中国登革病毒流行现状

中国登革病毒流行现状

1病毒登格化的生物学特征1.1登革病毒传播的国内现状及产生原因世界分布：这种疾病（denv）从埃及和白纹病毒传播，广泛分布在热带和亚热带地区。随着城市化进程的发展，它逐渐向城市扩张。登革病毒感染能引起登革热(DF)、登革出血热(DHF)和登革休克综合征(DSS)。登革热流行的特点是出现突然、来势猛、传播快。据WHO估计,最近50年全世界感染率增加了30倍,每年大约有1亿人感染,50万人患登革出血热、登革休克综合症,其中2.5万人死亡,并且患者多数是15岁以下的儿童。尽管登革病毒感染严重威胁人类的健康,但目前还没有有效的治疗方法。中国分布:登革病毒在我国主要分布于福建、海南、广东及台湾等沿海地区。随着城市化的发展和人民生活水平的提高,流行趋势逐年降低。从1978至1994年我国流行省份的年发病数中,最多一次达454205例,初次暴发就达22122例,死亡14例。海南省1980年和1986年两次登革热和登革出血热大流行患者60余万,死亡475人。1995年,广州暴发1型登革病毒感染,病例数达5505例。1997年广东省潮州市发生登革病毒流行,发病500多人。1998年佛山发生2型登革热,病例数464人。2004年福州市、浙江慈溪分别暴发由输入性病例引发的流行。台湾地区1994、1995和1998年3个年度确诊的病例在200例以上。据资料分析4个血清型病毒均已在不同年份引起流行,间隔时间大约为3年,每次流行持续约2～4年。2004～2006年广东省报告输入性登革热病例数44例,香港报告93例;广东省病例的输入国主要是新加坡、印度尼西亚、柬埔寨,香港病例的输入国主要是印度尼西亚、菲律宾、泰国,造成粤港两地登革热输入的主要原因是旅游及商务人员在夏季与东南亚国家之间的频繁往来。尽管登革病毒对人们的健康和经济有着越来越深远的影响,但是目前还没有有效的方法来治疗由登革病毒引起的疾病,主要原因是没有有效的研究登革病毒感染的动物模型。1.2形态、结构及与病毒相关的概念血清型:登革病毒分为四个血清型:1944年,美国的Sabin及其同事分别从美国驻印度、新几内亚和夏威夷士兵的血清中分离出3株病毒并建立了血凝抑制试验方法,比较了3株病毒之间的差异。结果发现从印度和新几内亚分离到的两株病毒抗原性极为类似;而从夏威夷分离到的病毒株与上述两株病毒在抗原性上有一定差异。因此把从夏威夷分离到的毒株定为登革1型(DEN-1,夏威夷株);把从印度和新几内亚分离到的毒株定为登革2型(DEN-2,新几内亚株)。1956年,菲律宾发生登革热,登革出血热流行,在首都马尼拉又分离出登革3型病毒(DEN-3,菲律宾H87株)和登革4型病毒(DEN-4,菲律宾H241株)。这4个血清型已被列为登革病毒的国际参考株。此后,从世界各地又陆续分离出大量的登革病毒株,但均属于4个血清型的范畴,迄今为止尚未发现新的型别。病毒主要组成结构:登革病毒属于单股正链RNA病毒,黄病毒科黄病毒属。主要包括三种结构蛋白:核心蛋白(C),前体膜蛋白(prM)和衣壳蛋白(E)。通过光学显微镜可以观察病毒的三维结构,是由90个E蛋白二聚体组成的20面体,其中E蛋白在登革病毒的生物学功能中起重要作用。登革病毒穿膜进入细胞内,其基因组RNA通过宿主细胞和病毒特异性的酶翻译得到一条单链多肽的病毒前体蛋白,包括三种结构蛋白(C、prM、E)和七种非结构蛋白(NS1、NS2a、NS2b、NS3、NS4a、NS4b和NS5)。NS蛋白是RNA初期复制复合体的组成部分,其中NS1糖蛋白对于病毒生存起到关键作用,但其功能目前尚不清楚;NS3蛋白具有NTP酶,解旋酶以及RNA三磷酸酶的活性;NS5蛋白具有RNA酶活性;NS2a、NS2b、NS4a、NS4b功能尚不清楚。登革病毒感染宿主细胞的主要机制:病毒E蛋白与细胞膜表面的特异性受体结合,通过受体介导的内吞作用进入细胞,进行病毒的复制和装配。病毒首先在内质网周围聚集,组装成包括prM和E蛋白异二聚体的不成熟颗粒;随后枯草杆菌样蛋白酶水解prM糖蛋白形成M蛋白,与E蛋白结合形成成熟病毒颗粒;最后病毒以小泡形式转运并胞吐到胞外。