病毒性脑炎的研究进展

1、病毒性脑炎的研究进展Nipah 病毒是近年在东南亚新出现的一种人畜共患病病毒，导致Nipah 病毒性脑炎的暴发流行，传染性强， 死亡率高。 本文主要就近年对Nipah 病毒性脑炎的研究进展包括病毒分子生物学、发病机制、流行病学、临床及辅助检查等作一综述。1998-09/1999-06 ，马来西亚暴发了1 次发热性脑炎，共计有265 人发病， 105人死亡，病死率约 40%。几乎同时，新加坡的屠宰场因为进口了马来西亚该脑炎流行地区的猪，从而导致了 11 人受感染，其中1 人死亡。直到1999-03，马来西亚 Kuala Lumpur 大学和美国亚特兰大疾病预防控制中心分离到病毒后，才确定本次暴发

2、是由一种新的副粘液病毒引发的，因为第 1 位分离出该病毒的死者生前居住的村庄名为Nipah，所以命名为 Nipah 病毒（ Nipahvirus, NiV ）1 。2001 年 -2009年间孟加拉国陆续有8 次 NiV 感染暴发， 病死率达70%以上，本文就 NiV 的研究进展作一综述。1病毒学NiV 是单链负性 RNA 病毒，核酸由蛋白质包被，质粒呈螺旋形，病毒直径约150300nm，核衣壳直径 18nm，由 18246 个核苷酸 （ nt）组成。 3端有 55 个核苷酸组成的先导序列，5端有 33 个氨基酸组成的尾巴，基因组包含编码6 个结构基因 N、P、M、F、G 和 L。N 基因的开

3、放读码框为1599nt，编码核衣壳蛋白（N 蛋白），N 蛋白是病毒蛋白的主要成分，也能调节病毒基因的转录和复制。P 基因的开放读码框为2130nt，转录时除产生PmRNA编码P 蛋白（磷蛋白）外，还通过联合转录mRNA 编辑的形式产生编码V 和 W 蛋白的 mRNA ，编码 V 、W 蛋白， P、 V 、 W 蛋白 N 端有 407 个氨基酸序列一致，C 端序列不同。 P mRNA上一个可变的读码框还可以编码C 蛋白。 M 基因的开放读码框为1059nt 编码基质蛋白（ M蛋白）。F 基因的开放读码框为1641nt，编码融合蛋白（F蛋白）。G基因的开放读码框为1809nt，编码粘附蛋白（ G

4、蛋白）。L 基因的开放读码框为6735bp，编码 RNA 聚合酶（ L 蛋白）。每个基因的开放读码框3及 5端均有非编码区24。NiV基因和其他副粘液病毒相比有较大差异，而和 Hendra 病毒（ Hendra virus, HeV ）有90%的同源性，虽然NiV 的基因组比HeV 的基因组多12 个核苷酸，但是两者基因组的末端序列、基因的起始和终止信号、磷蛋白基因的剪辑信号以及结构基因的氨基酸序列均密切关联，目前认为 NiV 和 HeV 属于副粘液病毒科，副粘液病毒亚科中的一个新的亚属：Hernipavirus亚属。2发病机制NiV通过 G蛋白和敏感宿主细胞上ephrin-B2及 ephri

5、n-B3 结合 (ephrins 为 EphB 这一类受体酪氨酸激酶的膜结合配体)，诱导 G 蛋白上的变构激活位点，促发F 蛋白进行两相的构象级联反应： 第 1 相从亚稳的融合前状态到形成一种前发夹结构中间体，第 2 相从前发夹结构中间体转变成六螺旋束的发夹结构，从而导致病毒入胞作用和细胞融合5 。G 蛋白和 ephrin-B2的比值是细胞融合及病毒入胞的关键因素，而ephrin-B2 和 ephrin-B3 活性是由其上 G-H 环上的亮氨酸 -色氨酸残基决定的 67 。虽然 NiV 通过血管系统可全身分布， 但只有肺及脑组织的上皮细胞对病毒易感 ,且 ephrin-B2 或 ephrin-

6、B3 只在脑内表达， 决定了 NiV 容易累及中枢神经系统及呼吸系统 8 。NiV的 P、V、W蛋白有一段共同的富半胱氨酸的保守区域，其他副粘液病毒通过诱导IFN信号传导子及转录激活子(Signal Transducer and Activator of Transcription STA T)1 和 STAT2 蛋白降解，从而躲避 IFN 的抗病毒作用， 而 NiV 的 V 蛋白能结合 STAT1，形成 STAT1 和 STAT2 的高分子复合物， 直接抑制 STAT 蛋白功能， 最终抑制 IFN 的反应， 阻止干扰素诱导的酪氨酸磷酸化 9 。亚细胞定位发现 P、 V 蛋白主要存在于感染细胞

