。目前,天然存在的菌株對常用抗菌藥物敏感,但對第三代頭孢菌素耐藥,臨床上可首選青霉素(如阿莫西林)和多西環(huán)素。如為生物恐怖所為,且接種過疫苗,治療用藥約30d;如未接種過疫苗,治療應持續(xù)60d以上,因為該菌及其芽胞可在淋巴結和巨噬細胞內存活60d。如為自然條件下感染,療程為14d左右。近年來,由于采用分子生物學技術,構建出耐青霉素等多種抗生素的炭疽芽胞桿菌工程菌株,故不能單用青霉素作預防性用藥,應首選環(huán)丙沙星或多西環(huán)素。
鼠疫耶氏菌( Y.pestis )簡稱鼠疫桿菌,屬腸桿菌科耶爾森菌屬,是引起鼠疫( plague )的病原菌。鼠疫是一種廣泛流行于鼠類和其它野生嚙齒動物間的一種自然疫源性的烈性傳染病,人類鼠疫多由鼠蚤叮咬而受染,危害極大。
形態(tài)與結構 為兩端鈍圓的粗短桿菌(圖16-1),長1~2μm,寬0.5~0.8μm。在液體培養(yǎng)基中鼠疫桿菌呈短鏈狀;在陳舊培養(yǎng)基、3%NaCl肉湯、瓊脂平板或化膿性病灶中可形成球形、棒形、酵母狀、球桿狀、啞鈴狀等多種形態(tài),亦可見到著色極為淺淡的菌影(ghost)。革蘭染色陰性,菌體兩端染色較深。在37℃或動物體內可形成莢膜樣物質(圖16-1),無芽胞,無鞭毛。
基因組結構 鼠疫耶氏菌染色體為4.65Mb,含有4000個編碼序列,G+Cmol%為47.6%,含有的插入序列非常多。整個基因組中最為顯著的特征是GC含量不均的異常,許多區(qū)域顯示出有通過水平轉移獲得的島狀特征,提示該菌在進化過程中能不斷獲取外源基因。重要毒力基因有:eaf(編碼F1抗原)、Lcr(涉及低鈣反應調控)和強毒力島(參見第2章)。
圖16-1 鼠疫桿菌
培養(yǎng)特性 兼性厭氧。營養(yǎng)要求不高,可在普通培養(yǎng)基上生長,加入血液或組織液可促進其生長。最適生長溫度為28~30℃,最適pH為6.9~7.2。典型的鼠疫桿菌菌落為粗糙型。在肉湯培養(yǎng)基中形成絮狀沉淀和菌膜,中間透明,輕輕搖動后菌膜成“鐘乳石”狀下沉,此特征有一定的鑒定意義。
抗原構造 鼠疫桿菌的抗原結構比較復雜,重要的有:
1.莢膜抗原(F1抗原) 鼠疫桿菌無論在體內或體外繁殖,菌體表面均能形成莢膜抗原,純化的莢膜抗原稱為F1抗原(20~50kDa),由F1A、F1B、F1C三部分組成。莢膜抗原為水溶性不耐熱糖蛋白,血清學反應特異性高,并具有對鼠疫桿菌噬菌體的受體活性。抗-F1對感染有保護作用。
2.菌體表面抗原(V/W抗原) V為蛋白質(90 kDa),存在于細胞質中;W為脂蛋白(145 kDa),是一種莢膜組分。V與W抗原由同一質粒編碼,同時表達,產生的最適條件是在含半乳糖的牛心浸液培養(yǎng)基中于37℃通氣培養(yǎng)。
3.外膜蛋白(yersinia outer membrane protein,Yop) Yop是受到外環(huán)境刺激時合成和分泌的一系列毒力因子和毒力輔助因子,其編碼基因與V-W基因位于一個70~75kb的質粒中。Yops包括11種蛋白,可分為兩大類:一類僅僅具有抗宿主功能,如YopM、YopE;另一類則主要是調節(jié)或定位攻擊靶細胞功能,如YopN、YopD、YopH、YopM等。YopE和YopH具有抗吞噬作用,能在細胞內攻擊靶目標,從而避免與抗體發(fā)生中和反應,這提示Yops可能不是保護性抗原。
4.鼠毒素(T抗原) 鼠疫桿菌所產生的毒性蛋白對大、小鼠均有致死作用,故稱“鼠毒素”,它具有外毒素性質,能與細菌細胞膜結合,在細菌自溶時才滲出。鼠毒素由兩種不同蛋白質組成,其中毒素A(24kDa)為細胞壁組分,毒素B(12kDa)是細胞質組分。A、B蛋白均不耐熱,但能抵抗胰蛋白酶的消化作用。有抗原性,可經甲醛脫毒成類毒素。
5.內毒素 主要成分是脂多糖(LPS),其毒性相對較弱。
抵抗力 對外界環(huán)境抵抗力較弱。對紫外線、高溫、干燥及一般消毒劑均敏感。鼠疫桿菌在陰濕處、低溫及有機物內生存時間較長,在痰液中可存活36d,在冬季的尸體內可存活數(shù)周至數(shù)月,在蚤類和土壤中能存活半年以上。常用消毒劑,如來蘇、升汞、氯胺可在20min內殺死痰液中的病菌。
鼠疫是自然疫源性傳染病,一般先有鼠類的發(fā)病和流行,當大批病鼠死后,失去宿主的鼠蚤轉向人群,可引起人間鼠疫。
傳染源 人一般無帶菌現(xiàn)象,人類鼠疫多由鼠蚤叮咬而受染。鼠疫大約可侵犯200多種嚙齒類動物,有些嚙齒類動物受染后僅呈帶菌狀態(tài),因此,嚙齒類動物是鼠疫的基本傳染源。鼠疫在嚙齒類動物間可形成慢性傳播,即森林鼠疫。
由于不同種類嚙齒類動物在保持鼠疫的延續(xù)流行和自然疫源地的形成中所起的作用不同,故有主要儲存宿主(黃鼠屬、旱獺屬等)和次要儲存宿主(倉鼠等)之分。森林鼠疫的儲存宿主有野鼠、地鼠、狐、狼、豹等。家棲鼠中黃胸鼠、褐家鼠、黑家鼠等為人間鼠疫的重要傳染源。
各型鼠疫患者也是人間鼠疫的重要傳染源,如腺鼠疫患者破潰的膿腫,肺鼠疫患者咯出的痰,以及敗血型鼠疫患者早期的血液等都具有傳染性。
圖16-2 鼠疫流行模式圖
流行概況 該病傳染性強,病死率高,呈世界性分布,對人類危害極大,歷史上曾記載過3次世界范圍的人間鼠疫大流行,分別發(fā)生于公元6世紀,14世紀到17世紀,以及19世紀末20世紀初,死亡人數(shù)過億。
1994年在印度蘇拉特市發(fā)生一起鼠疫暴發(fā)流行,短短10多天時間,先后有1000多人被送進醫(yī)院,50人死亡,200萬人口的城市有30萬人出逃,兩周內,向全國蔓延,這是自1966年印度最后一次鼠疫大流行后,經空氣傳播的肺鼠疫的首次大面積流行,引起全球極大恐慌。2000年8月蒙古共和國旱獺鼠疫波及人間,歷時4個月才獲控制。
20世紀前半葉(1900~1949年)我國鼠疫流行達到頂峰,前后共有6次較大的流行,但后50年間大規(guī)模的人間鼠疫已基本絕跡,僅在少數(shù)自然疫源地由于防制措施不力而偶有人受感染的報道。1991~2000年我國發(fā)生人間鼠疫487例,死亡47例,多發(fā)生在云南、貴州、廣西等西部地區(qū)。
鼠疫流行通常具有以下幾個特點:①人對鼠疫桿菌普遍易感;②以腺鼠疫為主;③呈明顯的地方性,且多發(fā)生在蚤類繁殖活動最盛的季節(jié);④因鼠疫桿菌的主要宿主、媒介、自然環(huán)境等條件的不同,在不同地區(qū)鼠疫流行可分別呈連續(xù)型、間歇型和偶然型;⑤由于接觸宿主機會不同,從事狩獵、剝皮、割草等職業(yè)的人群發(fā)病率較高。并向城市和旅游區(qū)人口密集區(qū)逼近,疫情范圍不斷擴大,并呈上升趨勢。
致病物質 鼠疫桿菌通過M細胞進入上皮下淋巴組織中,之后隨巨噬細胞轉移到肝、脾等器官中繁殖。在感染早期,需適應37℃細胞外的含Ca2+環(huán)境。在巨噬細胞內的鼠疫桿菌受溫度和低鈣環(huán)境的誘導,可合成和分泌Yops蛋白及V抗原。YopH、YopE、V/W抗原和F1抗原具抗吞噬作用,YopE具白細胞毒性作用,YopH可破壞免疫系統(tǒng)的細胞內信號轉導作用,Yops蛋白還可抑制炎性反應,防止吞噬細胞的再次匯集,從而有利于病菌在哺乳動物的網狀內皮組織系統(tǒng)這一不利環(huán)境中生長。YopJ可誘導多種細胞如巨噬細胞、上皮細胞凋亡。
菌體自溶后釋放鼠毒素,主要作用于血管系統(tǒng),引起炎癥,壞死,出血,嚴重毒血癥,肝、腎、心肌損害,以及不可逆的休克和死亡。因此,當淋巴結中所含大量病菌及其釋放出的毒素進入血液后,即可引起全身中毒癥狀。內毒素可致機體發(fā)熱、休克等。
