人副流感病毒的分类及特点

人副流感病毒的分类及特点

人副流感病毒（hpiv）属于双粘病毒科，为负性单链rna病毒，通常为社区接受性呼吸道感染的核电站。HPIV原名仙台病毒(SendaiVirus,SeV),是1959年首先从日本仙台市1例死于肺炎的患者肺液中分离获得的,因其诸多特性与流感病毒不同,且又陆续分离得到其他病毒株,故被命名为副流感病毒。根据遗传学和血清学特征,HPIV可分为4型———HPIV1~4,其中HPIV4又分为A和B两种亚型。各型病毒主要结构和生物学特征相似,但流行病学和所引发疾病的临床特征有差异。HPIV广泛存在于自然界,可引起各年龄阶段儿童发病,以婴幼儿易感,可引起小儿轻重不等的上、下呼吸道感染,如感冒、中耳炎、重症喉气管支气管炎、毛细支气管炎和肺炎,其中HPIV1和HPIV3是引起婴幼儿、免疫缺陷或慢性疾病患者及老年人下呼吸道感染的主要病原体。作为严重下呼吸道感染的病原,HPIV所致疾病的发病率仅次于呼吸道合胞病毒(Respiratorysyncytialvirus,RSV),血清学调查显示绝大多数6~10岁儿童曾感染过HPIV,目前它已成为可导致最沉重疾病负担及影响经济的病毒之一。本文就HPIV的病毒学基础、流行病学特点、致病特征、诊断、治疗及预防等方面进行综述,为临床预防、早期诊断及治疗提供依据。1和hpiv3及嘴唇腺炎病毒属HPIV可分为两大类:呼吸道病毒属(HPIV1和HPIV3)及腮腺炎病毒属(HPIV2和HPIV4),可通过它们非分段的厚核衣壳(17nm与9nm)从形态上与流感病毒加以区分。1.1hn、f、p蛋白及hpiv基因电镜下,HPIV被证实是多形性的有包膜病毒,中等大小,直径150~250nm,但更大的病毒体或病毒聚集体也曾被报道过。病毒基因组为负单链RNA,带正性RNA的虽也曾被报道过,但被认为没有感染性。HPIV基因组含约15000个核苷酸,编码合成至少6种普通结构蛋白质(3’-N-P-C-M-HN-L-5’)。HPIV最大的蛋白质是大蛋白(L)(RNA依赖的RNA多聚酶,分子量175000~251000),其次是磷酸蛋白(P)。L、P、N蛋白(N或NP,分子量66000~70000)与病毒RNA(viralRNA,vRNA)密切相关,vRNA与N、P、L蛋白一起形成HPIV核衣壳的核心。N蛋白绑定在vRNA上(一个N蛋白与6个核苷酸),形成一个模板,允许L、P蛋白转录,最终复制HPIV基因组。包膜表面有两种糖蛋白:血凝素-神经氨酸酶(hemagglutinin-neuraminidase,HN,分子量69000~82000)和融合蛋白(F)(分子量60000~66000)。HN蛋白具有血凝素和神经氨酸酶活性。研究发现,HN蛋白很可能以四聚体形式存在于HPIV包膜和宿主细胞膜上,通过唾液酸受体使病毒吸附于宿主细胞表面,发挥神经氨酸酶活性。在各型或同型不同株HPIV中HN糖基化位点数量有明显差异,也许是HPIV可逃避免疫监视的原因之一。正是HN蛋白对细胞受体的绑定使副粘病毒有好的血液凝集或吸附作用。F蛋白在病毒-宿主细胞膜融合中是不可或缺的,膜融合使病毒核衣壳进入并感染宿主细胞。同时,F蛋白在宿主细胞之间的融合(合包体形成)中也是必需的,可致溶血。包膜内层由维持结构完整性的非糖基化蛋白组成,即基质蛋白(M),它在吸引完整的核衣壳到宿主细胞膜区域起作用,在病毒出芽上也可能起作用。HN、F与M蛋白起交互作用以引导病毒在特定细胞表面定位时的插入与聚集。此外,HPIV基因也编码一些非结构蛋白,如HPIV1、HPIV2和HPIV3编码一种非结构蛋白———C蛋白,在HPIV3中C蛋白能抑制病毒转录;HPIV2编码、HPIV3可能编码而HPIV1并不编码非结构蛋白———V蛋白。