汪靜杰 ,劉志新 ,位秀麗 ,楊靖,,李健,,譚華炳,劉龍 ,△
發(fā)熱伴血小板減少綜合征(Severe fever with thrombocytopenia syndrome,SFTS)是由發(fā)熱伴血小板減少綜合征病毒(Severefeverwith thrombocytopenia syndrome virus,SFTSV)感染引起的嚴(yán)重的傳染性疾病,主要臨床癥狀為發(fā)熱、白細(xì)胞及血小板減少、胃腸道癥狀和肝腎功能異常等[1],致死率達(dá)到10%~15%[2]。有數(shù)據(jù)顯示,從 2010—2013年,中國的SFTS病例數(shù)逐年上升,已經(jīng)有15個(gè)省份出現(xiàn)了該病例[3],并且在亞洲的日本和韓國也有報(bào)道[4-5],已經(jīng)發(fā)展為嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題。為系統(tǒng)了解SFTSV感染及致病機(jī)制,為SFTS的臨床診斷和預(yù)防控制提供借鑒,本文對SFTSV病原學(xué)、致病機(jī)制、流行病學(xué)特征和臨床診斷及檢測方法等進(jìn)行全面綜述。
1.1 病毒結(jié)構(gòu) SFTSV屬于布尼亞病毒科(Bunyaviridae)、白蛉病毒屬(Phlebovirus),這一病毒屬的其他成員還包括裂谷熱病毒(RVFV)和烏庫涅米病毒病毒(UUKV)。SFTSV是基因組分節(jié)段的包膜病毒,呈球狀,其基因組包含L、M、S三個(gè)單股負(fù)鏈RNA片段[6]。全長的L片段長6 368個(gè)核苷酸(bp),主要編碼RNA依賴的RNA聚合酶(RdRp),其主要在病毒基因組復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程中發(fā)揮作用;M片段長3 378 bp,編碼的膜蛋白前體裂解為糖蛋白Gn和Gc,Gn結(jié)合到細(xì)胞表面的非肌肉肌球蛋白重鏈,從而完成病毒的早期感染[7];長1 744 bp的S片段是雙義RNA,分別編碼核蛋白(NP)和非結(jié)構(gòu)蛋白Ns,NP蛋白能夠把病毒核酸包裝成核糖核蛋白復(fù)合物(ribonucleoprotein complexes,RNP),防止病毒核酸被外源核酸酶或者宿主的免疫系統(tǒng)降解[8]。SFTSV基因組片段的5′和3′端均含有比較短的非編碼區(qū),且部分核苷酸序列互補(bǔ)形成平末端結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)在病毒復(fù)制和與N蛋白的結(jié)合過程中發(fā)揮著重要作用[9]。
1.2 病毒復(fù)制和發(fā)病機(jī)制 SFTSV繁殖發(fā)生于細(xì)胞質(zhì)中,Barr等[10]采用反向遺傳學(xué)的方法證實(shí)布尼亞病毒復(fù)制的特點(diǎn)是復(fù)制伴隨著轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)翻譯過程。SFTSV感染細(xì)胞后,核糖核蛋白RNPs釋放進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)并在病毒RNA聚合酶L的催化作用下進(jìn)行早期轉(zhuǎn)錄,隨后合成病毒蛋白NP、Ns等;接下來進(jìn)行基因組復(fù)制,以產(chǎn)生的互補(bǔ)RNA(complemented RNA,cRNA)為模板得到子代病毒基因組RNA(viral RNA,vRNA)。新合成的cRNA、vRNA分別與NP和L蛋白結(jié)合形成RNPs,然后進(jìn)一步合成新的mRNA和病毒蛋白,vRNP與新合成的蛋白組裝形成子代病毒粒子[6]。在SFTSV感染易感細(xì)胞7 d后可以檢測到病毒核酸,10 d后可以檢測到NP蛋白[1]。
