兒童輪狀病毒特點及發(fā)病機制研究進展

廖玉蓉，范 濤綜述，王國剛審校

（敘永縣人民醫(yī)院兒科，四川瀘州646400）

兒童輪狀病毒特點及發(fā)病機制研究進展

廖玉蓉，范 濤綜述，王國剛審校

（敘永縣人民醫(yī)院兒科，四川瀘州646400）

輪狀病毒感染； 兒童； 腹瀉； 綜述

輪狀病毒（RV）是一種呼腸病毒科的病毒，其組成是一種雙股RNA（dsRNA）。RV是引起兒童腹瀉的主要病原體。根據(jù)國外統(tǒng)計，幾乎所有5歲以內(nèi)的兒童都由于各種原因感染過RV，并且感染率最高為6個月至2歲的幼兒[1]。RV不僅會引起患兒出現(xiàn)腹瀉，嚴重者甚至會致死，特別是在發(fā)展中國家。每年在發(fā)展中國家所有因為腸炎而住院的患兒中，有30%~70%是因為RV感染，其中約有44萬RV感染患兒死亡[2]。據(jù)可靠統(tǒng)計，我國每年因患RV而導致腹瀉的嬰幼兒在1 800萬左右，其中因為嚴重病變導致的死亡竟高達3×104~4×104，嚴重影響了兒童健康發(fā)展[3]。因此，對RV感染的預防和發(fā)病機制需要得到足夠的重視。本研究通過對目前國內(nèi)外較新的研究成果加以分析及綜合利用，對兒童RV感染的特點以及發(fā)病機制作一綜述，現(xiàn)報道如下。

1 RV的顯微結構特點及作用

RV由雙鏈RNA組成，其分為11的節(jié)段共編碼6個結構蛋白（包括VP1~VP4、VP6、VP7）及6個非結構蛋白（包括NSP1~NSP6）[4]。其中VP1~VP3為RV的核心蛋白，VP4及VP7為外殼蛋白，VP6為內(nèi)殼蛋白。目前得知，結構蛋白在RV的復制、轉錄及病毒致病中發(fā)揮了相當重要的作用，其中VP1發(fā)揮類似RNA聚合酶的作用，在VP2的幫助能夠以自身RNA作為催化模板，合成新的RNA[5]；VP3是合成雛形mRNA后再修飾，是mRNA成熟的標志，其具有鳥苷酸轉移酶的活性，能夠與三磷酸鳥苷結合。VP4蛋白是一種呈針尖狀分布于RV最外層的外殼蛋白，與VP5相互協(xié)同參與對RV的形成，同時還會與VP7協(xié)同參與對宿主細胞的入侵[6]。

RV入侵宿主細胞主要與VP4及VP7相關。具體過程至今未有明確說法，目前主要傾向于2種途徑。（1）受體介導的內(nèi)吞途徑：RV在感染機體后，首先脫下VP4及VP7外殼，形成活性較大的病毒顆粒（DLP），RV與細胞結合的同時致使細胞膜通透性增加，RV通過內(nèi)膜異位到細胞的細胞質中[7]。（2）RV直接入侵：細胞受到感染后細胞膜通透性增高，RV借助于VP4外殼附著然后進入細胞內(nèi)。

VP4通過水解生產(chǎn)的VP5片段，其包含的內(nèi)部疏水區(qū)域能夠改變細胞的通透性，方便病毒進入。VP8的對病毒附著細胞起到介導作用，其N末端能夠與唾液酸相互作用。同樣，VP5也可以通過與熱休克蛋白及整合素相互作用，對病毒后期的附著起重要作用。VP7是由326個氨基酸組成的一組糖蛋白，其氨基序列里有9個高變區(qū)。高變區(qū)與抗原位點的形成的有關，并且能夠通過病毒的抗原性來決定G血清類型。目前發(fā)現(xiàn)的G血清型大概有24種之多，其中有10種具有感染性，包括最常見的G1~G4及G9[8]。Hoshino等[9]發(fā)現(xiàn)世界上人感染的RVG血清型主要是G1型，大概占全部感染型的2/3，其次為G2，占12.1%左右，G9比例最小，為2.7%。我國的檢測結果與國際略有不同，主要分為2種結果：2001年前是以G1和G3型為主，而2001年之后的記錄數(shù)據(jù)表明人感染型號主要為G3[10]。病毒在不同時間不同地點的不同株型號對生產(chǎn)抗RV疫苗產(chǎn)生了一定的影響。另外，VP7還是一種鈣離子結合蛋白，其75位及279位上的脯氨酸能夠與鈣離子結合。故可以得知的是鈣離子濃度能夠影響VP7三聚體對病毒外層的穩(wěn)定性及病毒對宿主細胞侵襲的能力。將細胞外游離鈣離子濃度提高能夠導致病毒的VP4和VP7外殼蛋白3層顆粒結構變異，阻止其形成有轉錄活性的DLP結構。已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)使用質子泵抑制劑能夠導致細胞內(nèi)鈣離子濃度上升，從而影響病毒的侵襲，而酸性環(huán)境有利于鈣離子濃度降低，助病毒3層顆粒結構順利失去外殼蛋白重新恢復DLP的轉錄活性[11]。

