埃博拉病毒病:病原学、致病机制、治疗与疫苗研

分类：论文范文 发表时间：2021-04-22 09:11

　　摘要2013年12月始,埃博拉病毒病在几内亚、利比里亚、塞拉利昂和尼日利亚4国暴发.其病原体——埃博拉病毒(Ebolavirus)于1976年被首次分离,为单股负链、不分节段、有囊膜的RNA病毒,属丝状病毒科,分5种,包括扎伊尔型、苏丹型、本迪布焦型、塔伊森林型和莱斯顿型.其基因顺序为3′端-NP-VP35-VP40-GP-VP30-VP24-L-5′端.埃博拉病毒属于A类病原,致病能力极强,操作活病毒需在生物安全4级实验室进行.其主要靶细胞是血管内皮细胞、肝细胞、巨噬细胞和树突状细胞等,通过抑制天然和获得性免疫应答反应,增加血管通透性,引起肝脏等多脏器损伤,引发发热、出血、多器官功能衰竭和休克等症状.目前尚无批准上市的特异治疗药物和疫苗,处于研发或临床试验阶段的治疗药物包括:(i)抗流感病毒药物T-705可能阻碍埃博拉病毒在细胞内增殖,从而遏制感染;(ii)ZMapp包含3种人源化的单克隆抗体,属优化的鸡尾酒疗法;(iii)基于RNA干扰的基因治疗药物TKM-Ebola;(iv)凝血调节因子、炎性介质制剂,如源于丝虫的抗凝蛋白rNAPc2等.处于研发阶段的疫苗有:(i)复制缺陷型疫苗,安全性好,但诱导免疫的时间较长;(ii)减毒复制型疫苗,效果好,但存在安全隐患.开展深入的病原学、免疫病理和致病机制研究,将有利于治疗药物和疫苗的研发.同时,应推进有希望的治疗方案和疫苗进入人体临床试验阶段.

　　关键词埃博拉病毒基因组免疫致病机制治疗药物疫苗

　　埃博拉病毒病(EbolaVirusDisease)以往称埃博拉出血热(EbolaHemorrhagicFever).目前国内统称为埃博拉出血热,世界卫生组织(WorldHealthOr-ganization,WHO)和美国疾病预防控制中心(CentersforDiseaseControlandPrevention,USCDC)已将埃博拉出血热更名为埃博拉病毒病.该病是埃博拉病毒(Ebolavirus)感染所致的一种急性传染病,病死率可高达90%,是病死率最高的传染病之一.2013年12月,地处西非的几内亚开始出现埃博拉病毒病暴发疫情,随后在利比里亚、塞拉利昂和尼日利亚等西非国家相继暴发.截至2014年8月15日,上述西非4国已报告2127例埃博拉病毒病病例,死亡1145人[1,2].2014年8月8日,世界卫生组织宣布西非埃博拉病毒病疫情为“国际公共卫生紧急事件”[3],进一步引起了国内外媒体和公众的广泛关注.我国与西非国家在劳务、商务、留学教育等领域合作紧密,相关人员往来密切,还有援外医疗队常驻西非国家,虽然尚无确认埃博拉疫情,但随时面临输入风险.为加深对该病的科学认识和应对准备,现对其病原学特征、致病机制、治疗和疫苗研究进展进行综述.

　　1病原学特征

　　1.1形态

　　埃博拉病毒属与马尔堡病毒属和Cuevavirus属同归为丝状病毒科[4].埃博拉病毒为单股负链、不分节段、有囊膜的RNA病毒,于1976年被首次分离.在电子显微镜下,该病毒一般呈现线形结构[5],也可能出现“U”字、“6”字形、缠绕、环状或分枝状等多种形态(图1(a)).病毒直径80nm左右,但长度变化很大,一般为1000nm,最长可达14000nm[4,5],病毒基因组大小约19kb.

　　1.2基因组

　　成熟的病毒体由位于中心的核衣壳(Nucleoca-psid)和外面的囊膜(Envelope)构成(图1(b)).核衣壳与囊膜之间的区域,称为基质空间,由病毒蛋白VP40和VP24组成.位于病毒体中心的核衣壳蛋白由螺旋状缠绕的负链核糖核酸与核蛋白(NP)、病毒蛋白VP35和VP30、RNA依赖的RNA聚合酶(L)组成.病毒囊膜来自宿主的细胞膜,糖蛋白(GP)为跨膜蛋白,形成三聚体刺突,包含由二硫键链接的糖蛋白1和糖蛋白2两个碱性蛋白酶裂解片段.

