第26章 呼吸道病毒
呼吸道病毒是指以呼吸道为侵入门户,在呼吸道黏膜上皮细胞中增殖,引起呼吸道局部感染或呼吸道以外组织器官病变的病毒。据统计,90%以上的急性呼吸道感染由该类病毒引起。
呼吸道病毒的种类 正黏病毒科 流感病毒 副黏病毒科 副流感病毒 麻疹病毒 腮腺炎病毒 呼吸道合胞病毒 其他病毒 腺病毒 风疹病毒 呼肠病毒 正黏病毒科 流感病毒 副黏病毒科 副流感病毒 麻疹病毒 腮腺炎病毒 呼吸道合胞病毒 其他病毒 腺病毒 风疹病毒 呼肠病毒 鼻病毒 冠状病毒
流行性感冒病毒 (Influenza Virus) 流行性感冒病毒,简称流感病毒,有甲、乙、丙三型,其中,甲型流感病毒最易变异,是反复流行最为频繁和引起流感全球流行的重要病原体。
20世纪大流行
1918-19 大流行 Spanish Flu H1N1 virus, Genetics: “avian like” Global spread ~2 yr Mortality 20~50 million
H5N1 in wild birds, poultry & humans – 5/19/06
Avian Influenza – H5N1
H7N9 outbreak
生物学特性 球形或丝状,球形直径80-120nm,有包膜 病毒结构 核糖核蛋白(RNP)(核衣壳)螺旋对称 核 心 分节段的单负链RNA,7-8个片段 核蛋白(NP),与每个RNA片段结合 3个依赖RNA的RNA多聚酶蛋白 内层:基质蛋白(M1 蛋白) 外层:脂质双层膜(来自宿主细胞,M2嵌于其中) 刺突:糖蛋白(血凝素与神经氨酸酶) 包膜
甲型流感病毒结构示意图 NA HA 分节段的(-)SS RNA RNA多聚酶 核糖核蛋白(RNP) M2 M1 1 2 3 4 5 6 7 8 PB2 RNA多聚酶 PB1 PA RNA 核糖核蛋白(RNP) RNP
NA HA HA:NA 5:1
血凝素(hemagglutinin,HA) 形态结构: 为糖蛋白。柱状,为三聚体,每个单体经细胞蛋白酶裂解后,成HA1和HA2二个亚单位
功能: 1、介导病毒的吸附和穿入宿主细胞有关 HA1:与上皮细胞唾液酸受体结合 HA2:与细胞膜融合 2、与红细胞表面唾液酸受体结合,红细胞凝集 3、有抗原性,刺激机体产生抗体 抑制血凝(血凝抑制抗体) 中和病毒感染(中和抗体,保护性抗体) 4、具有亚型和株的特异性,是甲型流感病毒亚 型划分的主要依据之一。
神经氨酸酶(neuraminidase,NA) 形态结构 四个亚单位组成的四聚体,呈蘑菇状。 功能 参与病毒释放:水解感染细胞表面糖蛋白末端的N-乙酰神经氨酸,促进病毒释放。 促进病毒扩散:破坏与细胞膜上特异性受体的结合。 有抗原性,能刺激机体产生抗体,能抑制 酶的水解作用,但不能中和病毒的感染。
特点:虽然为RNA病毒,但病毒基因组的转录复制均在宿主细胞核内进行。
流 感 病 毒 电 镜 照 片
A/Hong Kong/03/68(H3N3) A/swine/Iowa/15/30(H1N1) 分型与命名 分 型:根据RNP和M蛋白抗原性不同 分为甲、乙、丙三型, 抗原性稳定,未发生变异 分亚型:甲型根据HA和NA抗原不同, 分多个亚型,抗原性不稳定,易发生变异 命 名:1980年WHO新命名法 型别/宿主/分离地点/序号/分离年代(HA、NA亚型号) A/Hong Kong/03/68(H3N3) A/swine/Iowa/15/30(H1N1)
型别与变异 甲型病毒很容易引起变异, HA、NA的变异,即亚型的变异 两种变异形式: 抗原漂移 antigenic drift 变异幅度小(1%) 量变 中小流行 抗原转换 antigenic shift 变异幅度大(新亚型)质变 暴发流行
甲型流感病毒抗原转换引起的世界流行 流行年代 亚型类别 代表株 1918 H0N1 (原甲型) A/PR/8/34 (H0N1) 1947 H1N1(亚甲型) A/FM/1/47 1957 H2N2(亚洲甲型) A/Singapore/1/57 1968 H3N2(香港甲型) A/HongKong/1/68 1977 H1N1 H3N2 A/USSR/90/77
Where do “new” HA and NA come from?