2 RV感染機制及引起腹瀉的原因分析

RV感染多發(fā)生于秋冬季節(jié)，病毒通過患兒飲用被污染食物后進入小腸，在小腸胰液作用下，RV的VP4融合素蛋白會分解為1個帶羧基末端的VP5及1個帶氨基末端的VP8。RV進入小腸后，通過VP5及VP8能夠主動附著在腸道上皮細胞上，隨后非結構NSP4蛋白糖基化致使被感染細胞的細胞膜通透性增高，鈣離子進入致使細胞液內(nèi)鈣離子升高，促進病毒的VP4和VP7從外殼蛋白3層顆粒結構脫落，使病毒形成有轉錄活性的DLP結構，病毒毒性顯露。

對于RV感染引起患者腹瀉的機制，臨床上還未有明確定論。目前主要集中在2個假說：NSP4致腹瀉假說及腸道神經(jīng)系統(tǒng)紊亂致腹瀉假說。目前對NSP4引起腹瀉的機制上，主要說法為其能夠調節(jié)細胞內(nèi)外鈉離子、鈣離子及氯離子轉運及引起細胞通透性改變，從而引起腹瀉。有研究通過對幼鼠腹腔內(nèi)注射攜帶NSP4編碼的RNA環(huán)發(fā)現(xiàn)，幼鼠均產(chǎn)生了腹瀉的癥狀，猜測腹瀉與NSP4相關[12]。

胃腸道的活動受腸神經(jīng)系統(tǒng)的支配，因而當各類因素引起腸神經(jīng)過分激活都會引起腸道對水分和電解質的過分分泌導致神經(jīng)性腹瀉。Lundgren等[13]利用利多卡因、美卡拉明及河豚毒素對感染RV的小鼠腸神經(jīng)功能進行抑制后發(fā)現(xiàn)，腸上皮細胞的跨膜電位明顯下降，這樣有效解釋了關于感染RV后腸黏膜上皮細胞未受損卻出現(xiàn)腹瀉的奇怪現(xiàn)象。當腸黏膜細胞在受到RV侵襲后，一方面其作為感應器將刺激呈遞給上一級神經(jīng)，最終直達支配腸的中樞神經(jīng)；另一方面，受感染刺激的腸嗜鉻細胞還會分泌5-羥色胺同樣也會激活腸神經(jīng)系統(tǒng)。整個的腸神經(jīng)系統(tǒng)受到激活，腸蠕動加快，分泌增多引起腹瀉。

3 兒童RV感染與細胞因子相關性

許多細胞因子參與了RV感染引起的炎性反應，主要包括白介素家族（IL-1、IL-6、IL-8、IL-10等）、干擾素（IFN）、生長轉化因子（TGF）、腫瘤壞死因子（TNF）等。有研究通過對RV感染的患兒的糞便檢測發(fā)現(xiàn)，相對于健康兒童，其血清及大便中IL-1β水平都有明顯的上升，說明IL-1β參與了RV感染患兒的炎性反應[14]。Azevedo等[15]發(fā)現(xiàn)，RV豬血清中IL-6水平與腹瀉研究程度呈正相關，說明IL-6參與RV炎性反應。

在健康人體中，僅僅存在少量的TNF-α，而當RV侵入人體后，患兒血清中的TNF-α便大量上升，并且上升的程度與病情嚴重性相關，故TNF-α能夠反映感染患兒的機體免疫程度[16]。目前對于TNF-α的免疫作用尚不清楚。

RV感染刺激產(chǎn)生的細胞因子不僅僅作用于腸道局部，其往往會對兒童全身產(chǎn)生影響。有研究發(fā)現(xiàn)，在RV感染引起的IFN-γ升高的小鼠中，出現(xiàn)了肝外膽道的炎癥及彈道纖維梗阻，提示IFN-γ可能與RV致使的膽道疾病相關[17]。此外，IL-6與患兒急性期的發(fā)熱反應有關，其可以與一氧化氮及TNF協(xié)同作用促進輔助性T淋巴細胞大量增殖與分化。致使T淋巴細胞產(chǎn)生大量的抗體，形成免疫復合物沉積于血管內(nèi)皮等。

