尼帕病毒
可引起致命性脑炎的人畜共患病毒
尼帕病毒(Nipah virus,简称NiV),是一种具有囊膜的单股负链核糖核酸球形病毒,属于副黏病毒科亨尼帕病毒属,可以引起尼帕病毒病(NVD)这种人畜共患病。
尼帕病毒可以感染猪、马、狗、猫、山羊、野猪和啮齿类等多种动物,其中果蝠是尼帕病毒的天然宿主和传染源。人、猪、蝙蝠相互接近的地区是尼帕病毒感染人的主要发生地,主要通过以猪、马等动物为中间宿主传播,或者通过果蝠污染的枣棕榈汁以及人直接接触果蝠体液微滴(推测)等途径传播。病毒的易感人群包括接触病猪的养猪职业者和饮用受污染的枣棕榈汁及其制品者,以及与尼帕病毒病患者密切接触的陪护者。
尼帕病毒感染后,潜伏期为3-14d不等,其共有症状一般从发热开始,后根据传染途径的差异产生脑炎症状或严重的肺炎症状。出现脑炎症状时病人多表现为呼吸窘迫、产生节段性肌阵挛、反射减弱或消失、肌张力低下等神经系统症状,最终在1-2d后发展为休克等脑炎并发症;出现肺炎症状的病人在高热期一般表现为非典型肺炎,伴随咳嗽、呕吐、肌痛、呼吸困难等症状,有些病例可能会出现败血症、肾衰、胃肠道出血等严重并发症。
人感染尼帕病毒的病死率估计为40%-75%,截至2022年,尚无用于尼帕病毒病防控的疫苗、特效药物,治疗方式仅限于支持性护理。
尼帕病毒最早于1998年在马来西亚的甘榜双溪朴雅尼帕村被报道。截至2023年,尼帕病毒只在亚洲少数地区(孟加拉国、马来西亚、印度新加坡等)引起过疫情,但由于该病毒可感染多种动物并在人群中造成严重疾病和死亡,故尼帕病毒已经成为对全球人类健康安全构成重要威胁的潜在病原之一。
命名
尼帕病毒(Nipah virus,NiV)最早于1998年在马来西亚的甘榜双溪朴雅尼帕村首次被报道,后以马来西亚甘榜双溪尼帕村(village of Kampung Sungai Nipah)的名字命名。
历史
1998年9月,尼帕病毒首次在马来西亚发现,一些患者出现发热、头痛和意识减退等症状。最初被误判为流行性乙型脑炎(Japanese 脑炎),同时马来西亚卫生部发布了乙型脑炎的暴发警报。尽管采取了多项预防措施,但患者数量并未显著减少,反而扩散至距离Perak州300公里外的Port Dickson District。
1999年3月,在马来西亚甘榜双溪尼帕村的一个病例中分离出尼帕病毒。截至目前,马来西亚已有283例确诊患者,其中109例死亡。几乎同时,新加坡的某屠宰场发生了11名工人患有严重急性呼吸综合征病毒性脑膜炎幻觉等临床症状的情况,其中1例死亡。经调查发现,这11名患者的血清中均检测到了NiV抗体阳性,他们曾接触过来自马来西亚的猪肉。
根据统计数据显示,1998年至1999年期间,新加坡共报告了246例尼帕病毒感染病例,患者出现了严重的病毒性脑炎和呼吸障碍等症状,其中98例死亡,死亡率约为40%。流行病学调查结果显示,同期多个农场报告称猪、马等家畜出现类似的临床症状,而这些患者多为农场主或屠宰场工人,均曾与猪有过密切接触。据此推断,该阶段的尼帕病毒是由猪直接传染给人的,而新加坡的尼帕病毒可能来源于马来西亚。
根据世界卫生组织的统计数据显示,自2001年以来,孟加拉国几乎每年都有人感染尼帕病毒并死亡的病例报告,死亡率为60%至90%。孟加拉国的尼帕病毒流行时间与马来西亚和新加坡不同,主要发生在海枣成熟和冬季采摘期间,且主要集中在孟加拉国的中部和西北部地区。
2001年,印度的孟加拉邦发生了一次规模最大的尼帕病毒暴发,共有66例感染者中的45例死亡,死亡率为68.2%,其中包括部分医护人员;2007年,印度的纳迪亚区报道了5例尼帕病毒感染病例,全部患者最终死亡;而2018年,在印度西海岸的南部地区爆发了尼帕病毒,共有18例确诊病例,其中17例患者死亡。
