流行性感冒病毒血癥的相關(guān)研究

孫小方 張慶

承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科067000

當(dāng)前,病毒引發(fā)的疾病在臨床上越來越引起重視。眾所周知,病毒比其他微生物有更強(qiáng)的破壞力、傳染性以及致死率,且自始至終都缺乏有效的預(yù)防、治療方式,最終導(dǎo)致了傳染性疾病的流行爆發(fā)與傳播,其中以流行性感冒(流感)病毒、冠狀病毒尤為突出。上世紀(jì),人類發(fā)生了西班牙流感、亞洲流感、中國香港流感三次大爆發(fā)。近些年來,國內(nèi)也發(fā)生了非常嚴(yán)重的冠狀病毒感染。病毒傳染病大爆發(fā)造成的威脅是抗病毒藥物和流感疫苗等不能非常有效和徹底干預(yù)的。在發(fā)達(dá)國家,流感病毒每年可引發(fā)數(shù)百萬的危重疾病,導(dǎo)致幾十萬人口的死亡；在發(fā)展中國家的情況更嚴(yán)重。

流感病毒表面蛋白的抗原突變及抗原漂移,使人類機(jī)體始終缺乏相應(yīng)的抗體,且通過流感疫苗獲得的免疫力甚少,也就是說,時(shí)至今日我們控制流感的能力與早年相比沒有可見的進(jìn)步。流感大流行在全球范圍內(nèi)多次爆發(fā),其高發(fā)病率和病死率給人類帶來的損失極其慘重。面對(duì)一旦爆發(fā)就極其恐怖的流感,至今許多致病機(jī)制尚未明確,需要后輩堅(jiān)持不懈的努力。流感是以呼吸道癥狀為主的傳染性疾病,輕癥抗病毒治療效果顯著,重癥病情發(fā)展迅速、病死率高,臨床治療效果不佳。流感病毒感染可以造成廣泛的組織病理損傷及嚴(yán)重的并發(fā)癥,短時(shí)間即可發(fā)展為重癥肺炎、ARDS、多器官功能衰竭,甚至死亡。目前,流感致重癥肺炎的發(fā)病機(jī)制主要有四種學(xué)說,分別是病毒血癥、過度炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡和遺傳易感性。本文就當(dāng)前國內(nèi)外流感病毒血癥的相關(guān)研究展開綜述。

1 自然流感病毒感染后的病毒血癥

1.1 最早的流感病毒血癥報(bào)道 大部分關(guān)于流感病毒感染引起的病毒血癥研究可以追溯到20 世紀(jì)六七十年代。Naficy于1963年從血液中分離出流感病毒,并首先報(bào)道了流感病毒血癥。血液來自于1例有發(fā)燒、頭痛和咳嗽等癥狀,且精神萎靡不振的40歲患者[1]。隨后,另一報(bào)道描述了自然感染流感病毒患病毒血癥的無癥狀患者,是前瞻性地從與21例流感患者密切接觸的29名健康者中獲得樣本。該研究的受試者數(shù)量很少,并且不能明確排除實(shí)驗(yàn)室污染,但從流感暴露時(shí)間觀察到的5例受試者中有1例后來發(fā)現(xiàn)并記錄下自然流感感染后表現(xiàn)出短暫的病毒血癥。17例患有流感癥狀的受試者血培養(yǎng)卻是陰性[2-3]。

1.2 較多流感患者重癥時(shí)表現(xiàn)出病毒血癥 在Naficy于1963年報(bào)道之前,Minuse等[4]在1957年對(duì)7例因亞洲大流行性流感住院治療的大學(xué)生進(jìn)行了檢查,7 例患者感染流感病毒后都有抗體,從其中6例學(xué)生的咽喉清洗中分離出病毒,且沒有血液標(biāo)本的陽性結(jié)果。相反,Poliakova等[5]從63例患者中的11例患者的血液中分離出流感病毒,這11例患者患者均為中重度,年齡從9個(gè)月到67歲不等,在癥狀出現(xiàn)后第3天最常分離出病毒。有病例報(bào)道顯示住院患者死前或死后出現(xiàn)病毒血癥[6-7]。

