沙粒病毒的研究進展

黎優(yōu)優(yōu)，王高玉，黃 藝，彭箬巖，唐川寧，呂 剛，尹飛飛，杜 江

（1.海南醫(yī)學院熱帶轉化醫(yī)學教育部重點實驗室，海南 海口 571199；2.海南醫(yī)學院-香港大學熱帶傳染病聯(lián)合實驗室，海南 ?？?571199；3.海南醫(yī)學院病原生物學系，海南 ?？?571199；4.國家衛(wèi)生健康委員會病原系統(tǒng)生物學重點實驗室，病原生物學研究所，中國醫(yī)學科學院&北京協(xié)和醫(yī)院，北京 100005）

沙粒病毒科（Arenoviridae）為單股負鏈分節(jié)段的RNA，沙粒病毒（Arenavirus）主要在西非和南美洲流行，可以跨越物種屏障從其嚙齒類宿主傳播給人類從而導致疾病，癥狀表現(xiàn)從輕度流感樣綜合征到嚴重和致命的人畜共患出血熱。2008 年玻利維亞宣布全國進入“衛(wèi)生緊急狀態(tài)”，起因是檢測出的一種叫查帕雷病毒的沙粒病毒感染造成了3 人死亡［1］。沙粒病毒中危害最為嚴重的拉沙熱病毒在西非肆虐，爆發(fā)率和死亡率較高，對國家的公共健康安全、社會的穩(wěn)定和經(jīng)濟的發(fā)展帶來重大風險。沙粒病毒的調節(jié)主要與核蛋白（nucleoprotein，NP）和基質蛋白（matrix，Z）有關，這兩種蛋白通過靶向調節(jié)多種細胞代謝途徑，控制抗病毒免疫應答，因此它們是抗病毒藥物開發(fā)中和病毒感染過程的重要靶點［2］。

嚙齒類動物屬于哺乳綱真獸亞綱中的嚙齒目，嚙齒目包括5 個亞目，包括松鼠形亞目、豪豬亞目、河貍亞目、鱗尾松鼠亞目和鼠型亞目［3］。目前，世界上現(xiàn)存的嚙齒動物有35 個科、389 屬、約2 700 種，占哺乳動物總數(shù)的43%，是地球上最大的哺乳動物種群［4］。嚙齒動物分布廣、物種多、繁殖能力強、多群遷徙的生存特點給它們提供了許多和人類互動接觸的機會，例如直接接觸動物體、動物糞便，或者間接方式，例如接觸被嚙齒類動物污染的水源，兩種接觸方式導致疾病的傳播。國內外研究人員已經(jīng)鑒定出30 多種存在在嚙齒類動物中并能夠感染人類的病毒［5，6］，研究結果中顯示，沙粒病毒是造成危害最大且影響深遠的病原體之一。

1 沙粒病毒基因組結構及特征

沙粒病毒是球型的、直徑為50～300 nm 的病毒顆粒，它的包膜蛋白含有的密集的脂類，沙粒病毒基因組包含至少2 條單負義鏈RNA 片段，整個基因組約10.5 kb［7］。S 片段編碼NP 核蛋白和糖蛋白前體，它們被進一步剪切成G1 和G2 包膜蛋白，L 片段編碼病毒RNA 依賴的RNA 聚合酶L 蛋白和具有轉錄調控功能的Z 蛋白［7］。此外兩棲類動物沙粒病毒基因組還包含M 片段，但缺少Z 蛋白編碼基因［8］。沙粒病毒有五種結構蛋白，主要是核蛋白N、G1 蛋白、G2 蛋白、L 蛋白和Z 蛋白，各蛋白受其編碼基因調控，含量最多的核蛋白N 受S 段調控，可形成結構緊密的核蛋白復合物［9］。

