出血热病毒
文 / 张凤民
病毒性出血热（viral hemorrhagic fever）主要是指某些由节肢动物或啮齿类动物等传播的具有出血和发热等症状的病毒感染性疾病，属于自然疫源性疾病。引起病毒性出血热的病原体统称为出血热病毒（hemorrhagic fever virus），包括不同病毒科、属的病毒。
目前，在我国已发现的出血热病毒主要有汉坦病毒（hantavirus）、新疆出血热病毒（Xinjiang hemorrhagic fever virus）和登革病毒（dengue virus）等。另外，近年在非洲流行的出血热，主要由埃博拉病毒（Ebola virus）或马堡病毒（Marburg virus）引起，由于发病迅速、病情严重和死亡率极高而受到世界各国的关注。
第一节 汉坦病毒
根据病毒形态学和核酸序列分析的特点，汉坦病毒在分类上归属于布尼雅病毒科（Bunyaviridae）的汉坦病毒属（hantavirus）。1976年韩国学者李镐汪等首次成功地用间接免疫荧光法在黑线姬鼠的肺组织中发现了汉坦病毒抗原，随后又用A549和Vero E-6细胞分离到汉坦病毒的毒株（78-116株）。由于该毒株是在韩国汉坦河附近的肾综合征出血热疫区分离到的，被命名为汉滩病毒（Hantaan Virus），并成为汉坦病毒的代表毒株。
汉坦病毒主要引起以发热、出血和严重的肾功能衰竭等为主要症状的急性病毒性感染，曾被命名为朝鲜出血热（Korean hemorrhagic fever）、流行性出血热（epidemic hemorrhagic fever，EHF）等。1982年由WHO统一命名为肾综合征出血热（hemorrhagic fever with renal syndrome，HFRS）。本病主要流行于欧亚大陆。在我国流行地域较广，除新疆、西藏、台湾和海南省外，均有病例报告，但主要集中在东北三省、长江中下游和黄河下游各省。
除HFRS以外，汉坦病毒还可以引起其它类型的疾病。1993年，美国发现了一种类似成人呼吸窘迫综合症的新型汉坦病毒感染，以双侧肺弥漫性浸润、间质性水肿及呼吸窘迫、衰竭为特征，病死率高达60%以上。尽管许多病人伴有休克或血液学变化，但与HERS的全身性感染、多脏器受累的临床表现不同，并且经血清学、分子生物学等研究证实为一种新型的汉坦病毒感染，命名为汉坦病毒肺综合症（hantavirus pulmonary syndrome, HPS）。引起HPS的汉坦病毒代表株是辛诺柏病毒（Sin Nombre virus），与汉滩病毒的基因结构和抗原性差异显著。当地的鹿鼠是其自然感染宿主。传播方式和预防与HERS相似，但尚无有效的疫苗。
迄今，在我国仅发现了汉滩病毒和汉城病毒（Seoul virus）两种汉坦病毒，它们主要通过黑线姬鼠和褐家鼠进行传播并引起人类发生HFRS，严重威胁人们的健康。近年，由实验用大鼠或小鼠等实验动物传播的汉坦病毒感染也有报道。
一、生物学性状
形态与结构 成熟的汉坦病毒呈球形或椭圆性，直径为75nm～210nm（平均为122nm），病毒外层是双层脂质包膜，表面有由病毒糖蛋白G1和G2组成的刺突。病毒的包膜中存在有3种大小的病毒核衣壳，呈螺旋对称，均由病毒核蛋白N、RNA聚合酶L分别包绕病毒核酸的不同片段（L、M、S）组成，表现为疏松的带粗颗粒的丝状结构（图34-1）。
图34-1 汉坦病毒的形态结构
