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脊髓灰质炎病毒 发布于:

脊髓灰质炎病毒(poliovirus)是引起脊髓灰质炎的病毒,该疾病传播广泛,是一种急性传染病。病毒常侵犯中枢神经系统,损害脊髓前角运动神经细胞,导致肢体松弛性麻痹,多见于儿童,故又名小儿麻痹症。脊髓灰质炎是WHO推行计划免疫进行控制的重点传染病。

1、形态与结构

脊髓灰质炎病毒属于微小核糖核酸(RNA)病毒科(picornaviridae)的肠道病毒属(enterovirus)。担劝脊髓灰质炎病毒侵犯人体主要通过消化道传播。此类病毒具有某些相同的理化生物特征,在电镜下呈球形颗粒相对较小,直径20~30nm,呈立体对称20面体。病毒颗粒中心为单股正链核糖核酸,外围60个衣壳微粒,形成外层衣壳,此种病毒核衣壳体裸露无囊膜。核衣壳含4种结构蛋白VP1、VP3和由VP0分裂而成的VP2和VP4。VP1为主要的外露蛋白至少含2个表位(epitope),可诱导中和抗体的产生,VP1对人体细胞膜上受体(可能船汽钻位于染色体19上)有特殊亲和力,与病毒的致病性和毒性有关。VP0最终分裂为VP2与VP4,为内在蛋白与RNA密切结合,VP2与VP3半暴露具抗原性。

2、培养特性

脊髓灰质炎病毒仅能在灵长类动物细胞中增殖,病毒分离培养以人胚肾、猴肾细胞最佳,也可用人传代二倍体细胞。病毒在胞质内迅速增殖,24h即出现典型的细胞病变,被感染的细胞变圆充婶狼姜、收缩、坏死、脱落,病毒从溶解死亡的细胞中大量释放。

3、分型

脊髓灰质炎病毒根据抗原免疫原性的不同,可分为3个血清型,分别为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型,3型间无交又反应。

4、抵抗力

脊髓灰质炎病毒在自然环境中生命力较强,在粪便及污水中可存活数月,在酸性环境中较稳定,对胃酸及胆汁抵抗力较强,耐乙藤。各种氧化剂,如高锰酸钾、双氧水、漂白粉等可使之灭活。对紫外线、干燥、热敏感,加热56℃30min可被灭活,负70摄氏度可长期保存 。

温带多见脊髓灰质炎,终年散发,以夏秋为多,可呈小流行或酿成大流行,热带则四季发病率相似。世界各国都有发病,企颂订但在普种疫苗地区发病率大大减少,几乎无发病(如北欧芬兰、瑞士、荷兰等国),中国1976~1980年平均发病率也已降至0.7/10万;尤以大中城市婴幼儿服疫苗率已达80%以上地区发病率下降为快,如江苏省已从1956年的10.51/10万降至1982年的0.2/10万。未用疫苗地区则仍有流行。以往以1型为多,而近2、3型病毒相应多见。流行时以无症状的隐性感染及不发生瘫痪的轻症较多。在热带、人口密聚及未广泛服用疫苗地区,仍以1~5岁小儿发病率最高。自婴幼儿广泛采用疫苗后,世界各地发病年龄有逐步提高趋势,以学龄儿童和少年为多,成人患者也有所增加。1岁以内发病者也增多。传染源为病人及无症状的带病毒者,后者不仅人数众多,又不易被发现和控制,因而对本病的散布和流行起着重要作用。在儿童中瘫痪病例与隐性感染及无趋慨罪瘫痪病例之比可高达1∶1000,成人中也可达1∶75。流行时幼托机构中感染率可高达100%。早在发病前3~5日患者鼻咽分泌物及粪便内已可排出病毒。咽部主要在病初1周内排出病毒,故通过飞沫传播的时间页屑地亦短,而粪便中排出病毒不仅时间早(病前10天)、量多、且可持续2~6周,甚至长达3~4个月,因此粪便污染饮食,经口摄入为本病主要传播途径。直接或间接污染病毒的双手、用品、玩具、衣服及苍蝇等皆可成为传播媒介,饮水污染常引起爆发流行。

感染后人体对同型病毒能产生较持久的免疫篮笑签汽力,血清中最早出现特异型IgM,两周后出现IgG(中和抗体)。唾液及肠道产生分泌型IgA。中和抗体水平在起病后2~3周到达高峰,1~2年内渐下降,但一直保持一定水平,不仅可保护患者免遭同型病毒感染,对异型病毒也具低保护力。此外,此病毒具有C和D两种抗原。C抗体病后出现早而在病程1~2周后即下降,D抗体出现较迟,2个月达高峰,保持2年左右,有型特异性。特异抗体可通过胎盘(IgG)及母乳(含分泌型IgA)自母体传新生儿,此种被动免疫在出生后6个月中渐渐消失。年长儿大多经过隐性感染获得自动免疫力,抗体水平再度增长;到成人时大多数已具有一定免疫力。