SFTSV具有廣嗜性,該病毒可以感染人、動(dòng)物和蜱等多種宿主,可以同時(shí)感染人和動(dòng)物的多種器官,包括肝、肺、腎、子宮和卵巢等[11]。在SFTSV感染C57BL/6小鼠早期,主要是脾臟和骨髓發(fā)生組織病理學(xué)改變,巨核細(xì)胞數(shù)量增加,淋巴細(xì)胞數(shù)量先減少,2周后又逐漸恢復(fù);在感染的后期階段,肝臟和腎臟細(xì)胞出現(xiàn)大量退化和壞死,出現(xiàn)病理學(xué)改變與損傷[12]。另一研究報(bào)道,在小鼠脾臟和小腸淋巴結(jié)樣本中檢測到大量SFTSV,表明病毒復(fù)制的主要器官位于淋巴組織,包括脾臟和小腸淋巴結(jié)[13]。另外,Yu等[1]在體外研究中發(fā)現(xiàn),SFTSV能夠結(jié)合血小板而激活巨噬細(xì)胞的吞噬作用,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也提示SFTSV能夠通過脾臟巨噬細(xì)胞的清除作用而減少血小板的數(shù)量,這可能與人感染SFTSV后發(fā)病的機(jī)制類似。
1.3 細(xì)胞受體與病毒侵入 細(xì)胞受體是病毒侵入宿主細(xì)胞的關(guān)鍵因子,病毒糖蛋白與細(xì)胞受體的相互作用在病毒黏附后細(xì)胞趨向、內(nèi)吞和膜融合過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。現(xiàn)已確定有多種膜因子參與SFTSV的侵入過程,包括樹突細(xì)胞特異性黏附分子(DC-SIGN)、硫酸乙酰肝素(HS)和非肌肉肌球蛋白重鏈ⅡA(NMMHC-ⅡA)[14]。HS屬于胺聚糖(GAG),可連接到膜蛋白形成蛋白聚糖。研究證實(shí)RVFV、克里米亞-剛果出血熱病毒(CCHFV)和漢坦病毒(HTNV)依靠受體HS進(jìn)行有效的侵入[15],而HS在SFTSV侵入過程中的作用仍需進(jìn)一步證實(shí)。目前有研究通過免疫共沉淀、過量表達(dá)和RNAi試驗(yàn)證實(shí)NMMHC-ⅡA 是 SFTSV 的黏附因子[16]。由于NMMHC-ⅡA在血小板細(xì)胞表面高豐度表達(dá),對血小板的正常功能也至關(guān)重要,因此NMMHC-ⅡA有利于SFTSV的侵入并導(dǎo)致宿主出現(xiàn)血小板減少等癥狀。
雖然SFTSV病毒粒子的結(jié)構(gòu)鮮有研究,但UUKV冷凍電鏡結(jié)果顯示該病毒呈二十面立體對稱結(jié)構(gòu),囊膜表面鑲嵌的糖蛋白Gn與Gc呈規(guī)則排列[17]。Gn與Gc結(jié)合細(xì)胞受體介導(dǎo)SFTSV進(jìn)入,并在細(xì)胞的內(nèi)吞作用下誘導(dǎo)病毒和細(xì)胞膜融合[14]。RVFV Gc發(fā)生融合前與SFTSV Gc融合后的結(jié)構(gòu)對比表明,在膜融合過程中Gc結(jié)構(gòu)域Ⅰ和結(jié)構(gòu)域Ⅱ存在較大的構(gòu)象變化[14],而激活SFTSV Gc構(gòu)象變化的先決條件是病毒被宿主細(xì)胞的胞內(nèi)體攝入[15]。在以前的研究中,SFTSV進(jìn)入可能被發(fā)動(dòng)蛋白抑制劑dynasore阻斷[18],表明SFTSV侵入細(xì)胞取決于以發(fā)動(dòng)蛋白為核心的網(wǎng)格蛋白依賴的內(nèi)吞過程。然而UUKV的內(nèi)化過程與細(xì)胞網(wǎng)格蛋白無關(guān)[19]。以上結(jié)果表明,布尼亞病毒通過多樣的內(nèi)化機(jī)制進(jìn)入細(xì)胞,涉及的詳細(xì)機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。
2.1 流行區(qū)域 白蛉熱病毒主要流行于非洲、歐洲和阿拉伯半島地區(qū)。從2007年開始,在我國河南省出現(xiàn)以發(fā)熱和血小板減少為特征的疑似無形體(HGA)感染病例[20],2008年安徽省也有報(bào)道[21],其后2009年在河南、湖北幾地爆發(fā)多例此類病例,最終確定是SFTSV感染所致[1]。截至2014年底,我國報(bào)告了5 352例SFTS病例,死亡人數(shù)423人[22],這些病例主要分布于中國東部和中部省份。SFTS的高發(fā)地區(qū)主要位于植被良好、灌木叢生的山地、丘陵地區(qū),呈高度散發(fā),發(fā)病季節(jié)多在每年的3—11月,5—7月的病例數(shù)達(dá)到峰值[23]。該病發(fā)生的季節(jié)性分布可能與蜱蟲的季節(jié)消長和宿主活動(dòng)范圍有關(guān)。
