人感染埃博拉病毒的研究進(jìn)展

陳英虎 尚世強(qiáng) 俞 蕙

2014年3月23日WHO宣布幾內(nèi)亞埃博拉病毒(Ebola virus)感染所致的埃博拉病毒病，又稱埃博拉出血熱(Ebolahemorrhagic fever，EHF)暴發(fā)，并在幾內(nèi)亞首都科納克里和利比里亞和塞拉利昂的邊界也出現(xiàn)EHF疑似病例［1］。感染者的血標(biāo)本經(jīng)PCR方法檢測(cè)到埃博拉病毒，從L基因的部分序列的初步結(jié)果表明與扎伊爾埃博拉病毒的同源性高［2］。至今包括幾內(nèi)亞、利比里亞和塞拉利昂西非國(guó)家發(fā)生人感染埃博拉病毒疫情暴發(fā)，被定性為“埃博拉病毒史上最致命性暴發(fā)”，尤其是1名美國(guó)籍感染者在2014年7月20日從利比里亞乘飛機(jī)來到尼日利亞，并于5天后病故于拉各斯，提示埃博拉病毒可能隨感染者乘飛機(jī)擴(kuò)散至世界各地，2014年8月1日WHO將西非地區(qū)人感染埃博拉病毒疫情應(yīng)急反應(yīng)級(jí)別提高至第3級(jí)(最高級(jí)別)。

經(jīng)全基因組測(cè)序以及系統(tǒng)進(jìn)化的分析表明，來自幾內(nèi)亞的埃博拉病毒是一種新型變異株，形成一個(gè)獨(dú)立的分支，與已知的來自剛果和加蓬共和國(guó)的埃博拉病毒株有關(guān)聯(lián)［2］。

圖1 埃博拉病毒基因結(jié)構(gòu)示意圖

1 埃博拉病毒病原學(xué)及致病機(jī)制

埃博拉病毒所致的EHF于1976年最先在扎伊爾發(fā)現(xiàn)。埃博拉病毒屬絲狀病毒科(Filiviridae)，由核酸和蛋白質(zhì)外殼組成，直徑約為100 nm，粒長(zhǎng)度約1 000 nm。埃博拉病毒呈長(zhǎng)絲狀體，可呈桿狀、絲狀和“L”形等多種形態(tài)。基因組為不分節(jié)段的負(fù)鏈RNA，大小為18.9 kb，編碼7個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白和1個(gè)非結(jié)構(gòu)蛋白(圖1)。埃博拉病毒可分為扎伊爾型、蘇丹型、本迪布焦型、塔伊森林型和萊斯頓型5種亞型。除萊斯頓型對(duì)人不致病外，其余4種亞型感染后均可導(dǎo)致人發(fā)病，致病性由強(qiáng)至弱為扎伊爾型、蘇丹型、本迪布焦型和塔伊森林型，并且前3種亞型曾引起人類EHF疫情暴發(fā)。

由于埃博拉病毒的高致死率和可通過接觸傳播，WHO將其列為對(duì)人類危害最嚴(yán)重的病毒之一(第4級(jí)病毒)，即指在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行病毒分離、感染病毒組織結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，安全分級(jí)的最高等級(jí)。

埃博拉病毒在室溫及4℃存放1個(gè)月后，感染性無明顯變化，60℃滅活病毒需要1h。埃博拉病毒對(duì)紫外線、γ射線、甲醛、次氯酸、酚類等消毒劑和脂溶劑敏感。

