甲型H5N1流感病毒 :甲型流感病毒的一个高致病性亚型

更新时间:2023-08-15 18:59

甲型H5N1流感病毒(流行性感冒 A (H5N1) 病毒)也称为高致病性甲型H5N1禽流感病毒(Highly Pathogenic Avian Influenza A (H5N1) Virus),是正黏病毒科甲型流感病毒的一个高致病性病毒亚型,其血凝素(HA)为第5亚型,神经氨酸酶(NA)为第1亚型。该病毒粒子呈球形、多形性,直径为80~120nm,有包膜,病毒核心含有螺旋化的核糖核蛋白配位化合物(RNP)。甲型H5N1流感病毒对乙醚三氯甲烷丙酮等有机溶剂及热敏感,病毒对低温抵抗力较强,4℃在粪便中可存活35天,在有丙三醇保护的情况下可保持活力1年以上。

患甲型H5N1流感或携带该病毒的鸟纲是主要传染源,直接从禽传播到人是人感染甲型H5N1流感病毒的主要方式。人群对甲型H5N1流感病毒普遍缺乏免疫力,人感染该病毒的潜伏期为1~7天,通常为2~4天。甲型H5N1流感病毒感染多呈急性起病,始发症状一般表现为流感样症状,出现高热,体温大多在39℃以上,热程一般1~7天不等,常伴有咳嗽、咳痰、咽喉痛、流涕等症状。轻症病例预后良好,但重症患者病情发展迅速,可出现急性呼吸窘迫综合征、胸腔积液等多种并发症,病死率高达50%。根据流行病学资料、临床症状、病毒分离及血清学抗体检测等可进行诊断。甲型H5N1流感主要采用对症治疗、药物治疗(奥司他韦扎那米韦、金刚胺等)、免疫调节治疗(血浆治疗、糖皮质激素等)及根据病情选择适当抗菌药物治疗等。

截至2018年,无临床批准使用的人用甲型H5N1新型冠状病毒疫苗,但很多国家包括中国有应急储备疫苗,可紧急情况下用于人群的免疫接种。甲型H5N1流感的预防主要包括:监测及控制传染源、切断传播途径、保护易感人群。该病为中原地区乙类传染病。1997年在中国香港确诊人感染甲型H5N1流感病毒后,该病引起全球的高度关注。2003年至2023年2月25日,全球21个国家共报告了873例人类感染甲型H5N1流感病例,其中458人死亡。

历史

1878年,禽流感病毒首次发生于意大利,当时称之为鸡瘟。1900年其病原体首次被人发现,认为是一种滤过性病毒,称之为真性鸡瘟病毒。直到1955年才经血清学证实属甲型流感病毒。此后,禽流感病毒一直在世界各地家禽中普遍存在,并造成了程度不同的影响,其中1995年在苏格兰鸡中首次发现了甲型H5N1流感病毒。

甲型H5N1流感病毒在许多地理区域的野生鸟类和家禽中广泛传播,但人类病例相对较少。2022年1月至2023年12月27日,8个国家报告19例人类散发病例,其中重症病例9例,死亡病例5例,轻症病例3例,无症状病例7例。自1997年以来,23个国家共报告了902例散发性人感染甲型H5N1流感病毒病例,累计病死率大于50%,其中人感染甲型H5N1流感病毒的病例在2006年(9个国家115例)和2015年(4个国家145例)达到高峰,主要是由于埃及大流行,有136例病例。

分型

根据核蛋白基质蛋白反应原性的不同,将流行性感冒病毒分为甲(A)型、乙(B)型、丙(C)型,其中甲型流感病毒根据病毒糖蛋白血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)的不同,可分为18个血凝素亚型(H1~H18)和11个神经氨酸酶亚型(N1~N11),高致病性禽流感病毒均为H5亚型和H7亚型,主要有H5N1、H5N2、H7N2、H7N3、H7N7、H7N9等。

