2. 辽宁大学生命科学院
近年来,在中国的河南、山东、安徽、湖北、江苏和以及辽宁等10余个省发生了近千例因被蜱叮咬而引发的媒介生物学传染病,导致数十人死亡。染病患者多数症状轻微,少数年龄较大、免疫功能低下以及未及时治疗的患者症状严重,出现高烧、头痛、肌肉酸痛等表征,并伴有白细泡、血小板进行性下降等症状[1]。蜱传疾病有显著的季节性,每年的4月—9月为高发时间。发病地点多属于山地或丘陵地带,草木茂盛,蜱虫数量多,经常叮咬人群。人群对蜱传播疾病普遍易感,呈高度散发状态[2]。目前已经研究确定引发该类传染病的病原体为新病毒,隶属于布尼亚病毒科白蛉病毒属,学界命名为发热伴血小板减少综合征布尼亚病毒(severe fever with thrombocytopenia syndrome bunyavirus,SFTSV)[3]。目前,学界对该病毒的结构、致病机制和传播机理等还处于研究阶段。本研究综述了中国SFTSV的病原学特点、感染与免疫、所致疾病以及检测研究进展。
1 SFTSV的基本特征病毒颗粒呈球形,直径80~100 nm,主要分布在感染细胞的微粒体,表面有棘突。其基因组与其它布尼亚科病毒一样,由大、中、小3个单股负链RNA片段组成:大片段含有6 368个核苷酸,编码2084个氨基酸组成的RNA聚合酶,为RNA依赖性的RNA聚合酶(RNA dependent RNA polymerase,RdRp),是病毒复制所必需成分;中片段含有3 378个核苷酸,编码1 073个氨基酸组成的膜蛋白前体,最终形成Gn和Gc 2个膜蛋白;小片段含有1 744个核苷酸,为双义RNA(ssRNA),含有2个方向相反的读码框,分别编码核蛋白(NP)和非结构蛋白(NSs)[3, 4]。根据大片段RNA序列编码的RdRp氨基酸序列对比,SFTSV与里夫特山谷热病毒(Rift Valley fever virus)有46.3%的相似性,与其他白蛉病毒(Uukuniemi virus,Naples virus)仅共享36.1~46.1%的同源性[3]。相反的是,所有从中国大陆分离的SFTSV病毒株的RdRp都享有 96.2%~98.7%的氨基酸同源性[5](图 1)。分子进化和形态学数据表明SFTSV属于典型的白蛉病毒属新成员。
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图 1 中国境内SFTSV与其他白蛉病毒属病毒的系统进化关系,使用MEGA 5.05软件通过邻接和最大似然法推导得到21株病毒的进化关系[3]。 |
2007年5月,河南首次发现发热、腹胀、恶心呕吐并伴有消化道出血的患者,其症状除高烧外,还伴有白细胞和血小板减少、多脏器受损等临床症状,与普通胃肠炎症状不同[6]。随后其他省份陆续发现相似病例,刘芸等[7]报道了辽宁省东部山区的新布尼亚病毒流行病例,其症状及体征类似于肾综合征出血热。通过使用表达的SFTSV的核蛋白(nucleoprotein,NP)和非结构蛋白(nostructural proteins,NSs)为抗原,利用免疫印迹和免疫荧光技术发现SFTS病人血清中的核蛋白(NP)抗体呈强阳性,NSs呈阴性,表明在感染SFTSV时患者对仅对核蛋白产生特异性抗体[8]。由于缺乏动物模型完全模仿人类疾病的发生过程,目前仅针对部分布尼亚病毒进行了以实验动物作为宿主的感染与免疫应答方面的研究。这方面最成功的模型是建立鼠类La Crosse病毒模型[9, 10]。Richard等[10]模仿节肢动物传播病毒方式,采用皮下接种,在横纹肌等组织中检测到病毒分布和复制。Che等[11]研究结果显示,啮齿动物感染汉坦病毒后,可在动物的肺、唾液腺和肾等器官组织发现病毒存在,动物之间通过排泄物的气溶胶等形式感染传播病毒。据Barbara等[12]报道,感染汉坦病毒属病毒的模型鼠在感染早期阶段出现短、急的急性病毒血症,之后病毒脱落于尿液中并随尿排出体外。新生动物体内因含有源自母体的抗体具有免疫预防功能,裸鼠由于免疫缺陷易被Seoul型汉坦病毒感染[13]。人类感染病毒后,可引发致命的HFRS和肺出血热,相关疾病的发病机制有待进一步研究[14]。
上述研究结果显示,布尼亚病毒的感染可分为急性感染(出现短期的高病毒血症,宿主或者清除病毒,或者被感染)和慢性感染,感染后宿主可产生较高效价的抗体,使机体具有防御同型病毒功能[14],CD4+ T细胞可以保护机体抗衡La Crosse病毒[15]。因此,疫苗或对布尼亚病毒科病毒具有预防作用。这些研究工作将对开展SFTSV的感染与免疫应答研究提供参考。