從2014年幾內(nèi)亞3例EHF患者的樣本中分離到埃博拉病毒全序列，屬于扎伊爾型，3個(gè)序列，每18 959個(gè)核苷酸的長(zhǎng)度，具有數(shù)個(gè)多態(tài)性的變異，分別位于2124(G＞A，同義)、2185(A＞G，np552甘氨酸→谷氨酸)、2931(A ＞G，同義)、4340(C ＞T，同義)、6909(A ＞T，sgp291 精氨酸→色氨酸)和9923(T＞C，同義)。幾內(nèi)亞埃博拉病毒株與已知的來自剛果和加蓬共和國(guó)的埃博拉病毒株有97%的同源性。通過貝葉斯和最大似然法的全長(zhǎng)序列系統(tǒng)進(jìn)化分析顯示(圖2)，幾內(nèi)亞埃博拉病毒株是在埃博拉病毒分支中位于底部的獨(dú)立分支［2］。不同埃博拉病毒亞型基因組核苷酸構(gòu)成差異較大，但同一亞型的病毒基因組相對(duì)穩(wěn)定。埃博拉病毒扎伊爾型內(nèi)的差異，P-距離很少超過4%;該次暴發(fā)與以往的埃博拉病毒扎伊爾型內(nèi)差異＜3%［3］。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的分子伴侶熱休克蛋白5是埃博拉病毒相關(guān)的宿主蛋白，對(duì)病毒復(fù)制至關(guān)重要，可以作為治療的靶點(diǎn)［4］。靶向病毒與宿主的ppxy-Nedd4接口的小分子探針具有廣泛的抗RNA 病毒作用［5］。

埃博拉病毒引起人類致病的機(jī)制尚不完全清楚。病毒進(jìn)入機(jī)體后，可能在局部淋巴結(jié)首先感染單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和其他單核吞噬系統(tǒng)的細(xì)胞。當(dāng)病毒釋放到淋巴或血液中，可以引起肝臟、脾臟以及全身固定的或移動(dòng)的巨噬細(xì)胞感染。感染的單核、巨噬細(xì)胞同時(shí)被激活，釋放大量的細(xì)胞因子和趨化因子，包括腫瘤壞死因子。

埃博拉病毒可分泌一種糖蛋白［6，7］，附著在埃博拉病毒表面。這種糖蛋白可以與宿主內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)合，增加血管內(nèi)皮細(xì)胞的通透性，誘導(dǎo)表達(dá)內(nèi)皮細(xì)胞表面黏附和促凝因子，以及組織破壞后血管壁膠原暴露，釋放組織因子等，最終導(dǎo)致DIC。同時(shí)，這種糖蛋白還可能抑制人體的免疫細(xì)胞。

圖2 埃博拉病毒基因進(jìn)化樹

2 埃博拉病毒流行病學(xué)特點(diǎn)

埃博拉病毒自1976年首次在蘇丹棉花廠工人體內(nèi)被發(fā)現(xiàn)以來，非洲多次流行，此次疫情的發(fā)生，再次使這一人與非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物共患病的研究成為醫(yī)學(xué)界和微生物學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

表1顯示，1976至2014年在非洲發(fā)生的EHF疫情，病死率多位于25%～90%。2014年這一次疫情是歷史上病例數(shù)最多的1次，這次暴發(fā)開始于2013年12月幾內(nèi)亞東部的森林地區(qū)(蓋凱壯、馬桑達(dá)和吉西杜古)，首發(fā)病例是1例2歲患兒，于2013年12月6日死亡［3］。2014年4月30日，在利比里亞出現(xiàn)7例EHF臨床病例，其中2例死亡［8］。截至2014年8月4日，來自西非的4個(gè)國(guó)家(幾內(nèi)亞、利比里亞、塞拉利昂和尼日利亞)共暴發(fā)1 711例EHF病例，死亡932例，病死率54%［9］。來自WHO網(wǎng)站全球預(yù)警與反應(yīng)(GAR)的數(shù)據(jù)顯示(圖3)，2014年EHF累計(jì)發(fā)病例數(shù)增幅沒有放緩，病死率較流行初期稍有下降，穩(wěn)定在60%左右。

感染埃博拉病毒的人和非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物為EHF傳染源，已知黑猩猩可以作為首發(fā)病例的傳染源，但多數(shù)暴發(fā)無法查出患者從何處感染，首發(fā)病例與續(xù)發(fā)病例均可作為傳染源而造成流行。

自然儲(chǔ)存宿主為狐蝠科的果蝠，尤其是錘頭果蝠、富氏前肩頭果蝠和小領(lǐng)果蝠，但埃博拉病毒在自然界的自然循環(huán)方式尚不清楚。2014年暴發(fā)埃博拉病毒扎伊爾型與非洲中部以往發(fā)現(xiàn)的埃博拉病毒有差異，在人群EHF疫情地點(diǎn)附近的果蝠里發(fā)現(xiàn)埃博拉病毒序列，但以前沒有感染人類，意味著EHF是一種人畜共患病，蝙蝠是一個(gè)儲(chǔ)存宿主［3］。相關(guān)政府已禁止銷售和烹飪蝙蝠。

