埃博拉研究现状

传染病信息 2014 年 04 期 埃博拉出血热研究现状及 2014 年疫情进展 【摘要】：发现于 1976 年的埃博拉出血热具有高传染性、高致病性和高病死率的特点,曾 多次在非洲中西部暴发流行,病死率高达 50%90%。然而目前仍然未研制出有效的疫苗和 抗病毒药物。始于 2014 年初的非洲西部暴发疫情是该病历史上最严重的疫情,感染和死亡 人数已经超过了该病发现以来的总和,WHO 宣布本次疫情为“国际关注的突发公共卫生事件 “。国际公共卫生和医疗部门正在通力合作抗击这一烈性传染病。本文就该病研究现状及本 次疫情暴发以来的一些特点进行回顾。 中国的埃博拉研究现状 中国：向药监局申请应急审批，首个抗埃博拉化学药已经获批，试剂盒可供科研使用，可 在 2小时内完成快速检测 军事医学科学院微生物流行病研究所针对埃博拉病毒，历时 5 年研制的药物“jk-05”近日 通过总后卫生部专家评审，获得军队特需药品批件。此前，军事医学科学院放射与辐射医 学研究所依据埃博拉病毒基因序列研制的埃博拉病毒核酸检测试剂已获得中国人民解放军 总后勤部卫生部正式生产批文，这两项成果为我国埃博拉病毒的早期诊断和防控提供重要 技术储备。 “jk-05”是一种小分子化学药物，能够选择性地抑制埃博拉病毒的 RNA 聚合酶，从 而达到抑制病毒复制的目的。研究表明，该药在细胞和动物水平感染试验中具有抗埃博拉 病毒活性。专家特别强调，该药物虽已完成临床前研究，并在适用于广谱抗流感时完成了 临床安全性评价，但对于埃博拉出血热治疗，目前仍仅限于紧急情况下使用。 放射与辐射医学研究所研制的检测试剂可在 34 小时内完成埃博拉病毒的检测，现 已被江苏省、河北省等地疾病预防控制中心采购储备，还将被送到非洲疫区维和部队进行 试用。 1 病原学 埃博拉病毒（Ebola virus, EBOV）是 EVD 病原 体，发现于 1976 年。1976 年 611 月，在非洲中部 苏丹南部和扎伊尔现刚果（金）的埃博拉河地区 发生出血热暴发流 行，随后发现该病病原体为一种 新的病毒，命名为 EBOV。目前已鉴定的 EBOV 有 5 种亚型：扎伊尔型、苏丹型、本迪布焦型、科特迪瓦 型和莱斯顿型。除莱斯顿型对人不致 病外，其余 4 种亚型感染后均可导致人发病。感染扎伊尔型、苏 丹型和本迪布焦型的病 死率为 50903 。自 1976 年至今，扎伊尔型在全球 25 次疫情暴发中占 15 次。 引起本次疫情的病原体仍然是扎伊尔型，病原体 于 2014 年 2 月由法国巴斯德研究所确 定，病例样 本来源于几内亚4。 EBOV 属于丝状病毒科丝状病毒属，其形态包 括杆状、 丝状及“L”形，病毒粒子长度平均 l000 nm， 直径 7090 nm。EBOV 基因组是不分节 段的单股负 链 RNA，长度为 18.9 kb，依次编码核蛋白（NP）、病 毒结构蛋白 （VP35，VP40）、糖蛋白（GP）、额外病毒 结构蛋白（VP30，VP24）及 RNA 依赖 RNA 聚合酶 （L）。GP 是病毒表面棘突的惟一结构蛋白，它通过 与受体结合介导病毒 进入宿主细胞，可通过与血管 内皮细胞结合破坏微小血管的完整性，引起血管渗 漏。 VP40 是与病毒内膜相关的基质蛋白，在病毒以 颗粒方式在宿主细胞芽生过程中起重要作 用。VP24 为小型膜蛋白，可能与病毒的组装和出芽释放有 关。GP、VP40 和 VP24 在病 毒粒子装配、出芽及致 病过程中起关键作用5。 EBOV 对热有中度抵抗力，在室温及 4 存放 1 个月后，感染性无明显变化； 60灭活 病毒需要 1 h， 100 5 min 即可灭活。该病毒对紫外线、 射线、甲 醛、次氯酸和酚 类等消毒剂和脂溶剂敏感6。因此， EVD 虽然传染性强，病死率高，但是 EBOV 在外界 抵抗力并不是很强，这有利于消灭外环境的病毒。 