V蛋白表现出的功能:它绑定N蛋白,可能在调控病毒复制上起作用,研究提示减慢细胞周期可能是V蛋白支持病毒复制的一条通路,而且它可能通过诱导STAT1和(或)STAT2通路调亡而参与抑制腮腺炎病毒属对干扰素的反应;同时V、C蛋白与干扰素的交互作用在决定一些HPIV宿主感染范围上有重要地位。1.2hpiv的分离HPIV可在各种原代动物及人的二倍体成纤维细胞上生长,常见的如LLC-MK2、Vero、MDCK等。对HPIV的分离,最适宜的是原代猴肾细胞(Vero)系统;除HPIV4外,其他HPIV在鸡胚中也能很好地生长;HPIV在上皮细胞系比在成纤维细胞系更易分离。1.3克氏原螯虾f0HPIV复制是按经典病毒复制途径进行的。首先病毒通过表面血凝素蛋白与易感宿主细胞受体结合,F蛋白则介导病毒-宿主细胞膜融合并使病毒核衣壳进入并感染宿主细胞。最初,一个未激活的前体(F0)必须被一个宿主细胞的水解酶剪开而产生有活性的F蛋白,F蛋白是由两个硫化物连接的分子(F1和F2)组成。F1的新末端是高度疏水的,被认为在病毒-细胞融合中与脂质体膜首次接触。如果宿主细胞缺乏相应的水解酶,就会导致产生非感染型病毒而不能维持复制增殖周期。一旦病毒吸附并穿入细胞,则通过特异性依赖RNA的聚合酶系统开始转录,然后细胞核糖体把病毒mRNA翻译为病毒蛋白质。这些指导病毒基因组全长复制,首先形成一个正性RNA链,然后形成合适的负链,继而RNA单链与NP蛋白结合,可在下一轮转录和翻译中用于循环复制,或被包装作为新病毒体转运出胞。1.4新生儿hpiv感染HPIV存在于呼吸道分泌物内,主要通过人-人直接接触和飞沫经呼吸道传播,吸入带病毒的飞沫或污染物接触眼睛、口腔、鼻粘膜均可被感染。5岁以下婴幼儿,病毒常侵犯气管、支气管粘膜上皮细胞,引起细胞变性、坏死、增生和粘膜糜烂,故常致急性阻塞性喉气管支气管炎、毛细支气管炎和肺炎等下呼吸道感染。在成人,HPIV主要侵犯呼吸道粘膜表层组织,在上皮细胞内增殖,引起的病变轻,故一般表现为上呼吸道感染。HPIV感染可产生局部抗体和血清抗体。抗血凝素-神经氨酸酶抗体和抗P蛋白抗体对预防该病有重要作用。婴幼儿免疫系统发育不完善,免疫反应和应答能力相对较弱,抗体持续时间较短,易发生反复感染。2hpiv感染与呼吸道感染的关系HPIV是社区获得性呼吸道感染的常见病原,没有种族、社会经济条件、性别、年龄和地理位置的限制。营养不良、VitA缺乏、非母乳喂养、吸烟和有毒环境等是易感因素。既往多个流行病学调查显示,曾有急性呼吸道感染的儿童中,40%感染过HPIV;住院的急性呼吸道疾病患儿中,20%由HPIV感染引起;而在5岁以下儿童中HPIV感染占因发热和(或)急性呼吸道疾病住院总数的6.8%。HPIV感染率随年龄的增长而逐渐下降,在中国温州地区的流行病学调查研究显示“3d~12个月”年龄组HPIV检测阳性率明显高于“>12个月”组,与既往多地区多作者的报道相符。HPIV流行病学特征与亚型有密切关系。总体说来,HPIV以春夏季多见,其中HPIV1、HPIV2隔年流行1次;HPIV3几乎常年均可检出,但春夏季为发病高峰期,其流行持续时间较HPIV1、HPIV2长,美国和香港亦有相关报道;HPIV1、HPIV3是引起呼吸道感染暴发流行的主要原因之一;HPIV4通常被认为仅散发存在,引起的呼吸道疾病症状轻微,但通过近年的研究,HPIV4的重要性正逐渐被认识。2.1家庭暴力发生时间国外文献报道HPIV1感染主要出现在秋季中期,常在鼻病毒流行高峰后,一般为隔年发生一次较大的交替流行。