7、胞浆中， W 蛋白主要存在于胞核，从而导致受感染细胞 STAT1 酪氨酸 701 位点磷酸化受阻。而 W 蛋白能将无活性的STAT1阻隔在核内，是阻止STAT1活化的关键因子10 。M 蛋白的核 -浆运输及伴随翻译后修饰在基质调节的病毒芽生中起了重要作用，其上的YPLGVG 序列在芽生中起关键作用11 。在感染早期即可在核中监测到白局限于胞浆和浆膜。人类淋巴细胞和单核细胞对NiV不易感，在树突细胞中只能检测到低水平的病毒复制。但淋巴细胞能有效结合NiV病毒，并传递给上皮及Vero 细胞，导致感染扩散12 。3流行病学NiV 感染患者多有与猪直接接触的病史，如饲养场、 屠宰场的工人等，医学界最初

8、认为是乙型脑炎流行， 但也有以下特点与乙型脑炎不符：患者多为成年人；病前多有明确的乙型脑炎疫苗的接种史； 猪作为乙型脑炎病毒的储存宿主，不会发病， 而在本次暴发流行前即有猪患呼吸道疾病甚至死亡的报道；患者血清中未检出特异的乙型脑炎病毒IgM抗体；加强灭蚊措施和接种乙型脑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，病毒学家参照 HeV 流行病学对NiV 进行了研究。果蝠（Pteropus bats）体内存在大量HeV，但不发病，人直接接触携带HeV 的果蝠也不会被感染，而一旦马吞食了被果蝠尿液或胎盘液污染的食物，就可作为HeV 的“扩增宿主（ amplifyinghost

9、s）”，人类与受感染的马密切接触就可能出现感染。据此， Yob 等 13 检测了马来群岛上14 种蝙蝠， 发现 5 种体内存在 NiV抗体。 Chun 等 14 发现马来半岛果蝠及岛果蝠的体内存在NiV的抗体，并且在其尿液及唾液中可检测到NiV ，从而推测出果蝠是NiV 的储存宿主，随后的监测发现柬埔寨、孟加拉国和泰国的果蝠体内也有NiV 抗体 15 17 ，提示 NiV的天然宿主分布广泛。马来西亚的研究者 18 认为 NiV 的感染是气候和人类活动造成的，首先因为造纸和工业用地需要而大量砍伐森林，导致果蝠的栖息地减少，其次 1997-1998年的厄尔尼诺现象加剧了森林破坏， 因此果蝠大量聚集

10、到果园觅食，果园内猪舍里的猪吞食了被果蝠排泄的尿液、等污染的食物后，感染NiV ，病毒在猪体内大量增殖19 ，在猪的整个呼吸系统包括鼻甲、鼻咽、 气管、支气管及肺，网状淋巴系统及中枢神经系统中均可监测到病毒，病猪多表现呼吸道疾病或死亡，一旦人与受感染猪的体液密切接触后，就可能感染NiV而发病，新加坡的 NiV 感染是由于进口受感染的猪，此两次暴发均在密切接触病猪的猪舍、屠宰场中。而孟加拉国 NiV 暴发的原因在于携带病毒的果蝠的唾液或尿液污染枣椰树液，而人进食污染枣椰树液后发病，一半的病例无接触污染枣椰树液的病史，主要是密切接触NiV感染患者后发病，提示存在人-人之间传播，可能为接触患者唾液致

11、病20 。 Mungall21 等偶然发现怀孕后感染NiV 的猫的胎盘、宫腔内液体及胎儿组织中均有NiV 的基因组，提示NiV 可能存在水平和垂直传播。4 临床表现马来西亚的NiV 感染最常见表现为脑炎，潜伏期数天1 月，进展快，也有潜伏期长达4月的报道 22 。最早出现发热、头痛、嗜睡、恶心、厌食、呕吐、眩晕、肌痛等前驱症状，持续 3 14 天，随后出现昏睡和定向力下降，2448 小时内可以快速进展为昏迷23 。NiV脑炎的临床表现多样2425 ，可出现脑膜刺激征、共济失调、腱反射减退或消失，单瘫或四肢瘫，节段性肌阵挛，视听幻觉等。如果出现心动过速、昏迷加深、玩偶眼反射消失、瞳孔异常、降压药

12、不能控制的高血压、呼吸停止等脑干受累的征象，提示预后极差，患者往往很快死亡。 其他如节段性肌阵挛、癫痫发作、反射消失、 肝酶谱超标和血小板减少也提示预后较差。此外， NiV 还可累及心、肺、肾等脏器。NiV 脑炎的死亡率高，部分存活者可遗留神经系统后遗症，甚至出现精神症状包括抑郁、人格改变、慢性疲劳综合征等26 。Tan 等27随访发现， 7.5%的急性 NiV 脑炎患者可出现复发， 3.4% 的患者为迟发性脑炎，感染和发病之间的平均间隔约为 8 个月。复发性和迟发性 NiV 脑炎的死亡率大约为 18%。孟加拉国发生的NiV 感染累及各年龄段，但年轻人更多（平均年龄12 岁）， 62%为男性。