复制周期 汉坦病毒通过与细胞表面受体（可能是β3整合素）作用而吸附敏感细胞表面，经过膜融合与吞饮作用穿入细胞，在细胞内酶的作用下完成脱壳和病毒核酸释放。一方面，病毒L和S基因的mRNA直接合成L和S蛋白；而M基因的mRNA需要在膜性核蛋白体上合成G1和G2蛋白后，在高尔基体中进行糖基化处理。另一方面，病毒的RNA首先合成互补RNA，进而以互补RNA为模板合成病毒RNA。最后，病毒RNA与病毒RNA多聚酶和核蛋白形成核衣壳后，通过出芽的方式自高尔基体膜或细胞膜获得含有G1和G2糖蛋白的病毒包膜，并释放形成完整的病毒颗粒。
培养特性 汉坦病毒可在金黄地鼠肾细胞（GHKC）、长爪沙鼠肾细胞（MGKC）、非洲绿猴肾细胞（Vero E-6）及恒河猴肾（LLC-MK-2）等多种细胞中增殖。病毒增殖缓慢，一般不引起明显的CPE，有时可以出现形态不一的病毒包涵体，但感染细胞仍可生长繁殖。常用免疫荧光法测定感染细胞浆内存在的病毒抗原作为病毒增殖的指标。黑线姬鼠为敏感动物，经皮下、胸腔、鼻腔等途径接种均可感染。接种后10天左右可在鼠肺、肾、肝等脏器发现大量的病毒。病毒亦可在大鼠、小鼠或裸鼠体内生长增殖。病毒经脑内接种乳鼠进行传代适应后，毒力逐渐增强，可引起初生小鼠发生严重的脑炎而死亡。
抗原性 汉坦病毒的抗原性特异，与其他出血热病毒以及布尼雅病毒科其它属的病毒无交叉性血清学反应。但是，汉坦病毒的不同病毒株之间的抗原性存在差异。根据NT试验结果可将汉坦病毒分为6个血清型，即黑线姬鼠型、褐家鼠型、欧洲棕背鼠型、草原田鼠型、巴尔干姬鼠型和小家鼠型。在我国流行的汉坦病毒主要是黑线姬鼠型和褐家鼠型。另外，根据病毒的抗原性和基因结构特征的不同，可以把汉坦病毒分为汉滩病毒、汉城病毒和辛诺柏病毒等10型。
变异 汉坦病毒是分节段的RNA病毒，容易发生变异。病毒变异主要由病毒基因的突变与缺失、基因片段间的重排或重组等方式引起。其中，病毒的毒力变异是最常见的变异形式，可用于减毒活疫苗的筛选和病毒生物学特性的分析等。
抵抗力 汉坦病毒对热（60℃60分钟）、酸（pH<3）、UV和γ射线等敏感，对各种脂溶剂亦敏感。在4℃～20℃较稳定，可长时间维持其感染性。在鼠肺及肾内可存活150～200天。76-118病毒株在含10%血清、pH5.0～pH9.8的缓冲液中，至少可以保持活性30分钟。因此，在含有蛋白质、pH5.5～pH 8.0的啮齿类动物尿液环境中存在的病毒可能会通过气溶胶的形式进行传播。
二、致病性与免疫性
传染源与传播途径 在我国汉坦病毒的传染源主要是黑线姬鼠、褐家鼠和林区的大林姬鼠。HFRS呈季节性流行，与鼠类的繁殖活动和与人的接触时间等密切相关。如由黑线姬鼠传播的HFRS多在秋冬季（10月至1月）发病；经褐家鼠传播的HFRS主要发生在春季和夏初（3月至6月）。一般认为，病毒在鼠体内增殖后，可以随唾液、尿、呼吸道分泌物及粪便等长期、大量地排毒和污染周围环境，经呼吸道、消化道或直接接触等途径传播给人。另外，病毒感染的大鼠或小鼠等实验动物也可以传播病毒，引起汉坦病毒的实验室感染。
临床表现 人被汉坦病毒感染后，经l～3周潜伏期，出现发热、出血及肾脏损害为主的临床症状。HFRS的典型临床经过分为5期，即发热期、低血压（休克）期、少尿期、多尿期及恢复期。病死率为3％～20％不等，一般为5％左右。病死率的高低除了与病毒类型的不同、病情的轻重等有关外，还与治疗时间的早晚、治疗措施是否得当等也有很大关系。
根据传染源的不同，HFRS主要分为3个类型：①野鼠型：主要由野外黑线姬鼠、大林姬鼠传播，多发生在农业区和林区，青壮年易感，一般病情较重；②家鼠型：由褐家鼠传播，农村和城市均可发生，病情较轻，多无典型的5期经过；③实验动物型：发生在以大白鼠、小鼠等为实验对象的实验室中，实验室工作人员及饲养员等可能被感染。