2 沙粒病毒分類及相關疾病

ICTV 在2020 年會議上更新了病毒分類報告，其中沙粒病毒科被歸入布尼亞病毒目。沙粒病毒科共有50 種病毒，包含以下4 個屬，分別是躄魚病毒屬、哺乳動物沙粒病毒屬（Mammarenavirus）、哈曼特病毒屬（Hartmanivirus）和爬行動物沙粒病毒屬（Reptarenavirus），各屬感染的主要宿主不同，Antennavirus主要感染躄魚類，Hartmanivirus和Reptarenavirus主要感染蛇類，Mammarenavirus主要感染嚙齒類動物［10］。目前的研究發(fā)現(xiàn)，導致人類感染沙粒病毒發(fā)生疾病的沙粒病毒主要分為兩個群，分別是淋巴細胞脈絡叢腦膜炎-拉沙病毒群（LCMV-LASV Complex，大陸沙粒病毒）和塔卡里伯病毒群（Tacaribe Complex，新大陸沙粒病毒），前者主要包括拉沙病毒（lassa virus，LASV）、淋巴細胞脈絡叢腦膜炎病毒（lymphocytic choriomeningitis virus，LCMV），分別引起人類淋拉沙熱和淋巴細胞脈絡叢腦膜炎，后者主要包括呼寧病毒（junin virus，JUNV）、瓜納瑞托病毒（guanarito virus，GTOV）、馬秋博病毒（machupo virus，MACV）等，該群能引起人類出血性疾?。?1］。嚙齒動物宿主感染后長期攜帶病毒，可污染水和食物或通過糞便形成氣溶膠傳播，感染人類及其它靈長類哺乳動物，通常會引起嚴重的傳染病暴發(fā)［12］。

3 沙粒病毒致病機制及流行病學背景

3.1 沙粒病毒主要致病機制

NP 和Z 病毒蛋白是形成宿主抗病毒機制的主要因素，沙粒病毒利用宿主細胞機制來對抗宿主防御。具有顯著多功能的病毒蛋白NP 和Z 已經(jīng)進化出不同的協(xié)同機制來逃避病毒感染誘導的抗病毒狀態(tài)，這兩種蛋白都能夠抵抗轉鐵蛋白受體1 介導的Ⅰ型干擾素的產(chǎn)生，從而抑制蛋白的表達，從而抑制先天免疫反應［2］；并能夠利用其靈活的構象和蛋白質之間復雜的相互作用來擴展病毒能夠結合的宿主范圍，從而形成它們的逃避策略，因此開發(fā)針對病毒蛋白NP 和Z 特異性抗病毒藥物，并研究病毒對宿主產(chǎn)生逃避機制時這兩種蛋白的功能十分重要［2］。

3.2 沙粒病毒所致疾病的流行病學特點

因為沙粒病毒的自然宿主主要是嚙齒類動物，嚙齒動物在當?shù)氐纳鷳B(tài)特征，例如分布情況，種群動態(tài)例如種群結構等與沙粒病毒引起的疾病的流行情況息息相關［11］。目前，除了塔卡里伯病毒在葉口蝠和孤星硬蜱中被發(fā)現(xiàn)以外，沙粒病毒科的其它病毒的自然宿主都是嚙齒類動物［13］。

2012～2016 年期間，尼日利亞暴發(fā)的拉沙熱導致共5 051 人感染，3 891 人死亡［14］。病原體LASV的天然宿主是分布在撒哈拉沙漠以南大片地區(qū)的多乳鼠，該種老鼠攜帶病毒的比率很高，同時拉沙熱的傳染性強，所以導致該區(qū)成為拉沙熱的高發(fā)地區(qū)［15］；LCMV 感染的宿主和傳染來源小家鼠遍布世界各地，因此 LCMV 是沙粒病毒科中唯一的一個世界廣布種，小家鼠攜帶LCMV 主要可導致人類感染淋巴脈絡叢腦膜炎，我國LCMV 只有血清學結果，少有本病，在哈爾濱和北京有散發(fā)病例報道［15］；1958 年在阿根廷壯暮鼠發(fā)現(xiàn)的JUNV，導致人的病毒出血熱；1990 年薩比埃引起巴西出血熱，但未確定其宿主；造成2008 年在盧約出血熱的是盧約哺乳動物沙粒病毒，5 例病例中4 人死亡，病死率80%［16］。