病毒的复制环境:Kwan等对皮下的巨噬细胞研究时发现皮下巨噬细胞和与绿色荧光蛋白融合的重组E蛋白可以结合。由于皮下的巨噬细胞分泌IL-10,在IL-10的存在下,单核细胞可以分化成巨噬细胞,巨噬细胞可以内吞病毒,但在感染的细胞中没有发现子代病毒的产生,病毒感染也没有TNF-a的产生。登革病毒无法在巨噬细胞中生长是由于内吞病毒颗粒进入一个非酸性环境的内体。因此证明登革病毒只有在酸性环境下才能进行复制。2抗原压缩剂的起源、分类和组成特点2.1双细胞动力学oiddc人的DC均起源于多能造血干细胞。从淋巴系前体细胞中诱导产生的DC为淋巴样DC(lymphoidDC)或浆细胞样DC(plasmacytoidDC)。从骨髓细胞中或外周血单核细胞中诱导产生的DC称为髓样DC(myeloidDC)。淋巴系DC主要分布于淋巴结、脾脏、粘膜相关组织中的淋巴滤泡生发中心,主要与B淋巴细胞功能有关,具有一定的吞噬、摄取、加工抗原的能力,但抗原呈递能力低。髓系DC主要分布于T细胞富含区,与T细胞功能有关,专职抗原呈递。按其分布可分为:分布于皮肤粘膜的朗格汉斯细胞;分布于心、肺、肝、肾、胃肠道器官的间质性DC;分布于脾脏、淋巴结和胸腺等淋巴器官的T细胞富含区的树突状DC和分布于外周血及输入淋巴管中外周血DC和淋巴DC。两种细胞亚群在天然免疫和适应性免疫中起不同的作用,识别不同来源的抗原。但是两种细胞亚群都可以引起T细胞反应。浆细胞样DC在病毒感染时可以产生大量的Ⅰ型干扰素介导抗病毒免疫,而髓样DC受到抗原刺激时通过产生大量IL-12介导Th1型细胞反应。2.2活性化合物的诱导表达DC具有强大的捕获、加工和递呈抗原的能力,能够诱导初始T细胞活化和增殖,是体内最重要的抗原提呈细胞,未成熟的DC主要存在于不同组织,当摄取抗原后未成熟DC从外周组织通过淋巴管迁移至外周淋巴组织,转变为成熟DC,生物学特征也相继发生改变,低表达与吞噬有关的受体,降低捕获及处理抗原的能力;高表达与抗原递呈相关的粘附分子(CD11a、CD18、CD50、CD54、CD58)、共刺激分子(CD40、CD80、CD86)及抗原递呈分子(MHCⅡ类分子、MHCⅠ类分子、CD1),增强其抗原递呈能力,活化初始T细胞。DC活化T细胞的能力是巨噬细胞或B细胞的100～1000倍。3登甲病毒感染的效果3.1dc-ms巨噬细胞一直认为是登革病毒入侵的靶细胞,直到Wu等在2000年证实人表皮和真皮组织中的DC均能够被登革病毒感染。同时发现外周血中的DC登革病毒易感性是单核细胞和巨噬细胞的10倍以上。由此人们开始关注登革病毒感染DC。DC-SIGN(DC-specificICAM-grabbingnon-integrin,DC-SIGN,CD209)为DC表面特异性粘附受体,是一种Ⅱ型跨膜蛋白,属于甘露糖结合的C型凝集素,因其与ICAM-3的结合不依赖于整合素,被命名为DC特异性C型凝集素。皮下的朗格汉斯细胞作为不成熟的DC是登革病毒感染的第一靶点,而DC-SIGN在介导病毒感染DC中起关键作用,用单核细胞诱导的DC与登革病毒相互作用,证明DC-SIGN介导细胞与病毒包膜蛋白结合,提示DC-SIGN是介导病毒感染的一个重要分子。而且四个血清型的病毒都可以通过DC-SIGN感染DC。Tassaneetrithep等利用登革病毒不敏感的THP-1细胞株进行体外实验发现,转染DC-SIGN的THP-1细胞可以被登革病毒感染,并且这种感染可以特异性的被抗DC-SIGN的抗体阻断,再次证明DC-SIGN是病毒感染的重要靶点。随后Alen等发现DC-SIGN识别的是登革病毒包膜蛋白的N端糖基化位点。Hacker等比较了哺乳动物细胞来源的登革病毒和蚊子细胞来源的登革病毒感染人DC和单核细胞的能力,发现两种来源的病毒对DC细胞感染能力相同,但是蚊子细胞来源的病毒的N端多聚糖由高甘露糖和稀有甘露糖组成,哺乳动物细胞来源的病毒N端多聚糖是由高甘露糖和复合聚糖组成,说明病毒出胞时N端多聚糖是不完全加工的。