发病机制 HFRS的病理改变以肾脏最为突出，主要表现为肾小球血管的充血和出血、上皮细胞变性和坏死、肾间质水肿出血和炎症细胞浸润等。本病的发病机理尚未完全清楚，可能的机制包括：①病毒的直接作用：汉坦病毒可以感染人体的各种细胞，通过病毒直接在细胞浆内的增殖造成脏器和组织细胞的损伤，并作用于血管引起血管舒缩功能障碍、微循环障碍以及血管通透性增高等；②免疫病理反应的参与：病毒感染产生的多种抗体，可以通过激活补体途径和形成抗原-抗体复合物、引起Ⅲ型变态反应等参与免疫病理。另外，病毒感染中出现的针对病毒核蛋白的细胞毒T细胞（CTL）和大量的细胞因子，如干扰素（IFN）、白细胞介素2受体（IL-2R）和肿瘤坏死因子（TNF）等也参与免疫病理反应。
免疫性 HFRS病后可获持久免疫力，再次感染发病者极少。此病毒隐性感染率较低，流行地区正常人群汉坦病毒抗体阳性率仅为1%～4％。病毒感染机体后，患者的细胞免疫功能低下，体液免疫亢进，补体水平下降。在病毒感染的早期，最早出现IgM抗体，病后第2天即可测出，1周左右达高峰，2周后开始下降；用EIA法检测IgM抗体是目前诊断HFRS的重要手段，可用于早期诊断。IgG抗体在病后第4天出现，2周左右达高峰，可持续很长时间。在HFRS患者血清中，最早出现的抗核蛋白抗体无中和作用，随后产生的抗G2和G1抗体具有中和能力，在机体感染的恢复中起重要作用。并且，恢复期患者血清中的中和抗体可以对病毒株进行分型。另外，细胞免疫也可能参与汉坦病毒的感染过程。
三、微生物学检查法
症状典型的HFRS患者，可根据临床症状进行临床诊断。但非典型患者的早期症状与流感相似，不易确诊，需要用微生物学检查方法进行辅助诊断。
血清学诊断 取病人早期及恢复期双份血清，常用IFA、ELISA、HI等方法检测病毒特异性抗体，如恢复期血清较急性期血清抗体效价升高4倍以上即有诊断意义。新建立的高密度颗粒凝集试验（high density particle agglutination，HDPA），方法简便，特异性高，适用于临床快速诊断和现场流行病学调查。
特异性抗原检查 用免疫荧光法或酶标抗体法检测患者的白细胞或尿沉渣细胞内的特异抗原。前者阳性率达82.6％，后者达71％。也可用ELISA法检测患者尿中的病毒抗原。
病毒核酸检查 用同位素、生物素等标记的病毒基因S或M节段为特异性探针，与待检标本进行核酸杂交试验，或者用RT-PCR法检测病毒RNA进行汉坦病毒感染的辅助诊断。
病毒分离 取病人急性期血液、尸检材料或野鼠脏器等（接种前制成10％悬液）立即送检。用Vero E6单层细胞培养法，也可采用动物（如出生后2～4天龄乳鼠、黑线姬鼠等）接种法进行病毒分离，再以免疫荧光法测定单层细胞内或鼠肺组织片内的病毒特异性抗原，作为病毒增殖的指标。最后可以通过病毒的形态学、血清学鉴定或PCR等方法确定病毒及其型别。
四、预防原则
控制传播 积极采取有效措施防鼠、灭鼠，并注意处理鼠的排泄物，加强实验动物的管理，改善家庭和个人的居住生活环境。注意个人防护，特别是野外工作人员和动物实验工作者的防护，避免与啮齿类动物密切接触，并防止经呼吸道或消化道摄入啮齿类动物的排泄物、污染物等而被感染。
预防接种 目前国内外已经研制出细胞培养疫苗、纯化乳鼠脑灭活疫苗和基因工程重组疫苗。我国主要使用经金黄地鼠肾细胞、长爪沙鼠肾细胞等细胞培养制备的灭活病毒疫苗等。通过分别于第1天、14天和30天各接种1次，12个月后加强免疫1次进行灭活病毒疫苗的免疫接种，可以获得95%以上的免疫保护效果。目前，正在研制可以同时预防家鼠型和姬鼠型病毒感染的双价疫苗。纯化乳鼠脑灭活疫苗在韩国等地使用也获得了满意的预防作用。另外，通过将病毒基因S节段或M节段重组于杆状病毒或痘菌病毒载体上进行表达，可望获得有发展前途的基因工程疫苗。
