肠道病毒(Enterovirus)是小核糖核酸病毒科(Picornaviridae)的一个属。它们在人类消化道细胞繁殖,然后通过血液侵犯其他器官,引起各种临床综合病症。肠道病毒包括:
1.脊髓灰质炎病毒(Poliovirus)1~3型。
2.柯萨奇病毒 (Coxsackie virus)A、B两组。A组包括1~24型(A23与埃可病毒9型相同,故实际是23个型);B组包括1~6型。
3.埃可病毒 (Enteric Cytopathogenic HumanOrphan virus, 简称ECHO病毒)1~34型( 第10型重新分类为呼肠孤病毒1型,第28型重新分类为鼻病毒1型,第34型重新分类为柯萨奇病毒24型,故实际只有31个型。
1969年后陆续分离出的新型肠道病毒 (New Enterovirus),统一编号为68、69、70、71和72型为原来的甲型肺炎病毒。
第一节 肠道病毒的共同特性
一、生物学性状
(一)形态结构
病毒体呈球形,无囊膜。直径17~28nm,呈20面体立体对称。外壳由32~42个壳微粒组成,内核直径为6~20nm ,含20~30%单链RNA。其蛋白质成份主要由4个多肽(VP1~VP4)构成,其中VP2和VP4是由VP0裂解而来,在几乎所有小RNA病毒颗粒中都含有1个或数个这样的未裂解成份。肠道病毒中有一些型或同一型中的某些株具有血凝活性。
(二)培养特性
肠道病毒在灵长类上皮样细胞中生长最好。常用的有猴肾、人胚肾、人胚肺、人羊膜和HeLa细胞等。病毒在胞浆内复制,迅速引起细胞病变,致使细胞变圆、坏死、脱落。柯萨奇病毒对乳鼠有致病性,可通过接种乳鼠来分离该类病毒。
(三)抵抗力
肠道病毒耐酸( pH3.5),据此可以和分类学上同科的鼻病毒相鉴别。对胃酸、汁有抵抗力,对普通消毒剂如70%酒精、5%来苏尔等有抵抗作用;对氧化剂如1%过锰酸钾、1%双氧水和含氯消毒剂较敏感。此外对高温、干燥、紫外线等敏感,56℃30分钟可灭活病毒。有机物可保护病毒,病毒在粪便和污水中可存活数月。
二、致病性与免疫性
(一)传染与传播途径
人类是肠道病毒的天然宿主,儿童是最敏感的人群。传染源为病人及隐性感染者。肠道病毒感染广泛分布于世界各地,多数为隐性感染,发病率为2~10%,主要取决于病毒的型别、株别,以及人体的免疫功能状态。
粪-口途径是主要的传播方式。感染后病毒在咽喉部持续存在1~3周,通过粪便便排毒1~18周,因此粪便污染的食物、水源和用具等是主要的传染源,而媒介昆虫、苍蝇、蟑螂等偶而可成为传染源。流行季节主要在夏、秋季,一般呈散发流行或地区性暴发流行。
(二)致病性
病毒进入人体后,先在包括咽部在内的消化道上皮细胞和淋巴组织内繁殖。在敏感的儿童或缺乏免疫力的成人中,病毒进一步扩散到血液循环,引起病毒血症,此时病人出现低热。随后病毒很快进入全身单核巨噬细胞系统继续繁殖,同时侵犯敏感的器官或组织,引起以炎症为主要病理变化的多种特殊临床表现。在炎症反应中可看到细胞坏死及单核细胞浸润,在中枢神经系统中炎症反应在血管周围比较明显。肠道病毒可直接引起组织病理损害,如脊髓灰质炎、无菌性脑膜炎、疱疹性咽峡炎、结膜炎、流行性肌痛、甲型肺炎等。另外近年来的研究结果表明,由肠道病毒引起的心肌炎或心包炎、肾炎和肌炎等除病毒原发感染作用外,还有免疫病理反应的参与。
(三)免疫性