病原学

形态结构

甲型H5N1流感病毒粒子呈球形、多形性,直径为80~120nm,有包膜,其病毒包膜主要由离子通道蛋白M2(matrix)、双层脂质膜、糖蛋白突起组成,其糖蛋白突起长10~14nm,分为HA及NA,二者比例为4:1。病毒粒子含有1%核糖核酸,5%~8%糖类,20%脂质,70%蛋白。病毒核心含有螺旋化的核糖核蛋白复合物(RNP),它由核衣壳蛋白(nucleoprotein),3种聚合酶PB1(polymerase basic1)、PB2(polymerase basic2)、PA(polymerase acid)以及分节段-ssRNA基因组成。

理化特性

消毒剂敏感性

甲型H5N1流感病毒为一种带囊膜病毒,故对乙醚三氯甲烷丙酮等有机溶剂敏感,乙醚,4℃,24小时可完全灭活病毒,80%丙处理10分钟,75%乙醇10分钟可使病毒失去活力,含1%有效氯的氯消毒剂30分钟可以灭活病毒。流行性感冒病毒为负链病毒,病毒核酸不具备感染性。

物理灭活

甲型H5N1流感病毒对热比较敏感,65℃加热30分钟或煮沸(100℃)2分钟以上可灭活。紫外线灭活病毒,常能引起病毒的多重复活,因而紫外线灭活标本仍需在BSL-3实验室操作,因此不建议使用。

宿主外生存时间

甲型H5N1流感病毒4℃在粪便中可存活35天,37℃在粪便中可存活6天,在pH5的条件下也具有存活能力。病毒对低温抵抗力较强,在有丙三醇保护的情况下可保持活力1年以上。

基因组结构

甲型H5N1流感病毒的基因组包括8个单股、负链核糖核酸节段,8个基因片段是以1:1比例包含在病毒内部。在8个病毒RNA(vRNA)节段的3'端有12个保守的核苷酸序列,5'端有13个保守的核酸序列,这些序列具有转录启动子的活性。截至2015年,共发现甲型流感病毒编码13种蛋白。

病原学特点

所有感染人的甲型H5N1流行性感冒病毒8个基因片段全部为禽源,没有发生与人群或者猪群中流行的流感病毒的重配。

甲型H5N1流感病毒主要识别和结合的受体末端为SAα2,3Gal的低聚糖,人上呼吸道气管上皮细胞含SAα2,6Gal的寡糖,人的肺泡上皮细胞和细支气管上皮细胞含SAα2,3Gal的寡糖。因此病毒复制部位主要在下呼吸道,这可能是限制甲型H5N1流感病毒在人间传播的重要原因。

传播机制

传染源

患甲型H5N1流感或携带甲型H5N1流感病毒的鸟纲是主要传染源,但不排除患者或其他动物成为传染源的可能。

传播途径

虽然呼吸道感染甲型H5N1流感病毒的确切途径及位置尚未完全明确,而直接从禽传播到人是人感染甲型H5N1流感病毒的主要方式。

可疑的感染途径有接触病毒污染的媒介或含有禽类粪便的肥料、经呼吸道吸入气溶胶中的传染性排泄物,尚不清楚是否可经人胃肠道感染。

尚无人与人之间直接传播的确切证据。有限的流行病学调查显示存在聚集感染。

感染机制

由于甲型H5N1流感病毒可以感染肺泡上皮细胞(以Ⅱ型肺泡上皮细胞为主),机体往往产生很强的免疫病理反应,大量的细胞因子和趋化因子过度表达,从而造成免疫病理损伤,临床表现为肺炎休克型肺炎

同时甲型H5N1流行性感冒病毒不同于季节性流感病毒,季节性流感病毒感染往往只局限于呼吸系统,但是甲型H5N1流感病毒感染后会出现病毒血症,可以在血浆中检测和分离到病毒,而且病毒会扩散到全身各个器官组织,甚至包括脑组织。在人的粪便标本中也检测到病毒。有限的研究表明这种病毒的全身扩散可能会加剧病情的进展,而且巨噬细胞可能在其中发挥了重要作用。