2 流行概况 从 19762012 年共报道 24 起疫情，全部发生 在非洲中西部，平均病死率达 67%。扎 伊尔型引发 的疫情次数最多， 其引发的疫情病死率为 44%90% 。 苏丹型引发的疫情次 数居第二位，病死率为 41% 71%7。见表 1。 目前推测本次疫情源头（零号患者）很可能是 几内亚的 1 名 2 岁男童。2013 年 12 月， 该男童开始 出现发热、黑便、呕吐等症状，发病 4 d 后死亡。该男 童死亡后，其母亲、 姐姐和祖母先后出现发热、呕吐 及血热症状，亦相继死亡，最后发病的祖母于 2014 年 1 月 1 日死亡。参加男童祖母葬礼的人陆续出现 了相同症状，疫情逐渐向周围地区蔓延， 并有大量 死亡病例4。2013 年 3 月几内亚卫生部确定该地区 暴发 EVD 疫情。此后疫 情迅速向周边的塞拉利昂、 利比里亚和尼日利亚蔓延，成为本病历史上最大规 模的暴发 疫情。 据 WHO 统计，从 2014 年 3 月末首次正式报道 至 8 月 16 日，西非地区已累 计出现确诊、疑似和可能感染病例 2240 例，死亡 1229 例，目前患者最多 的国家是塞 拉利昂和利比里亚（表 2） 1。与患者及 死者密切接触的人员包括医务人员成为感染率 最 高的人群。由于当地医疗资源缺乏、部分地区感染 控制措施不当、当地的某些丧葬风 俗以及部分居民 对医护人员不信任，导致疫情有失控的趋势。一些 国家宣布进入紧急状 态，部分国家关闭边境，停止 了交通运营。WHO 于 8 月 14 日在官方网站声明 “疫情 暴发地区工作人员发现的证据显示，报道的 病例数和死亡人数低于实际数字” 8-10。 3 传染源和宿主动物 感染 EBOV 的患者和灵长类动物为本病传染 源。目前认为 EBOV 的自然宿主为狐蝠科的 果蝠， 尤其是锤头果蝠、富氏前肩头果蝠和小领果蝠。一 般认为自然宿主存在于非洲和 西太平洋地区的热 带雨林中。有研究发现疫区的家养犬由于撕咬病死 的动物而产生轻度 感染症状，EBOV 特异性抗体检 4 传播途径 接触传播是本病最主要的传播途径，可以通过 接触患者和被感染动物的血液、体液、分泌 物、排泄 物及其污染物而被感染。患者的精液中可分离到病 毒，故存在性传播的可能性。 病毒是否通过气溶胶 传播须要进一步确认。目前未发现经空气、食物和 水传播的证据6。 本次疫情最新资料显示，主要高危人群是与感 染者密切接触者和医护人员。患者血液中 有很高滴 度的病毒。另外，当地某些与死者近距离接触的特 殊丧葬习俗也是导致本次感 染人数剧增的原因之 一6,10。 5 人群易感性 人对 EBOV 普遍易感， 无年龄和性别差异。发病 主要集中在成年人群，这与暴露或接触 机会多有关。 据 WHO 公布的关于本次疫情的最新信息（截至 8 月 16 日） ，在疫区服 务的医务人员中有 170 名感染， 其中 81 例已经死亡，医务人员感染率达 251 。 6 发病机制 EBOV 通过黏膜、破损的皮肤或非肠道方式进 入患者体内，由初期感染部位转移至局部淋 巴结， 继而发生病毒血症，转移至肝、脾和肾上腺等。 EBOV 可侵袭哺乳动物体内多种 组织细胞，如巨噬 细胞、纤维细胞、内皮细胞、肝细胞、肾细胞和肾上 腺皮质细胞等。病毒进入血流后会释放出促进凝血 相关蛋白，促发凝血机制，导致凝血因 子失调及后 续的凝血功能障碍，使微小血管内产生凝血，致肝、 脾、肾及肾上腺等器官 缺血坏死，引发多器官功能 衰竭及弥漫性血管内凝血。此外，病毒感染机体产 生炎性信 号蛋白和破坏血管壁的一氧化二氮，导致 血管渗漏。患者血压过低和类固醇合成功能受损 与 肾上腺皮质坏死有关12-14。 7 临床表现6， 12，14-15 本病潜伏期为 221 d，一般为 512 d，目前资 料表明在潜伏期无传染性。