机体受病毒感染后,肠道局部可出现特异性分泌型lgA,血液中依次出现lgM和lgG 抗体,分泌型lgA能清除肠道内的病毒,在阻止病毒进入血流中起重要作用。血液中的lgM、lgG抗体(主要是中和抗体)可阻断病毒向中枢神经系统和其他部位扩散并将病毒清除。中和抗体在体内存留的时间甚长,对同型病毒感染有牢固的免疫力,但对异型病毒感染无保护作用。
三、微生物学诊断
(一)病毒分离与鉴定
由肠道病毒引起的急性感染,用咽拭子、直肠拭子、粪便、体液及组织等标本接种单层细胞培养,很容易分离出病毒。在病毒症期不易分离出病毒。有中枢神经系统症状时,脑脊液分离阳性率10~85%。从胸腔、关节腔、心包液、脑脊液中分离出病毒有确诊的意义;从咽部分离出病毒有高度相关意义;而若从粪便中分离出肠道病毒,作解释时要非常小心,因为无症状排毒可达4个月以上。肠道病毒的鉴定是项既繁琐又费力的工作,主要依靠中和试验。
(二)血清抗体检测
多采用中和试验。一般单份血清抗体效价无意义,因为健康人血清中都有一定的效价。若取双份血清检测,抗体效价升高4倍可支持肠道病毒感染的诊断。
第二节 脊髓灰质炎病毒
脊髓灰质炎病毒引起脊髓灰质炎。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。
一、病毒型别与抗原性
已知脊髓灰质炎病毒有三个血清型,这三型病毒的核苷酸序列已经清楚,总的核苷酸数目为7500个左右。虽然有71%左右的核苷酸为三型脊髓灰质炎病毒所共有,但不相同的核苷酸序列却都位于编码区内,因此三型病毒间和试验无交叉反应。
用补体结合试验可查出病毒有两种抗原,一种称为D(致密)抗原,另一种称为C(无核心)抗原。前者存在于成熟的、有感染性的病毒颗粒中,是该病毒的中和抗原,具有型特异性。C抗原存在于经过56℃灭活,或者未成熟的空心病毒颗粒中,是一种耐热的抗原成份,与三型病毒的抗血清均呈补体结合阳性反应。
二、流行病学特点
本病一年四季均可发生,但流行都在夏、秋季。一般以散发为多,带毒粪便污染水源可引起暴发流行。引起流行的病毒型别以Ⅰ型居多。潜伏期通常为7~14天,最短2天,最长35天。在临床症状出现前后病人均具有传染性。
三、临床表现
人是脊髓灰质炎病毒的唯一天然宿主,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。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。
四、防治原则
目前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。
(一)主动免疫
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,在免疫陷人体内易致麻痹。
目前世界上大多数国家(包括我国)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。
(二)被动免疫
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。
第三节 柯萨奇病毒 埃可病毒新型肠道病毒
柯萨奇病毒、埃可病毒及新型肠道病毒分布广泛。依病毒亚群和血清型的不同或对不同组织的嗜性不同(受体的差异),可引起各种不同的疾病。
一、病毒型别与抗原性
(一)柯萨奇病毒