Generation of A/CALIFORNIA/04/2009(H1N1) pandemic swine flu by multiple reassortments of genomic segments of influenza A virus.
培养特点 1、可在鸡胚和培养细胞中增殖 2、初次分离接种于鸡胚的羊膜腔 3、感染后不引起明显的病变, 用血凝或血吸附或免疫方法鉴定 抵抗力 1、不耐热,56℃30分钟灭活 2、对干燥、紫外线、乙醚、甲醛、乳酸敏感
致病性与免疫性 致病性: 传染源-------病人或病毒携带者 传播途径----呼吸道飞沫 致病机理----呼吸道上皮细胞内增殖, 细胞病变、纤毛坏死脱落 继发感染----抵抗力低者,继发细菌感染,肺炎等 病毒-----呼吸道-----机体释放细胞因子和干扰素 局部粘膜上皮炎症 全身症状
NORMAL TRACHEAL MUCOSA 3 DAYS POST-INFECTION 7 DAYS POST-INFECTION Lycke and Norrby Textbook of Medical Virology 1983
所致疾病 流行性感冒( Influenza ) 特点:发病率高,病死率低 重症: 年幼 老年人 免疫缺陷患者 慢性心肺疾病患者
临床表现 非特异性症状 发热,头痛,咳嗽,流涕,乏力 肺部并发症 肺外并发症 流感病毒性肺炎 继发细菌性肺炎 心肌炎 心脏并发症 Reye’s syndrome Guillian-Barré syndrome
结局 流感主要死因 继发细菌感染 心衰 死亡人数中90%超过65岁
免疫性 细胞免疫 决定病毒的清除和疾病的恢复 体液免疫 抗-HA中和抗体(局部SIgA和血清抗体) 对预防感染和阻止疾病发生起重要作用 可持续几十年,对同型病毒有牢固免疫力
微生物学检查 1、病毒分离培养: 取鼻咽拭子或咽漱液接种培养细胞或鸡胚 2、血清学诊断: 双份血清,恢复期效价大于急性期4倍有诊断价值 常用方法 血凝抑制试验 中和试验 酶免疫试验 补体结合试验 3、其他试验: 直接分泌物中测抗原、核酸杂交、PCR等
防治原则 公共场所空气的消毒 疫苗的应用(灭活和减毒活疫苗) 抗病毒药物 化学药物:盐酸金刚烷胺等 生物制剂:干扰素 中草药: 板兰根等
第二节 副粘病毒 (Paramyxoviridae) 共同特性: 1、体积稍大于正粘病毒,衣壳螺旋对称 2、刺突含有HA、NA或HN、F蛋白或无 3、单负链RNA不分节段 4、病毒基因能编码多种蛋白
麻疹病毒 (Measles Virus) 为麻疹的病原体,是儿童呼吸道急性传染病
病毒可在许多原代或传代细胞(如人胚肾、人羊膜、Vero、HeLa等细胞)中增殖,产生融合、多核巨细胞等CPE。在胞浆及胞核内均可见有嗜酸性包涵体。
多核巨细胞的形成
致病性与免疫性 致病性 传染源:急性期患者 传播途径:为通过飞沫或鼻腔分泌物传播 所致疾病:麻疹 传染性强
致病过程 入侵(CD46为病毒受体) 呼吸道上皮细胞内增殖 入血(第一次病毒血症) 侵入淋巴组织和单核吞噬细胞系统增殖 再入血(第二次病毒血症) 多种组织、器官受累,出现典型临床症状
麻疹的临床表现 潜伏期约10~14天 高热、畏光、鼻炎、眼结膜炎、咳嗽 口颊粘膜出现柯氏斑(Koplik),随后出现红色斑丘疹(离心性),4天后消退,脱屑 并发症:肺炎,脑炎 亚急性硬化性全脑炎(SSPE)
Koplik’s spots
全身症状:发热,随后出现全身性红色斑丘疹 少数并发亚急性硬化性全脑炎(SSPE ) 常见并发症为肺炎,最严重为脑炎 致病特点 传染源为急性期患者,呼吸道飞沫传播 全身感染性疾病,出现二次毒血症 局部症状:咳嗽、流涕、泪、柯氏斑