HPIV2一般为每两年一次或与HPIV1交替流行,但有个别地区每年流行,如瑞士,其流行高峰季节为秋末冬初。HPIV1、HPIV2感染主要集中于1岁以上儿童,其中HPIV1主要感染人群年龄为7~36月,高峰为2~3岁。总之,这两型往往隔1~2年流行一次或隔年交替流行,流行时间为秋末或冬初,个别地区每年均有HPIV2流行。2.2急性呼吸道感染的病毒核酸HPIV3是HPIV下呼吸道感染中主要的、最常见的病原体,婴幼儿普遍易感,小婴儿尤其易感,也多见于有免疫抑制或慢性疾病的患儿。新生儿和小婴儿HPIV3感染率仅次于RSV,与2002~2007年重庆医科大学附属儿童医院流行病学研究相符。2004~2006年重庆医科大学附属儿童医院研究也显示,急性呼吸道感染的病毒病原分析中HPIV3居第2位,仅次于RSV,但多见于3~5岁的上呼吸感染患儿。HPIV3几乎常年均可检出,感染率是HPIV中最高的,主要流行于春夏季,持续时间较HPIV1、HPIV2长。英国报道HPIV3感染占HPIV总感染的71%,主要流行于春夏季,常年均有散发;中国台湾、北美、芬兰和澳大利亚HPIV3流行季节同样以春夏季为主,与王芳等报道基本相符。2.3hpiv感染年龄及感染情况HPIV4通常被认为仅散发存在,感染率低,引起的呼吸道疾病症状轻微,重要性一直被忽略。但通过近年的研究,已有其引起小范围暴发的报道,且可引起严重的呼吸道感染,其重要性正逐渐被认识。王芳等研究显示,HPIV4感染率不低,占HPIV感染的10.2%(HPIV1、HPIV2、HPIV3分别占20.7%、4.5%、61.4%);感染年龄多在3~6岁,较其他3型高,在6~36月感染率低;与其他病毒的混合感染率在同型病毒中最低。最新研究发现HPIV4感染在春夏季也高发,与以前每两年在晚秋及冬季流行的报道不一致。北京HPIV感染现状的研究显示,HPIV4阳性标本占所检测标本的0.6%(22/3519),并不低于HPIV2的0.4%,且测序结果显示BJ7285、BJ6412分属于HPIV4A、HPIV4B,说明国内也存在HPIV4不同亚型感染。既往报道显示HPIV4主要是A亚型,但也有报道显示B亚型与A亚型同样多见。血清流行病学已证实60%~84%的婴儿存在母源性抗体,抗体水平在7~12个月时下降至7%~9%,低水平持续数年后,在3~5岁时上升至50%。我国HPIV4感染情况值得进一步深入研究。儿童HPIV感染除单一亚型感染外还有混合型感染。成人感染HPIV的报道少见,周一平等研究显示成人下呼吸道感染患者中病毒感染占较高比例,以流感病毒A(FluA)、鼻病毒(RhV)、HPIV1为主。3hpiv感染HPIV可引起所有的呼吸道感染性疾病。1/2的喉炎和1/3以上的急性上呼吸道感染为HPIV引起。不同的HPIV亚型引发疾病的特点不同。急性喉气管支气管炎中HPIV1为主要亚型,而HPIV3也可引起成人严重的喉气管支气管炎。4型HPIV均可引起毛细支气管炎,但以HPIV1、HPIV3最常见,其中HPIV3尤为多见,仅次于RSV。HPIV3与肺炎的关系比其他亚型更加密切,住院率高于HPIV1、HPIV2。HPIV感染可诱发哮喘急性发作。研究表明,HPIV3肺炎患儿CD4/CD8比值升高,与哮喘患儿细胞免疫功能类似,提示HPIV3与哮喘关系密切。4免疫探索hpiv的临床应用HPIV引起的呼吸道感染的临床表现多变且无特异性,确诊须进行特异性病毒学检查,目前包括以下几方面:(1)病毒分离。方法准确、可靠、稳定,但对标本病毒含量要求高,必须达到细胞培养所需;对标本采集、运输、保存的条件要求高;实验要求苛刻、繁琐、费时;确诊至少需10~15d,阳性率偏低。