柯萨奇病毒对乳鼠的敏感性很高,根据它们感染乳鼠产生的病灶,柯萨奇病毒可以分为A、B两组。A组有23型病毒,B组有6型病毒。通过型特异性抗原,经中和试验。ELISA方法等可以对各型进行鉴定。所有的B组及A组的第9型有共同的组特异性抗原,在B组内病毒之间有交叉反应,但是A组病毒没有共同的组特异性抗原。A组某些型别的型特异性抗原可在37℃引起人类O型红细胞凝集反应。
(二)埃可病毒
埃可病毒最早在脊髓灰质炎流行期间从人的粪便中分离,当时不知与人类何种病毒相关,故称为人类肠道致细胞病变孤儿病毒。目前共有31个血清型。各型的差异在于其衣壳上的特异性抗原,这可以用中和试验加以区别。埃可病毒没有属特异抗原,但有异型交叉反应。在埃可病毒31个型中,有12个型具有凝集人类O型红细胞的能力,血凝素是毒粒的主要部分。
(三)新型肠道病毒
新分离的肠道病毒不再归属于柯萨奇病毒或埃可病毒,从68号开始编号命名,目前已编号到72型,第72型是甲型肺炎病毒,将于肺炎病毒一章讨论。
二、临床表现
柯萨奇病毒、埃可病毒、新型肠道病毒的流行病学特点和致病机理与脊髓灰质炎病毒相似,但各自攻击的靶器官不同。脊髓灰质炎病毒往往侵犯脊髓前角运动细胞,而柯萨奇病毒、埃可病毒和新型肠道病毒更容易感染脑膜、肌肉和粘膜等部位。人体受感染后,约60%呈隐性感染。出现临床症状时,由于侵犯的器官组织不同而表现各异(表25-1)。
表25-1 柯萨奇病毒、埃可病毒、新型肠道病毒引起的临床综合症及相关的病毒血清型
临床综合症 |
柯萨奇病毒 |
埃可病毒及新型肠道病毒(E) |
A组 |
B组 |
无菌性脑膜炎 |
2,4,7,9,10. |
1,2,3,4,5. |
4,6,9,11,16,30;E70,E71. |
肌无力和麻痹 |
7,9. |
2,3,4,5. |
2,4,6,9,11,30;E71. |
皮疹、粘膜疹 |
4,5,6,9,10,16. |
2,3,4,5. |
2,4,5,6,9,11,16,18,25. |
心包膜炎、心肌炎 |
4,16. |
2,3,4,5. |
1,6,8,9,19. |
流行性肌痛、睾丸炎 |
9. |
1,2,3,4,5. |
1,6,9. |
呼吸道疾病 |
9,16,21,24. |
1,3,4,5. |
4,9,11,20,25. |
结膜炎 |
24. |
1,5. |
7;E70. |
全身性感染(婴儿) |
- |
1,2,3,4,5. |
3,6,9,11,14,17,19. |
疱疹性咽峡炎 |
2,6,8,10,16. |
— |
— |
注:“—”经常引起某综合症的血清型
柯萨奇病毒、埃可病毒、新型肠道病毒引起的一些重要临床病症概述如下。
(一)无菌性脑膜炎
是肠道病毒感染中极为常见的一种综合病症。在夏季流行时,不易与轻型的流行性乙型脑炎相区别。发病特点为短暂的发热,类似感冒,相继出现头痛、咽痛、恶心、呕吐和腹泻。进一步发展可出现颈项强直,嗜睡,脑脊液细胞数和蛋白质含量增加,病程1~2周。
(二)麻痹
在上述无菌性脑膜炎的基础上,部分病例可进入麻痹期,临床表现出特有的脊神经支配的肌群或部分肌群麻痹。
(三)疱疹性咽峡炎
是一种发生于儿童的急性传染病,主要由柯萨奇A组病毒引起,常流行于春末和夏初。病人突然发热、咽痛厌食、吞咽困难。在咽腭弓、咽部、扁桃腺及软腭边缘出现散在性小疱疹、破溃后形成小溃疡。
(四)心肌炎和心包炎
在新生儿表现为皮肤青紫、呼吸困难;在儿童和成人表现为呼吸道感染症状,心动过速、心电图表现异常等,预后不良。
(五)肌痛或肌无力