所致疾病 潛伏期最短24h時,最長不超過9d,平均約為3~5d。鼠疫桿菌通過鼠蚤叮咬侵入人體皮膚后,被吞噬細胞吞噬,并在其中繁殖,經淋巴管到達局部淋巴結,引起劇烈的出血性炎癥,凝固性壞死,其周圍組織亦呈水腫及出血。若病變僅限于淋巴結,則稱為“腺鼠疫(bubonicplague)”,為臨床上最常見的形式,其它形式還有肺鼠疫(pneumonic plague),敗血癥型鼠疫等(圖16-4)。
1.腺鼠疫 多發(fā)生于流行初期,表現(xiàn)為嚴重的急性淋巴結炎,紅腫部位與蚤叮咬部位有關,多見于腹股溝(占70%)。淋巴結腫大極為迅速,于病程第1d即有增大,伴紅、腫、痛,于第2~4d達高峰,與周圍組織粘連呈突起腫塊。皮膚觸之堅硬,有劇烈疼痛,此為腺鼠疫的特征。未經治療者多數(shù)于3~5d內因嚴重毒血癥、休克、繼發(fā)性敗血癥或肺炎而死亡。病死率可高達50%~90%。
2.肺鼠疫 多見于流行高峰期,可分為原發(fā)性和繼發(fā)性兩種。前者多為病原菌從呼吸道侵入而形成,后者繼發(fā)于腺鼠疫引起的敗血癥。肺鼠疫病情極為嚴重,病死率高達70%~100%,并可經呼吸道途徑在人群間傳播,因而在流行病學上危害性最大。患者毒血癥癥狀顯著,于24~36h內有劇烈的胸痛、咳嗽、咳痰(泡沫樣鮮紅色血痰)、氣短,伴迅速加劇的發(fā)紺;颊咭庾R很快喪失,多因休克、心力衰竭等在2~3d內死亡。死后皮膚常呈黑紫色,故有“黑死病”之稱。
3.敗血型鼠疫 原發(fā)性敗血型鼠疫病情最為兇險,稱“暴發(fā)型鼠疫”,乃因患者抵抗力差,病原菌數(shù)量多,毒力強所致;颊叱M蝗话l(fā)病,出現(xiàn)嚴重的全身中毒癥狀、中樞神經系統(tǒng)癥狀和極為嚴重的出血現(xiàn)象。如不及時搶救,可于24h內死亡。繼發(fā)性敗血型鼠疫多由腺鼠疫演變而來,其病情較原發(fā)性者略為緩和,可引起全身多器官組織損害。
圖16-3 腺鼠疫與肺鼠疫
免疫性 人類對鼠疫桿菌沒有天然免疫力,不同種族、性別、年齡的人均可感染。預防接種只能產生短時期(6~12個月)的免疫力,而自然感染可獲得持久免疫力,再次感染罕見。
由于鼠疫耶氏菌、假結核耶氏菌和小腸結腸炎耶氏菌具有相同抗原(V抗原),感染過其中一種耶爾森菌的動物即可獲得免疫力,不會再感染任何菌種及血清型的鼠疫耶氏菌,因此,在假結核耶氏菌和小腸結腸炎耶氏菌流行的地區(qū)沒有鼠疫耶氏菌的流行。有學者認為,世界鼠疫第三次大流行期間,由于其它致病性耶爾森菌廣泛分布在歐洲和日本的動物中,所以歐洲和日本鼠疫的流行被阻止了。在我國甘寧黃土高原自然疫源地家鼠和農家周邊的野鼠的小腸結腸炎耶氏菌攜帶率很高,因而阻止了鼠疫耶氏菌的流行,而內蒙古高原自然疫源地家鼠和野鼠的假結核耶氏菌和小腸結腸炎耶氏菌的攜帶率都低,故未能阻止鼠疫耶氏菌的流行?梢,了解我國鼠疫地區(qū)3種致病性耶爾森菌的分布及其相互制約關系,將有助于探討鼠疫耶氏菌在自然界長期保存及變化的機制,為制訂鼠疫防治對策提供科學依據。
鼠疫是烈性傳染病,因此,須在具有嚴密防護措施的實驗室并按照操作規(guī)程進行。
細菌學檢查 按不同病型取血、痰、淋巴結穿刺液、糞便或腦脊液等進行直接涂片染色鏡檢,觀察形態(tài)和染色特點。也可通過分離培養(yǎng)或動物接種檢出鼠疫桿菌。分離到的純菌中凡鼠疫桿菌噬菌體裂解試驗陽性者可作為確診依據。免疫熒光抗體試驗用于快速診斷。
血清學檢查 炭粒凝集試驗簡易,快速,可用于鼠疫流行病學調查和回顧性診斷。反向間接血凝試驗具有快速、敏感、特異性高的優(yōu)點,可用于檢查活菌、死菌和可溶性抗原。近年研究表明,酶聯(lián)免疫吸附試驗、放射免疫沉淀反應的敏感性和特異性更高,應加以推廣。
核酸檢查 利用DNA探針或PCR技術均能檢測臨床標本中的鼠疫桿菌特異DNA。前者特異性強,后者敏感性高。
首次報告鼠疫桿菌應具備形態(tài)、培養(yǎng)特征、噬菌體試驗和動物試驗的依據。
預防措施 滅鼠、滅蚤是切斷鼠疫傳播環(huán)節(jié)和消滅鼠疫疫源的根本措施。改造主要宿主動物的生活環(huán)境和生存條件,降低宿主數(shù)量和消滅宿主動物,以達到消滅鼠疫自然疫源地的目的。加強國境檢疫,建立疫情報告網。一旦發(fā)現(xiàn)患者或可疑患者,應立即以“緊急疫情”上報,將其隔離。腺鼠疫隔離期為癥狀消失后1個月,其分泌物須3次細菌培養(yǎng)均為陰性。肺鼠疫隔離期為6周,痰細菌培養(yǎng)須連續(xù)6次陰性才能解除隔離。
用于預防接種的鼠疫菌苗有3種,即死菌苗、活菌苗和純化菌苗。我國應用鼠疫減毒活菌苗進行預防接種,多采用皮下、皮內接種和皮上劃痕。接種對象主要為疫區(qū)和周圍人群,以及疫區(qū)的醫(yī)務工作人員。為防御生物恐怖襲擊,保護高危人群,需要研制更安全,更有效的疫苗。
治療措施 病人應嚴格隔離于特殊的隔離醫(yī)院或病區(qū)。未經治療的鼠疫患者病死率高,若早期使用抗生素則可使病死率顯著降低,因而抗菌藥物治療應盡早,劑量要大,氨基糖苷類抗生素、四環(huán)素、磺胺類藥等均有效,其中鏈霉素為首選藥物。對重癥病例或為預防并發(fā)感染可采用聯(lián)合用藥。
漢坦病毒屬于布尼亞病毒科(Bunyaviridae )漢坦病毒屬(Hantavirus ),泛指漢坦病毒屬中的成員病毒(表16-1),其中,有些在歐亞大陸引起人類的腎綜合征出血熱(hemorrhagicfever with renal syndrome, HFRS),有些在美洲引起人類的漢坦病毒肺綜合征(hantavirus pulmonarysyndrome, HPS),另有一些對人的致病作用還不清楚。1978年,李鎬汪(Ho-wang Lee)等在韓國漢坦河附近的典型疫區(qū)農村中首次分離到漢坦病毒,現(xiàn)為與漢坦病毒屬相區(qū)別而更名為漢灘病毒。
表16-1 漢坦病毒的主要種類及其生態(tài)學特征
病毒名稱 | 原始宿主 | 所致疾病 | 分布地區(qū) |
漢灘病毒(Hantan virus) 多布拉伐—貝爾格萊德病毒 (Dobrava- Belgrade virus) 漢城病毒(Seoul virus) 普馬拉病毒(Puumala virus) 辛諾伯病毒(Sin Nombre virus) 希望山病毒(Prospect Hill virus) 黑港渠病毒(Black creek canal virus) 圖拉病毒(Tula virus) 泰國病毒(Thai virus) 莫爾拉峽谷病毒(Muerto canyan virus) 長沼病毒(Bayon virus) 紐約病毒(New york virus) | 黑線姬鼠 黃頸姬鼠 褐家鼠 歐洲棕背 鹿鼠 草原田鼠 棉鼠 普通田鼠 黃頸姬鼠 鹿鼠 米鼠 白足鼠 | HFRS(重) HFRS(重) HFRS(中) HFRS(輕) HPS 不詳 HPS 不詳 不詳 HPS HPS HPS | 東亞、東歐 東歐(巴爾干地區(qū)) 東亞、世界各地海港 西北歐地區(qū) 美國西南部、西部 美國 美國 歐洲 泰國 美洲 美國 北美 |
形態(tài)與結構 為球形或橢圓形的顆粒,直徑平均為120nm,核心為單負鏈RNA,外有雙層膜,內部核質為疏松的顆粒絲狀結構,包膜上有能凝集鵝紅細胞的刺突。
基因組結構與功能 漢坦病毒RNA由短(S)、中(M)和長(L)三個不連續(xù)的基因片段組成,分別編碼核衣殼蛋白(N)、包膜糖蛋白(G1和G2)前體(GPC)和依賴RNA的RNA聚合酶(L蛋白)。漢坦病毒每一個基因片段的的3'和5'端高度保守,3'端均為AUCAUCAUCUG,5'端為UAGUAGUA。3'端與5'端反向互補,形成盤柄狀(pan handle)結構,該結構至少有17bp,其中14個具有屬的特異性,存在于目前已知的所有的漢坦病毒中。盤柄狀結構在病毒的轉錄和復制的調節(jié)中起重要作用。
