尼帕病毒(NiV)-概述

尼帕病毒(NiV)是一种由蝙蝠传播的人畜共患病原体,属于副粘病毒。

它于1998年在马来西亚首次被发现。然而,马来西亚自1999年以来未发现任何病例。

该病毒在南亚和东南亚地区引发了几次疫情。

狐蝠果蝠是这种病原体的主要宿主,外溢可导致人类和猪的疾病。

马来西亚-新加坡暴发的病毒与与猪的接触有关,而印度-孟加拉国暴发的病毒与食用被果蝠污染的生椰枣汁有关。

该病毒引起严重的神经和呼吸道疾病,具有高度传染性,并通过受感染的动物和其他受感染的人传播。

由于高致死率、传播以及无法获得针对该病毒的有效治疗和疫苗,它被认为是一种生物安全级别4 (BSL 4)病原体。

尼帕病毒的结构

尼帕病毒的结构
尼帕病毒的结构
  • 尼帕病毒是一种包膜病毒,属于副粘病毒科。
  • 它由负意义,单链,和非节段RNA基因组螺旋核衣壳。
  • 核衣壳、磷蛋白和长聚合酶构成了病毒的核糖核蛋白。
  • 核衣壳由嵌入融合蛋白和糖蛋白的基质蛋白包围,这些糖蛋白像尖刺一样突出,负责细胞附着和宿主细胞进入。
  • 平均而言,NiV比40 ~ 1900nm的典型副粘病毒要大。
  • 该病毒还不同于其他副粘病毒,有接近内质网的网状细胞质包涵体。
  • 该病毒与亨德拉病毒(HeV)相似,只有微小的超微结构差异,并在各种血清学试验中显示显著的交叉反应性。
  • 两个菌株;马来西亚(MY)和孟加拉国(BD)毒株的序列相似性约92%,但在致病性和传播方面存在差异。

基因组结构尼帕病毒

  • NiV基因组由一个负意义的单链无节段RNA组成,基因组大小约为18.2 kbp。
  • 它编码六个结构蛋白;核蛋白(N)、磷蛋白(P)、基质蛋白(M)、融合蛋白(F)、附着糖蛋白(G)和大蛋白或RNA聚合酶蛋白(L)。
尼帕病毒的基因组结构
尼帕病毒的基因组结构
  • P基因还通过RNA编辑(V和W蛋白)或备用的开放阅读框(C蛋白)编码三个非结构蛋白。

流行病学尼帕病毒

  • 1998-1999年马来西亚-新加坡报告了第一次爆发尼帕病毒。
  • 从1998年9月至1999年6月,报告与猪群密切接触的94名患者被诊断患有严重病毒性脑炎,表明病毒从猪直接传播给人。
  • 1998年至1999年,新加坡和马来西亚共报告了246例因无创肺炎引起的发热性脑炎。人类的死亡率约为40%
  • 第二次暴发于2001年在孟加拉国梅赫尔普尔区和印度西孟加拉邦西里古里市一个地理上不毗连的地区报告。
  • 截至2010年,孟加拉国共报告了9起NiV疫情。
  • 2011年在孟加拉国发生的另一次疫情报告,共有15人死于尼帕病毒感染。
  • 流行病学调查显示,NiV病毒在亚洲、非洲和南太平洋传播,通过人与人之间和人畜共患病传播,造成零星暴发。
  • 在过去二十年中,它已导致数百人死亡,并对人类和家畜造成巨大威胁。

传输尼帕病毒

尼帕病毒的传播
图:尼帕病毒的传播。图片来源:Raj Kumar Singh等人,2019年

新冠肺炎可通过以下途径传染给人:

  • 直接接触受感染动物(如蝙蝠、猪等)或其体液(如血液、尿液、唾液等)。
  • 食用被受感染动物污染的受污染食品(如被受感染果蝠污染的棕榈汁或水果)
  • 与新冠肺炎感染者或其体液(如鼻、呼吸道飞沫、尿液、血液)密切接触

在马来西亚-新加坡的第一次疫情中,人类因直接接触受感染的猪或其体液而感染。

在随后在孟加拉国和印度暴发期间,发现最可能的感染源是通过食用被受感染果蝠唾液污染的水果和水果产品(如生椰枣汁)发生的。

在孟加拉国和印度后来爆发的NiV病毒中,观察到NiV通过密切接触以及体液和分泌物直接在人与人之间传播。

据报告,许多受感染患者的家庭成员和照顾者中也存在人际传播。

复制尼帕病毒

  • 附件/吸附

病毒通过与B2受体结合的病毒糖蛋白G附着在宿主细胞上,随后病毒膜与宿主膜融合。

  • 渗透和生物合成

负RNA基因组作为病毒mRNA转录的模板,进一步翻译成病毒蛋白质。vRNA也是合成cRNA(+)的模板,cRNA(+)又成为合成vRNA的模板。病毒蛋白也在干扰素信号传导中起作用。F蛋白也被内吞并在细胞中成熟。