3 SFTSV感染的临床特征由于SFTSV临床感染病例较少,关于其感染的潜伏期尚不确定,Yu等[3]推测为7~14 d。发病后的症状主要为发热、无力、精神不振,并具有恶心、呕吐和腹泻等消化系统疾病特征,体征上可见浅表淋巴结肿大腹部压痛等症[3]。血项化验可见外周血白细胞和血小板减少,血清中天冬氨酸转氨酶、丙氨酸转氨酶、肌酸激酶和乳酸脱氢酶水平升高;生化分析可见心肌酶谱升和高尿蛋白阳性等[16]。多数感染SFTSV的发病患者很快出现肝、肾等器官功能障碍,少数患者出现意识障碍、呼吸道和消化道出血等症,由于呼吸衰竭和弥漫性血管内凝血(disseminated intravascular coagulation,DIC)等多脏器功能衰竭而死亡[6, 16]。
4 SFTSV检测 4.1 病毒培养采集急性期患者血液标本或尸检标本接种乳鼠和小鼠脑内,是分离布尼亚病毒最敏感的方法,利用非洲绿猴肾细胞(Vero、Vero E6)细胞、人肺癌细胞(A549)和蚊细胞传代培养也是布尼亚病毒克隆的好方法[17]。刘芸等[18]将 300 μL 患者血液样本、蜱虫悬液样本接种至刚长满单层、形态良好的 VERO-E6细胞上,37 ℃ 吸附 2 h 后更换培养液,倒置显微镜下每天观察细胞病变状态,可从病变细胞培养液中分离得到阳性病毒。采用上述方法,他们从发热并伴随血小板减少的患者血液中成功分离得到SFTSV。感染的细胞电镜下可观察到椭圆形或球形病毒颗粒。
4.2 SFTSV核衣壳蛋白(NP)蛋白印迹(Western blot,WB)检测徐言等[19]以SFTSV的RNA为模板,利用RT-PCR扩增NP的编码基因,将回收扩增产物经SfiⅠ酶切后,连接至pComb3XSS表达载体,转化至大肠杆菌E.coli Top10F′内诱导表达。以纯化的纯化NP为抗原免疫Balb/c 雌性小鼠,制备重组蛋白NP 的单克隆抗体,通过WB技术对急性期 SFTSV病人血清进行检测。检测结果表明,该单抗与15例SFTSV患者血清全部呈阳性反应,与汉坦病毒、登革病毒感染者及正常人血清无交叉反应。结果显示SFTSV核蛋白的抗体可用于SFTSV感染患者的临床检测。
4.3 双抗原夹心ELISA 法检测SFTSV特异性总抗体Jiao等[20]将SFTSV NP 编码基因用RT-PCR 扩增,扩增后的NP 基因克隆到PET-28(a)上,构建PET-28(a)-NP表达质粒,转化大肠埃希菌BL21,表达并纯化得到NP。将重组表达的NP用于包被和标记辣根过氧化物酶,用作双抗原,建立了双抗原夹心(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测方法。利用该方法,他们对35例恢复期的SFTSV确诊病例患者血清及65 例汉坦病毒和登革病毒感染者的血清进行了检测,结果显示35例恢复期患者血清全部呈阳性结果,汉坦病毒和登革病毒感染者血清全部为阴性,灵敏度达到100%,特异性为99.57%。
4.4 SFTSV核酸检测宋玉亮等[21]根据SFTSV 基因组中RNA序列的保守区,设计特异性引物和探针,探索建立了适时荧光定量PCR检测方法。利用该引物和探针,他们对来自疫区的40例临床确诊病例的血液标本进行了检测,结果显示34 例为阳性,HBV、HCV、HCMV和EBV 对照病毒呈阴性反应[21],吕燕宁等[22]以SFTSV的小片段(1 016 bp~1 086 bp)保守区域为靶区域,设计荧光标记探针,建立TaqMan 探针的实时荧光-PCR检测方法,结果显示给方法的灵敏度为4×102 拷贝/mL。Zhang等[23]依据SFTSV的大、中、小片段保守区分别设计3对引物和探针,多重适时荧光定量PCR检测,灵敏度达到10 拷贝/μL。他们等利用此方法检测了54例临床患者样品进行,结果显示急性期SFTS发病患者(2~10 d)全部为阳性,发病11~20 d的16例SFTS确诊病例有15例为阳性,除1例肾综合征出血热病例假阳性外,另外114例肾综合征出血热、登革热、乙型病毒性肝炎、丙型病毒性肝炎的患者血清全部为阴性,临床样本特异性为99.1%,对照的400 例健康人血清(流行区200例,非流行区200例)全部为阴性。
5 小结与展望近年来在我国部分省市发生的蜱传播新型布尼亚病毒感染后具有发病急、病情重等特点,及时准确的实验室检测将有助于该病的临床快速诊断、隔离、针对性治疗。进一步研究建立新型布尼亚病毒感染的实验动物模型,对于深入研究其感染和发病机制、以及流行病学特点,是研究者面临的新任务,也是对症治疗的关键。
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