第二节 新疆出血热病毒
新疆出血热病毒（Xinjiang hemorrhagic fever virus，XHFV）在分类上归属于布尼雅病毒科（Bunyaviridae）的内罗病毒属（nairovirus），因于1966年首次从我国新疆塔里木盆地出血热病人血液、尸体脏器及硬蜱中分离成功而得名。该病毒所致疾病称为新疆出血热（Xinjiang hemorrhagic fever，XHF），主要经蜱传播，临床表现主要为发热、出血，但无肾脏损害。该病毒在流行病学及病毒抗原性等方面与克里米亚-刚果出血热病毒（Crimean-Congo hemorrhagic hever virus，CCHFV）相似，故认为XHFV与CCHFV可能是同一种病毒。
生物学性状 新疆出血热病毒颗粒呈球形或椭圆形，直径为90nm～120nm，外有包膜，表面有空管样突起。病毒核心外周致密，中央含少量致密斑点或细管样结构。病毒基因组为分节段的单股、负链RNA（-ssRNA），包括L、M及S节段，与病毒的核蛋白及少量的病毒多聚酶共同组成病毒核衣壳。病毒的核衣壳呈二十面体对称。以芽生方式释放。出生后l～4天的乳鼠对XHFV最为敏感，常用于病毒分离及传代。用Vero E6等细胞培养病毒通常不产生CPE，可用免疫荧光法通过检测病毒的特异性抗原以证明病毒的复制。感染细胞的胞浆内可形成嗜碱性包涵体。用交叉反向血凝抑制试验进行检测，未见各病毒株间有抗原性差异，但用单克隆抗体检测发现各病毒株间存在一定的抗原性差异。用CF和ELISA-双抗体夹心抑制试验进行分析，证明XHFV与CCHFV间的抗原性基本一致。
致病性与免疫性 新疆出血热是一种主要发生于荒漠、牧场的自然疫源性疾病，有严格的地区性和明显的季节性。野生动物（啮齿类动物）和家畜（羊、牛、马、骆驼、狐狸和塔里木兔等）是自然宿主和传染源。羊在维持XHF疫原上起重要作用。硬蜱特别是亚洲璃眼蜱（hyalomma asiaticum）是传播媒介。病毒在蜱体内增殖并可以经卵传给子代，故蜱也是病毒的长期储存宿主。由于蜱在每年的4月～6月期间大量增殖，此时也是人群发病的高峰。当人被带毒蜱叮咬或与病畜直接接触（通过破损皮肤）后，病毒可侵入人体，经5～7天的潜伏期发病，临床表现以发热和出血为主要特征。人感染该病毒后可以刺激机体产生中和（NT）抗体、补体结合（CF）抗体和血凝抑制（HI）抗体。其中NT抗体出现较早，维持较久。病后可获得持久免疫力。
微生物学检查法 新疆出血热的确诊主要依赖于病毒的分离鉴定和患者双份血清中特异性抗体的检查。
防治原则 防治措施主要包括防蜱咬和灭蜱，严格隔离病人，并对病人血液、分泌物、排出物等要进行消毒处理，加强医务人员的防护，避免直接接触病人的血液等而被感染。用乳鼠脑组织培养精制的病毒灭活疫苗具有一定的预防效果。
第三节 埃博拉病毒
非洲出血热（Africa hemorrhagic fever）主要包括埃博拉热（Ebola fever）和马堡热（Marburg fever），分别由埃博拉病毒（Ebola virus）和马堡病毒（Marburg virus）感染所致。两种病毒均为RNA病毒，同属于丝状病毒科（Filoviridae）的丝状病毒属（filovirus），形态结构酷似，但抗原性明显不同。非洲出血热的主要临床特点是高热、皮肤瘀血、紫癜、鼻衄、消化道和泌尿生殖道出血、血小板减少以及明显的全身中毒症状，常导致休克和死亡。非洲出血热病毒的储存宿主是啮齿类动物，经密切接触可以传播给人。人与人主要是通过密切接触及体液（尿或粪便）等的污染而传播。目前尚无特异性防治措施。主要采取维持肾功能和水电解质平衡、积极控制出血和休克等支持疗法进行治疗。