不同漢坦病毒型別之間L片段和M片段長度差別不大,但S片段的長度在不同型別之間差異很大,特別是S基因3'端非結構蛋白編碼區(qū)(non-structuralcoding region,NCR)的核苷酸序列顯著不同。3'NCR是漢坦病毒基因中最復雜的部分,存在大量的重復序列,可能參與病毒的復制與裝配。
病毒的進化與變異 根據抗原性及基因結構特征的不同,漢坦病毒目前至少可分為20個型(種)。對已測定的漢坦病毒各毒株核苷酸序列進行分析后發(fā)現(xiàn),各型病毒之間的同源性有很大差別。分別對L、M、S三個基因片段的核苷酸序列進行同源性分析后發(fā)現(xiàn),各型病毒之間的差異性在三個基因片段之間是一致的,即L、M、S片段的系統(tǒng)發(fā)育樹均能代表整個病毒基因的系統(tǒng)發(fā)育樹。漢坦病毒按同源性大小可分為兩組,其中,漢灘病毒、泰國病毒、漢城病毒、多布拉伐-貝爾格萊德病毒之間的同源性較大,可分為一組,主要宿主為鼠科鼠類;紐約病毒、黑渠港病毒、辛諾伯病毒、莫爾拉峽谷病毒、長沼病毒、希望山病毒、圖拉病毒和普馬拉病毒彼此之間的親緣關系較為密切,為另一組,主要宿主為倉鼠科鼠類。兩組之間的同源性較小,故而推測漢坦病毒基本上沿著兩條途徑進化。
漢坦病毒基因組由分節(jié)段的RNA構成,因此,病毒基因片段間存在重組的可能。但總的來看,漢坦病毒的基因還是相當保守和穩(wěn)定的,其變異速率較慢。漢坦病毒還存在維持氨基酸序列一致性的強大的進化壓力,氨基酸序列的微小變化可能引發(fā)病毒毒力的顯著變化。
培養(yǎng)特性 易感動物有多種,如黑線姬鼠、金黃地鼠等,實驗感染后在鼠肺、腎等組織中可檢出大量病毒。病毒也可在人肺傳代細胞、非洲綠猴腎細胞、人胚肺二倍體細胞、雞胚成纖維細胞及地鼠腎細胞中增殖,但一般不引起明顯的細胞病變。常用免疫熒光法測定感染細胞胞漿內的抗原。病毒在感染細胞質內可形成獨特的包涵體。
抵抗力 病毒對脂溶劑乙醚、氯仿敏感,紫外線照射可使其滅活,對熱的抵抗力弱。通常4~20℃較穩(wěn)定,但高于37℃很快滅活,60℃1h可被全部滅活。病毒在酸性環(huán)境中不穩(wěn)定,pH2~3時1h可使病毒失去感染性,而在pH7~9時可存活。
傳染源 鼠類是漢坦病毒的主要儲存宿主,在疫源地的維持上起重要作用。引起兩種臨床型漢坦病毒感染的主要宿主鼠種分屬嚙齒動物中的鼠科(黑線姬鼠、黃頸姬鼠、褐家鼠等)和倉鼠科(鹿鼠、草原田鼠等)。不同型漢坦病毒具有各自特定的原始儲存宿主,而這些宿主又各有其特定的地理分布,因而決定了腎綜合征出血熱和漢坦病毒肺綜合征的主要地理分布(表16-1)。
在我國家貓和豬為漢坦病毒的擴大宿主,是人群腎綜合征出血熱的重要傳染源之一。我國東北、西北、長江中下游疫區(qū)以野鼠(主要是黑線姬鼠)傳播病毒為主,黃河中下游和東南沿海地區(qū)以家鼠傳播病毒為主。
傳播途徑 可能的傳播途徑有:動物源性傳播(包括污染皮膚和粘膜經傷口傳播、污染塵埃經呼吸道傳播、污染食物經消化道傳播)、以及蟲媒傳播(革螨、恙螨叮咬傳播)和垂直傳播。其中,動物源性傳播是主要途徑,人類通過與宿主動物排泄物、分泌物接觸而受到感染。垂直傳播僅在鼠間的傳播和疫源地的維持上有一定的作用。迄今,在HFRS和美國發(fā)生的HPS中尚未發(fā)現(xiàn)“人—人”傳播現(xiàn)象,但近年在南美國家HPS病人間存在“人—人”傳播。
流行概況 1932年腎綜合征出血熱首先發(fā)現(xiàn)于前蘇聯(lián)的遠東地區(qū),以后在中國、朝鮮、日本和一些東北歐國家相繼發(fā)現(xiàn)。本病具有從林區(qū)原始自然疫源地向農業(yè)開發(fā)區(qū)及沿河流走向逐步擴展的特征。漢灘病毒、多布拉伐-貝爾格萊德病毒、漢城病毒及普馬拉病毒均是腎綜合征出血熱的病原體。
1993年,美國西南部發(fā)生了漢坦病毒新血清型毒株所引起的急性呼吸道疾病的暴發(fā)流行。到1997年6月,美國確診病例達163例,分布于27個州。阿根廷、巴西、巴拉圭、智利等美洲國家也相繼發(fā)生該病流行,該病現(xiàn)命名為漢坦病毒肺綜合征。已發(fā)現(xiàn)辛諾柏病毒、黑港渠病毒為漢坦病毒肺綜合征的病原體。
目前,全世界每年漢坦病毒病發(fā)病人數(shù)為6~10萬,我國1999-2001年發(fā)病數(shù)分別為48756、37 814和33 821例,死亡率約1%,總體呈下降趨勢。
漢坦病毒的流行特點有:①人群對該病毒普遍易感,但多見于青壯年;②大多數(shù)呈隱性感染,感染病毒后僅少數(shù)人發(fā)。虎鄹腥九c人群的活動、職業(yè)有一定的關系,如家務勞動中與鼠類接觸是一個重要的危險因素;④腎綜合征出血熱主要分布于歐亞大陸,而漢坦病毒肺綜合征主要發(fā)生于美洲。
致病機制 一般認為,漢坦病毒的M基因產物決定了病毒的毒力及細胞融合等許多生物學特性,其中G1糖蛋白是決定病毒毒力和傳染性的主要因子。致病機制主要有兩種學說:
1.病毒學說 病毒借助β3整合素侵入人體后,隨血液和白細胞散布全身,在各臟器組織,尤其是肝脾、骨髓、淋巴結、胸腺、肺、腎等細胞中增殖,受染細胞可出現(xiàn)形態(tài)或功能改變。也有人認為病毒及其毒素樣物質首先作用于丘腦下部,引起丘腦-垂體、植物神經功能障礙,進而導致血管運動中樞、代謝中樞和體溫調節(jié)中樞功能紊亂,發(fā)生一系列臨床表現(xiàn)。
2.免疫學說 研究發(fā)現(xiàn),發(fā)病早期可檢測到特異性抗體,隨著抗體效價的上升,病情加重,提示存在免疫病理損傷機制。免疫復合物的作用可能是引起腎損害的主要因素。Ⅰ型變態(tài)反應是早期血管擴張及通透性改變的主要原因,并為免疫復合物沉積于組織創(chuàng)造了條件,對激發(fā)Ⅲ型變態(tài)反應起先導作用;颊哐写罅棵庖邚秃衔锍练e于內皮細胞表面和細胞內,以及腎小球基底膜等,可通過Ⅱ型變態(tài)反應引起組織細胞的損傷,也可能通過Ⅲ型變態(tài)反應,激活補體產生大量生物活性物質,造成微血管損傷、毛細血管通透性增加、血漿外滲、血小板減少、腎功能損害等一系列病理生理改變。近年來,還發(fā)現(xiàn)患者特異性細胞免疫非;钴S,這對自身有保護作用,但也可能是該病免疫病理損傷的因素。目前國內外多數(shù)學者支持該學說。
所致疾病
1.腎綜合征出血熱 潛伏期一般為2周。潛伏期后,突然發(fā)熱,出現(xiàn)瘀斑和出血性結膜炎,常有劇烈“三痛”(頭痛、腰痛和眼眶痛)。臨床上可分為五期:①發(fā)熱期;②低血壓期:3~7d后出現(xiàn)低血壓,伴有出血癥狀;③少尿期:少尿(或無尿)要持續(xù)3~7d,伴有低血壓和重度出血。死亡率最高發(fā)生在該期;④多尿期:尿量增加延續(xù)數(shù)日至數(shù)周,病人每天可排出3~6L尿;⑤恢復期。
2.漢坦病毒肺綜合征 潛伏期平均7~14d,臨床癥狀與HFRS有很多相同之處,如發(fā)熱、肌痛、低血壓休克、血小板減少,但HPS很少有腎功能損害。HPS的臨床經過可分為三期:①前驅期:通常以類似流感樣畏寒、發(fā)熱、肌痛、頭痛和咳嗽等癥狀起;②心肺期:以心源性肺水腫和高病死率為特征的急性呼吸衰竭,共同表現(xiàn)為:呼吸加快、心動過速和血壓下降,重者常見有低血壓休克,死亡病例均發(fā)生于該期。血細胞容積增加和凝血時間延長是死亡的預兆;③恢復期:其標志是氧合與血液動力學功能均得到改善。進入該期的患者恢復較快,一般無后遺癥。
免疫性 感染后血和尿中IgM和IgG抗體均可升高,可用于早期診斷。IgG抗體有時可在體內保持30年以上,故病后可獲得穩(wěn)固而持久的免疫力,再次感染發(fā)病者罕見。缺乏免疫力的人受到足量病毒侵襲后可以感染發(fā)病。