患者急性起病， 迅速出 现高热、畏寒、极度乏力、头痛、肌痛、咽痛及结膜充 血等症状，并可出现恶心、 呕吐、腹痛、腹泻、黏液便 或血便。有些患者出现剧烈水样腹泻，导致严重脱 水症状。 皮疹患者在病程第 57 天时皮肤可能会出 现弥漫性的红色斑丘疹，通常涉及面部、颈部、 躯干 和上肢皮肤。病程第 34 天后可进入极期，患者出 现持续高热，感染中毒症状及 消化道症状加重，有 不同程度的出血，包括皮肤黏膜出血、呕血、咯血、 便血、血尿等。 严重者可出现意识障碍，危重患者可 出现低血压、低血容量休克等，多在发病后 2 周内 死于出血及多器官功能衰竭。死亡病例通常在发病 初期出现更严重的临床表现，出现严重 出血倾向、 无尿、呃逆和呼吸急促时提示预后不良。非死亡病 例中，患者可能先发热数 日，然后在病程第 611 天 逐渐好转。发病后 2 周仍存活者，则存活率可望达 到 70%。存活患者需要较长的康复期。 8 实验室检查 8.1 常规化验 白细胞减少，中性粒细胞增多和核 左移，并经常伴随淋巴细胞减少，出现 异形淋巴细 胞。血小板计数明显减少，凝血酶原时间和部分促 凝血酶原激酶时间延长， 纤维蛋白降解产物增多， 这些指标随着弥漫性血管内凝血的出现和发展而 变化。肝脏转 氨酶升高，AST 水平超过 ALT，但是目 前文献中尚缺乏具体数值范围。可出现蛋白尿，随 着肾损伤的加重，血尿素氮和肌酐进行性升高12，14 。 8.2 病原学检测 8.2.1 核酸及病 毒抗原检测 国际上目前对 EBOV 感染诊断主要靠荧光 PCR 检测病毒核酸，用酶联免 疫 法检测 EBOV 核蛋白抗原。发病后 3 d 内，血标本 中 EBOV 核酸及抗原检出率低，发病 后 310 d 检出 率高12， 14。 8.2.2 抗体检测 检测血清中特异性 EBOV IgM 抗 体和 IgG 抗体，IgM 抗体阳性可确诊，单份血清 IgG 抗体阳性提示曾感染 EBOV， 双份血清 IgG 抗体阳转 或恢复期滴度较急性期升高 4 倍或以上者可确诊。 最早可从发病后 2 d 的患者血清中检出特异性 IgM 抗体，IgM 抗体可维持数月。发病后 710 d 可检出 IgG 抗体，IgG 抗体可维持数年。多数患者抗体出现 于起病后 1014d， 也有重症患者始终 未能检出抗体。 间隔 1 周及以上的 2 份血标本 IgM 抗体阳转或 IgG 抗体滴度升高 4 倍及以上具有诊断意义6， 12，16-17 。 8.2.3 病毒分离 采集急性发热期患者血标本，用 Vero、Hela 细胞进行病毒分离培养，一般发病 1 周 内血标本病毒分离率高。但是因为须 在生物安全防 护水平（biosafety level, BSL）-4 实验室进行，国内 目前尚无法开展此项目 6。 我国国家卫生和计划生育委员会（卫生计生委） 于 2014 年 8 月 15 日发布的 埃博拉出血热防控方 案（第二版） 6规定：实验室病原学和血清学检测相 关活动严 格按照人间传染的病原微生物名录的 要求，在相应的生物安全级别实验室开展。病毒 培 养在 BSL-4 实验室、动物感染实验在动物 BSL-4 实验室、未经培养的感染材料的操作 在 BSL-3 实验 室、灭活材料的操作在 BSL-2 实验室、无感染性材 料的操作在 BSL-1 实 验室中进行。 上述规定明确指出了病毒分离及培养、动物感 染实验、抗原抗体和核酸检 测等病原学方面的实验 应该在 BSL-4/BSL-3 实验室进行。虽然对于常规标 本的检查环境 无更明确具体的规定，如血常规、血生 化、尿常规、便常规、腹腔和胸腔积液检查环境， 但 是根据文件的总体要求，这些也应该在相应实验室 进行。比如血常规和血生化自动化 分析仪可以做到 与血样品试管无缝连接，但是血常规和血生化仪吸 管的清洗消毒环节应 引起重视。