2.2 傳播途徑與致病因素 通過對SFTSV自然宿主和傳播媒介的研究,蜱蟲和家養(yǎng)動(dòng)物被認(rèn)為可能與SFTSV在自然界的傳播有關(guān)[24]。目前認(rèn)為長角牛蜱(Haemaphysalis longicornistick)可能是SFTSV傳播的主要載體[25]。在調(diào)查的家養(yǎng)動(dòng)物中,SFTSV抗體陽性率為45.2%,但僅有1.7%~5.3%的動(dòng)物血清中檢測到了SFTSV的核酸,且病毒含量較低[26]。對SFTSV序列的系統(tǒng)發(fā)育研究表明,鳥類的遷徙可能是SFTSV擴(kuò)散和地理擴(kuò)展的潛在因素[27]。表明SFTSV在蜱和動(dòng)物之間的循環(huán)是其廣泛傳播的基礎(chǔ)。另外,山東、河南、江蘇和安徽等多個(gè)省份均報(bào)道過家庭成員直接接觸患者血液后未消毒導(dǎo)致感染[28-29]。綜合來看,傳播SFTSV可能的危險(xiǎn)因素包括蜱蟲叮咬、親密接觸家養(yǎng)動(dòng)物、接觸SFTS患者的血液或分泌物等。
2.3 易感人群 任何年齡段的人群對SFTSV均易感,特別是常在丘陵、山林、草叢等地帶勞動(dòng)或活動(dòng)的人群,感染SFTSV的風(fēng)險(xiǎn)更高。另外,飼養(yǎng)牛、羊等動(dòng)物可能感染SFTSV的機(jī)會(huì)較大[26]。同時(shí),SFTS患者血清抗體陽性人群的年齡大多為50~60歲,且SFTS發(fā)病和死亡多見于老年群體[30],表明老年人是SFTSV感染的高危人群。
3.1 臨床特征 SFTSV潛伏期為1~2周,SFTS患者發(fā)病后的典型癥狀包括發(fā)熱、無力、肌痛、精神不振,并伴有嘔吐、腹瀉等特征,體表上出現(xiàn)淺表淋巴結(jié)腫大、腹部壓痛等[1]。少數(shù)特殊患者出現(xiàn)肌肉疼痛、蛋白尿或血尿等癥狀;部分重癥患者出現(xiàn)呼吸困難、消化系統(tǒng)出血、中樞神經(jīng)系統(tǒng)異常,甚至出現(xiàn)多臟器損傷[31]。
在發(fā)病初期(癥狀發(fā)作后第3~6天)為發(fā)熱期,這一階段患者大多出現(xiàn)高熱、單核細(xì)胞數(shù)降低、血小板和白細(xì)胞數(shù)減少、惡心、腹瀉等癥狀,生化指標(biāo)包括天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、血尿素氮(BUN)、乳酸脫氫酶(LDH)和嗜中性粒細(xì)胞百分比(NEU%)等水平較健康者顯著升高[32]。大部分輕癥患者在發(fā)熱期后病毒載量開始下降,上述癥狀開始消退,血小板數(shù)量和生化指標(biāo)在發(fā)病2周后逐漸恢復(fù)至正常水平。少部分重癥患者發(fā)病6 d后進(jìn)入多器官功能障礙期,這個(gè)階段病毒載量處于較高水平,血小板數(shù)量持續(xù)下降,淋巴結(jié)腫大,出現(xiàn)呼吸道和消化道出血、肝腎等多器官功能紊亂,合并有神經(jīng)系統(tǒng)癥狀,表現(xiàn)為煩躁、譫妄、不自主的四肢顫動(dòng)、意識障礙等,該癥狀是關(guān)鍵的死亡預(yù)測指標(biāo),大多數(shù)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀常常在疾病晚期(發(fā)病時(shí)間超過6 d)出現(xiàn)[31]。此階段約有10%~15%的重癥患者死亡[1-2,22]。
3.2 診斷標(biāo)準(zhǔn) SFTS的早期臨床診斷主要是基于患者的流行病學(xué)史、臨床表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)室檢查等。流行病學(xué)史包括發(fā)病前2周被蜱蟲叮咬史、流行季節(jié)在丘陵等地帶工作、生活或旅行史。和大多數(shù)病毒感染確診一樣,SFTSV實(shí)驗(yàn)室檢查包括病毒核酸和患者血清學(xué)檢測。確診病例至少需要滿足以下條件之一:(1)從病人的血清中分離出病毒。(2)在患者血液或血清中檢測到SFTSV的核酸。(3)在患者血清中檢測到SFTSV的IgG抗體陽轉(zhuǎn)或恢復(fù)期滴度較急性期有4倍以上升高[2]。