4 沙粒病毒所致疾病的臨床病理及預防控制

由不同沙粒病毒引起的疾病的臨床表現(xiàn)不同，共同的癥狀是持續(xù)發(fā)熱，頭痛、肌痛、乏力、感覺遲鈍，之后不同的疾病出現(xiàn)不同的癥狀。LCMV 感染通常為隱性感染，主要包括流感型和無菌性腦膜炎型。流感型主要表現(xiàn)為一系列流感樣癥狀，如發(fā)燒、食欲不振、疲勞、頭痛、肌痛等。腦膜炎型可持續(xù)數(shù)周，剛開始與流感樣癥狀類似，但伴有嘔吐和腦膜炎的表現(xiàn)［17］。JUNV 引起的阿根廷出血熱，男性較多，MACV 造成的玻利維亞出血熱，二者的癥狀相似，MACV 病死率為10%～20%［18］。拉沙熱主要在西非流行，該疾病表現(xiàn)為沙粒病毒感染的共同常見癥狀，嚴重者可出現(xiàn)出血和休克［19］，宿主動物與人之間以氣溶膠的形式傳播方式，被感染動物的糞便、尿液、唾液等分泌物與黏膜或受損的皮膚接觸也可引起人類感染。沙粒病毒的檢測需靠病原學檢查。在病毒感染的急性期，主要利用間接免疫熒光檢測尿液、血液和痰液中的病毒抗原，早期檢測血中IgM 抗體有助于早期診斷。以往針對沙粒病毒導致的疾病的治療方案主要以對癥治療為主。研究表明，法匹拉韋對沙粒病毒科中的多種病毒具有良好的抗病毒效果，但尚未應用于臨床［20］。

目前，針對沙粒病毒缺乏批準的疫苗。2014年，Zapata 等［21］在豚鼠和猴體中試驗針對LASV 的疫苗顯示出了100%的免疫保護，減毒疫苗ML29是通過將莫佩亞病毒的非致病性 L RNA 和 LASV Josiah 毒株的SRNA 進行重組構建，但由于其未確定的安全性，仍未投入使用?？刂苽魅驹蠢鐪缡笫穷A防沙粒病毒感染的主要辦法，沙粒病毒宿主和感染的病人接觸的人群是高危人群，例如嚙齒類動物飼養(yǎng)者、醫(yī)護人員等，都應做好防護，避免與病毒的直接接觸。淋巴細胞性脈絡叢腦膜炎、拉沙熱和玻利維亞出血熱的自然宿主是家鼠。社區(qū)疾控應做好相應的防控措施。

5 沙粒病毒的國內外研究現(xiàn)狀

沙粒病毒科的多種病毒在世界范圍內和人類疾病有關，但我國僅有嚙齒類動物宿主攜帶溫州病毒（wenzhou virus，WENV）和人感染LCMV 的個別報道［19］，LCMV 感染只有血清學檢測結果。沙粒病毒在感染其自然宿主時，通常是不引發(fā)宿主疾病的，但當其通過動物宿主傳播給人類后，均可以引起人類嚴重的致命的疾病，例如西非的LASV［22］、JUNV［23］，GTOV［24］、在巴西和美國流行的巴西出血熱［25］、MACV［26］，以及2008 年在澳大利亞器官移植感染死亡病例中鑒定出的Dandenong virus 等［27］。雖然LCMV 在我國只有血清學結果，但是在美國、英國、法國等均有LCMV 感染的病例報道［28］。

沙粒病毒中與人致病性相關的主要是哺乳動物沙粒病毒屬，該屬目前包括35 個種，目前除了TCRV（塔卡里伯病毒群Tacaribe Complex）在葉口蝠和孤星硬蜱中被發(fā)現(xiàn)以外，其它病毒的自然宿主都是嚙齒類動物。2014 年Malmlov 等［29］研究發(fā)現(xiàn)佛羅里達中部9 地區(qū)攜帶TCRV 的主要是阿提伯斯蝙蝠的孤星蜱，但后期研究中發(fā)現(xiàn)，未存在阿提伯斯蝙蝠地區(qū)的孤星蜱也分離出與最初分離病毒有區(qū)別的TCRV，同時Ashley Malmlov 在特立尼達研究現(xiàn)了沙粒病毒在食果蝙蝠中傳播的血清學證據(jù)，但沒有分離出病毒，也沒有在蝙蝠體內檢測到病毒RNA。Morita 等［28］通過血清學篩查發(fā)現(xiàn)在我國福建、哈爾濱、北京等地區(qū)，多種鼠科嚙齒類動物的血清對LCMV 抗體反應呈陽性。2014 年，中國疾病預防控制中心在浙江省部分地區(qū)對8 種嚙齒動物進行病毒篩查，發(fā)現(xiàn)存在新的沙粒病毒群［30］，并且命名為WENV。2019 年在云南省的黃胸鼠檢測分離到了溫州哺乳動物沙病毒［31］，該病毒于2016 年在老撾證實可引起人類流感樣癥狀。2020 年尹飛飛等在?？诘揽痛宓暮旨沂笾邪l(fā)現(xiàn)WENV 的變異株。杜江等在云南、浙江、湖南的家鼠屬中發(fā)現(xiàn)的新型的沙粒病毒，和東南亞地區(qū)引起人發(fā)熱病例的WENV病毒變異體具有87%以上的同源性，這個新簇與其它沙粒病毒同源性低于29%，同時該團隊報道了國內首個LCMV 病毒全基因組，并首次在三趾跳鼠中發(fā)現(xiàn)沙粒病毒［32］。