病毒分離與抗原檢測 可從急性期病人血清、病死者尸檢器官和感染動物的肺、腎等組織中分離病毒,常用Vero-E6細胞、A549細胞分離培養(yǎng)病毒。通過免疫熒光抗體染色,檢查細胞漿內的病毒抗原。黑線姬鼠、大鼠或初生乳鼠接種標本后,在肺組織中可檢查特異性病毒抗原。
血清學檢查 目前常用免疫熒光抗體染色法檢測血清中病毒特異性IgM或IgG抗體,單份血清IgM抗體陽性或雙份血清IgG抗體效價≥4倍者,有診斷意義。其它還有血凝抑制試驗、免疫粘附血凝試驗、酶聯(lián)免疫吸附試驗,陽性者可以確診。
核酸檢測 RT-PCR法主要用于病毒的分型診斷。
預防措施 目前本病無“人—人”傳播的證據,故病人無需嚴格隔離,但病人的血、尿及被血、尿污染的物品應及時消毒。在流行區(qū)流行高峰前進行有計劃地反復滅鼠,消滅鼠類棲息、繁殖和隱藏條件。加強實驗動物管理,預防實驗室感染。做好食品衛(wèi)生、餐具消毒和食品保藏等工作,防止鼠類侵入或被鼠排泄物污染,對高發(fā)病區(qū)應抓好滅螨、防螨工作。
已研制的疫苗主要有三種:滅活疫苗、基因工程疫苗和減毒活疫苗。我國應用金黃地鼠腎細胞培養(yǎng)漢坦病毒制備精制純化滅活疫苗,人接種后可產生較高水平的中和抗體,無不良反應。另外,國內在基因工程疫苗研究中也取得了較大的進展。
治療措施 腎綜合征出血熱的病死率一般為5%~10%,但重型病例病死率仍較高,主要死亡原因為休克、尿毒癥、肺水腫、出血(如腦出血、肺出血)等。因此,治療主要是針對各期的病理生理變化特點及發(fā)展趨勢,要求抓“三早”(早發(fā)現(xiàn)、早休息、早治療),把“三關”(休克關、尿毒癥關、出血關),強調就地進行預防性治療。
漢坦病毒肺綜合征的病死率約為60%,無特異性治療藥物。主要是對患者進行嚴密監(jiān)護、給氧、機械換氣。補液要慎重。
登革病毒(dengue virus)是黃病毒科黃病毒屬(Flaviviridae)的一個血清學亞群,可分為4個血清型,可引起登革熱(denguefever,DF)、登革出血熱(dengue haemorrhagic fever,DHF)及登革休克綜合癥(dengue shock syndrome,DSS),廣泛流行于熱帶和亞熱帶地區(qū)。
形態(tài)與結構 球形,直徑45~55nm,成熟的病毒顆粒核心直徑約30nm,由單正鏈RNA及20面體對稱衣殼組成,核衣殼外包有一厚約10nm來自宿主細胞膜的脂質包膜,其上鑲嵌著包膜糖蛋白E和膜蛋白M。
基因組結構與功能 登革病毒RNA大小約11kb,5'端有m7GI型帽子結構,3'端缺少poly(A)尾,但有一個高度保守的非編碼區(qū)(384bp),可能與RNA的復制和表達有關。病毒RNA只有一個開放閱讀框,基因順序為5'-C-PrM(M )-E-NS1- NS2A-NS2B-NS3-NS4A-NS4B-NS5-3',即編碼了3種結構蛋白和7種非結構蛋白。
1.結構蛋白 包括衣殼蛋白C、包膜蛋白E和膜結合蛋白M,其中,衣殼蛋白C是在翻譯過程中首先合成的,富含精氨酸和賴氨酸,與RNA一起構成核衣殼,在4個型登革病毒中,C蛋白的同源性為47.8%。
膜結合蛋白M是在病毒釋放時由膜蛋白前體(PrM)經非糖基化轉化而來的,PrM轉化為M的過程導致病毒表面結構的重建,從而促進病毒的釋放,增強其感染性。
包膜蛋白E是病毒體上主要的包膜糖蛋白,可能是某些宿主細胞表面受體的配體或/和膜融合蛋白,在病毒吸附與穿入中發(fā)揮重要作用。E蛋白上可能存在不同的抗原識別表位,可誘導生成血凝抑制抗體和中和抗體?笶抗體具有抗體依賴性感染增強作用(ADE)。
2.非結構蛋白 包括NS1、NS2A、NS2B、NS3、NS4A、NS4B、NS5,其中NS1是非結構蛋白中唯一的糖蛋白,含有2個N-連接糖基的結合位點(Asn-X-Ser/Thr),可能輔助病毒顆粒的裝配和成熟,是一種保護性蛋白,可用于研制登革病毒的新疫苗;NS2A和NS2B主要作用于聚蛋白的水解過程;NS3可能是在胞漿中起作用的病毒蛋白酶;NS4A與NS4B是2個小的疏水性蛋白,可能與膜相關RNA復制復合物的建立有關;NS5是最大的保守黃病毒蛋白,很可能是病毒編碼的依賴RNA的RNA聚合酶。
復制 登革病毒脫殼后,RNA首先翻譯RNA聚合酶供RNA復制使用。然后,以正鏈RNA為模板,在聚合酶作用下,合成互補的負鏈RNA,再以此為模板,合成子代基因組正股RNA。病毒利用其單一的讀碼框架,編碼1個380kDa大小的聚蛋白分子,經宿主信號酶及病毒蛋白酶以共轉譯方式,加工成各個病毒蛋白。
聚蛋白前體的加工可分為兩個過程:①結構蛋白C、PrM、包膜糖蛋白E和非結構蛋白NS1的產生,可能由內質網腔側的宿主信號肽酶催化的。此種裂解作用發(fā)生在翻譯過程中,作用較快;②M蛋白則是在聚蛋白前體的晚期加工階段產生。當?shù)歉锊《綬NA與C蛋白組成核衣殼后,從含有E蛋白及PrM蛋白的內質網膜和高爾基體膜結構出芽而獲得包膜,裝配為成熟的病毒體,最后可能通過含病毒體的分泌小泡與細胞膜融合而釋放至細胞外。
抵抗力 對熱、脂溶劑和去氧膽酸鈉敏感,可被紫外線、乳酸、甲醛等消毒劑滅活。在pH3~5條件下不穩(wěn)定,56℃加熱30min可滅活病毒的感染性,但凍干或-70℃可保存其感染性數(shù)年。當氣溫低于16℃時,病毒不能在蚊體內繁殖。
傳染源 在東南亞叢林型自然疫源地,猴類是主要傳染源,登革病毒在猴—蚊—猴間循環(huán),人進入自然疫源地時,可能受到感染。但一般認為猴作為本病人間傳染源的作用有限。
在城市型疫源地,患者是主要傳染源,通;颊咴诎l(fā)病前1d到發(fā)病的第3~5d時傳染性最強。流行期間眾多的非典型病例和亞臨床感染者也是重要傳染源。
傳播媒介 蚊、低等靈長類、人是登革病毒的自然宿主。節(jié)肢動物是主要傳播媒介,其中埃及伊蚊,白紋伊蚊分別是城市型登革熱和叢林型(含農村地區(qū))登革熱的主要傳播媒介。埃及伊蚊為家棲,廣泛分布在北緯30°與南緯20°之間的熱帶和亞熱帶地區(qū)。雌蚊白天產卵,早晚為活動高峰期,主要吸人血,在叮咬病毒攜帶者后,可通過改變叮咬對象直接傳播登革病毒,也可讓病毒在其唾液腺中大量繁殖,8~14d后具有傳染性。被感染的伊蚊可終生攜帶病毒具有傳染力。已證實登革病毒可經卵遺傳給后代。白紋伊蚊產于南亞,半家棲,白天覓食,其叮咬頻率較埃及伊蚊更高,隨著白紋伊蚊耐寒力增強,對溫帶地區(qū)包括歐洲發(fā)病流行形成潛在威脅。
圖16-4 2000年登革熱的世界分布
1978年,在我國廣東發(fā)生了由DV4型病毒引起的流行,發(fā)病22 122人。1985~1986年海南省第一次暴發(fā)登革出血熱流行,患者60多萬,死亡475人。1999年至2000年間廣東省共報告登革熱病例9749例。
登革熱流行具有以下特點:①人群對登革病毒普遍易感,我國登革出血熱病人大部分是二次感染,好發(fā)年齡多為>10歲青少年及中年人;②地方性:主要分布在熱帶和亞熱帶地區(qū)。流行往往開始于沿海港口城市,然后沿水陸交通向內地擴散,波及小城鎮(zhèn)和農村地區(qū);③季節(jié)性:多發(fā)生于氣溫高、雨量多的季節(jié);④周期性:一般每隔3~5年流行一次。
迄今,全球范圍內登革熱的發(fā)生處于上升階段,主要原因是:①人口空前增長,以熱帶發(fā)展中國家最為明顯。城市化進程加快,對城市環(huán)境的惡化缺乏有效的控制措施,促使城市中埃及伊蚊孳生地的大量增加,種群密度升高;②全球氣溫變暖,埃及伊蚊的地理分布范圍擴大;③人口遷移和航空旅行增多,病毒在國家、地區(qū)之間迅速傳播;④病毒進化的速率提高,毒力變化導致了強毒株出現(xiàn)。
致病機制 登革病毒經叮咬進入人體后,在單核-巨噬細胞系統(tǒng)和淋巴組織中增殖,然后經血流播散,形成二次病毒血癥。體液中的登革病毒抗體與登革病毒形成免疫復合物,激活補體系統(tǒng)引起Ⅲ型變態(tài)反應,導致血管通透性增加,同時抑制骨髓中的白細胞和血小板系統(tǒng),導致出血傾向和白細胞、血小板減少,甚至休克。