2014年,菲律宾发生了一起尼帕病毒感染事件,共有17例确诊病例,其中13例患者死亡。其中一部分患者曾与马有过密切接触或食用过马肉。同时,菲律宾的部分农场也有马匹出现死亡或神经症状的报道。
截至2019年,许多尚未发生尼帕病毒暴发的国家和地区开始对当地的蝙蝠样本,包括蝙蝠的唾液、血液、尿液等进行检测。结果显示,包括中国在内的多个国家和地区,如越南泰国柬埔寨印度尼西亚东帝汶马达加斯加岛、新喀里多尼亚和巴布亚新几内亚等地区均检测到尼帕病毒阳性样本,表明这些地区存在尼帕病毒暴发的风险。
分类
尼帕病毒属于副黏病毒科(副粘病毒科)亨尼帕病毒属(Henipavirus),另一个同属的病毒是亨德拉病毒(Hendra virus,HeV)。
病原学
形态结构
NiV是一种具有囊膜的单股负链RNA病毒。病毒形态为球形,直径150-200nm,具有单层包膜,嵌有与受体结合的融合蛋白和糖蛋白抗原突起,基质蛋白排列于包膜下。
与HeV的关系
NiV与副黏病毒科的其他属有所不同,但与同属的亨德拉病毒密切相关,两者的全基因组相似性达到80%,它们的抗体可以产生交叉反应,而与其他副黏病毒科的属则不反应。
基因组与分子特征
NiV具备副粘病毒的各种生物学和遗传学特征,其基因全长约为18.2kb,呈现螺旋对称结构,内含6个编码基因。
NiV从动物和人类中分离的基因组基本一致,但由于传播途径的不同,NiV的基因簇有所不同。全基因组的遗传进化树可分为两个主要簇,其中一个是孟加拉簇(NiV-B),其全长为18252nts;另一个是马来西亚簇(NiV-M),全长为18246nts。
理化特征
NiV能在一些果汁或芒果中存活3天,在22°C下人工配制的枣棕榈汁(13%蔗糖,0.21%BSA,pH7.0)中能存活7天,在果蝠属尿中的半衰期为18小时。
NiV在中性环境中相对稳定,70°C下至少可以存活1小时,100°C15分钟才可被灭活。但在酸性或碱性环境中,NiV的存活能力较差。肥皂和市售洗洁精次氯酸钠等都可以有效地灭活NiV。
生物安全
其他副黏病毒科的病毒(如麻疹病毒呼吸道合胞病毒、副流感病毒1型和3型等)感染的动物谱很窄,但NiV感染的动物范围较广,除了猪和马外,还能感染狗、猫、山羊、野猪和啮齿类等多种动物。
NiV广谱感染的原因与其利用肾上腺素-B2(ephrinB2)及或B3(ephrinB3)为受体有关,ephrinB2主要在神经元、内皮细胞、动脉周围的光滑肌细胞胎盘组织、脾和淋巴结窦小管内侧细胞中表达,而ephrinB3则主要在淋巴细胞中表达,这也是NiV常引起急性淋巴细胞坏死的主要原因之一。此外,ephrinB2/B3作为受体,在许多哺乳动物中都具有较高的保守性。
由于尼帕病毒病的高致死率,对NiV的分离、鉴定等实验操作必须在生物安全四级实验室(Biosafety Laboratory Level-4,BSL-4)进行。
传播机制
宿主和传染源
NiV主要通过特定类型的蝙蝠传播,主要指狐蝠属(Pteropus属)中的果蝠属。果蝠是NiV的天然宿主和传染源,它们可以将NiV传播给中间宿主,进而扩增或污染食物和环境,导致其他动物和人类感染并死亡,因此在传播链中起到了关键的作用。
研究表明,果蝠的干扰素IFN-α基因在未受感染和受感染的蝙蝠组织和细胞中均能稳定表达,而且不受病毒的影响。稳定表达的IFN-α可以诱导产生具有抗病毒活性和抗脱氧核糖核酸损伤相关功能的IFN刺激基因(ISG),这些基因可以与致命性病毒共存。因此,蝙蝠能携带致命病毒而不受感染,可能与它们对机体的一线抗感染作用——IFN-α不起作用有关。。