表1 1976至2014年EHF疫情

圖3 2014年西非4國(guó)EHF發(fā)病情況(截至2014年8月1日)

接觸傳播是本病重要的傳播方式，通過接觸EHF患者和被感染動(dòng)物的各種體液、分泌物、排泄物及其污染物傳播?；颊哐褐锌删S持很高的病毒載量，醫(yī)院內(nèi)傳播是導(dǎo)致EHF暴發(fā)流行的重要因素［10］。截至2014年5月1日，共報(bào)告EHF 239例(160例死亡)，其中有27名為醫(yī)務(wù)工作者(死亡18例)［11］。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，恒河猴吸入直徑1μm左右含埃博拉病毒的氣霧4～5d后發(fā)病，因此認(rèn)為埃博拉病毒可通過氣溶膠傳播?；颊叩木褐锌煞蛛x到病毒。但尚未證實(shí)有通過性傳播和空氣傳播的病例。

人類對(duì)埃博拉病毒普遍易感，發(fā)病主要集中在成年人，與暴露或接觸機(jī)會(huì)多有關(guān)。尚無資料表明不同性別間存在發(fā)病差異。目前尚未發(fā)現(xiàn)EHF發(fā)病有明顯的季節(jié)性［10］。

3 臨床診斷與治療

1977年Emond等［12］報(bào)道了1例1976年的EHF病例，該病例起病后癥狀、體征、治療和轉(zhuǎn)歸的重要臨床信息時(shí)間軸如圖3所示。該例EHF患者是埃博拉病毒感染輕癥病例，沒有發(fā)生皮膚黏膜和內(nèi)臟出血。從感染病毒至發(fā)病的潛伏期為6d，病程初期(第3天)主要臨床表現(xiàn)是發(fā)熱、乏力、厭食、惡心、腹痛、皮疹;第4天進(jìn)入極期，出現(xiàn)高熱、重度乏力、嘔吐、腹瀉、意識(shí)改變、少尿、蛋白尿，持續(xù)4d后病情逐漸控制;體溫逐漸降至正常，嘔吐、惡心癥狀消失，皮疹消退;進(jìn)入恢復(fù)期(第10天)，尿量正常，蛋白尿消失。治療上患者在病初就應(yīng)用了干擾素，在病程第3和6天輸注了EHF恢復(fù)期患者血漿，這些措施似乎阻止了該病例發(fā)生出血等危重情況。但單從1例EHF患者的治療效果和經(jīng)驗(yàn)尚難得出干擾素或(和)EHF恢復(fù)期患者血漿對(duì)EHF有效的結(jié)論。

EHF潛伏期為2～21d，一般為5～12d，醫(yī)學(xué)觀察期限為自末次暴露之日起21d。初始表現(xiàn)為發(fā)熱、頭痛、關(guān)節(jié)/肌肉和腹痛、伴有腹瀉和嘔吐;早期EHF容易與其他熱帶病(瘧疾、登革熱)相混淆，至終末出血期才出現(xiàn)具有特征性的內(nèi)臟和皮下出血、嘔血和眼睛充血。如果失血過多，可導(dǎo)致腎功能衰竭、呼吸困難/衰竭、低體溫、休克、DIC和死亡［3，13］。

1976年蘇丹暴發(fā) EHF疫情［14］，284例 EHF病例，死亡151例(病死率53%)。報(bào)告的183例EHF患者病初癥狀與流感相似，均有發(fā)熱、頭痛、關(guān)節(jié)和肌肉痛，隨后出現(xiàn)腹瀉(81%)、胸痛(83%)、嘔吐(53%)、咽痛或咽干(63%)、皮疹(52%)、出血(71%，其中死亡組91%，存活組50%)。死亡者的病程為8.5d。