1.3 流感病毒血癥不會(huì)持續(xù)長時(shí)間 有研究表明,在1994-1995年的乙型流感爆發(fā)期間,從乙型流感患者咽喉和血液樣本分離的病毒,核苷酸和氨基酸序列之間存在顯著不同[8]。另外,一些在疾病發(fā)作后尋找流感病毒血癥的研究未能發(fā)現(xiàn)病毒,支持流感病毒血癥僅在癥狀期出現(xiàn),且報(bào)道流感病毒血癥如果存在,通常不會(huì)持續(xù)很長時(shí)間[9-11]。肺外部位檢測到流感病毒的報(bào)道間接表明存在流感病毒血癥,其中包括1例19歲懷孕女性的心臟、腎臟、腦、脊髓、脾臟和肝臟的尸檢標(biāo)本,另1例24歲女性的羊水及胎兒心臟組織檢測出病毒血癥也呈陽性[12-13]。在1957年亞洲流感大流行期間進(jìn)行的一系列尸檢也取得了脾臟、淋巴結(jié)、肝臟、腎臟、心臟和扁桃體的陽性結(jié)果。

1.4 流感相關(guān)性腦病與流感病毒血癥 流感相關(guān)性腦病患者體內(nèi)有流感病毒的系統(tǒng)傳播[10-11,14-16],這種現(xiàn)象很少見,可能表明腦脊液中存在的流感病毒不是神經(jīng)系統(tǒng)癥狀發(fā)生所必需的?；蛘?病毒血癥和腦脊液感染可能發(fā)生在腦病之前。在病毒性心肌炎病例中也檢測到流感病毒血癥[17]。

2 實(shí)驗(yàn)流感病毒感染后的病毒血癥

2.1 病毒血癥可在無癥狀個(gè)體中發(fā)生 實(shí)驗(yàn)性感染是從鼻接種感染的個(gè)體血液中分離出病毒。有研究使用細(xì)胞系共培養(yǎng)系統(tǒng),在15例受試者中的1例的鼻分泌物中檢測到病毒,而在任何血液樣品中未檢測到病毒[9]。每個(gè)受試者在感染后顯示出抗體滴度四倍或更高的增加。使用更敏感的卵接種培養(yǎng)系統(tǒng),在所有測試的4例受試者中都觀察到病毒血癥。這4例患者中有1例在觀察期內(nèi)無癥狀 (22 d),并且在第3天出現(xiàn)病毒血癥。這些結(jié)果意味著病毒血癥可以在無癥狀的個(gè)體中發(fā)生。在解釋這些數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)注意,與氣溶膠途徑相比,使用鼻內(nèi)接種需要更大劑量的流感病毒來感染[9,18]。

2.2 病毒血癥極有可能是引起流感重癥的發(fā)病機(jī)制 Mori等[19]的研究結(jié)果表明,在流感病毒感染的急性期存在病毒血癥；病毒存在于各種器官中,并存在病毒基因瞬時(shí)表達(dá)時(shí)；病毒血癥極有可能是引起流感重癥的發(fā)病機(jī)制。該研究通過高靈敏度的DNA 擴(kuò)增程序,在小鼠鼻內(nèi)感染流感病毒后,流感病毒擴(kuò)散到小鼠全身的各種器官。病毒復(fù)制導(dǎo)致肺泡壁組織結(jié)構(gòu)破壞,子代病毒可能通過受感染的肺泡的毛細(xì)血管進(jìn)入血流。這種病毒通過其血凝活性附著在紅細(xì)胞上,遍布全身。首先,病毒血癥可以解釋嚴(yán)重的全身表現(xiàn),如高燒、頭痛和肌痛。其次,病毒血癥可能導(dǎo)致肺外器官流感病毒的爆發(fā)性復(fù)制,常導(dǎo)致致命的結(jié)果,如心肌炎和中樞神經(jīng)系統(tǒng)受累。高病毒載量和高細(xì)胞因子血癥與流感H5N1的致命結(jié)果有關(guān)。特別是在死亡的病例中,由此產(chǎn)生的強(qiáng)烈炎癥反應(yīng)是流感H5N1的發(fā)病機(jī)制,至于是病毒血癥還是細(xì)胞因子風(fēng)暴最終導(dǎo)致的致命結(jié)果,目前尚未明確,有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