另外，血或其他标 本涂片检查、尿常规、便常规、腹腔和胸腔积液等检 查环 境从细节方面应予以重视。 9 诊 断 EVD 诊断依据流行病学、临床特点和实验室检 查 3 方面资料。病毒分离、核酸阳性、 IgM 抗体阳 性或 IgG 抗体滴度比急性期升高 4 倍以上的病原 学检测中任何 1 项阳性即 为确诊依据。目前大部 分国家（包括中国）因无 BSL-4 实验室，无法进行 病毒分离，所 以病原学诊断主要依据抗原、抗体及 核酸检测。 10 治 疗 目前无针对 EBOV 的特异性治疗方法。主要措 施是对症和支持治疗，重点是针对电解质紊乱、缺 氧、出血、低血容量性休克、感染性休 克、多器官功 能衰竭和弥散性血管内凝血的治疗。患者早期往往 会出现脱水，须静脉或 者口服补液。有明显出血者 应输注新鲜血，以提供大量正常功能的血小板和凝 血因子。 血小板计数明显减少者应输注血小板。应 积极预防和救治弥散性血管内凝血。对于急性肾 衰 竭者必要时采取透析疗法。应积极救治急性肝衰 竭。在抗病毒方面，干扰素似乎可以 起一些作用，能 够部分纠正病毒对机体免疫应答的抑制作用，有报 道称使用干扰素后， 在感染 EBOV 后必死的猴群中 约 33%存活12， 14，18。 近 10 年来，针对 EBOV 药 物和疫苗研发的努 力不断加强，但是研究只限于实验室层面，尚未进 入临床试验。面对 本次严峻疫情无药可医的情况， WHO 于 8 月 12 日声明相关专家已达成一致意见： “考虑到本次埃博拉疫情的特殊情况，并在特定条 件都能得到满足的前提下，把疗效和不 良反应未知 的未经证实的干预药物用于治疗或预防措施符合 医学伦理” 。首先响应此声明 的是一种混合单克隆 抗体药物 ZMapp。ZMapp 由 3 种单克隆抗体混合制 成，该抗体是 中和抗体，也可激发体内非特异性免 疫应答。该药研发已经进行了 10 年，目前仍处于小 鼠和猴子层面。8 月初 2 名在非洲感染 EBOV 的美 国医护人员在本国接受了 ZMapp 的 试验性治疗，目 前病情出现好转，但感染 EBOV 的西班牙 75 岁牧 师帕哈雷斯使用该药 后仍然死亡。尽管如此，应利 比里亚请求，美国将仅存的少量 ZMapp 送抵利比里 亚， 目前正应用于 3 名患病医生，效果仍然在期待 中19-20。另外，我国已经具备很好的多 元性抗体的 制备能力，掌握了 EBOV 的抗体基因，启动治疗性 抗体的生产程序不会需要 太长的时间21。 目前尚无疫苗获批准用于预防 EVD，但有几种 临床试验疫苗正在开发 中。传统的 EBOV 弱毒疫苗 往往不能有效刺激机体产生免疫保护，并且弱毒疫 苗还具有 潜在的散毒风险。通过基因工程技术敲 除病毒毒力基因制备的弱毒疫苗可有效保护致死 剂量病毒感染的小鼠和猪。DNA 疫苗利于抗体和 细胞毒性 T 淋巴细胞产生，为老鼠和豚 鼠提供较好 的保护，但是对非人灵长类动物保护率较低。病毒 样颗粒疫苗有效解决了弱 毒疫苗毒力强的危险，且 能避开机体的免疫清除反应，是比较有发展前途的 疫苗22。 但目前为止，全球范围内尚无针对该病毒已完 成临床试验的可用疫苗，因为缺乏 BSL-4 实验室，有些疫苗甚至尚未进入动物实验阶段，对于本次疫 情防控来说，寄于疫苗的希望 仍然渺茫。 11 预 防 传染病预防遵循的一般原则是隔离和控制传 染病源，切断传播途径，保护易感人群。由于 人群普 遍易感 EVD 且无有效的获批疫苗，所以预防重点 放在前 2 项措施，严格隔离和 控制传染源、进行密 切接触者追踪和管理以及加强个人防护。 控制传染源：采取严格的 检疫措施，将传染源 阻拦在国门外或非疫区外；对患者和疑似病例采取 严格隔离措施， 密切观察接触者，医学留观时间为 本病的最长潜伏期即 21 d6。 切断传播途径：加强自 身防护，防止医源性传 播，对患者用具、排泄物和分泌物