免疫与预防 病后获得长期牢固免疫力,抗体可持续终生 恢复依靠细胞免疫,抗体在抵抗再感染中起作用 母亲抗体能保护新生儿 主动免疫用减毒活疫苗 紧急被动免疫用丙种球蛋白或胎盘球蛋白
腮腺炎病毒(Mumps Virus) 是流行性腮腺炎的病原体,呼吸道传染病 致病免疫与预防 病毒通过飞沫或直接接触传播,儿童为易感者 病毒随血侵入腮腺及其它器官 主要症状为腮腺肿大,但约30%的感染无症状 并发症有睾丸炎、卵巢炎及病毒性脑炎 后可获牢固的免疫力 预防用三联疫苗(麻疹、风疹、腮腺炎)
(respiratory syscytial virus,RSV) 呼吸道合胞病毒 (respiratory syscytial virus,RSV) 婴幼儿严重呼吸道感染最重要的病原因子 致病特点 1、通过手、污染物品和呼吸道传播,易在冬季流行 2、婴幼儿中引起细支气管炎或细支气管肺炎 较大儿童和成人主要引起上呼吸道感染 3、也是医源性感染的重要病原体 4、致病机制不全清楚,主要是免疫病理细胞损伤 5、感染后免疫力不强,也无安全有效的疫苗
RSV的致病机制 呼吸道上皮细胞内增殖,病理免疫 病毒不入血 支气管坏死物与粘液、纤维蛋白粘连在一起,易导致气道阻塞 可并发严重的细支气管炎和肺炎
RSV的免疫及预防 感染后免疫力不强,不能防止再感染 至今未有有效的预防疫苗 抗体促进作用
第三节 冠状病毒 (coronavirus) 概述:是引起人类普通感冒的最重要病原体之一,也可引起婴儿腹泻,2003年3月鉴定的人冠状病毒SARS-CoV,是引起严重急性呼吸综合症世界流行的病原体。
形态结构 病毒基因组:线状不分节段的正单链RNA。 核衣壳:螺旋对称形。 包膜:有。 主要蛋白包括:衣壳蛋白N、基质蛋白M、刺突蛋白S、糖蛋白HE。
致病性及免疫性(冠状病毒) 传播途径:气溶胶、飞沫传播。 好发季节:冬春季。 潜伏期:2到5天。 临床表现:类似感冒的上呼吸道感染。 免疫:预后免疫力不强
致病性及免疫性( SARS-CoV ) 传播途径:气溶胶、飞沫传播。 潜伏期:4到5天。 临床表现: 发热为首发症状。 然后出现干咳、胸闷等症状。 胸片表现单侧或双侧高密度影。 免疫性:感染后机体产生保护性抗体 非典病人胸片
第四节 其他呼吸道病毒
风疹病毒 (Rubella Virus) 呼吸道传染病风疹的病原体 主要特性 正链RNA,大小60nm 衣壳为二十面立体对称有包膜,刺突 刺突有血凝性 只有一个血清型, 人是其唯一自然宿主
所致疾病 病毒 风疹 呼吸道传播,儿童是主要易感者 局部淋巴结增殖后经病毒血症散播全身 主要症状为发热,麻疹样出疹等, 通过胎盘
先天性风疹综合症 垂直感染所致 先天感染的主要致病原 表现为先天性心脏病、耳聋、白内障等
免疫与防治 自然感染后可获持久免疫力 母亲抗体可保护胎儿免受风疹病毒感染 预防的重点对象是育龄期妇女 接种风疹减毒活疫苗(MMR)效果良好
腺病毒(Adenovirus) 生物学特性 60~90nm,双链DNA,不分节段,无包膜病毒 二十面立体对称,具12个顶角的五邻体 有纤维刺突,含病毒吸附蛋白、抗原性和血凝性
腺 病 毒 模 型
人 人 致病性 呼吸道 传播途径: 胃肠道 密切接触 引起疾病 眼感染:滤泡性结膜炎,流行性角膜结膜炎 急性呼吸道感染与肺炎 急性胃肠炎与腹泻、婴儿腹泻 其他:少数型别能引起细胞转化和动物肿瘤
腺病毒引起的眼结膜炎
其他病毒 鼻病毒 28-32 nm,球型,RNA病毒,无包膜 普通感冒最重要的病原体 50%的上呼吸道感染由它引起 呼肠病毒 主要引起上呼吸道感染和胃肠道疾病