登革出血熱的致病機制至今未完全闡明,目前主要有以下幾種學說:
1.依賴抗體的病毒感染增強作用(antibody-dependent enhancement of virusinfection,ADE)假說 ADE泛指與補體及抗體相關的、增強病毒感染及復制的作用,可加速病情的進展。乙型腦炎病毒、艾滋病病毒、黃病毒等感染中亦存在ADE。
流行病學研究發(fā)現(xiàn),DHF/DSS病人大多數(shù)表現(xiàn)為異型登革病毒再次感染類型。再次感染時,病毒首先與抗登革病毒IgG抗體形成免疫復合物,單核-巨噬細胞表面的Fc受體再與IgG的Fc段結合,病毒經吞噬作用進入細胞內并在其中增殖。隨后補體被激活,受感染細胞釋放化學介質等引起非正常免疫應答及免疫調節(jié)失衡,從而導致DHF/DSS。因此,深入研究ADE現(xiàn)象有助于闡明登革病毒感染的致病機制,研制和改進疫苗,制訂更為可靠的疫苗接種程序和指導臨床治療等。
2.病毒突變假說 在某些流行區(qū)發(fā)現(xiàn)了一些初次感染即患DHF/DSS的病例,因此認為登革病毒易發(fā)生變異,產生強毒力病毒株或血清型,引起登革出血熱。
3.病毒和蠕蟲雙重感染學說 登革出血熱多見于發(fā)展中國家或發(fā)達國家的落后地區(qū),符合蠕蟲感染的分布。在菲律賓,40%的登革出血熱病人同時有蛔蟲感染,因此,有人認為登革出血熱是由于登革病毒和蠕蟲相互作用引起的。被蠕蟲或其代謝產物致敏的細胞,在病毒或其可溶性抗原的刺激下,啟動一系列以出血和休克為特征的免疫病理過程。
所致疾病 病毒感染人體后可導致發(fā)熱,肌肉和關節(jié)疼痛,淋巴結腫脹,皮膚出血,休克等,臨床表現(xiàn)可分為登革熱、登革出血熱及登革休克綜合征,這可能與病毒型別和宿主個體的年齡、免疫、營養(yǎng)狀況有關。
1.登革熱 潛伏期平均約為4d,病人多為突然發(fā)病,高熱(≥39℃),持續(xù)5~6d,呈馬鞍型雙相熱,伴頭痛、眼眶后痛(壓迫眼球有眼冒火花感)、關節(jié)及肌肉疼痛,疲乏,淺表淋巴結腫大。病程4~5d后,出現(xiàn)斑疹或斑丘疹,此后皮疹擴散為紅斑,疹間皮膚正常,呈現(xiàn)所謂的“紅海中的白島”現(xiàn)象。患者昏睡,伴隨畏食和惡心,常出現(xiàn)肝大。起病5d后,登革病毒隨著發(fā)熱消退而從血液中消失,愈后不產生病毒攜帶現(xiàn)象。
2.登革出血熱 起病急,潛伏期不清,疲乏和嗜睡更重,其主要特點是:高熱,輕度或重度出血,出血癥狀常于發(fā)病后第3d出現(xiàn),并伴有血小板減少及血液濃縮,血細胞比容增加,低血壓。
3.登革休克綜合征 通常由登革出血熱發(fā)展而來,但也有患者在發(fā)生短暫熱痛后就出現(xiàn)循環(huán)功能不全。其主要特點是:病程2~7d后隨著體溫下降或在體溫下降后的很短時間內,病情突然惡化,出現(xiàn)煩躁不安,皮膚濕冷,發(fā)紺,尿量減少,脈壓差縮小,低血壓,持續(xù)性腹痛。本病休克的持續(xù)時間短,病人多在12~24h死亡,病死率高。
免疫性 感染后可獲得對同型病毒的免疫力,可持續(xù)1~4年,但對異型登革病毒的免疫力僅維持1年。登革熱與乙型腦炎有交叉免疫,在登革熱流行之后,乙型腦炎的發(fā)病率也會降低,但乙型腦炎疫苗對登革熱無預防作用。
在已知的流行區(qū),對登革熱、登革出血熱及登革休克綜合征的典型病例,診斷并無困難。在非流行區(qū),常由于警惕性不夠而造成誤診。
病毒分離 從臨床標本中分離登革病毒是確診登革熱的可靠方法。病毒分離通常包括乳鼠腦內接種、敏感細胞接種等,目前最常用的傳代細胞系有白蚊伊蚊細胞(C6/36)。此外,巨蚊胸腔接種、白紋伊蚊腸外接種(7d)及巨蚊或其四齡幼蟲腦內接種(2~5d),結合單克隆抗體免疫熒光試驗能提高分離陽性率。
血清學試驗 病人感染1周后血清出現(xiàn)血凝抑制抗體,而補體結合抗體則稍后才出現(xiàn),一般采集病人早期與恢復期血清,如抗體滴度呈4倍或以上增長,則有診斷意義。目前檢測登革病毒抗體最敏感而特異的方法是蝕斑減少中和試驗(PRNT)。最近應用抗體捕獲的ELISA法及斑點免疫測定法以檢測特異性IgM抗體,有助于早期診斷。
病毒核酸檢測 通過RT-PCR法可檢測病毒RNA。目前發(fā)展了一種單管RT-PCR法,可一次檢出4個型登革病毒,敏感性達1~50PFU。此法在1995年及1997~1998年尼加拉瓜登革熱暴發(fā)期間得到應用。另外,感染細胞培養(yǎng)上清液或感染蚊體內的病毒RNA也可通過核酸雜交法進行檢測。
預防措施 作好以實驗室為基礎的登革熱疫情監(jiān)測預報工作,早發(fā)現(xiàn),早診斷,早就地隔離治療,控制擴散。同時作好國境檢疫。防蚊、滅蚊是預防該病的根本措施。要消滅伊蚊孳生地(如堵塞的溝渠、非飲用積水、家用水缸)。采取積極措施殺滅幼蟲和成蚊,防蚊叮咬。
登革病毒疫苗尚未研制成功。目前在研疫苗有:傳統(tǒng)的減毒活疫苗、滅活疫苗、亞單位疫苗、病毒樣顆粒(VLP)疫苗和DNA疫苗等。
治療措施 登革熱為一種自限性疾病,發(fā)病率高,但預后良好,病死率低,一般為5%。無特殊治療方法,主要采用支持療法,急性期嚴格臥床休息,在有防蚊設備的病室中隔離至完全退熱為止,加強護理,充足補液。
登革出血熱及登革休克綜合征的預后較登革熱差,病死率可達5%~10%,休克者病死率達10%~40%。主要問題是液體損失,故治療方案應針對血量和血壓的保持。輕癥使用等滲或半等滲鹽溶液擴充血容量,1~2d后病情好轉。嚴重出血者應輸新鮮全血。有DIC證據者按DIC治療。
流行性感冒病毒(influenza viruses)屬正粘病毒科(Orthomyxoviridae),是流行性感冒(流感)的病原體,包括人類甲、乙、丙型流感病毒,以及從豬群中分離的丙型流感病毒,從馬、禽鳥中分離的甲型流感病毒。甲型?稍斐纱罅餍,乙型常引起局部暴發(fā)或小流行,丙型主要侵犯嬰幼兒,以散在形式出現(xiàn)。
包膜與核心之間是內膜蛋白或基質蛋白(M蛋白),它具有保護核心和維持病毒外形的作用,M蛋白抗原性穩(wěn)定,亦具有型特異性。
包膜含宿主細胞膜成分,其上鑲嵌有二種刺突,即柱狀的血凝素(hemaglutinin,HA)和蘑菇狀的神經氨酸酶(neuraminidase,NA)(圖16-5)。HA和NA是決定流感病毒變異和宿主免疫性的重要表面抗原,是劃分流感病毒亞型的依據。
(1)HA:能凝集紅細胞,與病毒吸附和穿入宿主細胞有關。HA可經細胞蛋白酶裂解成HA1和HA2。HA1可與呼吸道上皮細胞表面寡聚糖末端的唾液酸受體結合。HA2具有膜融合活性,可促進病毒包膜和內體(endosome)膜的融合,釋放核衣殼。HA具有型和株特異性,可誘生中和抗體,但抗原性易發(fā)生變異。
(2)NA:可水解宿主細胞表面糖蛋白末端N-神經氨酸與相鄰糖基的聯(lián)結鏈,有利于成熟病毒的釋放,并可破壞細胞膜上病毒特異性受體,使病毒從感染細胞膜上解離和在細胞間擴散。
基因組結構 流感病毒基因組是單負鏈RNA,甲、乙型流感病毒分為8個節(jié)段,而丙型流感病毒僅含7個節(jié)段,每一個節(jié)段為1個基因。分節(jié)段基因組較易通過宿主細胞核孔復合體在核內、外轉運,但在復制中易發(fā)生基因重組,即不同來源的流感病毒基因節(jié)段包被在一起形成新的病毒顆粒,這一現(xiàn)象稱為基因重配(geneticreassortment),可導致基因編碼的蛋白抗原發(fā)生變異而出現(xiàn)新亞型。