1967年马堡出血热首先发现于德国和南斯拉夫接触过非洲绿猴的实验人员，并且可以在人与人之间传播发病，死亡率很高。用豚鼠和各种细胞培养等从感染者分离出的病毒与任何已知病毒均无相同抗原关系。其储存宿主不明。该病主要在非洲的肯尼亚、南非等地流行，潜伏期为3～16天，死亡率为20％。
埃博拉病毒感染引起埃博拉热，因首先在扎伊尔境内的埃博拉河流域发生大流行而命名。1976年的爆发流行中被感染的500例患者，有400例死亡，死亡率达80%；1995年爆发流行时，在1～6月份共发生315例，其中244人死亡，病死率为77%。近年，在扎伊尔、刚果、加蓬等非洲国家又发生了埃博拉出血热的爆发流行。
生物学性状 埃博拉病毒颗粒具有多形性，呈管状、丝状或索状等，直径为80nm，长度约800nm至数千nm；外被脂蛋白包膜，病毒包膜表面有7nm长的刺突。病毒核酸为单股、负链RNA（-ssRNA），与病毒核蛋白和多聚酶共同组成螺旋对称的核衣壳，存在于病毒的核心。
致病性 埃博拉病毒感染者是主要的传染源。在暴发流行期间，医护人员等可以通过与患者接触，特别是被患者的体液感染而发病。病毒可以通过感染全身的组织细胞、特别是肝脏细胞进行增殖并释放入血。患者死亡的主要原因是严重的皮肤和内脏出血以及失血性休克等，与病毒感染后血小板功能异常和血管损伤有关。埃博拉热的临床特点是经过3～7天的潜伏期后，突然发病；早期出现流感样非特异症状（如发热、肌肉疼痛等），发病后5～7天出现严重的出血，伴有剧烈腹泻、呕吐和皮肤淤斑；进而迅速衰竭，于发病后7～16天出现死亡，死亡率高达50%～80%。
免疫性 埃博拉病毒感染后机体免疫反应的差异可以影响病毒的复制过程以及患者的临床表现和预后。在病毒感染后的生存者体内，首先出现高滴度的针对埃博拉病毒核心蛋白和40?103病毒蛋白质的抗体，并伴有游离病毒抗原的清除和细胞毒T细胞的激活等。但在病毒的致死性感染者体内，主要表现为严重的体液免疫反应受损，通常测不到病毒特异性IgG抗体和IgM抗体；T细胞被早期激活后，在病人死亡前数日内可出现严重的血管内皮细胞凋亡以及CD3、CD8等相关T细胞的消失。说明人体感染埃博拉病毒后，部分病例可出现严重的免疫抑制。
微生物学检查法 埃博拉病毒是高度危险的病原体，必须在专门的实验设施内进行病毒的分离与鉴定。目前在非洲疫区主要通过检测埃博拉病毒的特异性IgM和IgG抗体以及检查病毒抗原或核酸等进行诊断。
（1）病毒特异性抗体的检查：病人血液中的病毒特异性IgM抗体在发病后2～9天出现，持续存在到发病后1～6个月；IgG抗体在发病后6～18天出现，持续存在到发病后2年以上。用基因工程方法制备出的病毒核心蛋白羧基端多肽为抗原，建立的检测埃博拉病毒IgG抗体的ELISA方法，特异性和敏感性较高。但对于部分急性期血清中特异性抗体滴度很低的患者，应同时进行病毒抗原或核酸的检测。
（2）病毒特异性抗原和核酸的检查：已经证实检测埃博拉病毒抗原与检测病毒核酸的一致性几乎达到100％，敏感度很高。并且，用?射线照射标本并灭活病毒后，再检测病毒抗原或RNA时，实验安全性增高，且实验结果也不受显著影响。
防治原则 目前尚无有效的预防埃博拉病毒感染的疫苗。重要的防治措施是加强对感染者的隔离以及对实验室和医护人员的防护，避免接触感染者的血液、分泌物等以减少被感染的机会。高效价抗埃博拉病毒抗体可以在一定程度上防止病毒感染，在受到埃博拉病毒攻击后48小时内使用，有较高的保护作用，可用于发生意外感染人员的紧急处理。另外，动物实验研究表明，用病毒糖蛋白或核心蛋白制备的DNA疫苗或重组体可保护小鼠免受埃博拉病毒的感染。