易感与高危人群

人群对甲型H5N1流感病毒普遍缺乏免疫力。儿童病例居多,病情较重,无明显性别差异。与不明原因病死家禽或感染、疑似感染甲型H5N1流行性感冒病毒家禽密切接触人员为高危人群。

潜伏期

人感染甲型H5N1流感病毒的潜伏期为1~7天,通常为2~4天。患者在潜伏期末即有传染性,在病初的2~3天传染性最强。

临床表现

甲型H5N1流感病毒感染多呈急性起病,始发症状一般表现为流感样症状,出现高热,体温大多在39℃以上,热程一般1~7天不等,常伴有咳嗽、咳痰、咽喉痛、流涕、鼻塞、呼吸困难、头痛、肌肉酸痛和全身不适,部分患者可有恶心、腹痛、腹泻消化道症状,个别患者可出现精神神经症状,如烦躁、妄。

轻症病例预后良好,但重症患者病情发展迅速,患者一般均有肺炎表现,可出现急性呼吸窘迫综合征、胸腔积液、肺出血、全血细胞减少、败血症、休克、肾衰竭、Reye综合征等多种并发症,严重者可致死亡,病死率高达50%,若体温持续超过39℃,应警惕重症倾向。

诊断检查

诊断

根据流行病学资料、临床症状及实验室检测进行诊断。常应用病毒培养分离、核酸扩增技术及血清抗体检测,实验室检测是确诊甲型H5N1流感不可或缺的条件。凡是到过疫区或接触过病禽及带病毒动物的分泌物及排泄物,出现类似流感症状的人员,尤其是不明原因肺炎,经规范抗菌药物治疗3~5日,病情无明显改善或呈进行性加重者,结合实验室检测结果可做出诊断。

流行病学史

诊断标准

另外,在流行病学史不详的情况下,根据临床表现、辅助检查和实验室检查结果,特别是从患者呼吸道分泌物或相关组织标本中分离出特定病毒,或采用其他方法,甲型H5N1流感病毒特异抗原或核酸检查阳性,或发病初期和恢复期双份血清甲型H5N1流感病毒毒株抗体滴度升高4倍或以上者,也可以确定诊断。

检查

血常规

外周血白细胞总数一般不高或降低,重症患者多有白细胞总数及淋巴细胞下降;血小板出现轻到中度下降。

生化检查

丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、磷酸肌酸激酶、乳酸脱氢酶等升高。

病原学及血清学检查

主要包括病毒分离、病毒抗原检测、核酸检测和血清学检测。病毒分离为实验室检测的“金标准”;病毒的抗原和核酸检测可以用于早期诊断;抗体检测可以用于回顾性调查,但对病例的早期诊断意义不大。

病毒核酸检测

指检测呼吸道标本(咽拭子、鼻拭子、鼻咽或气管抽吸物、痰)中的流感病毒核酸,包括RT-PCR(逆转录-聚合酶链式反应)和实时RT-PCR方法等,病毒核酸检测的特异性和敏感性好,且能快速区分病毒型别和亚型,一般使用甲型流感病毒通用引物以及H5特异性引物进行检测。

病毒分离培养

多采用狗肾上皮细胞和鸡胚从H5N1感染病例的呼吸道标本特别是下呼吸道标本中分离甲型H5N1流感病毒。该操作需要在生物安全3级实验室开展。

病毒抗原检测(快速诊断试剂检测)

快速抗原检测方法可采用免疫荧光的方法,检测呼吸道标本(咽拭子、鼻拭子、鼻咽或气管抽取物中的黏膜上皮细胞),使用单克隆抗体来区分甲、乙型流感,一般可在数小时以内获得结果。其他还有胶体金试验,一般能在10-30分钟获得结果。但是抗原快速检测试剂一是灵敏度较低,而且不能检测H5N1特异性抗原,因此不建议使用。