脊髓灰质炎病毒自口、咽或肠道粘膜侵入人体后,一天内即可到达局部淋巴组织,如扁桃体、咽壁淋巴组织、肠壁集合淋巴组织等处生长繁殖,并向局部排出病毒。若此时人体产生多量特异抗体,可将病毒控制在局部,形成隐性感染;否则病毒进一步侵入血流(第一次病毒血症),在第3天到达各处非神经组织,如呼吸道、肠道、皮肤粘膜、心、肾、肝、胰、肾上腺等处繁殖,在全身淋巴组织中尤多,并于第4日至第7日再次大量进入血循环(第二次病毒血症),如果此时血循环中的特异抗体已足够将病毒中和,则疾病发展至此为止,形成顿挫型脊髓灰质炎,仅有上呼吸道及肠道症状,而不出现神经系统病变。少部分患者可因病毒毒力强或血中抗体不足以将其中和,病毒可随血流经血脑屏障侵犯中枢神经系统,病变严重者可发生瘫痪。偶尔病毒也可沿外周神经传播到中枢神经系统。特异中和抗体不易到达中枢神经系统和肠道,故脑脊液和粪便内病毒存留时间较长。因此,人体血循环中是否有特异抗体,其出现的时间早晚和数量是决定病毒能否侵犯中枢神经系统的重要因素。 多种因素可影响疾病的转归,如受凉、劳累、局部刺激、损伤、手术(如预防注射、扁桃体截除术、拨牙等),以及免疫力低下等,均有可能促使瘫痪的发生,孕妇如得病易发生瘫痪,年长儿和成人患者病情较重,发生瘫痪者多。儿童中男孩较女孩易患重症,多见瘫痪。

脊髓灰质炎病毒是一种传染性很强的疾病。由于病毒可快速传播,当家里第一个病人被确诊时,所有血液中没有特异抗体的家庭成员就已经受到了感染。在脊髓灰质炎病人的家庭中,15岁以下的易感者100%会发病;而与脊髓灰质炎病人有日常接触的易感者中有87% 会发病。居住环境拥挤和卫生条件差可加速病毒的传播。

人类是脊髓灰质炎病毒的天然宿主,脊髓灰质炎病毒主要经粪-口传播的方式传染给其他人,但也可经口对口的传染方式染病,即也可通过患者的鼻咽部飞沫传播。脊髓灰质炎病毒从口腔进入人体后迅速播散,在数小时内病毒即开始自我复制。每个受感染的细胞释放大约500 个病毒颗粒。之后,病毒会通过淋巴结而进入血液。只要出现病毒血症,脊髓灰质炎病毒就有可能侵入中枢神经系统。患者经咽部分泌物排出脊髓灰质炎病毒只持续数天,而通过粪便排出可持续到感染病毒2个月后。没有症状的感染者也可从咽部和肠道排出病毒,成为疾病的传染源。脊髓灰质炎病毒的传播速度极快,尤其是在居住环境拥挤和卫生条件差的情况下,当一个家庭里出现第一个患者时,所有体内没有特异性抗体的家庭成员都可能感染。在易感人口多,气候温暖、潮湿的地区,最可能发生脊髓灰质炎的暴发流行。因此,及时利用脊髓灰质炎疫苗来预防是极为重要的 。

人是脊髓灰质炎病毒的仅有天然宿主,这是因为在人细胞膜表面有一种受体,与病毒衣壳上的结构蛋白VP1具有特异的亲和力,使病毒得以吸附到细胞上。

脊髓灰质炎病毒

受病毒感染后,绝大多数人(90~95%)呈隐型感染,而显性感染者也多为轻症感染(4~ 8%),只有少数病人(1~2%)发生神经系统感染,引起严重的症状和后果。

根据显性感染病人的临床表现可分为三种类型。

①轻型:病症似流感,有发热、乏力、头痛、肌痛、有时伴有咽炎、扁桃腺炎及胃肠炎症状。症状持续4~5天后即退去。

②非麻痹型(又不无菌性脑膜炎型):病人具有典型的无菌性脑膜炎症状,下肢疼痛,颈或背痛,可查出有轻度颈项强直及脑膜刺激症状,脑脊液中淋巴细胞增多。③麻痹型:病毒从血液侵入中枢神经系统,当累及脊髓腰膨大部前角运动神经细胞时,造成肌群松弛、萎缩,最终发展为松弛性麻痹。

