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资料:什么是埃博拉病毒

2014-07-31 14:46:44|来源:《科学》杂志|字号:

埃博拉病毒

埃博拉(Ebola virus)又译作伊波拉病毒,是一种能引起人类和灵长类动物产生埃博拉出血热的烈性传染病病毒,有很高的死亡率,在50%至90%之间,致死原因主要为中风、心肌梗塞、低血容量休克或多发性器官衰竭。病毒以非洲刚果民主共和国的埃博拉河命名(该国旧称扎伊尔),是一个用来称呼一群属于纤维病毒科埃博拉病毒属下数种病毒的通用术语。

这种病毒来自“Filoviridae”族。“埃博拉”属于丝状病毒,这是一种十分罕见的病毒,1976年在苏丹南部和扎伊尔即现在的刚果(金)的埃博拉河地区发现它的存在后,引起医学界的广泛关注和重视,“埃博拉”由此而得名。

埃博拉病毒是引起人类和灵长类动物发生埃博拉出血热的烈性病毒,其引起的埃博拉出血热(EBHF)是当今世界上最致命的病毒性出血热,感染者症状与同为纤维病毒科的马尔堡病毒极为相似,包括恶心、呕吐、腹泻、肤色改变、全身酸痛、体内出血、体外出血、发烧等。

病毒历史

“埃博拉”是扎伊尔(即刚果民主共和国)北部的一条河流的名字。1976年,一种不知名的病毒光顾这里,疯狂地虐杀“埃博拉”河沿岸55个村庄的百姓,致使数百生灵涂炭,有的家庭甚至无一幸免,“埃博拉病毒”也因此而得名。事隔3年(1979年),“埃博拉”病毒又肆虐苏丹,一时尸横遍野。经过两次“暴行”后,“埃博拉”病毒随之神秘地销声匿迹15年,变得无影无踪。

1995年1月起在扎伊尔及1996年2月起在加蓬暴发流行:在扎伊尔基奎特(Kikwit)市发病316例,死245例,病死率78%;在加蓬奥果韦伊温多(Ogooue Ivindo)发病46例,死31例,病死率67.4%。据世界卫生组织公布的最新数字显示,全世界已有1100人感染这一病毒,其中793人丧生。医学界尚未找到预防埃博拉病毒的疫苗和其来源,也没有发现有效的治疗方法。

结构形态

“埃博拉”病毒的形状宛如中国古代的“如意”,利用电子显微镜对埃博拉病毒属成员的研究显示,其呈现一般纤维病毒的线形结构。病毒粒子也可能出现“U”字、“6”字形、缠绕、环状或分枝形,不过实验室纯化技术也可能是造成这些形状产生的因素之一,例如离心机的高速运转可能使病毒粒子变形。病毒粒子一般直径约80纳米,但长度可达1400纳米,典型的埃博拉病毒粒子平均长度则接近1000纳米。在病毒粒子中心结构的核壳蛋白由螺旋状缠绕之基因体RNA与核壳蛋白质以及蛋白质病毒蛋白VP35、VP30、L组成,病毒包含的糖蛋白从表面深入病毒粒子10纳米长,另外10纳米则向外突出在套膜表面,而这层套膜来自宿主的细胞膜,在套膜与核壳蛋白之间的区域,称为基质空间,由病毒蛋白VP40和VP24组成。

EBOV在常温下较稳定,对热有中等度抵抗力,56℃不能完全灭活,60℃30min方能破坏其感染性;紫外线照射2min可使之完全灭活。对化学药品敏感,乙醚、去氧胆酸钠、β-丙内酯、福尔马林、次氯酸钠等消毒剂可以完全灭活病毒感染性;钴60照射、γ射线也可使之灭活。EBOV在血液样本或病尸中可存活数周;4℃条件下存放5周其感染性保持不变,8周滴度降至一半。-70℃条件可长期保存。