1995年剛果民主共和國(guó)發(fā)生315例EHF患者，文獻(xiàn)報(bào)道［15］其中 103例有病史記錄的病例中死亡 84例(81.6%)，存活19例。臨床表現(xiàn)與典型的EHF相同，但在死亡組和存活組臨床癥狀發(fā)生率有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的包括:關(guān)節(jié)痛或肌痛(死亡組50%，存活組79%，P=0.022)、咳嗽(死亡組7%，存活組26%，P=0.028)、呼吸急促(死亡組31%，存活組0，P=0.027)、咯血(死亡組0，存活組11%，P=0.033)。EHF死亡組平均病程10.1d［16］，存活組急性病程為2周，2周后為恢復(fù)期，主要癥狀有關(guān)節(jié)痛和結(jié)膜炎。

根據(jù)流行病學(xué)資料以及臨床表現(xiàn)可做出臨床疑似病例診斷，確診主要依靠病原學(xué)檢測(cè)，一般發(fā)病后1周內(nèi)分離到埃博拉病毒，或檢測(cè)到埃博拉病毒核酸和抗原，最早在發(fā)病2d患者的血清中檢測(cè)出特異性IgM抗體，IgM抗體可維持?jǐn)?shù)月，發(fā)病后7～10d可檢測(cè)出IgG抗體［10］。

發(fā)現(xiàn)EHF可疑患者應(yīng)采取嚴(yán)格的隔離措施，收治在負(fù)壓隔離病房。目前治療主要是對(duì)癥支持治療，無特效抗病毒藥物，干擾素和利巴韋林不能抑制埃博拉病毒，EHF恢復(fù)期患者的血漿沒有治療作用。目前市場(chǎng)上尚無特異性治療藥物，這類藥物均處于臨床前研究階段，包括最有前景的基于RNA干擾技術(shù)［17］的TKM-Ebola，考慮到安全因素而需要更多的數(shù)據(jù)，在2014年6月3日被美國(guó)FDA叫停Ⅰ期臨床試驗(yàn)。來自7個(gè)國(guó)家的25個(gè)實(shí)驗(yàn)室的單克隆抗體被用來檢測(cè)哪個(gè)單抗能中和埃博拉病毒，但同樣沒有能進(jìn)入Ⅰ期臨床試驗(yàn)［18，19］。在非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物中，一些埃博拉病毒的單克隆抗體在病毒暴露后有保護(hù)作用，某些單抗在暴露后72h內(nèi)有100%的保護(hù)作用，某些單抗在出現(xiàn)發(fā)熱癥狀，并RT-PCR檢測(cè)到埃博拉病毒核酸后仍有效［19，20］。

目前無預(yù)防埃博拉病毒的疫苗，最有前景的一個(gè)疫苗(VSV-based vaccines)目前處于Ⅰ期臨床試驗(yàn)階段，該疫苗將感染牲畜的病原體水皰性口炎病毒中的一個(gè)基因被埃博拉病毒的糖蛋白所替換，對(duì)動(dòng)物感染埃博拉病毒扎伊爾型具有完全的保護(hù)作用［18］。也有多個(gè)以腺病毒為基礎(chǔ)疫苗的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)正在開展［18］。

尤其需要特別強(qiáng)調(diào)的是由于埃博拉病毒的高致病性，主要能通過接觸患者或動(dòng)物的體液、嘔吐物、分泌物、排泄物而傳播，因此，醫(yī)護(hù)人員以及與患者密切接觸者要做好足夠的接觸和呼吸道防護(hù)，避免與患者的血液和體液發(fā)生任何接觸，以及在沒有防護(hù)的情況下與可能受到感染的環(huán)境發(fā)生直接接觸。對(duì)患者的體液、血液、分泌物、使用過的注射器、針頭、各種穿刺針和插管等，均應(yīng)用焚燒或高壓蒸汽徹底消毒。

由于歷次的EHF流行均受到醫(yī)療的干擾，目前對(duì)埃博拉病毒流行的自然過程尚不清楚。在流行病學(xué)建模的基礎(chǔ)上，從既往的EHF暴發(fā)的數(shù)據(jù)產(chǎn)生了基本再生數(shù)(R0)為2.7(95%CI:1.9～4.1)，與流感類似［21］。目前 EHF 累計(jì)病例數(shù)仍處于穩(wěn)步上升階段。埃博拉病毒疫情是否會(huì)走出非洲尚有待觀察，但對(duì)這種高致病性病毒卻不能掉以輕心。

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