传播途径
NiV感染人主要发生在人、猪、蝙蝠相互接近的区域,例如生猪集约化生产区域和种植了果树遮荫的农场。在这些区域,猪和人可能会食用受污染的果实,进而将NiV扩散到动物和人之间。受感染的猪被屠宰后,其肉可能通过大陆贸易流通,从而导致NiV在世界范围内动物间传播。果树、海枣、果蝠、猪和人等因素共同构成了NVD这种新型致命人畜共患病的发生和传播基础。
NiV从动物传播给人的方式共有4种:
感染机制
尼帕病毒在人类发病的早期阶段主要攻击支气管上皮细胞(Bronchial epithelial cells)和Ⅱ型肺泡上皮细胞(Type II alveolar epithelial cells),在动物实验模型中,可以从这些细胞中检测到病毒存在。这些细胞一旦被感染,会诱导释放出多种炎症细胞因子,例如白细胞介素1a(IL-1a)、白细胞介素6(IL-6)、白细胞介素8(IL-8)、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)以及CXC趋化因子10(CXCL10)等,从而导致类似急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的疾病发生。
随着病情的发展,尼帕病毒可以通过呼吸道上皮细胞浸润进入肺部内皮细胞。随后,病毒可以与宿主白细胞结合的形式或通过浸润途径进入血流。随后,机体的肺部、脾脏、肾脏以及脑部成为病毒的靶点,引发多器官衰竭,包括肺部、肾脏、心脏和脑部等。
病毒侵入中枢神经系统(Central Nervous System,CNS)有两条独特的途径:一是通过血液途径,可经由脉络丛或大脑血管进入;二是通过嗅觉神经元进入。
易感人群
NiV能够感染包括人在内的多种哺乳纲,如猪、马、牛、羊、豚鼠等。各种研究报告表明,引起NiV出现的主要因素是野生动物,特别是棕果蝠与密集条件下饲养和管理的动物种群之间的相互作用,更容易导致NiV的出现。
NiV的易感人群包括接触感染猪的养猪职业者、饮用受污染的枣棕榈汁及其制品的人群,以及与尼帕病毒病患者密切接触的陪护者。
潜伏期
人感染NiV后,潜伏期3-14d不等,也曾有过潜伏期长达45d的报告。
临床表现
果蝠感染NiV后,不论是传播给猪、马,还是污染枣棕榈汁,最终都可能导致人类感染,但通过不同的传播途径造成的临床症状有所不同。例如,NiV-MY主要引起脑炎,而NiV-BD主要引起严重的肺炎症状。
感染尼帕病毒后的共有症状一般从发热开始,后根据传染途径的差异产生脑炎症状或严重的肺炎症状。出现脑炎症状时病人多表现为呼吸窘迫、产生节段性肌阵挛、反射减弱或消失、肌张力低下等神经系统症状,最终在1-2d后发展为休克等脑炎并发症;出现肺炎症状的病人在高热期一般表现为非典型肺炎,伴随咳嗽、呕吐、肌痛、呼吸困难等症状,有些病例可能会出现败血症、肾衰、胃肠道出血等严重并发症。
诊断检查
尼帕病毒在患病期间和康复后都可以被诊断出来,在疾病早期阶段,可以使用RT-PCR法对咽喉、鼻拭子、脑脊液、尿液和血液进行实验室检测;在患病后期和康复后,可以使用酶联免疫吸附测定(ELISA法)进行抗体检测,此方法可用于常规监测和流行病学调查。
干预治疗
截至2022年,尚无用于尼帕病毒病(NVD)的特效药物,治疗方式仅限于支持性护理。
预后
尼帕病毒病40%-75%的病例可能会死亡,有报道指出幸存者可能会出现长期副作用,例如癫痫和性格改变等。
预防免疫
疫苗研发