EBOV的自然宿主虽尚未最后确定,但已有多方证据表明猴子及猩猩等野生非人灵长类动物以及其他动物有EBOV感染现象。证据1:1976年、1996年、2002年的流行,源于人类接触野外死亡的猩猩;证据2:菲律宾出口的猴子多次查出EBOV,但没有发现发病;证据3:2003年8月刚果(布)卫生健康部的调查表明,野外黑猩猩,野猪体内可查到EBOV。

致病性

埃博拉病毒粒子的直径为80纳米,长度为970纳米,属丝状病毒科。较长的奇形怪状的病毒粒子相关结构可呈分枝状或盘绕状,长达10微米。来自扎伊尔、象牙海岸和苏丹的埃波拉毒株其抗原性和生物学特性不同。第4个埃博拉毒株(Reston)能引起人以外的灵长目动物致命性的出血性疾病;文献报导有极少数人感染此病毒,临床上无症状。1976年在苏丹流行时,病死率为53.2%;在扎伊尔,高达88.8%。因此,世界卫生组织将其列为对人类危害最严重的病毒之一,即“第四级病毒”。有些患者在感染埃博拉病毒48小时后便不治身亡,而且他们都“死得很难看”,病毒在体内迅速扩散,大量繁殖,袭击多个器官,使之发生变性,坏死,并慢慢被分解。病人先是内出血,继而七窍流血不止,并不断将体内器官的坏死组织从口中呕出,最后因广泛内出血、脑部受损等原因而死亡。照顾病人的医生护士或家庭成员,和病人密切接触后可被感染。有时感染率可以很高,如苏丹流行时,与病人同室接触和睡觉者的感染率为23%,护理病人者为81%。医院内实验人员感染和发病也有好几起。

埃博拉病毒主要是通过病人的血液、唾液、汗水和分泌物等途径传播。实验室检查常见淋巴细胞减少,血小板严重减少和转氨酶升高(AST>ALT),有时血淀粉酶也增高。诊断可用ELISA检测特异性IgG抗体(出现IgM抗体提示近期感染);用ELISA检测血液、血清或组织匀浆中的抗原;用IFA通过单克隆抗体检测肝细胞中的病毒抗原;或者通过细胞培养或豚鼠接种分离病毒。用电子显微镜有时可在肝切片中观察到病毒。用IFA检测抗体常导致误判,特别是在进行既往感染的血清学调查时。实验室研究有很大的危险性,应该只在有防护措施防止工作人员和社区感染的地方开展(4级生物安全实验室)。

感染潜伏期为2天左右。感染者均是突然出现高烧、头痛、咽喉疼、虚弱和肌肉疼痛。然后是呕吐、腹痛、腹泻。发病后的两星期内,病毒外溢,导致人体内外出血、血液凝固、坏死的血液很快传及全身的各个器官,病人最终出现口腔、鼻腔和肛门出血等症状,患者可在24小时内死亡。

在大约1500例确诊的埃博拉案例中,死亡率高达88%。

埃博拉是人畜共通病毒,尽管世界卫生组织苦心研究,至今没有辨认出任何有能力在爆发时存活的动物宿主,目前认为果蝠是病毒可能的原宿主。因为埃博拉的致命力,加上目前尚未有任何疫苗被证实有效,埃博拉被列为生物安全第四级(Biosafety Level 4)病毒,也同时被视为是生物恐怖主义的工具之一。

尽管医学家们绞尽脑汁,作过许多探索,但埃博拉病毒的真实“身份”,至今仍为不解之谜。没有人知道埃博拉病毒在每次大爆发后潜伏在何处,也没有人知道每一次埃博拉疫情大规模爆发时,第一个受害者是从哪里感染到这种病毒的。“埃博拉”病毒是人类有史以来所知道的最可怕的病毒之一,病人一旦感染这种病毒,没有疫苗注射,也没有其他治疗方法,实际上几近自己给自己判了死刑。用一位医生的话来说,感染上“埃博拉”的人会在你面前“融化”掉。唯一的阻止病毒蔓延的方法就是把已经感染的病人完全隔离开来。