3.3 檢測方法
3.3.1 病毒分離 從患者體液中分離得到病毒,是證明病毒感染的最有力的證據(jù)。采集SFTS患者急性期血液標(biāo)本體外接種于Vero E6細(xì)胞,通過顯微鏡和分子生物學(xué)手段可以確認(rèn)接種效果。有研究報(bào)道,將患者血樣或蜱蟲勻漿接種到單層Vero E6細(xì)胞中,37℃溫育數(shù)小時(shí)后更換維持液,盲傳3代可以分離得到病毒[33]。SFTSV分離實(shí)驗(yàn)操作通常需在Ⅲ級生物安全實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,需要專業(yè)技術(shù)人員操作,且需耗時(shí)1~2周,因此并不常用于臨床實(shí)驗(yàn)室檢測。
3.3.2 ELISA檢測SFTSV特異性抗體 血清中和試驗(yàn)和ELISA可以檢測SFTS患者血清中的SFTSV特異性抗體。由于血清中和試驗(yàn)比較耗時(shí),且成本較高,因此不常用于臨床實(shí)驗(yàn)室檢測;間接ELISA用于檢測患者血清中SFTSV的IgG抗體,雙抗原夾心ELISA檢測SFTSV特異性抗體的敏感性更高。Jiao等[34]利用雙抗原夾心ELISA檢測發(fā)現(xiàn)35例恢復(fù)期SFTS患者血清中的SFTSV抗體全部為陽性,而65例對照組全部為陰性,檢測敏感度和特異度分別達(dá)到100%和99.57%。該方法廣泛用于現(xiàn)場或急診的快速檢測中,具有操作簡便快速、結(jié)果可靠等特點(diǎn)。
3.3.3 SFTSV核酸檢測 在SFTS急性期患者的血清中可以檢測到SFTSV核酸,檢測SFTSV RNA的方法有很多,臨床上常用的包括逆轉(zhuǎn)錄PCR(RTPCR)、熒光定量PCR(qPCR)、逆轉(zhuǎn)錄環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增(RT-LAMP)等方法[35-37]。RT-PCR和qPCR均能夠快速檢測到SFTSV核酸,但后者較前者敏感度和特異度更高。RT-LAMP技術(shù)操作要求簡單、費(fèi)用低,可廣泛用于臨床的快速檢測。有研究者還發(fā)明了逆轉(zhuǎn)錄交叉引物恒溫?cái)U(kuò)增技術(shù)(RT-CPA),主要用于檢測SFTSV的M片段,敏感度為94.1%,特異度達(dá)到100%[38]。該方法操作簡便、無需特殊儀器,廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場、基層醫(yī)院和貧困地區(qū)的檢測。
由于部分SFTS患者會(huì)致死,目前雖然對SFTSV的研究取得了一定的進(jìn)展,但仍有諸多問題尚未解決。首先,SFTSV感染出現(xiàn)的癥狀與其他一些病原體感染的癥狀類似,例如嗜吞噬細(xì)胞無形體、普氏立克次體和漢坦病毒等[39]。因?yàn)樵谝恍┗颊唧w內(nèi)并未檢測到SFTSV核酸,因此診斷時(shí)如何區(qū)別這些病原體感染仍是一個(gè)難點(diǎn)。其次,SFTSV的傳播媒介和傳播方式并未完全明確,目前仍未證實(shí)蚊蟲、螨蟲和沙蠅等是否是SFTSV從儲存宿主到人類的傳播媒介,也仍未確定家畜是否是重要的潛在宿主;除了受污染的血液和分泌物外,某些情況下是否可能通過氣溶膠傳播、母嬰傳播或糞-口途徑傳播仍然未知。另外,SFTS疫區(qū)仍在擴(kuò)大,目前并無有效的抗病毒藥物,也沒有安全高效的SFTSV疫苗。
針對以上各方面的問題,目前亟須做到:第一,提高醫(yī)務(wù)人員診斷和治療能力,以及加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室檢測水平;同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)動(dòng)物模型研究,包括小鼠和靈長類動(dòng)物。第二,疾控人員應(yīng)加強(qiáng)宣傳教育,提高民眾尤其是高危人群的預(yù)防意識,同時(shí)做好媒介控制工作。第三,針對易感人群和高風(fēng)險(xiǎn)人群,應(yīng)加緊研發(fā)生產(chǎn)SFTSV疫苗。