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資料:什麼是埃博拉病毒

2014-07-31 14:46:44|來源:《科學》雜志|字號:

埃博拉病毒

埃博拉(Ebola virus)又譯作伊波拉病毒,是一種能引起人類和靈長類動物產生埃博拉出血熱的烈性傳染病病毒,有很高的死亡率,在50%至90%之間,致死原因主要為中風、心肌梗塞、低血容量休克或多發性器官衰竭。病毒以非洲剛果民主共和國的埃博拉河命名(該國舊稱扎伊爾),是一個用來稱呼一群屬於纖維病毒科埃博拉病毒屬下數種病毒的通用術語。

這種病毒來自“Filoviridae”族。“埃博拉”屬於絲狀病毒,這是一種十分罕見的病毒,1976年在蘇丹南部和扎伊爾即現在的剛果(金)的埃博拉河地區發現它的存在后,引起醫學界的廣泛關注和重視,“埃博拉”由此而得名。

埃博拉病毒是引起人類和靈長類動物發生埃博拉出血熱的烈性病毒,其引起的埃博拉出血熱(EBHF)是當今世界上最致命的病毒性出血熱,感染者症狀與同為纖維病毒科的馬爾堡病毒極為相似,包括惡心、嘔吐、腹瀉、膚色改變、全身酸痛、體內出血、體外出血、發燒等。

病毒歷史

“埃博拉”是扎伊爾(即剛果民主共和國)北部的一條河流的名字。1976年,一種不知名的病毒光顧這裡,瘋狂地虐殺“埃博拉”河沿岸55個村庄的百姓,致使數百生靈涂炭,有的家庭甚至無一幸免,“埃博拉病毒”也因此而得名。事隔3年(1979年),“埃博拉”病毒又肆虐蘇丹,一時尸橫遍野。經過兩次“暴行”后,“埃博拉”病毒隨之神秘地銷聲匿跡15年,變得無影無蹤。

1995年1月起在扎伊爾及1996年2月起在加蓬暴發流行:在扎伊爾基奎特(Kikwit)市發病316例,死245例,病死率78%﹔在加蓬奧果韋伊溫多(Ogooue Ivindo)發病46例,死31例,病死率67.4%。據世界衛生組織公布的最新數字顯示,全世界已有1100人感染這一病毒,其中793人喪生。醫學界尚未找到預防埃博拉病毒的疫苗和其來源,也沒有發現有效的治療方法。

結構形態

“埃博拉”病毒的形狀宛如中國古代的“如意”,利用電子顯微鏡對埃博拉病毒屬成員的研究顯示,其呈現一般纖維病毒的線形結構。病毒粒子也可能出現“U”字、“6”字形、纏繞、環狀或分枝形,不過實驗室純化技術也可能是造成這些形狀產生的因素之一,例如離心機的高速運轉可能使病毒粒子變形。病毒粒子一般直徑約80納米,但長度可達1400納米,典型的埃博拉病毒粒子平均長度則接近1000納米。在病毒粒子中心結構的核殼蛋白由螺旋狀纏繞之基因體RNA與核殼蛋白質以及蛋白質病毒蛋白VP35、VP30、L組成,病毒包含的糖蛋白從表面深入病毒粒子10納米長,另外10納米則向外突出在套膜表面,而這層套膜來自宿主的細胞膜,在套膜與核殼蛋白之間的區域,稱為基質空間,由病毒蛋白VP40和VP24組成。

EBOV在常溫下較穩定,對熱有中等度抵抗力,56℃不能完全滅活,60℃30min方能破壞其感染性﹔紫外線照射2min可使之完全滅活。對化學藥品敏感,乙醚、去氧膽酸鈉、β-丙內酯、福爾馬林、次氯酸鈉等消毒劑可以完全滅活病毒感染性﹔鈷60照射、γ射線也可使之滅活。EBOV在血液樣本或病尸中可存活數周﹔4℃條件下存放5周其感染性保持不變,8周滴度降至一半。-70℃條件可長期保存。