血清学诊断

检测甲型H5N1流感病毒特异性免疫球蛋白G(IgG)抗体水平。动态检测的IgG抗体水平恢复期比急性期有4倍或以上升高有回顾性诊断意义。

影像学检查

X线胸片可见肺内斑片状、弥漫性或多灶性浸润,但缺乏特异性。重症患者肺内病变进展迅速,呈大片毛玻璃状或肺实变影像,少数可伴有胸腔积液

鉴别诊断

感染性疾病

传染性非典型肺炎(SARS)

与发病者有密切接触史,或属受传染群体发病者之一或有明确传染他人的证据;发病前2周内曾到过或居住于报告非典疫情的地区;实验室从事有关SARS研究或接触。临床表现同甲型H5N1流感病毒感染相似,但实验室检查双份血清SARS-Cov-Ab滴度4倍或以上升高;RT-PCR检测连续3次以上发现SARS-Cov特异性基因片段;电镜下在肺泡、肺泡灌洗液或尸检标本中发现SARS-Cov颗粒。

巨细胞病毒肺炎(CMV肺炎)

见于器官移植后长期使用免疫抑制剂,患者常在接受移植60天后,易发生CMV肺炎。临床进展迅速,表现同甲型H5N1流感病毒感染相似,确诊靠检测CMV抗原,CMV lgM抗体增高或IgG4倍升高等或病理检査见胞浆内嗜酸性包涵体

嗜军团菌肺炎

机体免疫功能正常也能感染,潜伏期为2~10天,病情进展迅速,使用有效的抗生素治疗有反应。确诊需病原学。即痰培养、胸腔积液培养有军团菌属生长;双份血清抗体效价4倍或以上升高;病原荧光染色阳性。

卡氏肺孢子菌肺炎

见于免疫功能低下、器官移植后或HIV感染后患者,临床症状为发热、干咳呼吸困难胸痛,可在短期内进展为ARDS。肺部影像学表现为弥漫性间实质病变,确诊靠病原学证据。

非感染性疾病

特发性急性间质性肺炎

常发生在平素体健者。表现为发热、咳嗽和呼吸困难,影像学表现同急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。实验室检查无特异性。确诊难度大,需靠肺病理学检查,并除外其他各种原因所致的ARDS。

外源性过敏性肺泡炎

常因反复吸入有机粉尘或化学活性物质引起的免疫介导的肺部疾病,分为急性、亚急性和慢性3种类型。急性病例临床、影像学表现同ARDS,但有抗原接触史、血清中检测到特异性抗体,肺泡灌洗液中活性CD8+细胞明显增加。

干预治疗

对症治疗

患者宜卧床休息,进食易消化的食物,补充能量并摄入适量的维生素和水分,保持液体出入量平衡,注意口腔卫生。高热时以物理降温为主,慎用退热药。

药物治疗

抗病毒治疗

针对甲型H5N1流感的特异性药物主要包括两类,一类是烷胺类药物,即M2离子通道抑制剂,包括金刚烷胺和金刚乙胺;另一类是神经氨酸酶(NA)抑制剂,包括奥司他韦扎那米韦、帕拉米韦、拉尼那米韦。

免疫调节治疗

抗菌药物

如果已高度怀疑或已确诊为H5N1感染,一般不提倡抗菌治疗,但如果合并细菌感染,可根据当地和所在医院的情况选择抗菌药物治疗。

并发症治疗

结合临床,选择适当的氧疗措施、维持电解质、酸碱平衡、抑制炎症反应等治疗措施。

出院标准

13岁(含13岁)以上患者的出院,原则上需同时具备下列条件且持续7天以上:体温正常;临床症状消失;胸部X线影像检查显示病灶明显吸收。12岁(含12岁)以下儿童的出院,不仅应同时具备上述条件,而且要求病程满21天。

预防免疫

疫苗

无临床批准使用的甲型H5N1流感新型冠状病毒疫苗,但很多国家包括中国有应急储备疫苗,可紧急情况下用于人群的免疫接种。在临床上研究的疫苗有灭活疫苗、亚单位疫苗、佐剂疫苗等。

