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正在出现的病毒

admin  发表于 2017年09月28日

出血热病毒(hemorrhagic fever virus)是已知的最危险的生物传媒之一。每年都要发现新的病毒,而人为的以及自然环境的变化均有利于病毒的传播。

1993年5月,新墨西哥州的一对年轻夫妇在急性发作呼吸困难之后不几天就死去了。两人都突然发高烧、肌肉痉挛、头痛和剧烈咳嗽。研究人员立即查阅世界各地是否已记载过类似的病例。在1992年12月1日到1993年6月7日之间发生于新墨西哥州、科罗拉多州和内华达州早被鉴定出的有24个病例。这些病人中的11位已故去。

在感染状况下所进行的细菌学、寄生物学和病毒学等测试均呈阴性。接着把样品送到设在亚特兰大的美国疾病控制和预防中心(CDC), 进行了所有已知病毒的测试,研究人员最后在一些病人的血清中检查出了对一类叫做汉滩型病毒 (hantavirus)的抗体。应用分子生物学方法进行的研究表明,病人已受到以前尚不知道的、现在叫做无名病毒(Sin Nombre)的一种出血型病毒的感染。

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新的和更有效的分析技术正在鉴定出感染性病原体的数目不断增加的成员。这些病毒绝大多数都是 10年前也许曾被忽略了的或误当成其它已知的病毒类型的。无名病毒不会单独发生感染。前年,耶鲁大学医学院的一位研究人员偶然地受到萨比亚(Sabia)病毒的侵染,该病毒是1990年从巴西圣保罗州的因突发疾病而死亡的一位农业工程师的体内首次分离得到的。

萨比亚病毒和无名病毒所引起的疾病可以划为出血热。病人发高烧,高烧之后往往出现出血,使病人的健康受损。表皮出血通过瘀斑(表皮下血管释放出微量的血),伤痕或紫瘢(典型的紫色变色作用)之类的皮肤表征而表现出来。其它的心血管疾病、消化道疾病、肾病和神经系统疾病等并发症可能接踵而至。在最严重的情况下,病人会因大量出血或有时多数器官衰竭而死亡。

出血热病毒可分成若干系谱。最早认识的是黄病毒属。黄病毒属包括引起黄热病并由蚊子传病的阿马里耳病毒(黄热病毒),以及由蚊子和蜱传播的疾病(如登革热)有关的其它病毒。图2示出的病毒最近被归属于三个其它的系谱:砂粒病毒、布尼亚病毒(含有无名病毒的一组病毒)和丝状病毒(filoviruses)它们还拥有 根据最早发现它们引起该病大发生的地方而取的名字,像普马拉病毒、瓜纳里托病毒和埃博拉病毒之类。

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与出血热病有关的所有砂粒病毒和布尼亚病毒在各种动物群体中自然传播。它们直接地在人的个体间传播实际上是罕见的。流行病多少与作为病毒贮主和有时作为帮助把病毒传递给人的介体的动物之存在有关联。各种啮齿类动物是这些病毒最好的住所,因为这些啮齿类动物受感染 时不表现出征兆。尽管如此,这些啮齿类动物通过粪便(特别是拉尿)排出生活于其中的病毒粒子。作为这些病毒一员之丝状病毒仍然是个谜:我们不知道这些病毒是怎样传播的。

出血热病毒是通常称作正在出现的病原物的最具威胁性的例子。它们实际上并不是新的病毒。现存的病毒之间的突变或基因重组能够增强致病性,而所谓新型的病毒看来通常是已经生存了数百万年的病毒。当环境条件变化时才会出现图2中的各型病毒。环境条件的变化使得病毒得 以在宿主体内增殖和扩散,于是新的疾病有时就会显现出来。

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诊断技术的改进

外观上显现出来的新病毒还同时有助于病毒学鉴定技术的迅速进展。在巴西圣保罗被诊断为萨比亚病毒感染的第一位病人原来被认为患了黄热病。这种实际上有关系的媒体物被鉴定出来,只是由于把样品送到了装备有分离病毒设备的实验室。由于绝大多数出血热病毒流行于热带地区,那里的医院一般诊断设备 都不足,而且许多病人都住不起医院,所以此种情况实属罕见。即使如此,之所以能够迅速的鉴定出无名病毒只是由于先前几年的工作对无名病毒的认识逐渐积累之故。

汉滩病毒通常引起一种具有肾部病征的叫做出血热的疾病;一千年前的中医教科书中已有记载。西方国家对出血热病感兴趣是在朝鲜战争期间,当时2000多名联合国军士兵在1950年到1953年间得了出血热病。尽管由于病毒学家们的努力,但直到1976年才在朝鲜的引起出血热的病毒的主要贮主田鼠的肺部鉴定出了此种媒体物。从分离病毒到将其用于细胞培养以及到制备出能够用作诊断血清学试验的试剂这些病毒研究中的基本步骤要历时四年多。之所以将该病毒取名Hantaa(汉滩), 系得自朝鲜的汉滩川。汉滩病毒 (Hantavirus)还流行于日本和俄罗斯,而在巴尔干发现的类似的病毒所产生的疾病亦一样严重。