当病毒再次感染机体时,机体内表现很强烈的抗体依赖的增强反应(Antibody-DependentEnhancement,ADE),其强度与体内DC成熟的程度和DC-SIGN的表达有关,即体内低表达DC-SIGN的成熟的DC占优势表现出ADE现象较强,而高表达DC-SIGN的不成熟的DC占优势则不表现ADE现象,提示ADE与DC-SIGN的表达呈负相关。3.2mdc和pdc感染微管相关的基因登革病毒可以感染PBMC体外诱导的DC并且复制产生病毒颗粒。病毒感染的DC迅速复制并表达成熟标志(B7-1、B7-2、HLA-DR、CD11b、CD83),同时分泌TNF-α和IFN-α但不能诱导产生IL-6和IL-12。也有报道登革病毒可以感染不成熟的CD1a+mDC,使DC成熟活化并感染周围的细胞。体外研究pDC和mDC这两个亚群被登革病毒感染后的特征表明:病毒感染后,在mDC中登革病毒拷贝数与DC-SIGN的表达正相关,病毒的高复制使mDC迅速产生炎性因子IL-6、IFN-α、TNF-α,表面的共刺激分子的表达迅速上调。而在pDC中,低水平的病毒就可以使pDC迅速产生IFN-α,IFN-α的分泌并不是因为登革病毒的复制,而是内吞的登革病毒基因组RNA与TLR-7结合所引起的。病毒与pDC接触后迅速产生的IFN-α使TLR7的抑制子IRS661迅速下降,从而使TLR7的表达明显升高,导致TLR7的分泌上调。登革病毒是单链正链RNA病毒,在细胞内合成负链RNA,以负链RNA做为模板进行复制,这些ssRNA就可以与TLR7结合使pDC活化,分泌细胞因子和炎性介质,引起炎症反应。在临床上pDC的数量与病毒载量负相关,因此它可以作为登革病毒感染程度的一个重要指标。3.3ido的活性细胞因子和趋化因子:登革病毒感染DC使其经历了一系列变化,包括细胞因子的产生,其作用具有双向性。一方面DC分泌的IFN-α/β和趋化因子IP-10(interferon-inducibleprotein-10),在抑制登革病毒的复制和扩散方面发挥重要作用。病毒感染DC时产生IFN-α/β水平升高,IFN-α/β可抑制病毒复制和诱导产生IP-10,从而抑制病毒对其它细胞的感染。另一方面登革病毒感染的DC分泌TNF-α水平升高,促进了PD-L2(programmeddeathligand2)和MHCⅡ类分子的表达,导致抗原特异性的CD4+T细胞的活化增殖的能力降低,同时降低了PD-L1、CD80、CD86、MHC-Ⅰ的表达,使抗原特异性的CTL细胞的杀伤能力减弱,从而抑制对登革病毒感染的特异性免疫应答。当体内二次感染病毒时,感染过的DC成熟受到了抑制,而未感染过的DC则趋向成熟。DC产生的TNF-α和IFN-α/β促进了未感染DC的成熟;IFN-α/β却抑制了感染过的DC的成熟。感染的DC产生大量的趋化因子CXCL9、CXCL10、CXCL11,可招募特异性CTL细胞到达感染部位识别病毒感染的DC,产生CD107a、TNF-α、IFN-γ等前炎性因子而发挥细胞毒作用。IDO:吲哚胺2,3双加氧酶(indoleamine2,3,-dioxygenase,IDO)是一种细胞内含亚铁血红素的酶,哺乳动物肝外组织色氨酸代谢的限速酶,通过催化氧化裂解色氨酸分子中的吲哚环,从而使色氨酸沿犬尿酸途径分解代谢。基因表达分析表明登革病毒感染时L-色氨酸分解代谢的基因上调,其代谢产物对T细胞存在细胞毒作用。登革病毒感染的病人在发热期血清中IDO的活性比正常人明显升高、L-色氨酸水平降低、L-犬尿素水平升高,使得其所处的微环境出现“色氨酸饥饿”,抑制了T细胞增殖。此外,在体外登革病毒感染DC的模型中,DC中IDOmRNA表达上调,DC通过自分泌或旁分泌形式产生IFN-γ,而IFN-γ又可刺激DC产生IDO,已有文献报道IDO能将CD25-T细胞转化成为CD25+Treg细胞,Treg细胞所表达的CTLA-4与IDO+pDC表达的CD80/86分子结合,从而抑制抗原特异性CD8+T细胞的增殖和促进CD4+T细胞的凋亡。因此,IDO的活性升高影响T细胞增殖及诱导免疫耐受。HMGB1:高迁移率蛋白B1(Highmobilitygroupbox1,HMGB1)在胞内作为核DNA