EBOV的自然宿主雖尚未最后確定,但已有多方証據表明猴子及猩猩等野生非人靈長類動物以及其他動物有EBOV感染現象。証據1:1976年、1996年、2002年的流行,源於人類接觸野外死亡的猩猩﹔証據2:菲律賓出口的猴子多次查出EBOV,但沒有發現發病﹔証據3:2003年8月剛果(布)衛生健康部的調查表明,野外黑猩猩,野豬體內可查到EBOV。

致病性

埃博拉病毒粒子的直徑為80納米,長度為970納米,屬絲狀病毒科。較長的奇形怪狀的病毒粒子相關結構可呈分枝狀或盤繞狀,長達10微米。來自扎伊爾、象牙海岸和蘇丹的埃波拉毒株其抗原性和生物學特性不同。第4個埃博拉毒株(Reston)能引起人以外的靈長目動物致命性的出血性疾病﹔文獻報導有極少數人感染此病毒,臨床上無症狀。1976年在蘇丹流行時,病死率為53.2%﹔在扎伊爾,高達88.8%。因此,世界衛生組織將其列為對人類危害最嚴重的病毒之一,即“第四級病毒”。有些患者在感染埃博拉病毒48小時后便不治身亡,而且他們都“死得很難看”,病毒在體內迅速擴散,大量繁殖,襲擊多個器官,使之發生變性,壞死,並慢慢被分解。病人先是內出血,繼而七竅流血不止,並不斷將體內器官的壞死組織從口中嘔出,最后因廣泛內出血、腦部受損等原因而死亡。照顧病人的醫生護士或家庭成員,和病人密切接觸后可被感染。有時感染率可以很高,如蘇丹流行時,與病人同室接觸和睡覺者的感染率為23%,護理病人者為81%。醫院內實驗人員感染和發病也有好幾起。

埃博拉病毒主要是通過病人的血液、唾液、汗水和分泌物等途徑傳播。實驗室檢查常見淋巴細胞減少,血小板嚴重減少和轉氨?升高(AST>ALT),有時血澱粉?也增高。診斷可用ELISA檢測特異性IgG抗體(出現IgM抗體提示近期感染)﹔用ELISA檢測血液、血清或組織勻漿中的抗原﹔用IFA通過單克隆抗體檢測肝細胞中的病毒抗原﹔或者通過細胞培養或豚鼠接種分離病毒。用電子顯微鏡有時可在肝切片中觀察到病毒。用IFA檢測抗體常導致誤判,特別是在進行既往感染的血清學調查時。實驗室研究有很大的危險性,應該隻在有防護措施防止工作人員和社區感染的地方開展(4級生物安全實驗室)。

感染潛伏期為2天左右。感染者均是突然出現高燒、頭痛、咽喉疼、虛弱和肌肉疼痛。然后是嘔吐、腹痛、腹瀉。發病后的兩星期內,病毒外溢,導致人體內外出血、血液凝固、壞死的血液很快傳及全身的各個器官,病人最終出現口腔、鼻腔和肛門出血等症狀,患者可在24小時內死亡。

在大約1500例確診的埃博拉案例中,死亡率高達88%。

埃博拉是人畜共通病毒,盡管世界衛生組織苦心研究,至今沒有辨認出任何有能力在爆發時存活的動物宿主,目前認為果蝠是病毒可能的原宿主。因為埃博拉的致命力,加上目前尚未有任何疫苗被証實有效,埃博拉被列為生物安全第四級(Biosafety Level 4)病毒,也同時被視為是生物恐怖主義的工具之一。

盡管醫學家們絞盡腦汁,作過許多探索,但埃博拉病毒的真實“身份”,至今仍為不解之謎。沒有人知道埃博拉病毒在每次大爆發后潛伏在何處,也沒有人知道每一次埃博拉疫情大規模爆發時,第一個受害者是從哪裡感染到這種病毒的。“埃博拉”病毒是人類有史以來所知道的最可怕的病毒之一,病人一旦感染這種病毒,沒有疫苗注射,也沒有其他治療方法,實際上幾近自己給自己判了死刑。用一位醫生的話來說,感染上“埃博拉”的人會在你面前“融化”掉。唯一的阻止病毒蔓延的方法就是把已經感染的病人完全隔離開來。