病毒分型

已确定埃博拉病毒分4 个亚型,即埃博拉-扎伊尔型(EBO-Zaire)、埃博拉-苏丹型(EBO-Sudan)、埃博拉-莱斯顿型(EBO-R) 和埃博拉-科特迪瓦型(EBO-CI)。不同亚型具有不同的特性,EBO-Z和EBO-S对人类和非人类灵长类动物的致病性和致死率很高;EBO-R对人类不致病,对非人类灵长类动物具有致死性作用;EBO-CI对人类有明显的致病性,但一般不致死,对黑猩猩的致死率很高。

2009年7月9日,在新一期美国《科学》杂志上报道,在菲律宾一些农场的猪身上鉴别出一种名为reston的埃博拉病毒(EBO-R)此但与其他类型的埃博拉病毒不同,到目前为止,它还没有对人造成威胁。

品种

扎伊尔埃博拉病毒

扎伊尔埃博拉病毒有高达90%的致死率,在流行地区死亡率1976年为88%、1977年为100%、1994年为59%、1995年为81%、1996年为73%、2001年至2002年为80%,2003年则是90%,2007年平均为83%。

1976年8月26日首次于扎伊尔北边城镇爆发,首位个案纪录为44岁教师Mabalo Lokela,当时他的高烧被诊断为疑似疟疾感染,并且接受奎宁注射治疗,这位病人每日回医院就诊观察,一周后却恶化为无法控制的呕吐,带血腹泻、头痛、晕眩伴随呼吸困难,并开始自口、鼻、直肠等多处开始出血,于9月18日过世,病程仅约2周。

不久之后,更多病患带着相似的症状就医,包括发烧、头痛、肌肉痛、关节痛、疲倦、恶心、晕眩等。这些常发展成带血腹泻、严重呕吐和多发性出血,初期传染可能肇因于重复使用用过却未消毒之针筒,后续传染主要则是照顾病患时,在没有适当安全措施的情况下受到病毒侵袭或传统埋葬前置作业的清洗过程。

苏丹埃博拉病毒

苏丹埃博拉病毒在1976年首次在苏丹棉花厂工人身上被发现。研究人员指出,这名工人应该是在工厂中或附近接触到到带原生物宿主,但在检测过工厂附近的动物及昆虫后仍一无所获,带原宿主至今仍是未知。

第二个病例是一位住在苏丹的夜店负责人,当地医院用尽所有的方法治疗他都没有效果,最后还是宣告不治。医护人员在治疗时并没有适当的防护措施,导致病毒传遍医院发生大爆发。

最近的爆发发生于2004年5月。2004年5月,苏丹Yambio县回报20个病例,并有五人死亡。疾病管制局在几天后确认这些病例为苏丹埃博拉,邻近国家例如乌干达、刚果皆增加边界的守卫,以控制疫情。1976年苏丹埃博拉的平均死亡率为53%,1979年为68%,2000年至2001年间为53%,平均死亡率为53.76%。

雷斯顿埃博拉病毒

1989年11月首次在一群由菲律宾进口至美国维珍尼亚州雷斯顿的食蟹猴(Macaca fascicularis)身上发现。此一病毒对猴子有很高的致死率,但对人类并没有致命性。

1990年2月,雷斯顿埃博拉病毒再次在雷斯顿、德州及菲律宾爆发。1992年及1996年,更多病例在意大利托斯卡纳和德州发现。所有感染的猴只出现与猿猴出血热类似的症状。在这两次爆发中,没有任何人类受到感染。