病人常有发热、头痛和肌肉酸痛。有的病例表现为肌无力。恢复后疼痛消失,预后良好。
(六)急性出血性结膜炎
主要由肠道病毒70多型引起,常发生于成年人,俗称“红眼病”。潜伏期短,起病急、侵犯双眼,引起眼睑水肿、眼球压痛、结膜下严重出血。人群对此病毒普遍易感,发病率高,但预后良好。
应当指出的是,肠道病毒血清型别繁多,不同型别病毒可以引起相同的病症,而同样型别的病毒在不同条件下也可引起不同的临床病症,因此确定任何一个型别作业某种病症的病原是困难的。另外目前肠道病毒各型别对人体的侵害范围仍在研究之中,将来可能会发现更多的临床病症与肠道病毒感染有关。
三、防治原则
除一般的卫生措施外,无特效的预防和治疗方法。对有感染性的病人应当隔离。
第四节 轮状病毒
人类轮状病毒(Rotavirus)归类于呼肠孤病毒科 (Reoviridae)轮状病毒属,是婴幼儿腹泻的主要病原。全世界因急性胃肠炎而住院的儿童中,有40~50%为轮状病毒所引起。
一、生物学性状
(一)形态结构
病毒体呈圆球形,有双层衣壳,每层衣壳呈二十面体对称。内衣壳的壳微粒沿着病毒体边缘呈放射状排列,形同车轮辐条。完整病毒大小约70~75nm,无外衣壳的粗糙型颗粒为50~60nm。具双层衣壳的病毒体有传染性。病毒体的核心为双股RNA,由11个不连续的节段组成。
(二)抗原与分型
在轮状病毒外衣壳上具有型特异性抗原,在内衣壳上共同抗原。根据病毒RNA各节段在聚丙烯酰胺凝胶电泳中移动距离的差别,可将人轮状病毒到少分为四个血清型,引起人类腹泻的主要是A型和B型。
(三)病毒培养
轮状病毒在一般组织培养中不适应,需选用特殊的细胞株培养(如恒河猴胚肾细胞MA104株和非洲绿猴肾传代细胞CV-1株)。培养前应先用胰酶处理病毒,以降解病毒多肽VP3,该多肽能限制病毒在细胞中的增殖,在培养时细胞维持液中也应含有一定浓度的胰蛋白酶。
(四)抵抗力
轮状病毒对理化因子的作用有较强的抵抗力。病毒经乙醚、氯仿、反复冻融、超声、37℃1小时或室温(25℃)24小时等处理,仍具有感染性。该病毒耐酸、碱、在pH3.5~10.0之间都具有感染性。95%的乙醇是最有效的病毒灭活剂,56℃加热30分钟也可灭活病毒。
二、致病性与免疫性
人类轮状病毒感染常见于6个月~2岁的婴幼儿,主要在冬季流行,一般通过粪-口途径传播。病毒侵犯小肠细胞的绒毛,潜伏期2~4天。病毒在胞浆内增殖,受损细胞可脱落至肠腔而释放大量病毒,并随粪便排出。病人最主要的症状是腹泻其原因可能是病毒增殖影响了细胞的搬运功能,妨碍钠和葡萄糖的吸收。严重时可导致脱水和电解质平衡紊乱,如不及时治疗,可能危及生命。感染后血液中很快出现特异性lgM、lgG抗体,肠道局部出现分泌型lgA,可中和病毒,对同型病毒感染有作用。一般病例病程3~5天,可完全恢复。隐性感染产生特异性抗体。
三、微生物学诊断
传统的方法是对腹泻粪便液直接作电镜或免疫电镜检查,但耗时较长,且由于设备上的限制,较难普遍应用。世界卫生组织已将ELISA双抗体夹心法(检测病毒抗)列为诊断轮状病毒感染的标准方法,目前国内外均有相应试剂盒出售。此外核酸电泳和核酸杂交已渐成常规技术,在诊断、鉴别诊断及分子流行病学研究中发挥重要作用。
四、防治原则
重视饮用水卫生,并注意防止医源性传播,医院内应严格做好婴儿病区及产房的婴儿室消毒工作。目前尚无特异有效治疗药物,主要是补液,维持机体电解质平衡。国外曾有报道轮状病毒活疫苗可使儿童获得保护,国内活疫苗正在研制之中。