病毒分型

已確定埃博拉病毒分4 個亞型,即埃博拉-扎伊爾型(EBO-Zaire)、埃博拉-蘇丹型(EBO-Sudan)、埃博拉-萊斯頓型(EBO-R) 和埃博拉-科特迪瓦型(EBO-CI)。不同亞型具有不同的特性,EBO-Z和EBO-S對人類和非人類靈長類動物的致病性和致死率很高﹔EBO-R對人類不致病,對非人類靈長類動物具有致死性作用﹔EBO-CI對人類有明顯的致病性,但一般不致死,對黑猩猩的致死率很高。

2009年7月9日,在新一期美國《科學》雜志上報道,在菲律賓一些農場的豬身上鑒別出一種名為reston的埃博拉病毒(EBO-R)此但與其他類型的埃博拉病毒不同,到目前為止,它還沒有對人造成威脅。

品種

扎伊爾埃博拉病毒

扎伊爾埃博拉病毒有高達90%的致死率,在流行地區死亡率1976年為88%、1977年為100%、1994年為59%、1995年為81%、1996年為73%、2001年至2002年為80%,2003年則是90%,2007年平均為83%。

1976年8月26日首次於扎伊爾北邊城鎮爆發,首位個案紀錄為44歲教師Mabalo Lokela,當時他的高燒被診斷為疑似瘧疾感染,並且接受奎寧注射治療,這位病人每日回醫院就診觀察,一周后卻惡化為無法控制的嘔吐,帶血腹瀉、頭痛、暈眩伴隨呼吸困難,並開始自口、鼻、直腸等多處開始出血,於9月18日過世,病程僅約2周。

不久之后,更多病患帶著相似的症狀就醫,包括發燒、頭痛、肌肉痛、關節痛、疲倦、惡心、暈眩等。這些常發展成帶血腹瀉、嚴重嘔吐和多發性出血,初期傳染可能肇因於重復使用用過卻未消毒之針筒,后續傳染主要則是照顧病患時,在沒有適當安全措施的情況下受到病毒侵襲或傳統埋葬前置作業的清洗過程。

蘇丹埃博拉病毒

蘇丹埃博拉病毒在1976年首次在蘇丹棉花廠工人身上被發現。研究人員指出,這名工人應該是在工廠中或附近接觸到到帶原生物宿主,但在檢測過工廠附近的動物及昆虫后仍一無所獲,帶原宿主至今仍是未知。

第二個病例是一位住在蘇丹的夜店負責人,當地醫院用盡所有的方法治療他都沒有效果,最后還是宣告不治。醫護人員在治療時並沒有適當的防護措施,導致病毒傳遍醫院發生大爆發。

最近的爆發發生於2004年5月。2004年5月,蘇丹Yambio縣回報20個病例,並有五人死亡。疾病管制局在幾天后確認這些病例為蘇丹埃博拉,鄰近國家例如烏干達、剛果皆增加邊界的守衛,以控制疫情。1976年蘇丹埃博拉的平均死亡率為53%,1979年為68%,2000年至2001年間為53%,平均死亡率為53.76%。

雷斯頓埃博拉病毒

1989年11月首次在一群由菲律賓進口至美國維珍尼亞州雷斯頓的食蟹猴(Macaca fascicularis)身上發現。此一病毒對猴子有很高的致死率,但對人類並沒有致命性。

1990年2月,雷斯頓埃博拉病毒再次在雷斯頓、德州及菲律賓爆發。1992年及1996年,更多病例在意大利托斯卡納和德州發現。所有感染的猴隻出現與猿猴出血熱類似的症狀。在這兩次爆發中,沒有任何人類受到感染。

科特迪瓦埃博拉病毒

科特迪瓦埃博拉病毒這個品種首先在科特迪瓦的塔伊國家公園中被發現。在1994年11月1日,二隻黑猩猩尸體在森林裡被發現。檢驗人員發現在心臟中的血液是棕色的且已液化(通常尸體中的血液在死亡十幾小時之后就應該完全凝固),內臟外觀並沒有明顯痕跡,肺中充滿血液。從黑猩猩身上採取到的組織顯示,此病毒與蘇丹埃博拉及1976年爆發的扎伊爾埃博拉十分相似。 1994年后,更多死亡的黑猩猩被發現,科學家用許多方法對病毒進行檢測。感染的來源被認為是一隻被黑猩猩捕食且帶有病毒的疣猴。