所有流感病毒各個RNA節(jié)段的5'和3'端均具保守性,其中,RNA1和RNA2的長度均為2341bp,分別編碼PB2和PB1。RNA3長為2 233bp,編碼PA。RNA4長為1.7kb,編碼蛋白多肽,其中重鏈為HA-1,輕鏈為HA-2,兩者以一個精氨酸相連接。只有將HA裂解成HA1和HA2的病毒顆粒才具感染性。RNA5長為1.5kb,編碼NP。RNA6長為1.4kb,編碼NA。RNA7長為1kb,編碼膜蛋白M1和M2。RNA8編碼非結構蛋白NS1和NS2,丙型流感病毒無此節(jié)段。
圖16-6 甲型流感病毒的復制
1.吸附與穿入 流感病毒借助血凝素(HA1)與宿主細胞表面血凝素受體-唾液酸特異性結合后,病毒體通過胞飲作用(endocytosis)進入體內,形成吞噬小體或內體。通過病毒包膜上基質蛋白M2的離子通道作用,內體內pH逐步下降,誘導HA構象改變,HA2介導病毒包膜與內體膜發(fā)生融合。
2.脫殼 在HA2介導膜融合和核衣殼釋放進入中性胞質之前,因大量質子進入病毒顆粒內部,使病毒核衣殼酸化、結構松弛,引發(fā)脫殼。金剛烷胺使核衣殼不被酸化,故可阻止病毒基質蛋白M1與RNP的解離,使RNP不能向核內轉運,終止復制過程。
3.生物合成 在ATP供能條件下,RNP很快通過核孔復合體進入宿主細胞核。病毒基因組在宿主細胞的mRNA、自身依賴RNA的RNA聚合酶等作用下進行基因組的轉錄與復制。所有基因組片段都被轉錄成5'端帶有帽(m7GpppXm),3'端帶有poly(A)尾的mRNA后,向核外轉運,再轉譯成蛋白質。流感病毒的結構蛋白和非結構蛋白的合成大致分為兩個時相:NP、RNA聚合酶和NS1在感染后最初2~3h即生成;其他結構蛋白如HA、M1、M2和NS2合成較晚。病毒蛋白合成可能受向核外運輸?shù)膍RNA的調節(jié),而且可能與NS1功能有關。mRNA加工包括Pre-mRNA拼接和含Poly(A)的mRNA向核外轉運。
流感病毒RNA核內復制出正鏈RNA,以此為模板,再復制出子代負鏈RNA。
4.裝配、成熟與釋放 NP、3種RNA聚合酶亞基(PA、PB1、PB2)、NS1、NS2和M2在胞質內合成后,均由宿主細胞的核定位信號介導的運輸途徑運往核內。在病毒RNA復制同時,子代RNA隨即與NP等組裝成具高級結構的子代RNP,然后通過核孔復合體由核內向胞質轉運,最后包裹上M蛋白,通過細胞膜芽生形成成熟的病毒顆粒。血凝素通過共轉譯插入內質網膜,并糖基化,然后通過高爾基復合體轉運到細胞膜表面,當病毒體向細胞外以出芽方式釋放時,血凝素重鏈與輕鏈之間的精氨酸為細胞蛋白酶水解。神經氨酸酶也是一種糖蛋白,它的合成和轉運過程與血凝素相似,但不需經過水解和剪切。
病毒裝配所產生的病毒體形態(tài)不一,常有無感染性病毒體產生。
分型與變異 依據病毒顆粒核蛋白(NP)和膜蛋白(M)的抗原性及基因組特性的不同,可將流感病毒分為甲、乙、丙三型。其中,甲型流感病毒又依據HA和NA抗原性差異分為若干亞型。目前血凝素有15個亞型H1~H15,神經氨酸酶有9個亞型N1~N9。甲型流感病毒為人與雞、鴨、豬、馬等動物共患,故可分為人流感病毒、豬流感病毒、馬流感病毒、禽鳥流感病毒等。
流感病毒基因組是分節(jié)段的,故易發(fā)生基因重配,當不同來源的流感病毒基因節(jié)段包被在一起時,即可形成新的毒粒。同時,流感病毒基因突變率很高,尤其HA和NA基因易發(fā)生點突變,導致其編碼的氨基酸序列的改變,從而逃避宿主免疫系統(tǒng)的識別和清除。流感病毒抗原性變異有兩種形式,即抗原性漂移(antigenicdrift)和抗原性轉換(antigenic shift)。其中,抗原性漂移主要與HA1鏈上的點突變有關,而抗原性轉換可能與基因重組關系密切,導致新亞型的出現(xiàn)。由于人群對新亞型完全失去免疫力,因此新亞型的出現(xiàn)都將引起世界性的流感暴發(fā)流行。
抵抗力 不耐熱,56℃ 30min即可被滅活。對酸、乙醚、甲醛、紫外線等很敏感。在干燥環(huán)境中可存活數(shù)周。
傳染源 人類和動物是流感病毒的儲存宿主。人間流感大流行的主要傳染源是病人和隱性感染者,常通過呼吸道飛沫播散到空氣中,易感者接觸后即被感染。哺乳動物類宿主如豬、馬和禽鳥類可能是人類新亞型毒株的來源,這些動物流感病毒株可能與人類流感病毒株進行基因重組。流感病毒的動物宿主范圍非常廣泛,有鳥類及哺乳動物類。
禽流感病毒暴發(fā)的最初來源是很少能確定的,至今也沒有發(fā)現(xiàn)無脊椎動物作為儲存宿主的證據。病毒一旦侵入,常在禽鳥之間經直接接觸或媒介物間接傳播,受染禽鳥的所有體液、組織排泄物和分泌物都可分離出病毒,因此成為重要的傳染源。
人與禽類的種系差異曾使人們認為禽流感病毒不能感染人,禽流感病毒需在一中間宿主(如豬)中與人流感病毒混合感染重組才可產生對人致病的新病毒變異株。但1997~1998年香港地區(qū)發(fā)生了數(shù)十例被稱為“禽流感病毒”H5N1亞型的流感流行,其中6人死亡,懷疑雞為傳染源,而無中間宿主的參與。因為從病人中分離出的H5N1亞型毒株與病雞中分離出的H5N1亞型毒株異常相似;病人中分離的H5N1基因組的8個基因節(jié)段均來源于禽流感病毒,提示禽類和人類流感病毒之間還未發(fā)生基因交換。但香港地區(qū)人群中H5N1亞型流感病毒是不是來自雞尚無定論,也未找到H5N1病毒“人—人”傳播的確切依據。
傳播途徑 人類流感病毒可通過直接接觸、呼吸道飛沫傳播,或通過剛剛被感染者的鼻和咽喉排泄物污染的物品(如餐具、玩具)傳播。禽流感病毒可通過氣溶膠或糞便的污染造成傳播,還可通過接觸禽舍、設備、工作人員、食物和水引起傳播。如禽瘟病毒在水中存活的時間足以從一感染區(qū)順流傳送到下游的農場。由于禽流感病毒在羽毛上至少存活18d,在干燥血液和組織中可存活數(shù)周,在冰凍的肉和骨髓中分別在287d和303d后仍保持感染力,因此增加了商品家禽群在暴發(fā)流行后再感染的機會,以及野生飛禽接觸和長距離傳播病毒的機會。
流行概況 19世紀以來,已出現(xiàn)過3次全球性的人類流感大流行,最嚴重的一次發(fā)生于1918~1919年,全世界死于流感的人數(shù)超過2000萬,是由一株8個基因節(jié)段均來自于鳥類的H1N1亞型病毒引起的,于1910~1920年間通過豬傳入人群。發(fā)生于1957年的第二次大流行是由甲2(H2N2)亞型病毒株所引起,該毒株HA、NA、PB1三個基因節(jié)段來源于鳥流感病毒,其余來自于人流感病毒。第三次流感病毒大流行是由甲3(H3N2)亞型病毒株所引起,該毒株HA、PB1二個基因節(jié)段來源于鳥流感病毒,其余來自于人流感病毒。目前,在美國流感病毒感染者占總人口10%~20%,住院例數(shù)達110000,每年死亡10 000~40 000例。
流感病毒除可造成人類流感大流行外,對家禽和畜牧業(yè)亦有很大危害。已在很多鳥類中分離出數(shù)百株禽流感病毒,這些病毒株所引起的禽瘟是最致命的,常常引起家禽近乎100%的損失,過去50年間,就有幾次有毒力的禽流感病毒的散在暴發(fā)。近年來,在我國雞群中流感病毒活動相當猖獗。
人群中流感病毒的流行特點主要有:①普遍易感。但由于過去感染毒株產生的免疫力,當有相同亞型毒株再流行時,兒童發(fā)病率最高,而成年人中隨著年齡的增加發(fā)病率逐漸下降;②突然發(fā)病,發(fā)病率高,迅速蔓延,流行過程短;③流行形式有世界大流行、流行、局部暴發(fā)和散發(fā)病例四種;④流感常沿交通線向人口密集的地區(qū)蔓延。
流感病毒流行的另一個顯著特征是具有宿主界限,表現(xiàn)為:
1.在不同的宿主中亞型分布不同。鳥類中存在所有的HA、NA亞型,被認為是流感病毒基因儲存庫,與流感病毒大流行株出現(xiàn)密切相關;而豬中存在H1N1和H3N2亞型;馬中存在H7N7和H3N8。人群中以往只出現(xiàn)過H1~H3,N1~N2亞型的組合。但1997年香港人群中出現(xiàn)了H5N1亞型毒株感染。
2.相同亞型的病毒在不同宿主間傳播也受到宿主界限的限制。如馬可以感染鳥流感病毒和馬流感病毒,卻不感染人流感病毒。鳥流感病毒可單向的傳給其它動物,而其它種屬的流感病毒不能在自然條件下直接傳給鳥類。
3.在不同宿主體內流感病毒所受選擇壓力不同,因而進化速率有較大差別。鳥流感病毒相當保守,而人流感病毒則進化較快。
流感病毒大流行株的起源 目前主要有以下幾種學說:
1.鳥源性學說 認為流感病毒大流行株由鳥類病毒派生而來,水鳥是其他物種中流感病毒的最初來源,是鳥類病毒與當時的人群流行株發(fā)生基因重組,形成新型病毒,或鳥類病毒不經重組直接感染人類。1997年從禽流感患者分離的H5N1病毒的8個RNA節(jié)段與禽流感病毒相同,而未發(fā)現(xiàn)人類流感病毒基因。
2.動物病毒感染人類學說 動物病毒(鳥類、哺乳類)跨過宿主界限侵襲人體,使人感染發(fā)病。如1918年大流行時鳥流感病毒全基因先傳給豬,與人流感病毒發(fā)生基因重組后再傳給人(圖16-7)。人類對新亞型病毒完全缺乏免疫力,從而造成大規(guī)模的流行和死亡。另外,大量證據表明豬流感病毒可頻繁進入人群,人—豬之間的傳播是自然存在的。
圖16-7 流感病毒的基因重組示意圖
致病機制 帶有流感病毒的飛沫吸入呼吸道后,病毒的神經氨酸酶能破壞呼吸道粘膜柱狀上皮細胞表面糖蛋白末端N-乙酰神經氨酸,使粘蛋白水解,糖蛋白受體暴露。病毒通過血凝素特異性地吸附于細胞上,隨后病毒穿入上皮細胞內增殖,產生有感染性的新毒粒。一個復制過程通常為4~6h,排出的病毒再感染鄰近細胞,從而使大量呼吸道柱狀上皮細胞受染、變性、壞死和脫落,產生炎癥反應。臨床上可出現(xiàn)發(fā)熱、肌肉疼痛、乏力和白細胞減少等全身癥狀,這可能與流感病毒代謝過程中產生的毒素樣物質有關。病毒僅在局部增殖,一般不侵入血流。
所致疾病 人類流感的潛伏期一般為1~3d,臨床上可表現(xiàn)為急性高熱,全身癥狀較重而呼吸道癥狀較輕,伴有頭痛,乏力,全身酸痛(以背部及四肢最為顯著)等,體溫可達39~40℃,一般持續(xù)2~3d后漸退。全身癥狀逐漸好轉,但鼻塞、流涕、咽痛、干咳等上呼吸道癥狀較明顯。通常為自限性,約2~7d后恢復。
65歲以上的老年人和健康狀況不佳者在感染后5~10d,流感并發(fā)征的發(fā)病率和死亡率最高,主要是細菌性繼發(fā)感染,特別是肺炎。
禽鳥流感后所表現(xiàn)的癥狀可以是不明顯的感染,也可以是引起禽鳥的高發(fā)病率及高病死率的感染,這主要取決于病毒株、受侵襲的禽鳥種類、年齡、環(huán)境因素和現(xiàn)存的感染,如禽流感病毒在雞、火雞、鵝、鴨等禽鳥中可引起很高的發(fā)病率和病死率。
免疫性 愈后對同型病毒產生短暫特異性免疫力,一般維持1~2年。特異性免疫主要依靠呼吸道局部SIgA,該中和抗體能阻止病毒吸附于易感的呼吸道粘膜柱狀上皮細胞上。
病毒的分離 將急性期病人的含嗽液接種于雞胚羊膜囊或尿囊液中,進行病毒分離。
血清學檢查 應用補體結合試驗、血凝抑制試驗等測定急性期和恢復期血清中的抗體,如有4倍以上的增長,則為陽性。
病毒核酸測定 PCR-酶標(PCR-EIA)可直接從患者分泌物中檢測出病毒RNA,比病毒培養(yǎng)法直接、敏感、快速。
預防措施 在流行期間要加強家庭、公共場所的預防性消毒措施,如紫外線照射、化學消毒液室內噴霧或熏蒸消毒、中草藥空氣消毒劑室內噴霧消毒,作好室內通風換氣工作,以減少流感病毒的數(shù)量。同時還應減少大型集會和集體活動。
在流感流行季節(jié),有必要將高度易感者與急性期病人隔離,以減少傳播,降低發(fā)病率,亦可采用藥物預防法,鹽酸金剛烷胺有預防甲型流感的作用,主要用于合并征危險性高、流感流行發(fā)生后才使用疫苗的人以及與已知流感患者有密切接觸的人。有條件者,可用轉移因子、干擾素預防。
流感疫苗可分為減毒活疫苗和滅活疫苗兩種,接種后半年至一年內有預防同型流感的作用,發(fā)病率可降低50%~70%。應加強全球性流感病毒監(jiān)測,了解流感在何地、何時發(fā)生,有何種(型、亞型)流感病毒在流行,其毒力的強弱,分析流行株的抗原特征,評估控制措施的效果,推薦控制流感的方法,為研制新疫苗提供依據。WHO已在全球建立了流感病毒監(jiān)測網。
治療措施 在發(fā)病最初1~2d給予鹽酸金剛烷胺、Oseltamivir等抗病毒藥物,以及對流感病毒有抑制作用的某些中草藥制劑,以減輕癥狀,縮短病程。同時要防止繼發(fā)感染,流感引起死亡多為繼發(fā)性細菌感染。
鉤端螺旋體( Leptospira ) 簡稱鉤體,種類很多,分致病性和非致病性兩大類。致病性鉤端螺旋體有多種型別,可引起人和動物的鉤端螺旋體。╨eptospirosis)。鉤體病呈世界性分布,是我國目前存在的主要自然疫源性疾病之一。1886年由德國學者首先報告該病,1914年日本學者證明螺旋體為該病的病原體。
螺旋體是一群細長、柔軟、彎曲呈螺旋狀、運動活潑的原核細胞型微生物,它們在形態(tài)學特征和細胞結構上有某些相似處,但在生理學和遺傳學特征上均不相同。在伯杰系統(tǒng)細菌學手冊中,鉤端螺旋體獨立成鉤端螺旋體科,其下分兩個屬,其中鉤端螺旋體屬包括問號鉤端螺旋體和雙曲鉤端螺旋體兩個種。
目前,鉤端螺旋體的分類仍然以血清學反應為主要依據,即在新分離的毒株之間進行雙向交叉吸收凝集試驗,以確定其血清型(serovars),血清型不同而具有部分共同抗原者,則合并為血清群(serogroup)。目前世界各地已發(fā)現(xiàn)25個血清群200多個血清型。我國已發(fā)現(xiàn)19群74型,是發(fā)現(xiàn)血清型最多的國家。
形態(tài)與染色 細長絲狀,長約6~20μm ,直徑0.1~0.2μm。革蘭陰性。常用Fontana鍍銀染色法,菌體染成棕褐色。在暗視野顯微鏡下觀察,可見12~18個螺旋盤繞細密而規(guī)則,形似未拉開的彈簧表帶,菌體一端或兩端彎曲成鉤狀,常呈C、S或8字形。無外鞭毛,但運動活潑。在電鏡下觀察,鉤端螺旋體的最外層是外膜,內部是螺旋狀肽聚糖層和細胞膜包繞的圓柱形原生質體,在外膜和肽聚糖層之間有2根內鞭毛(endoflagella)或周漿鞭毛(perplasmicflagella)。內鞭毛是鉤端螺旋體的運動器官,主要沿長軸旋轉。菌體中央部分僵直,兩端比較柔軟(圖16-8,圖16-9)。
培養(yǎng)特性 一般認為鉤端螺旋體采取橫分裂法進行繁殖,約6~18h分裂一次,其營養(yǎng)要求不高,在含蛋白胨和10%兔血清的Korthof培養(yǎng)基中生長良好,最適溫度25~30℃,最適pH為7.2~7.4。低于25℃生長緩慢,32~37℃則有損害。在pH7.4,28℃下需氧培養(yǎng)7d,可見液體培養(yǎng)基呈半透明云霧狀生長。若繼續(xù)培養(yǎng),則培養(yǎng)物逐漸由乳光狀混濁變?yōu)橥该鳎?a class="channel_keylink" href="http://gydjdsj.org.cn/mingzu/2009/20090512121236_153648.shtml" target="_blank">管底有沉淀塊。實驗動物中以豚鼠和金黃地鼠最敏感,其次為小白鼠和家兔。
抗原性 不同型別鉤端螺旋體的毒力、致病性和免疫性不同,這主要與外膜蛋白的種類、抗原分子結構的差異有關。外膜蛋白至少可分為外膜整合蛋白和外膜脂蛋白,可作為血清血診斷的分子標志和疫苗的候選抗原。鉤端螺旋體特異性抗原可分為屬特異性蛋白抗原、種特異性蛋白抗原、群特異性蛋白抗原、型特異性蛋白抗原。其中型特異性抗原的抗原決定簇為多糖類,定位于細胞表面;屬特異性抗原的抗原決定簇為蛋白質,其抗原決定簇不是暴露于鉤端螺旋體細胞表面,而是定位于鉤端螺旋體外膜的表面下層。