预防

监测及控制传染源

加强鸟纲疾病的检测,受感染动物立即销毁,将甲型H5N1流感疫点周围半径3km范围划为疫区,捕杀疫区内的全部家禽,对疫源地进行封锁消毒,并对疫区5公里范围内的易感禽类进行强制性疫苗紧急免疫接种。加强对密切接触禽类人员的检疫,加强对来自动物疫情流行国家或地区的运输工具的防疫消毒。

切断传播途径

一旦发生甲型H5N1流感疫情,对病鸡群进行严格隔离、封锁、扑杀、销毁并对场地进行全面清扫、清洗、彻底消毒。医院收治患者的门诊和病房要做好隔离消毒;避免接触鸟纲,接触时应戴手套和口罩,医护人员要做好个人防护。同时,加强检测标本和实验室甲型H5N1流感病毒毒株的管理,进行甲型H5N1流感病毒分离的实验室应达到生物安全三级标准。

保护易感人群

平时应养成良好的个人习惯,勤洗手,注意卫生。对于密切接触者或高危人群,可以试用口服抗流感病毒科药物进行预防。

流行病学

1997年在中原地区香港确诊人感染甲型H5N1流感病毒后,该病引起全球的高度关注。2003年,人感染H5N1再次在东南亚国家出现,随后一直都零散发生,并播散到欧洲、非洲等地区。自2003年到2014年9月止,全球有阿塞拜疆孟加拉国柬埔寨、中国、吉布提、埃及、印度尼西亚伊拉克巴基斯坦土耳其、缅甸、尼日利亚老挝泰国越南加拿大等16个国家报告650例确诊病例(386例死亡,其中埃及、印度尼西亚和越南等三国的病例占所有病例的比例超过60%)。

中国自从2003年以来,在北京、湖南省安徽省辽宁省福建省、新疆、湖北、上海市广东省广西壮族自治区贵州省等11个省市相继发现并确认了45例人感染甲型H5N1病例,其中30例死亡。

2003年至2023年2月25日,全球21个国家共报告了873例人类感染甲型H5N1流感病例,其中458人死亡。

2024年5月22日,澳大利亚维多利亚州卫生部门确认,一名从境外返回的儿童被诊断出感染H5N1型禽流感病毒,这是澳大利亚首次发现人类感染禽流感病例。

相关研究

抗体药物研究

针对甲型H5N1流感的药物治疗,通常以抗甲型流感病毒的通用药物为主,如金刚烷胺、金刚乙胺、磷酸奥司他韦等,但上述药物存在明显的耐药性。科学工作者对基因工程抗体药物进行研发,以甲型流感病毒血凝素(HA)为靶点的单克隆抗体已进行了大量研究,部分抗体药物已进入临床Ⅱ期研究阶段。

M1蛋白作为流感病毒科基质蛋白,在甲型流感病毒中高度保守且基因序列稳定,是制备针对甲型流感病毒特异性抗体的良好作用靶点。科学工作者以甲型H5N1流感病毒的M1蛋白作为抗原,制备其全人源胞内抗体,进一步开发可在细胞内外全面抑制H5N1流感病毒的抗体药物。

疫苗佐剂研究

提高疫苗抗感染功效的有效策略之一是添加佐剂,将佐剂添加到疫苗抗原中或与疫苗抗原一起使用以增强特异性免疫反应。许多佐剂已被批准用于流感疫苗,包括硫酸铝钾、MF59(由鲨烯水包油乳液和两种表面活性剂吐温80、脱水山梨糖醇三油酸甘油酯乳化而成)、AS03(一种由角鲨烯、DL-α-生育酚和聚山梨80组成的佐剂)、AF03(一种水包油佐剂)和病毒体等,其中研究实验证实MF59能够增加抗体表位库的多样性以及抗体与H5N1等病毒的结合亲和力。

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