執行尸體檢驗的其中一位科學家感染了病毒。她出現了類似登革熱的症狀並在一星期后被送到瑞士治療。兩個星期后出院,在感染病毒之后的第六個星期完全康復。

傳播性

敏感動物

各種非人類靈長類動物普遍易感,經腸道、非胃腸道或鼻內途徑均可造成感染,感染后2∼5天出現高熱,6∼9天死亡。發病后1∼4天直至死亡,血液都含有病毒。豚鼠、倉鼠、乳鼠較為敏感,腹腔、靜脈、皮內或鼻內途徑接種均可引起感染。成年小鼠和雞胚不敏感。

人群普遍易感,無論其年齡和性別。高危人群包括埃博拉出血熱病人、感染動物密切接觸的人員如醫務人員、檢驗人員、在埃博拉流行現場的工作人員等。

敏感細胞

綠猴腎細胞(Vero)、地鼠腎細胞(BHK)、人胚肺纖維母細胞等均可用培養EBV。病毒感染細胞后7h,培養物中可檢測到病毒RNA,18h達高峰,48h后可見到細胞病變。7∼8天后細胞變圓、皺縮,染色后可見細胞內病毒包含體。

傳播方法

專家們在研究中發現,“埃博拉”病毒有一定的耐熱性,但在60攝氏度的條件下60分鐘將被殺死。病毒主要存在於病人的體液、血液中,因此對病人使用過的注射器、針頭、各種穿刺針、插管等,均應徹底消毒,最可靠的是使用高壓蒸氣消毒。埃博拉病毒還可能經過空氣傳播。實驗人員將恆河猴的頭部露出籠外,讓其吸入直徑1微米左右含病毒的氣霧,猴子4∼5天后發病。每天與病猴密切接觸的6個工作人員的血清發現該病毒抗體陽性,其中5人沒有受過外傷,也無注射史,因此認為可通過飛沫傳播。

埃博拉病毒

埃博拉病毒

病毒可透過與患者體液直接接觸,或與患者皮膚、黏膜等接觸而傳染。病毒潛伏期可達2至21天,但通常隻有5至10天。

雖然猴子間的空氣傳染在實驗室中已被証實,但並不能証明人與人之間能夠透過空氣傳播病毒。美茵嘉護士是空氣傳染的可能病例,研究人員並不確定她是如何接觸到病毒。直至現在,埃博拉病毒的流行大都是因為醫院的環境,糟糕的公共衛生、隨處棄置的針頭、缺乏負壓病房都對醫護人員造成極大威脅。因為較好的設備及衛生,在現代化的醫院中,埃博拉病毒幾乎不可能爆發大規模流行。

在疾病的早期階段,埃博拉病毒可能不具有高度的傳染性。在此期接觸病人甚至可能不會受感染。隨著疾病的進展,病人的因腹瀉、嘔吐和出血所排出的體液將具有高度的生物危險性。由於缺乏適當的醫療設備和衛生訓練,疫情的大規模流行往往發生在那些沒有現代化醫院和訓練有素的醫務人員的貧困地區。許多感染源存在的地區正好具有這些特征。在這樣的環境下,控制疾病的僅有措施是:禁止共享針頭,在嚴格消毒情況下也不能重復使用針頭﹔隔離病人﹔在任何情況下都要依照嚴格的規程,使用一次性口罩、手套、護目鏡和防護服。所有醫護人員和訪問工作者都應當嚴格執行這些措施。

地區分布

埃博拉出血熱目前為止主要呈現地方性流行,局限在中非熱帶雨林和東南非洲熱帶大草原,但已從開始的蘇丹、剛果民主共和國擴展到剛果共和國、中非共和國、利比亞、加蓬、尼日利亞、肯尼亞、科特迪瓦、喀麥隆、津巴布韋、烏干達、埃塞俄比亞以及南非。非洲以外地區偶有病例報道,均屬於輸入性或實驗室意外感染,未發現有埃博拉出血熱流行。雖然埃博拉病毒目前僅在個別國家、地區間歇性流行,在時空上有一定的局限性。