抵抗力 對外界環(huán)境抵抗力較弱,只能生活在液體和半液體環(huán)境中,在干燥環(huán)境下數(shù)分鐘即可死亡。對熱和酸抵抗力弱,60℃1min即死亡。對低溫抵抗力較強,4℃放置1~2周仍存活。-70℃保存6個月,其毒力、動力及形態(tài)學特征均不改變。對各種化學消毒劑抵抗力極弱,來蘇、升汞10~30min即被殺滅。對青霉素敏感。
傳染源 鉤端螺旋體的宿主非常廣泛,包括哺乳動物、兩棲類、爬行類、節(jié)肢動物等,其中鼠和豬是主要的傳染源。它們在帶菌率、帶菌的菌群分布和傳染作用等方面因地而異。國內的鼠類中,黑線姬鼠、黃毛鼠和黃胸鼠等帶菌率較高,所帶菌群亦較多,是一些地區(qū)稻田型鉤端螺旋體病的主要傳染源。鼠類感染鉤端螺旋體后,一般不發(fā)生癥狀,但長時間從尿中排菌,污染水源及其它環(huán)境。
家畜中豬作為宿主動物起重要作用,因為豬攜帶的菌群與人的流行菌群完全一致,且具備主要傳染源的各項條件:①分布廣,數(shù)量多,帶菌率高,帶菌量大,排菌時間長;②與人接觸密切,豬尿能污染居民點內各種水體;③尿量大,尿內鉤端螺旋體數(shù)量多;④豬圈一般潮濕多水,泥土和積水內存在大量鉤端螺旋體,一旦被雨水或洪水沖洗,就容易擴大污染范圍。
人感染鉤端螺旋體后在恢復期可以排菌。另外,隱性感染后可成為健康帶菌者,但因人排菌量小,排菌時間短,排菌不規(guī)則,且人尿為酸性,多不適宜鉤端螺旋體生長,所以人作為傳染源的意義不大。另外,從流行地區(qū)的稻田、池塘、溪溝的水里都能分離出鉤端螺旋體,因此動物宿主和受污染的水是傳播該病的主要環(huán)節(jié)。
傳播途徑 主要有:①接觸傳播:鉤端螺旋體可在野生動物體內長期存在,動物間感染可經直接接觸和間接接觸傳播引起。人以間接接觸傳播為主,通常鉤端螺旋體先傳染給家畜,再通過家畜傳染給人。例如,鉤端螺旋體的宿主(鼠和豬)可將帶菌尿液污染外環(huán)境(水和土壤等),人再接觸被污染的水、土壤、植物、食物和日常生活用品,鉤端螺旋體就可經完整的粘膜或破損皮膚侵入機體;②經鼻腔粘膜或消化道粘膜傳播:當飲用大量水后胃酸被稀釋,食用被鼠和豬的帶菌尿液污染的食品或未經加熱處理的食物,鉤端螺旋體則容易經消化道粘膜侵入體內。
流行概況 鉤端螺旋體病分布很廣,幾乎遍布世界各地,以熱帶和亞熱帶地區(qū)流行較嚴重。目前我國以西南和南方各省多見。該病好發(fā)季節(jié)為7~9月,8、9月份達高峰,故又稱為“打谷黃”、“稻瘟病”。
鉤端螺旋體病流行特點有:①人對鉤端螺旋體普遍易感,但由于接觸疫水的機會不同,一般男性多于女性,青壯年農民以及從事農業(yè)、漁業(yè)、開墾荒地的勞動者發(fā)病率較高;②從外地進入疫區(qū)的人員,由于缺乏免疫力,往往比本地人易感;③主要流行于氣候溫暖、雨量充沛、植物茂盛、鼠類繁多的地區(qū);④不同地區(qū)其主要流行形式有所不同,有洪水型、雨水型和稻田型之分;⑤鉤端螺旋體病以夏秋季節(jié)為發(fā)病高峰。
致病因素 鉤端螺旋體在血液中的含量與早期鉤端螺旋體病的嚴重程度密切相關。但是,鉤端螺旋體的致病性究竟主要取決于數(shù)量眾多的鉤端螺旋體的直接作用,還是裂解的鉤端螺旋體釋放出來的毒素(溶血素、細胞致病作用物質、細胞毒性因子、內毒素樣物質)、酶或其他代謝產物作用于機體的結果,仍有爭論。
所致疾病 潛伏期一般為2~21d,病程約7~12d。因受感染者免疫水平的差別以及所感染菌株的不同,臨床表現(xiàn)差別很大(圖16-10)。根據病程及病理分為以下三個時期:
1.早期 又稱感染毒血癥期,多在起病后3d內,常由于鉤端螺旋體在血液中生長、繁殖擴散和不斷裂解死亡而出現(xiàn)全身中毒綜合征,突出表現(xiàn)為:發(fā)病驟起,體溫急劇上升,達39℃以上,呈全身中毒敗血癥性反應,伴全身乏力,酸痛,其中腰部、腿部或腓腸肌酸痛最為劇烈。嚴重者導致微循環(huán)障礙,甚至休克。在此期間,無明顯的肝、腎、肺、心及腦等器官損傷性病變。
2.中期 經1周左右,鉤端螺旋體進入肝、腎、心、肺、腦膜等,引起相應臟器明顯損傷,故又稱器官損傷期,主要表現(xiàn)為咯血、肺彌散性出血、黃疸、皮膚/粘膜廣泛出血、蛋白尿、血尿、腎功能不全、腦膜腦炎癥狀等,一般持續(xù)4~25d。由于個體免疫狀態(tài)不同以及鉤端螺旋體型別、毒力、侵入數(shù)量的不同,臨床癥狀輕重及其發(fā)展差異很大。同一血清型鉤端螺旋體可引起不同的臨床癥狀,同一臨床癥狀可由不同血清型的鉤端螺旋體所引起。
3.后期 又稱恢復期或后發(fā)癥期,發(fā)生在起病7~14d后,大部分病人此時很快恢復,不留后遺癥。
免疫性 以體液免疫為主。病后對同型鉤體有牢固的免疫力,一般認為型與型之間無交叉免疫,故可發(fā)生不同型的鉤體再感染。在常年流行地區(qū),對易感人群宜接種包含當?shù)亓餍兄暝趦鹊亩鄡r鉤端螺旋體疫苗。由于抗體不能通過腎到達腎小管,故侵入腎臟的鉤端螺旋體能在腎小管等組織中繼續(xù)繁殖和經尿排菌,可達數(shù)周、數(shù)月甚至數(shù)年。
該病臨床表現(xiàn)非常復雜,因而早期診斷較困難,必須結合流行病學特點、早期的臨床癥狀和實驗室檢查等方面進行綜合分析,并與其它疾病鑒別。其中,流行病學史,如流行地區(qū)、流行季節(jié),病前1~3周內曾參加過農田勞動,或接觸疫水,或接觸感染本病動物的排泄物等,對早期診斷具有重要意義!叭Y狀”(畏寒發(fā)熱、頭痛身痛、周身乏力)和“三體征”(眼紅、腓腸肌觸痛、淋巴結腫大)是早期診斷的主要依據。
病原體檢查 在發(fā)病初期,可取病人血液和腦脊液,直接在暗視野顯微鏡下觀察有無鉤端螺旋體,病后1周尿中易檢出鉤端螺旋體。動物接種是分離病原體的可靠方法,將患者的血液或其它體液接種于動物(幼年豚鼠或金黃地鼠)腹腔內,晚期病例可將尿液接種于動物腹部皮下。接種3~5d后,用暗視野顯微鏡檢查腹腔液,也可在發(fā)熱期取動物心血做培養(yǎng)。
血清學試驗 在血清中查到抗體說明曾感染過鉤端螺旋體,當恢復期抗體滴度較發(fā)病初期有4倍以上升高時,即有診斷意義。國內常用的診斷試驗方法有:凝集試驗、酶聯(lián)免疫吸附試驗、間接紅細胞凝集試驗、間接免疫熒光試驗、溶血試驗等。
核酸檢測 通過PCR法可在疾病早期診斷鉤端螺旋體病(鉤端螺旋體可少至10條),這是目前最靈敏和特異的檢測方法。
預防措施 疫區(qū)內滅鼠是消滅鉤端螺旋體自然疫源地的根本措施。通過大面積滅鼠,降低鼠密度,可使本病發(fā)病率顯著下降。同時要管理好家畜,加強動物宿主的檢疫。改造多水、潮濕的疫源地,清除鉤端螺旋體的生存場所。加強疫水、糞便和家畜管理。避免或減少與疫水接觸。
疫苗接種是控制鉤端螺旋體病流行的有效措施之一。理想的疫苗必須具備兩個條件:①既能保護不發(fā)病,又能防止腎帶菌;②應根據當?shù)氐闹饕餍芯椭圃靻蝺r或多價疫苗,以免發(fā)生因疫苗使用不當而促進菌型轉變,出現(xiàn)對人獸具有更強毒力的新菌型的情況。國內目前推廣應用的主要有胎盤浸液疫苗、半綜合或全綜合培養(yǎng)基疫苗和濃縮疫苗,接種后免疫力維持1年左右。鉤端螺旋體外膜蛋白疫苗正在研制之中。
治療措施 抗菌療法是鉤端螺旋體病最基本的治療措施,芐星青霉素為首選藥物。過敏者可改用慶大霉素。另外還應重視對癥治療和支持療法。對各型鉤端螺旋體應強調“三早一就”(早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療、就地搶救)的原則,要嚴格臥床休息。
(江凌曉 第一軍醫(yī)大學)