2016 年Blasdell 等［30］在東南亞地區(qū)，泰國和東柬埔寨的多種嚙齒目動物中發(fā)現(xiàn)了WENV 的遺傳變異型。Ogbu 等［33］研究報告稱，西非每年的臨床感染人數(shù)約為10 萬～30 萬，約有5 000 人死亡。2019年1 月1 日～2 月10 日，因為拉沙熱病毒感染，尼日利亞拉發(fā)生拉沙爆發(fā)疫情累計病例327 例，死亡72例，病死率達到了22%，給尼日利亞造成了嚴重的損害［34］。針對沙粒病毒感染建立的相對的診斷方法，但由于沙粒病毒感染后的臨床表現(xiàn)缺少特異性，同時拉沙病毒序列多樣性導致診斷方法有限，診斷方法的建立仍然存在著巨大的挑戰(zhàn)。

2020 年Hadas Cohen-Dvashi 研究tfr 的衍生物1sAD（結合致病性乳腺病毒糖蛋白）中和沙粒病毒的GP1 結構域實驗，并將該糖蛋白命名為Arenacept，Arenacept 中和了所有四種攜帶糖蛋白復合物（GPCs）的擬型病毒，成為能夠中和多種嗜TfR1 的哺乳病毒的有前景的試劑［35］。2018 年Okwor 等［36］報告了1969 年～2016 年期間從7 個西非國家和9 個其他國家返回的33 例輸入性LASV 病例，在已知預后情況的3 位患者中發(fā)現(xiàn)總共有39%死亡。2020年Sebastien 等［37］通過meta 薈萃分析，1969 年～2020年來自25 個國家的291 項LASA 流行記錄，人類總病死率為29.7%，LASV 感染的合并流行率在人類中為8.7%，在嚙齒動物中為3.2%，在其他哺乳動物中為0.7%。

6 結語與展望

從各種研究結果可知，在國內外對于沙粒病毒基因組結構以及致病性、致病機制、流行病學特點均有了一定的了解和研究，但沙粒病毒在動物宿主中傳播的特點以及與人類的相互作用機制仍需進一步了解。隨著實驗室檢測技術的快速發(fā)展，新的沙粒病毒不斷被發(fā)現(xiàn)，隨著全球傳染病流行特征的不斷變化，多種致病性和公共衛(wèi)生學意義尚不明確的沙粒 病毒也引起人們的關注。鼠類經(jīng)常與人類密切接觸，但是對野鼠體內存在的未知病原體無無法及時把握以及防控，同時近幾年生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，新的沙粒病毒致命傳染病出現(xiàn)，沙粒病毒類型的增加，各種各樣的疾病的爆發(fā)促使需要清楚地了解這種疾病，盡早做出預防和控制研究。隨著社會發(fā)展，病毒檢測技術也越來越成熟。林珊珊等［38］在針對新近發(fā)現(xiàn)的沙粒病毒中哺乳類動物沙粒病毒屬中的琉球病毒、索爾韋齊病毒、蘇里斯病毒研究中，建立了實時熒光定量RT -PCR 檢測方法，可有效擴增檢測病毒 RNA 靶標，在疑似疫情發(fā)生后有助于進行快速的篩查檢測。

在治療方面，免疫黏附素是一種很有前途的治療試劑，已成功地應用于臨床治療各種非病毒病理疾病。這種使用宿主源性受體治療的方法有可能有效地對抗其他人畜共患病毒，因此成為構建廣譜和強效免疫治療藥物的一般方法。因此深入開展對國內攜帶沙粒病毒的情況進行系統(tǒng)性的篩查分析，明確流行病學和臨床意義，掌握其病原學和流行病學特點，為進行與沙粒病毒相關的突發(fā)傳染病的預警和溯源工作奠定基礎十分重要。

作者貢獻度說明：

黎優(yōu)優(yōu)，杜江：沙粒病毒文獻檢索，參與選題和設計，文章主要的撰寫和文章修改；王高玉，黃藝，彭箬巖：沙粒病毒基本信息的相關文獻查閱；唐川寧，呂剛，尹飛飛：參與資料的分析和解釋。

所有作者聲明不存在利益沖突關系。