截至2022年,尚无针对尼帕病毒病的疫苗,由于尼帕病毒感染的高致死率,截至2021年,世界卫生组织已两次提议优先研发尼帕病毒病在内的多种人畜共患病。
防控策略
在尼帕病毒流行的地区(孟加拉国马来西亚印度新加坡等),人们应该:
在其他未来可能爆发NiV病毒的地区,如有狐蝠属果蝠栖息的地区(柬埔寨印度尼西亚马达加斯加菲律宾泰国),居住或访问这些地区的人应考虑采取与居住在已经发生疫情的地区相同的预防措施。
对于有感染病毒风险的科学家、研究人员来说,需要采取更广泛的防控策略:
流行病学
自1998年首次发现尼帕病毒以来,尼帕病毒的流行主要集中在东南亚和西太平洋地区,截至2023年,尼帕病毒已在孟加拉国、印度、马来西亚、菲律宾、新加坡引起过传染人的疫情。人感染NiV的病死率高达40%-75%,根据当地流行病学监测和临床管理能力,这一比率可能随疫情而异。此外,尼帕病毒会在猪等动物中引发严重疾病,给养殖者带来重大经济损失。
作为NiV的主要宿主,狐蝠属果蝠(Pteropus bat)主要生活在亚洲、南太平洋和澳大利亚地区,这些地区也有潜在的病毒爆发风险。
研究进展
趋向性治疗药物
趋向性治疗药物mAb,以NiV表面的F和G蛋白为靶点。在2004年、2006年和2009年,Guillaume等研究人员先后研制出了鼠源性mAb和pAb,用于被动免疫治疗仓鼠模型的NiV感染。而在2014年,Geisbert等研究人员则开发了全人源化的具有中和抗体作用的mAbm102.4。该单抗也被证实可以用于非人灵长目(非洲黑脸绿猴)抗NiV感染的免疫治疗。
化学合成药物
化学药物主要包括利巴韦林(ribavirin)和法匹那韦(法匹拉韦)(T-705)。利巴韦林是一种广谱抗病毒药物,已在2018年印度南部Kerala邦的疫情中使用,但需要严格配合其他支持疗法。法匹那韦(favipiravir)(T-705)的药理学作用是作为核糖核酸聚合酶抑制剂,能够阻止NiV的复制,动物(如仓鼠)研究表明可产生完全保护效果;此外,还有一种正在研究的脂肽酶抑制剂,Mathieu等人在2018年证实该药物可以作用于NiV的F蛋白,从而阻止NiV的遗传物质进入细胞
以上三种化学合成药物中,只有利巴韦林曾用于临床治疗,其他两种尚未在人体中应用。此外,NVD恢复期的患者血浆经检验合格也可以用于治疗。
参考资料
..2024-02-14
..2024-02-14
尼帕病毒.世界卫生组织.2024-02-15
治疗.美国疾病控制和预防中心.2024-02-24
Pteropus Bats Presence and Nipah Virus Outbreaks.美国疾病控制与预防中心.2024-03-15
Etymologia: Nipah Virus.美国国家医学图书馆.2024-02-06
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尼帕病毒感染 - 孟加拉国.世界卫生组织.2024-02-15
尼帕病毒 (NiV).美国疾病控制和预防中心.2024-02-24
诊断.美国疾病控制和预防中心.2024-02-24
体征和症状.美国疾病控制和预防中心.2024-02-15
预防.美国疾病控制与预防中心.2024-02-15
目录
概述
命名
历史
分类
病原学
形态结构
与HeV的关系
基因组与分子特征
理化特征
生物安全
传播机制
宿主和传染源
传播途径
感染机制
易感人群
潜伏期
临床表现
诊断检查
干预治疗
预后
预防免疫
疫苗研发
防控策略
流行病学
研究进展
趋向性治疗药物
化学合成药物
参考资料