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欧洲现存有一种非致命的类型。1934年瑞典将其描述为“肾炎流行病(“nephritic epidemic”),而它的媒体物直到1980年才被鉴定出来。1983年芬兰分离出了这种病毒,将其按芬兰的一个湖的名称命名,取名普马拉砂粒病毒。在西北欧定期地暴发普马拉病毒。从1977年开始,单单是法国东北部就记录有505个病例。患病的人数看来正在上升,而这也许是由于医生正在比以前采用更多的生物学试验以及由于近年这些试验变得更为灵敏之故。

因此,我们只用了大约10年时间就制备出了鉴定汉滩病毒所需的试剂。由于这些试剂和研究方法能识别标志新近侵染的抗体,所以美国疾病控制和预防中心的科学家们1993年在跟踪病毒引起的疾病方面是迅速的。可是,特异性抗体的存在未必就能明确的证明有相应的病原体的侵染。由不同病毒共有的抗体的出现所引起的假阳性反应和交叉反应是可能的。建立在聚合酶链式反应基础上的现代技术允许基因片断倍增(复制)和编序。它提供了病人的确受到汉滩病毒感染的证据。无名病毒的鉴定费时不超过8天。

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感染的媒介物

出血热病毒大暴发的主要原因是由于人类活动所造成的生态平衡遭到破坏。世界人口的膨胀扰乱了几十年前仍然就是稳定的生态系统,并方便了携带致病病毒的动物与人类的接触。流行于委内瑞拉的、 于1989年发现的瓜纳里托砂粒病毒就是一个真实的例子。最初的15个病例就是在委内瑞拉中部已经开始砍伐的林区发现的。这个动物贮主是棉鼠属的种;工人们掀起的由晒干的鼠尿和排泄物所污染的尘土 ——是最常见的传播方式之一。后来,在同一地区诊断出 了100多个其它病例。

早已知道的与出血热有关的另一些砂粒病毒——例如,1952年出现在玻利维亚的马休波(Machupo) 砂粒病毒,和1958年在阿根廷鉴定出的胡宁(Junin)砂粒病毒。这两种病毒能够存在于叫做黄昏鼠的啮齿动物种内;黄昏鼠的玻利维亚种进入类的住宅。从1974年直到最近,玻利维亚开展了一场灭鼠运动以防止马休波砂粒病毒感染人类。然而,平息了 20年后,马休波砂粒病毒又在同一地方重新出现,1994 年夏,有一七口之家全部感染了马休波砂粒病毒。

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本世纪四十年代末,引起阿根廷出血热的胡宁砂粒病毒出现于布宜诺斯艾利斯西部的大草原中。大面积的种植玉米维持丁携带胡宁砂粒病毒的黄昏鼠阿根廷种的巨大群体,并增加了这些啮齿动物与农业 工人之间的接触。今天的机械化已在机器的前面安装有农业机械的控制器:联合收割机不仅掀起遮天蔽日的可感染的尘云,而且当联合收割机偶然地压碎黄昏鼠时还形成了感染性血液的大气微粒。

萨比亚(Sabià)砂粒病毒至今已知只造成一人死亡,但在巴西完全有可能出现的其它病例则尚未被诊断出来。如果农业措施使圣保罗的居民与啮齿动物媒介接触,那末就会有流行病发生的真实危险。在欧洲,普马拉(Punmala)汉滩病毒的主要贮主黄颈田鼠是林区动物。当在森林中用手拾柴禾时或在棚内和仓库内工作时,最常见的污染途径是吸入被污染了的灰尘。

造成危险的环境变化的并不总是人类。无名病毒在美国的出现是1993年春季在新墨西哥州、内华达和科罗拉多州的山区和沙漠发生的暴雨雪所致。无名病毒的主要宿主是居住于松果内的鹿鼠(deer mouse);异常高的湿度特别有利于作物的繁茂,因而鹿鼠繁殖快。在1992—1993年间鹿鼠的密度增加了 10倍。

蚊子传播病毒

有些布尼亚病毒由蚊子携带而不是啮齿动物。因此,修筑堤坝和扩展灌溉设施之类的生态扰乱行为均能助长这些媒体物。堤坝升高了水位,有利于昆虫的繁殖,而且还使人和动物聚集于新的人口中心。这两个因素也许可以解释非洲的东非大裂谷之两次流行病:一次是1977年发生于埃及,另一次是1987年出现 在毛里塔尼亚。1931年由于非洲西部和南非的绵羊中暴发了一些动物流行病,所以很早以前就认识了应与其有关的布尼亚病毒。与生病的或死亡的动物接触的一些饲养员受了感染,但当时对人类的此种感染尚不严重。这种状况在1990年就变得比较严重了。阿斯旺水坝建成后,牛的损失最惨重;受感染的200000人中,死了 600人。毛里塔尼亚修筑贾马水坝之后于1987年发生了一场小的流行病。