另外,病毒合并感染现象普遍存在,但由于细胞培养存在干扰现象,难以检出标本中可能存在的合并感染,对预后差的合并感染的早期诊断尤为不利。HPIV进行细胞分离培养也较困难,会出现具有典型临床症状和流行病学支持依据的病例标本检测结果为阴性的情况,不利于该类疾病的早期诊断和疫情的应急处理,因而限制了其临床应用。(2)通过特异性抗体抑制红细胞吸附鉴定HPIV的血清型。(3)直接免疫荧光法检测呼吸道分泌物HPIV抗原。该方法提高了特异性,检测时间较短,标本送到实验室2h内就可得出结果,设备仅需荧光显微镜。为尽早诊断疾病、减少疾病传播及确定正确的治疗方案提供更可靠的依据,临床上使用广泛。但通常仅能检测HPIV1~3型,且其灵敏度有待提高。(4)放射免疫测定法和酶免疫测定法检测HPIV抗体。如检测两份血清标本中特异抗体IgG或检测单一血清标本中特异抗体IgM,此方法简便、快速,设备要求不高,可用于大批量筛查。但因特异性不高,假阳性较多;需采集发病早期和恢复期双份血清进行检测分析才有意义;从病毒感染到抗体出现需一定时间,抗体检测用于疾病的早期诊断灵敏度不高,故不作为首选。(5)多重PCR检测病毒DNA。此方法有高度敏感性、高度特异性、高效率且可同时检测多种病原等优点。逆转录多重RT-PCR方法能够直接进行亚型分析。因此该法被越来越多的科研工作者所青睐,但也存在假阳性。5治疗重度hpiv感染的药物及试剂对病毒感染目前尚无肯定有效的药物。利巴韦林、干扰素和蛋白酶抑制剂有一定疗效,宜在早期使用。口服或肠道外激素治疗可缓解中、重度HPIV感染引起的急性喉气管支气管炎症状。在体外棉鼠模型中,激素联合免疫球蛋白治疗能降低肺组织中病毒的滴度,因此在有效的疫苗或药物面世之前,可作为治疗重度HPIV感染的一项选择。新近研究的选择性HPIV抑制子———BCX2798、BCX2855,是根据新城疫病毒(Newcastlediseasevirus,NDV)三维结构的血凝素-神经氨酸酶蛋白催化结合位点设计的,在体内外都有抗病毒活性,前者主要针对HPIV1,后者对HPIV3活性高,是未来治疗和预防HPIV感染的潜在复合物。体外实验表明甘草抗病毒有效部位(GC3-1-4)、栀子提取物(ZG)及纳米银(NaAg)对HPIV具有一定的抑制作用,为研制广谱抗病毒药物和材料提供了实验依据,为治疗HPIV感染提供了新方法。研究发现HPIV导致毛细支气管炎患儿趋化因子RANTES、MIP-1α、IL8升高,为应用抗趋化因子抗体抑制呼吸道炎症、降低呼吸道高反应性及哮喘的早期干预提供了新的治疗方法,也为治疗HPIV感染提供了新途径。6hpiv重组疫苗目前HPIV灭活疫苗、减毒活疫苗、基因工程疫苗和亚单位疫苗均已研究成功。牛PIV3(BPIV3)疫苗已证实对婴儿安全有效;鼠PIV1疫苗在成人Ⅰ期临床试验结果证实是安全的,但尚未用于婴幼儿。上述疫苗因接种后免疫力不完全,故在人体尚未广泛使用。针对HPIV的安全、有效的疫苗目前正在研究中,应用于临床还需一定时间。SeV作为疫苗载体被证实是安全的,体外实验显示HPIV2重组SeV模拟对同源或异源HPIV2的中和抗体疫苗可引出强大、持久的HPIV2抗体,能长期免疫达11个月;接种同时表达多种HPIV或RSV蛋白的重组SeV,可同时起到针对多种病毒的免疫保护作用。一种新的重组HPIV1,其P/C基因的开放读码框被分离,能将突变引入C基因而不影响P基因,为未来HPIV疫苗研制提供了骨架。因此多价疫苗的研制也是我们努力的方向。7piv5在人体治疗副流感病毒5(p