4 幼兒RV感染特點及危險因素探討

幼兒消化系統(tǒng)相對于成人尚未成熟，其腸道表現(xiàn)為腸壁薄、腸通透性高、腸黏膜富含大量血管非常容易導致病毒、細菌穿過腸黏膜屏障感染腸上皮細胞。另外，幼兒防范意識差，極易接觸污染物從而導致RV感染。

RV的傳播途徑主要包括排泄物傳播、母乳傳播、呼吸道傳播、胎盤傳播、醫(yī)源性傳播以及動物-人途徑傳播等。其中排泄物傳播是RV的主要傳播途徑[18]。對于0~3歲的幼兒來說，以上途徑都會感染到RV，故應對這些途徑進行早期的阻斷及預防，從而降低幼兒患病的概率。

感染RV的幼兒，主要表現(xiàn)為發(fā)熱及腹瀉，新生兒還會出現(xiàn)吐奶表現(xiàn)。但是與大于3歲兒童不同的是，許多幼兒由于受到母體來源的抗體保護，在感染后開始并無癥狀或者僅有輕度發(fā)熱及吐奶等癥狀，容易被其監(jiān)護者及醫(yī)務人員所忽視，故對于出現(xiàn)上述輕癥的患兒應當引起足夠的重視。

嬰幼兒RV感染的主要基因型為G1P[8]、G2P[4]、G3P [8]、G4P[8]、G9P[8]。近年來G9P[6]也在嬰幼兒中開始流行[19]。幼兒感染RV的基因型會因為年份及地區(qū)不同而不同，許多國家及地區(qū)都報道過各自兒童感染RV的基因型或者基因型流行特點。比如澳大利亞在1974~1984年挑選墨爾本市感染RV的患兒進行分析，發(fā)現(xiàn)主要流行特點為G3P[6]型。荷蘭在1999年曾經(jīng)暴發(fā)過RV感染，幾乎有88.5%的兒童感染到RV，并且毒株的基因型為G9P[6]。2002年7月至2003年6月韓國8家醫(yī)院檢測數(shù)據(jù)表明，在小于5歲的RV感染的嬰幼兒中，G4P[6]為主要的株型。目前任務，P[6]型是毒性最弱的一種型號的病毒，多為醫(yī)院內(nèi)感染并且多與G4及G9結合。中國對嬰幼兒感染RV的研究正規(guī)是從20世紀90年代開始，有研究隨機抽取1990年10月至1992年9月住院的新生兒244例中，有159例出現(xiàn)RV感染，占65.2%，其中有82例出現(xiàn)腹瀉癥狀，占全部研究者的48.4%[20]。而在2006年，傅燕等[21]發(fā)現(xiàn)寧波醫(yī)院內(nèi)感染新生兒的基因分型為G1，并且沒有檢測到相關P基因型。上海復旦大學附屬兒科醫(yī)院感染科收集的2006年11月至2008年1月的52例RV感染腹瀉新生兒發(fā)現(xiàn)其基因型為G1，P分型為P[8][22]。而對2000~2013年武漢地區(qū)腹瀉兒童發(fā)現(xiàn)，大概有21.55%的患兒腹瀉由RV感染引起，并且新變種G3P呈上升趨勢[23]。以上資料表明，在國內(nèi)兒童患RV感染的基因型呈多樣性且復雜性，并且相對于國外，國內(nèi)正規(guī)大型；RV研究較少，偏向發(fā)病后治療，缺乏預防性治療。

對兒童感染RV的獨立危險因素分析上，本研究發(fā)現(xiàn)，其獨立危險因素為發(fā)病前去過醫(yī)院門診看病。RV感染的主要途徑為經(jīng)口傳播，幼兒的手在接觸過污染物后通過拿取食物或吮吸極易感染RV。而醫(yī)院往往是RV集中分布的地方，醫(yī)務人員在診治感染或者攜帶RV的兒童后，手未經(jīng)過消毒或者消毒不徹底接著診療下一位兒童便極易引起其感染。證據(jù)顯示，通過醫(yī)院內(nèi)感染RV占總感染比例高達34.29%，說明醫(yī)療機構是兒童感染RV的重要場所[24]。該研究還發(fā)現(xiàn)，監(jiān)護者或者兒童具有良好的衛(wèi)生習慣能夠有效地降低患兒RV感染，比如喂食或者吃飯前洗手、對奶具或者餐具進行消毒等。另外，經(jīng)母乳喂養(yǎng)能夠有效減少幼兒患RV的概率，特別是小于6個月的嬰兒。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.07.016

：A

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2014-08-19

2014-11-21）

廖玉蓉（1968-），女，四川瀘州人，主治醫(yī)師，主要從事兒科臨床工作；E-mail：20732573@qq.com。