科特迪瓦埃博拉病毒

科特迪瓦埃博拉病毒这个品种首先在科特迪瓦的塔伊国家公园中被发现。在1994年11月1日,二只黑猩猩尸体在森林里被发现。检验人员发现在心脏中的血液是棕色的且已液化(通常尸体中的血液在死亡十几小时之后就应该完全凝固),内脏外观并没有明显痕迹,肺中充满血液。从黑猩猩身上采取到的组织显示,此病毒与苏丹埃博拉及1976年爆发的扎伊尔埃博拉十分相似。 1994年后,更多死亡的黑猩猩被发现,科学家用许多方法对病毒进行检测。感染的来源被认为是一只被黑猩猩捕食且带有病毒的疣猴。

执行尸体检验的其中一位科学家感染了病毒。她出现了类似登革热的症状并在一星期后被送到瑞士治疗。两个星期后出院,在感染病毒之后的第六个星期完全康复。

传播性

敏感动物

各种非人类灵长类动物普遍易感,经肠道、非胃肠道或鼻内途径均可造成感染,感染后2~5天出现高热,6~9天死亡。发病后1~4天直至死亡,血液都含有病毒。豚鼠、仓鼠、乳鼠较为敏感,腹腔、静脉、皮内或鼻内途径接种均可引起感染。成年小鼠和鸡胚不敏感。

人群普遍易感,无论其年龄和性别。高危人群包括埃博拉出血热病人、感染动物密切接触的人员如医务人员、检验人员、在埃博拉流行现场的工作人员等。

敏感细胞

绿猴肾细胞(Vero)、地鼠肾细胞(BHK)、人胚肺纤维母细胞等均可用培养EBV。病毒感染细胞后7h,培养物中可检测到病毒RNA,18h达高峰,48h后可见到细胞病变。7~8天后细胞变圆、皱缩,染色后可见细胞内病毒包含体。

传播方法

专家们在研究中发现,“埃博拉”病毒有一定的耐热性,但在60摄氏度的条件下60分钟将被杀死。病毒主要存在于病人的体液、血液中,因此对病人使用过的注射器、针头、各种穿刺针、插管等,均应彻底消毒,最可靠的是使用高压蒸气消毒。埃博拉病毒还可能经过空气传播。实验人员将恒河猴的头部露出笼外,让其吸入直径1微米左右含病毒的气雾,猴子4~5天后发病。每天与病猴密切接触的6个工作人员的血清发现该病毒抗体阳性,其中5人没有受过外伤,也无注射史,因此认为可通过飞沫传播。

埃博拉病毒

埃博拉病毒

病毒可透过与患者体液直接接触,或与患者皮肤、黏膜等接触而传染。病毒潜伏期可达2至21天,但通常只有5至10天。

虽然猴子间的空气传染在实验室中已被证实,但并不能证明人与人之间能够透过空气传播病毒。美茵嘉护士是空气传染的可能病例,研究人员并不确定她是如何接触到病毒。直至现在,埃博拉病毒的流行大都是因为医院的环境,糟糕的公共卫生、随处弃置的针头、缺乏负压病房都对医护人员造成极大威胁。因为较好的设备及卫生,在现代化的医院中,埃博拉病毒几乎不可能爆发大规模流行。

在疾病的早期阶段,埃博拉病毒可能不具有高度的传染性。在此期接触病人甚至可能不会受感染。随着疾病的进展,病人的因腹泻、呕吐和出血所排出的体液将具有高度的生物危险性。由于缺乏适当的医疗设备和卫生训练,疫情的大规模流行往往发生在那些没有现代化医院和训练有素的医务人员的贫困地区。许多感染源存在的地区正好具有这些特征。在这样的环境下,控制疾病的仅有措施是:禁止共享针头,在严格消毒情况下也不能重复使用针头;隔离病人;在任何情况下都要依照严格的规程,使用一次性口罩、手套、护目镜和防护服。所有医护人员和访问工作者都应当严格执行这些措施。