13、主要表现发热、意识障碍、头痛、咳嗽、呼吸困难、恶心和抽搐。体温大于37.8，意识障碍，呼吸困难和腱反射消失提示预后差。发病到死亡时间从236 天，平均 6 天。如是经人 -人传播发病，潜伏期6-11 天，平均9 天 28 。随访 NiV 脑炎的患者发现多有神经功能缺损存在，包括静止性脑病，动眼神经麻痹、面瘫、颈肌张力障碍等29 。5 辅助检查5.1 实验室检查血常规检查可有外周血白细胞总数正常或降低，血小板往往减少。若肝脏受累可有转氨酶升高，如有肺脏受累，胸部平片可见轻微的渗出性改变2530 。脑脊液检查可见细胞数和蛋白轻度增高,脑脊液培养可见合胞体细胞24 。发病 1 周后可用IgM 捕获的

14、 ELISA 法检测到血清中特异性HV的 IgM 抗体。Chow 等 31 认为透射电镜也有诊断价值，可观察到脑脊液中典型的副粘液病毒。脑脊液中如分离到病毒，则预后往往不佳32 。5.2 病理检查主要为多脏器的血管炎和内皮细胞损害，以中枢神经系统受累最重，累及基底节、脑干、小脑、脊髓等部位。受累血管以小动脉、小静脉和毛细血管为主，血管壁坏死，管腔内血栓形成，中性粒细胞和单核细胞浸润，血管内皮中可见合胞体形成，邻近区域常见微梗塞和缺血区。神经元细胞浆嗜伊红染色，核内有病毒包涵体。轻微的嗜神经元现象、小胶质细胞结节形成、血管周袖套等炎性改变233 。5.3 影像学检查NiV 脑炎患者的 CT 检查

15、均无阳性发现。 MRI 是检查 NiV 脑炎的敏感方法，尤其运用液体衰减反转恢复序列可100%发现异常，且比血清学、 脑脊液检查更敏感 34 。MRI 可见皮质下和深部白质小的局灶性病灶，灰质受累较轻。即使多数病灶弥漫分布于整个大脑，占位效应和脑水肿也不多见。Lim 等 35 对 12 位患者进行了一系列MRI 检查，发现 1 月后 T1 加权像见广泛的斑点样高信号，以大脑皮质更明显，因此认为 NiV 脑炎的病灶主要位于白质，伴随短暂性的T1 加权像上的皮质斑点样高信号。6 诊断一般而言，出现以下几种情况时应考虑有NiV 脑炎 30 ：有脑炎表现：临床表现如发热、头痛、 意识障碍、局灶性神经缺

16、失症状、脑脊液异常如 WBC 6 106 L ，蛋白 0.45g L或脑 MRI 扫描见特征性改变；患者来自疫区；（ 3）有密切接触猪或其他受感染动物的病史。诊断不需等待血清学证据，因为只有76%的患者血清学检查为阳性，而统计显示发病到死亡的平均生存时间为9d，出现血清IgM 阳性的时间大约为病后间大概是34d，故患者可能在出现阳性结果之前，病情迅速恶化而死亡。7 治疗目前尚无肯定的治疗方法， 对大多数患者经验性地给予了阿司匹林、 已酮可可碱和对症支持治疗。一项非随机性的研究采用利巴韦林治疗 NiV 脑炎，使病死率下降 36%，并且可以减少存活者遗留的神经系统后遗症 36 。8 预防与监测目前

17、为进一步研究NiV 已逐渐建立了包括小鼠、仓鼠、猫等的动物模型，由于NiV 的生物安全分级为4 级，限制了NiV 的直接研究，故多数实验室将三种NiV 的 G、 F 和 M 蛋白组成拟 NiV 病毒颗粒（ NiVVLPs ），开展实验研究。 Moll 等37 发现 F 蛋白上有 5 个潜在 N糖基化位点， 而 g4、g5 位点去除后能有效减少细胞分裂、 融合过程。而半乳凝素 1(Galectin-1) 可与 NiV 糖蛋白上的 N-聚糖结合， 使 F 蛋白及 G 蛋白寡聚体化， 从而阻止细胞融合 38 。F 蛋白的C 端 7 个重复区域（ C-terminal heptad repeat， HRC ）能通过阻止形成六螺旋束，抑制融合 39 。Tamin 等 40 发现能表达 NiV 的 F 蛋白或 G 蛋白的病毒疫苗能诱导小鼠产生特异性的 NiV 中和抗体，该中和抗体能阻止NiV 引起的细胞膜的融合，可能有助于预防NiV的感染。另研究