在极个别病人,病毒可累及颅下神经及脊髓颈区前角神经细胞,造成咽、软腭、声带麻痹、病人常因呼吸、循环衰竭而死亡。上述临床表现的严重程度取决于多种因素,如毒株的毒力、感染病毒的相对数量、机体免疫功能状态等。过度疲劳、创伤、妊娠、扁桃腺切除近期有以明矾为佐剂的疫苗接种史等易促使麻痹发生。

尚无特异的治疗脊髓灰质炎病毒感染的药物。对该病的控制主要依赖于疫苗的使用,被动免疫仅用于个别情况。

自50年代中期以来,一直采用Salk灭活疫苗及Sabin减毒活疫苗,免疫效果良好,极大地降低了脊髓灰质炎的发病率。Salk疫苗由三型病毒经甲醛灭活后混合制成,肌肉注射,可诱导机体产生中和抗体。其优点是便于保存及运输,无减毒株返祖现象,且副作用较少。Sabin疫苗是用减毒变异株制成,采用口服,方法简便,不但可使机体产生液抗体。还能刺激肠壁浆细胞产生分泌型lgA,对野毒株有消灭作用,从而切断其在人群中的传播,因而Sabin 疫苗的免疫效果更好。另外活疫苗病毒排出体外,使接触者受到感染而获得免疫。但减毒活疫苗不耐热,保存及运输均需冷藏,而且有恢复毒力的危险,在免疫缺陷人体内易致麻痹。世界上大多数国家(包括中国)已将单价脊髓灰质炎活疫苗免疫改为三价活疫苗免疫法,即免疫对象口服三次三价活疫苗糖丸,每次间隔6~8周。其优点是不会漏服,服用次数少,免疫效果好。

用人免疫球蛋白来保护脊髓灰质炎病毒的接触者。此球蛋白往往含有三型病毒的抗体,及时给予可中和血液中的病毒。被动免疫仅用于做过扁桃腺切除的儿童、未经过免疫接种而又必须接触脊髓灰质病人的医务人员和亲属,以及未比免疫接种的孕妇等。免疫效果保持3~5周。

经过两年的辛苦劳作,科学家们首次合成出脊髓灰质炎病毒。这种人造病毒能杀死老鼠,并且很难将它们同自然病毒区分开。还不清楚合成类似天花这样的大病毒来制造生物武器的难度有多大。

脊髓灰质炎病毒是导致小儿麻痹症的罪魁祸首,其基因组是单链RNA。感染细胞时,RNA转译出一个大分子多聚蛋白,经酶切后形成一组较小的蛋白并向中枢神经系统发动进攻。尽管这个曾经猖獗一时的恶魔已经近乎绝迹了,脊髓灰质炎病毒还在全球实验室中保留着。

美国斯托尼·布鲁克的纽约州立大学的病毒学家Jeronimo Cello, Aniko Paul和Eckard Wimmer构建了一个几乎完整的病毒复制品。由于RNA化学性质不稳定,研究组先制造了病毒的DNA版本。他们从生物技术公司购买了DNA的短小片段,并在DNA合成公司的协助下将它们连接起来。研究组插入19个标记区分自然病毒与合成病毒,然后利用酶将DNA逆转为RNA。无论是注入合成病毒还是自然病毒,老鼠都会在感染的一周后瘫痪,研究组在《科学》快讯的电子版发表了这一结论。但是,杀死一只动物需要1000—10000倍的合成病毒,研究组猜测是一个或多个标记阻碍了病毒的发作。科学家们对这一研究的技术成果欢呼不已,但也有科学家对其隐含的危机深感忧虑。疾病预防控制中心的James LeDuc说,“化学实验室的研究人员制造病毒需要保持一丝冷静”。但是,他并不认为很快就能实现对诸如天花这样的病毒的重建,这类病毒有超过18.5万个碱基对。研究人员说,他们请教过的科学家们督促他们发表这篇文章。正如Cello指出的那样,“通过把这一结论公布于众,你们能警示当局……告诉他们生物恐怖主义者都能做些什么”。

也有人指出,这一发现意味着如果一个替代品能这么简单地被制造出来,那么消除这个星球上苦难的根源就是不可能的。美国军队传染病医学研究学院的天花学家Peter Jahrling 说,“它腐蚀了整个根除概念的基础”。


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