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在一些蚊子的种中,特別是伊蚊属(Aedes)的一些种中发现了东非大裂谷热病毒。雌蚊把病毒传递 给它们的卵。在干旱条件下,蚊子的数量受到限制,但丰富的雨量或灌溉使它们得以迅速的繁殖。在蚊子吸血的过程中把病毒传染给了人类,牛起了孵化器的作用。

偶然的污染

尽管重要,但生态的扰乱不是新病毒出现的唯一原因,较差的医疗保健则能助长流行病。1969年元月,尼日利亚拉沙的一位作护士工作的修女,在工作时得了病。她在死亡前感染了其他两个修女,其中一个修女死了。一年后,在同一医院暴发了流行病。调查发现,受感染的25人中有17人可能曾在第一个死难者住过院的病房里住过。拉沙病毒是一类砂粒病毒。   

生物企业也存在着危险。许多疫苗都是由动物细胞制备的。如果动物细胞受到了污染,就有可能把未经鉴定的病毒传播给那些注射疫苗的人的危险。1967年在受污染的血细胞的培养物中就是以此种方式 显示出一种新的出血热病和一种新的病毒系谱丝状病毒。

在德国的马尔堡,有25人在制备由绿长尾猴血液组成的细胞培养物后得了病,死了七人。在法兰克福和南斯拉夫,所有接受来自乌干达的猴的实验室均同时报导了有其它病例的出现。这些猴子本身也死了,表明它们不是Marburg(马尔堡) (热)病毒的天然贮主。非洲已报导过用Marburg病毒天然感染的4个 病例,但既没有发现贮主也没有发现天然的传播方式。更明显的是Marburg病毒能够在医院增殖:第二个病例就发生在治疗人员中间。

1976年,在苏丹南部和扎伊尔北部前后两个月相继发生由不同病毒引起的两起热病流行病。在扎伊尔,由埃博拉河环绕的扬巴库 (Yambuku)医院,总计有318个病例,有280人死亡。其中有85人接受 了该医院的注射。流行病经鉴定是由一种新的病毒埃博拉病毒所引起的。

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Marburg病毒和埃博拉病毒都属于丝状病毒,之所以如此称呼是由于在电子显微镜下,能够看见它们有1500纳米长的丝状结构(与之相比,砂粒病毒的球形微粒,其直径大约为300纳米)。丝状病毒系谱的这两个代表是特别危险的。1989年.美国疾病控制和预防中心的专家们当得悉关在弗吉尼亚州雷斯顿一动物检疫设施种的来自菲律宾的食蟹弥猴因受到埃博拉型丝状病感染死亡时, 都处于恐慌之中。埃博拉丝状病毒也是由接受来自菲律宾的猴子的其它动物设施中分离得到的。可是,在这种动物流行病之后没有记载有人得病,它证实了即使有密切亲缘的病毒在其作用上也大不相同。

1995年1 月,我们从一位病人身上分离到了以前尚不知道的埃博拉病毒型,该病人系因亲手触摸由于奇特的流行病正在大量死亡的野生黑猩猩的样本而受感染。来自象牙海岸的死了的这些黑猩猩是进一步的证据:灵长类动物并不是丝状病毒的天然贮主,而贮主尚未被鉴定出来。尽管Marburg很少感染人,但1995年5月在扎伊尔再度披露出埃博拉病毒引起了人的流行病。

可变换的朦胧的目标

在出血热病毒中发现的极大进化变异性和进化速度来源于它们的遗传材料的本性之中。像其它许多的病毒类型那样,出血热病毒一般含有由RNA(核糖核酸)组 成的基因,而不是大多数生物所含有的DNA。这些病毒的RNA是“负链” (“negative-standed”)——在它能够用于在感染细胞中制造病毒蛋白之前,RNA必须由 RNA聚合酶转变成正链。RNA聚合酶在此过程中经常出错。由于这 些错误得不到纠正,所以感染细胞就会出现积累有突变的异质的病毒群体。这类“准种”(“quasispecies”) 的存在说明这些病毒迅速适应了环境的变化。一些病毒适应于非脊椎动物而另一些病毒则适应于脊椎动物,但它们均破坏了它们的宿主的免疫系统。致病的变异株系就可能容易出现。

还存在着其它的异质性源。砂粒病毒和布尼亚病毒的共有特性是它们均具有分段的基因组(布尼亚病毒有三个RNA片断,砂粒病毒有两个RNA片断)。当细胞受到两种病毒的相同的普通类型的感染时,于是它们就能够重组,结果使一种病毒的片断与另一种病毒的片断相连接,产生出叫做重组体的新类型。