地区分布

埃博拉出血热目前为止主要呈现地方性流行,局限在中非热带雨林和东南非洲热带大草原,但已从开始的苏丹、刚果民主共和国扩展到刚果共和国、中非共和国、利比亚、加蓬、尼日利亚、肯尼亚、科特迪瓦、喀麦隆、津巴布韦、乌干达、埃塞俄比亚以及南非。非洲以外地区偶有病例报道,均属于输入性或实验室意外感染,未发现有埃博拉出血热流行。虽然埃博拉病毒目前仅在个别国家、地区间歇性流行,在时空上有一定的局限性。

流行区感染,异地发病:到目前为止,英国、瑞士报道过输入病例,均为流行区旅行,参与诊治病人或参与调查研究人员。没有流行。

防范措施

控制传播

控制“埃博拉”的扩散,首先要密切注意世界埃博拉病毒疫情动态,加强国境检疫,暂停进口猴子主要限制来自疫区的猴子,到目前为止还没发现除灵长类动物以外的其他动物是埃博拉病毒的宿主。对有出血症状的可疑病人,应隔离观察。一旦确诊应及时报告卫生部门,对病人进行最严格的隔离,即使用带有空气滤过装置的隔离设备。医护人员、实验人员穿好隔离服,可能时需穿太空服进行检验操作,以防意外。对与病人密切接触者,也应进行密切观察。

辅助性治疗

治疗首先是辅助性的,包括使病毒入侵最小化,平衡电解质,修复损失的血小板以便防止出血,保持血液中氧元素含量,以及对并发症的治疗。排除个别病例,埃博拉康复者的血清在治疗疾病中并没有什么作用。干扰素对埃博拉也是无效的。在猴子试验中,凝固干扰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的科学家宣称,4只感染埃博拉病毒的猕猴中有3只康复。目前对埃博拉病毒病尚无特效治疗方法,一些抗病毒药如干扰素和利巴韦林无效,主要是支持和对症治疗,包括注意水、电解质平衡,控制出血;肾衰竭时进行透析治疗等。

用恢复期患者的血浆治疗埃博拉病毒病患者尚存在争议。

疫苗研制

埃博拉病毒

埃博拉病毒

2006年2月美国国家卫生研究院负责人加里·纳贝尔称,预防致命性埃博拉病毒的疫苗已经通过了最初的人类安全检测,其令人充满希望的迹象表明,这种疫苗能使人类免受此病的感染。

已经有21人接受了早期测试的试验性疫苗。不过纳贝尔提醒说,仍需进行更多的研究以证实这种疫苗是否成功。

纳贝尔和研究中心的同事从含有3个埃博拉蛋白质的DNA中研发出疫苗。他们说,这种疫苗能令猴子对埃博拉有免疫力。疫苗不仅能抑制这种病的传播,还能保护医生、护士和动物饲养员,以防患于未然。

各国举措

美国参议院2004年5月19日通过“生物盾牌计划”法案,批准拨款56亿美元用于美国预防生物或者化学武器袭击。法案涉及的生化袭击包括天花、炭疽病、肉毒杆菌毒素、瘟疫和埃博拉病毒等。

这项名为“生物盾牌计划”的法案规定,在未来十年内,美国将鼓励制药企业研究与开发针对生物恐怖活动的应对措施,加快对解毒药品的批准过程,在紧急情况下允许政府向公众提供未经食品和药物管理局(FDA)批准的某些治疗方法。

日本一个研究小组合成了外表和结构与埃博拉病毒十分相似、但毒性要弱得多的病毒。这种病毒可用于研究埃博拉病毒的感染和毒性发作机制,帮助开发埃博拉疫苗,防止生物恐怖。

这种埃博拉类似病毒是东京大学河冈义裕教授领导的研究小组合成的。除了基因不同,这种病毒的外形、结构形式及所包含的蛋白质都与真正的埃博拉病毒一样,并且也能感染人体细胞。河冈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种蛋白质,其构造是在细管状外壳中包裹着基因和蛋白质复合体。电子显微镜观察显示,埃博拉类似病毒与真正的埃博拉病毒外表十分相似。埃博拉类似病毒的毒性要低得多,研究、试验更为方便。

(责编:刘猛)

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