2.3 近年來國內(nèi)關(guān)于病毒血癥的實(shí)驗(yàn)案例 2016年汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院和香港大學(xué)新發(fā)傳染性疾病國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室合作,用3株H5N1病毒滴鼻感染BALB/c小鼠,研究小鼠腦、肺、血中的病毒在感染后不同時(shí)間點(diǎn)的復(fù)制情況和病理進(jìn)展,通過免疫組織化學(xué)和免疫熒光染色顯示病毒在腦部血管內(nèi)皮細(xì)胞及血管周圍神經(jīng)組織的感染情況。小鼠感染后病毒迅速在肺中高效復(fù)制,隨即形成病毒血癥；感染后第6天病毒在肺中的滴度和在血液樣本中的檢出率達(dá)到峰值,此時(shí)小鼠腦部才開始檢測到病毒；小鼠腦內(nèi)血管內(nèi)皮細(xì)胞、腦血管周圍神經(jīng)組織的神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中可檢測到流感病毒NP 蛋白。由此他們得出結(jié)論,血液播散可能是高致病性H5N1禽流感病毒進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的途徑之一。在該研究中,病毒血癥的出現(xiàn)、腦血管內(nèi)皮細(xì)胞及腦血管周圍神經(jīng)細(xì)胞的感染,以及病毒血癥和腦內(nèi)病毒出現(xiàn)的時(shí)間次序均支持H5N1病毒有可能通過血液途徑傳入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的假說[20]。

流感病毒進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的通路一直是學(xué)者們關(guān)注的熱點(diǎn)。然而,血液途徑在病毒向中樞神經(jīng)系統(tǒng)的傳播一直沒有得到證實(shí)。一個(gè)可能的原因是腦組織切片只能顯示小血管的一個(gè)橫切面,這使得尋找腦組織血管內(nèi)皮細(xì)胞感染及病毒經(jīng)過血循環(huán)進(jìn)入腦內(nèi)神經(jīng)組織播散的證據(jù)很難。有研究表明,病毒可以在肺血管內(nèi)皮細(xì)胞中復(fù)制[21-23],這為病毒通過感染血管內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)出血液循環(huán)系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。

病毒在感染早期就可以進(jìn)入血液,引起病毒血癥和向肺外器官擴(kuò)散,病毒血癥的峰值和病毒在肺內(nèi)復(fù)制的高峰幾乎是同時(shí)出現(xiàn)；在肺、血病毒高峰開始時(shí),腦組織中才開始檢測到病毒,這提示中樞神經(jīng)系統(tǒng)的感染比肺、血遲。

有研究為了探究副流感病毒3 型 (parainfluenza virus type 3,PIV3)分離株的致病性,用豚鼠研究該病毒在動(dòng)物體內(nèi)的復(fù)制和對(duì)機(jī)體組織造成病理損傷等情況。結(jié)果表明,攻毒后2 d攻毒組的豚鼠開始有臨床癥狀。RT-PCR檢測攻毒后第3～7天表現(xiàn)出病毒血癥,攻毒后第3～14天可以在肺組織中檢測到病毒。該研究首次證明了PIV3 分離株對(duì)豚鼠的致病性,豚鼠在感染后,可產(chǎn)生明顯的呼吸道癥狀,死亡率極高。并會(huì)造成肺組織嚴(yán)重的病理變化,同時(shí)出現(xiàn)病毒血癥[24]。

然而,流感的發(fā)病機(jī)制尚不清楚,這會(huì)干擾綜合治療措施的發(fā)展。在過去十年中,研究的重點(diǎn)是病毒蛋白在病毒感染病理學(xué)中的作用。病毒蛋白顯示出主動(dòng)控制宿主的一組生化過程,從而促進(jìn)病毒復(fù)制。曾有文獻(xiàn)報(bào)道,在重癥患者血液中可以檢測到病毒,從受感染的血液中提取核酸,在感染后第0、1、2、4、6 天的雪貂,并進(jìn)行實(shí)時(shí)RT-PCR[25]。高病毒載量和由此產(chǎn)生的急性炎癥反應(yīng)在流感中具有相互關(guān)聯(lián)的作用。

綜上所述,這些發(fā)現(xiàn)突出了進(jìn)一步研究的必要性。大量研究旨在探索臨床和病毒學(xué)因素與流感病毒血癥相關(guān)性并確定其臨床意義,在患有嚴(yán)重流感病毒感染的患者的血液中檢測到病毒RNA,盡管先前尚未研究過病毒血癥的重要性。流感病毒血癥的存在是疾病嚴(yán)重性的指標(biāo)。對(duì)于季節(jié)性流感,病毒血癥也有報(bào)道[26-27],但大部分結(jié)果可以追溯到40多年前,病毒血癥近年來在很大程度上被忽視了。了解病毒感染背后的機(jī)制對(duì)于制定特定的治療策略以防止從輕度上呼吸道感染到嚴(yán)重肺病的進(jìn)展非常重要。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突