尽管我们对这些病毒整体成分有一个基本的了解,但对它们是怎样致病的仍知之甚少。远远超出当地热带医院有限的研究手段之外,以致除了在符合非常严格的安全要求的实验室之外,不能处理它们。世界上只有少数实验室而不是全部都拥有这种所需的设备。虽然要安全地控制培养瓶内的病毒是比较简单的。但要触摸受感染的猴子则是相当危险的:研究人员们有被生病动物抓伤或咬伤而受感染的危险。可是,象老鼠之类的比较普遍的实验动物又不能够适合用来研究这些病毒,原因是这些动物当其受病毒感染时不生病。

我们知道,出血热病毒对人体具有特有的影响。它们引起血小板这种凝血系统的主要细胞的数量减少。但是,这种叫做血小板减少症的减少作用不足以解释出血症状。有些出血热病毒直接破坏受感染的细胞;另一些出血热病毒则扰乱免疫系统和影响细胞的功能。

在第一类群的出血热病毒中,有溶细胞的病毒布尼亚病毒,它引起的疾病叫克里米亚-刚果热 (Crimean-Congo fever)和东非大裂谷热,有丝状病毒Marburg病毒和埃博拉病毒,以及出血热病毒的原型黄病毒阿马里耳(Amaril)。它 们的潜伏期一般较短,往往不到一个星期。严重的病情是对一些器官(特别是肝)攻击的结果。当大部分肝受到破坏时,人体不能产生足够的凝固因子,这就部分的阐释了出血症状。这些病毒还通过血小板粘住血管内表的方式来改变血管的内表。这种凝固的内管消耗补充的凝固因子。而且,内衬这些管的细胞被迫分开,就能使血浆外渗成无法止住流血,引起水肿(体液在组织内的积累)或严重的低血压。

砂粒病毒则列入非溶细胞的类群。它们的潜伏期较长,而且尽管它们侵入机体的大多数组织,但它们通常并不造成严重的伤害。相反,砂粒病毒抑制免疫系统,延迟其抗体的产生,直到感染的首次临床表征出现后大约一个月才有抗体产生出来。砂粒病毒只稍微地抑制血小板的数量,但它们并不钝化血小板。神经并发症是常见的。

无名病毒像砂粒病毒那样,它们并不直接地破坏细胞而是有一个较长的潜伏期(12〜21天)。它们瞄准毛细血管管壁的内衬细胞。汉滩病毒和普马拉病毒入侵肾内的毛细血管管壁的衬细胞,由于肾脏不能正常工作从而引起水肿和炎症反应。与之相比、无名病毒侵入肺毛细血管并通过不同的方法造成死亡:它引起急性肺水肿。

控制的前景

一些研究小组正试图建立国际监视网络,它们将跟踪所有正在出现的传染性病原体。世界卫生组织已建立了一个跟踪出血热病毒的网络,而对其它昆虫传播的病毒尤其要保持 警惕。

一旦检查出一种病毒,就有希望掌握与之斗争的方法。一种抗病毒药物三氮唑核苷(ribavirin)在中国汉滩病毒流行期间证明是有效的。阿根廷正在进行最大的努力去开发一种预防胡宁病毒的疫苗。实际上抗动物的东非大裂谷热和抗人的黄热病的疫苗已被核准使用。可是尽管有了抗黄热病的疫苗,黄热病目前正在很少注射过疫苗的非洲横行。

其它的方法则受到限制,原因是要控制作为病毒的天然贮主和媒介的动物,或要预测有利于病症暴发的生态改变,是困难的或者是不可能的。在拉沙砂粒病毒和马休波砂粒病毒爆发期间,开展消灭啮齿动物媒介的运动是有效的,但在乡村地区要长期持续这类计划往往是不可能的。

实验室和医院本来可以采取预防措施,但令人啼笑皆非的是那里竟成了一些流行病的扩增器。在实验室内,必须把与出血热有关的病毒控制在最大的限制条件下(术语上称之为生物安全性4级)。实验室必须处于低压下,致使没有潜在的传感性病毒 微粒能够逃脱;病毒本身应该封闭在仍然处于低压状态的密封系统内。在医院,对某些病毒来说,感染的危险以病人为甚,所以必须采取如下的严格的安全措施:医院全体人员必须带防毒面罩、手套和保护服装,废弃物必须消毒。使用低压室以加强预防。

自从青霉素广泛使用以来,许多人开始相信,流行病不再是一种威胁了。全球流行的引起艾滋病的人免疫缺损病毒(HIV),已经证明此种看法是自满的。出血热病毒确实使人烦恼,而减少病毒带来的损失之道 路仍然是有限的。


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