  • 组装

组装主要由M蛋白完成,N、P、C、M、F和G被合并到病毒粒子中。

  • 释放

病毒粒子从含有G蛋白的宿主膜上发芽并从细胞中释放出来。

发病机理尼帕病毒

图:尼帕病毒(NiV)的发病机制。图片来源:Raj Kumar Singh等人,2019年
  • NiV通过口鼻途径进入宿主,引起感染。
  • 人类最初复制的确切位置仍不清楚。
  • 然而,淋巴组织和呼吸道组织被认为是潜在的初始复制位点,因为它们在感染期间发现高浓度的抗原。
  • 在支气管和肺泡中检测到的病毒抗原会诱导炎性细胞因子的产生,最终导致急性呼吸窘迫综合征(ARDS)样疾病。
  • 在疾病的后期,病毒会扩散到肺部内皮细胞。
  • 早期病毒血症导致病毒传播,随后在内皮细胞中进行二次复制。
  • 病毒糖蛋白G与内皮细胞以及肺、胎盘、前列腺、血管和各种其他组织上的受体Ephrin-B2结合。
  • Ephrin-B2在不同种类的动物中高度保守,在蝙蝠和猪中相似性约为95-96%,这解释了尼帕病毒的广泛宿主。
  • 病毒通过血液循环和顺行通过嗅觉神经侵入中枢神经系统
  • 它破坏血脑屏障(BBB),并表达IL-1β和肿瘤坏死因子(TNF)-α,导致感染期间的神经系统表现。
  • 该病毒避开先天免疫反应,导致高致死率。
  • P基因产物也抑制干扰素活性。
  • 人们认为NiV病毒的不同毒株与其宿主分别进行了共同进化,这解释了其致病性和流行病学特征的差异。

临床表现尼帕病毒

尼帕病毒感染可导致轻到严重的表现,包括脑炎并最终死亡。

病毒的潜伏期一般为4至14天。然而,也有报告称潜伏期延长了45天。感染初期的一般症状包括:

  • 发热
  • 头疼
  • 咳嗽
  • 喉咙痛
  • 呼吸困难
  • 肌痛
  • 呕吐

随后可能出现严重症状,在24-48小时内逐渐昏迷。症状可能包括:

  • 定向障碍
  • 睡意
  • 混乱
  • 癫痫发作
  • 昏迷
  • 脑肿胀(脑炎)

某些患者表现出脑干功能障碍,如异常娃娃眼反射、瞳孔反射、血管运动改变、癫痫发作和肌阵挛。

NiV感染的典型特征包括复发或迟发性脑炎,其中一些可在急性感染数月或数年后发生。

一些患者还会出现精神症状,包括抑郁、性格变化、注意力不集中、语言和/或视觉记忆丧失。

在马来西亚和印度暴发期间,还观察到不同毒株之间的临床表现差异。

在印度和孟加拉国暴发的疫情中,70%的患者出现了咳嗽、呼吸窘迫和非典型肺炎等呼吸道疾病,死亡率较高,为70%,而在马来西亚暴发的疫情中,没有观察到显著的呼吸道感染,死亡率相对较低,为40%。

诊断尼帕病毒

应在发病后10-14天采集血清学检测标本,包括咽拭子、尿液、血液和/或脑脊液,用于诊断。

标本应在生物安全四级实验室进行处理。

但也可在生物安全二级实验室通过样品辐照使病毒失活后进行处理。

聚合酶链反应

可以通过实时聚合酶链反应(RT-PCR)来自呼吸道分泌物、尿液或脑脊液。该技术具有较高的灵敏度和特异性。TaqMan探针法检测N基因并具有较高的灵敏度,而SYBR Green-based法检测N基因的不同区域,但灵敏度较低,也能检测HeV。

免疫组织化学

广泛的福尔马林固定的不同部位的组织,包括大脑、肺、脾、肾和淋巴结可以用于免疫组化。以前使用恢复期的人血清进行免疫组化,现在已被抗NiV的兔血清所取代。

病毒分离

从标本中分离病毒必须在BSL-4实验室中进行,选择的细胞系是Vero细胞系。在3天内观察到细胞病变效应,与HeV形成的合胞体相比,NiV形成的合胞体更大,有助于两者之间的分化。

ELISA

是检测NiV感染最常用的血清学方法。用于检测IgG和IgM。50%的患者在发病第一天可检测到IgM抗体,而100%的患者在发病18天后IgG阳性。IgG会持续几个月。

血清中和试验

它必须在BSL-4实验室进行,但被认为是检测NiV感染的金标准试验。Vero细胞用试验血清感染,与病毒孵育,3天后观察细胞病变效应。

治疗你们的

  • 对NiV感染的治疗仅限于急性脑炎的支持性治疗和管理。
  • 支持治疗可包括使用抗惊厥药物、继发性感染治疗、机械通气和康复。
  • 已经探索了三种可能治疗NiV的药物,包括利巴韦林、m102.4单克隆抗体和Favipiravir。

预防和控制你们的

由于NiV感染可获得的治疗有限,因此必须高度优先重视该病的预防。

尽管NiV是世卫组织的重点病原体之一,致死率很高,但目前仍没有有效的疫苗,也没有获得许可用于人类感染。然而,由公共卫生疫苗公司、东京大学和牛津大学开发的尼帕病毒疫苗正在进行临床前试验,计划在未来几年内测试它们的安全性和有效性。

NiV疫苗平台
图:NiV疫苗平台。图片来源:Raj Kumar Singh等人,2019年

预防该疾病的措施包括:

  • 防止农场动物通过果蝠食用被病毒污染的水果,从而防止它们感染病毒的干预措施
  • 农场不应该靠近吸引蝙蝠的果树
  • 必须避免食用受污染的树液
  • 安装物理屏障,防止蝙蝠进入树木
  • 标本必须在适当的生物安全柜中处理,尽量减少气溶胶形成程序
  • 必须立即隔离疑似NiV感染的患者或农场动物
  • 在该疾病的高危地区,医院和卫生保健中心必须做好准备,对可能的疫情进行适当的筛查和管理
  • 在处理标本或与患者接触之前和之后,必须采取适当的洗手和卫生习惯

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