流行區感染,異地發病:到目前為止,英國、瑞士報道過輸入病例,均為流行區旅行,參與診治病人或參與調查研究人員。沒有流行。

防范措施

控制傳播

控制“埃博拉”的擴散,首先要密切注意世界埃博拉病毒疫情動態,加強國境檢疫,暫停進口猴子主要限制來自疫區的猴子,到目前為止還沒發現除靈長類動物以外的其他動物是埃博拉病毒的宿主。對有出血症狀的可疑病人,應隔離觀察。一旦確診應及時報告衛生部門,對病人進行最嚴格的隔離,即使用帶有空氣濾過裝置的隔離設備。醫護人員、實驗人員穿好隔離服,可能時需穿太空服進行檢驗操作,以防意外。對與病人密切接觸者,也應進行密切觀察。

輔助性治療

治療首先是輔助性的,包括使病毒入侵最小化,平衡電解質,修復損失的血小板以便防止出血,保持血液中氧元素含量,以及對並發症的治療。排除個別病例,埃博拉康復者的血清在治療疾病中並沒有什麼作用。干擾素對埃博拉也是無效的。在猴子試驗中,凝固干擾素似乎能起一些作用,使原本100%必死的感染猴中存活下33%。USAMRIID的科學家宣稱,4隻感染埃博拉病毒的獼猴中有3隻康復。目前對埃博拉病毒病尚無特效治療方法,一些抗病毒藥如干擾素和利巴韋林無效,主要是支持和對症治療,包括注意水、電解質平衡,控制出血﹔腎衰竭時進行透析治療等。

用恢復期患者的血漿治療埃博拉病毒病患者尚存在爭議。

疫苗研制

埃博拉病毒

埃博拉病毒

2006年2月美國國家衛生研究院負責人加裡·納貝爾稱,預防致命性埃博拉病毒的疫苗已經通過了最初的人類安全檢測,其令人充滿希望的跡象表明,這種疫苗能使人類免受此病的感染。

已經有21人接受了早期測試的試驗性疫苗。不過納貝爾提醒說,仍需進行更多的研究以証實這種疫苗是否成功。

納貝爾和研究中心的同事從含有3個埃博拉蛋白質的DNA中研發出疫苗。他們說,這種疫苗能令猴子對埃博拉有免疫力。疫苗不僅能抑制這種病的傳播,還能保護醫生、護士和動物飼養員,以防患於未然。

各國舉措

美國參議院2004年5月19日通過“生物盾牌計劃”法案,批准撥款56億美元用於美國預防生物或者化學武器襲擊。法案涉及的生化襲擊包括天花、炭疽病、肉毒杆菌毒素、瘟疫和埃博拉病毒等。

這項名為“生物盾牌計劃”的法案規定,在未來十年內,美國將鼓勵制藥企業研究與開發針對生物恐怖活動的應對措施,加快對解毒藥品的批准過程,在緊急情況下允許政府向公眾提供未經食品和藥物管理局(FDA)批准的某些治療方法。

日本一個研究小組合成了外表和結構與埃博拉病毒十分相似、但毒性要弱得多的病毒。這種病毒可用於研究埃博拉病毒的感染和毒性發作機制,幫助開發埃博拉疫苗,防止生物恐怖。

這種埃博拉類似病毒是東京大學河岡義裕教授領導的研究小組合成的。除了基因不同,這種病毒的外形、結構形式及所包含的蛋白質都與真正的埃博拉病毒一樣,並且也能感染人體細胞。河岡教授去年曾成功合成了真正的埃博拉病毒。

埃博拉病毒共包含7種蛋白質,其構造是在細管狀外殼中包裹著基因和蛋白質復合體。電子顯微鏡觀察顯示,埃博拉類似病毒與真正的埃博拉病毒外表十分相似。埃博拉類似病毒的毒性要低得多,研究、試驗更為方便。

(責編:劉猛)

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