　　2致病机制

　　埃博拉病毒属生物安全级别最高的A类病原,对活病毒的操作需要在生物安全4级实验室进行,包括实验动物接种、细胞培养、病毒分离等.埃博拉病毒的主要靶细胞是血管内皮细胞、肝细胞、巨噬细胞等,通过抑制天然和获得性免疫应答反应,增加血管通透性,引起肝脏为代表的多脏器损伤,引发严重的发热、出血、休克、多器官功能衰竭等症状,重者可致死亡(图3).

　　3治疗研究进展

　　3.1抗病毒药物

　　抗流感病毒药物-法匹拉韦(favipiravir)(T-705,商品名Avigan)是针对埃博拉病毒病研究进展较快的抗病毒药物.T-705作为嘌呤类似物,可引发RNA病毒复制过程紊乱,从而阻碍病毒增殖[56].实验证实,T-705还能抑制黄病毒科的西尼罗病毒、黄热病毒和口蹄疫病毒等,因此,对于同属RNA病毒的埃博拉病毒可能有效.该药已在日本批准上市用于治疗流感,目前在美国通过了II期临床试验.

　　3.2生物治疗

　　目前针对埃博拉病毒病的治疗主要是基于混合多种抗体的鸡尾酒疗法等生物治疗和支持治疗.其中ZMapp是由美国与加拿大联合研制的药物,包含3种人源化的单克隆抗体,通过植物细胞表达系统(烟草属)表达生产.属于优化的鸡尾酒疗法[60],包含针对埃博拉病毒感染有保护效果的单克隆抗体组合MB003和ZMAB中最有效的成分.ZMapp在非人类灵长类动物实验中效果显著,并且在两位在西非感染埃博拉病毒的美国医务人员和一位西班牙传教士的治疗中使用,其中2名美国患者的临床症状得以改善,西班牙患者死亡.然而,目前不能确定是否因为使用ZMapp而使2位美国患者康复,其安全性和有效性尚待进一步临床试验验证.同时,ZMapp的供应量有限,规模化生产虽处于准备阶段,仍需时间.此外,人鼠嵌合单克隆抗体(c13C6,h-13F6和c6D8)的混合株MB-003[61],可以对恒河猴发挥有效的保护作用,但尚未在人类证实有效.

　　4疫苗研发进展

　　过去数10年,埃博拉疫情多次暴发流行,因仅限于非洲大陆,其疫苗研发速度受限.截至目前,尚无批准上市的疫苗.开展针对候选疫苗有效性的实验,至少需要2个动物模型,其中1个必须为非人类灵长类动物模型[66].因此,目前少有候选疫苗能满足此要求,进入临床试验阶段.目前处于研发中的“有希望疫苗”主要分两类:一类是复制缺陷型疫苗,安全性好,有些已在动物实验和I期临床试验中显示良好的效力和免疫原性,但诱导免疫的时间较长,适合暴露前预防使用;另一类是减毒复制型疫苗,存在一定的安全性隐患.例如,以疱疹性口炎病毒为载体的重组疫苗在灵长类动物实验中表现良好,可用于暴发疫情处置和生物恐怖袭击应对.随疫苗研发技术改进,腺病毒Ad5亚型载体疫苗携有重组的扎伊尔型埃博拉病毒糖蛋白的复制缺陷疫苗[67],仅需一次免疫.当然,使用该类疫苗要区分病毒型别,因不同型别之间少有交叉反应.未来,至少包含3种成分的多价丝状病毒疫苗也有良好应用前景[68].同属于该类疫苗的第2个研发方案是共表达基质蛋白VP40、核蛋白和糖蛋白的病毒样颗粒.该方案有效克服疫苗安全隐患,但需佐剂和加强免疫,不适合在疫情应急处置中使用[69].另外,该疫苗的费用和生产存在一些挑战,虽然可借反向遗传技术缓解生产压力,但会带来新的安全隐患[70,71].

　　5未来研究方向

　　针对免疫病理和致病机制开展深入研究,将有利于未来疫苗和治疗药物的开发和研制.埃博拉病毒如何下调免疫应答的机制值得深入研究,如何介导淋巴细胞凋亡,病毒如何损害抗原呈递细胞加工抗原的能力?特别是处于获得性免疫应答核心环节的树突状细胞,埃博拉病毒增殖过程中是否对于不同发育阶段的树突状细胞有所选择[75]?病毒对于血管内皮细胞直接损伤具体机制如何?目前的疫苗研究,主要限于扎伊尔型埃博拉病毒,缺乏其他型别的研究,并且集中于非人灵长类动物实验.未来应继续深入探讨候选疫苗针对其他型别埃博拉病毒的是否存在差异.未来还需要开展深入细致的实验动物的病原学研究,为制定干预措施提供靶标.同时,有希望的治疗方案和疫苗应向临床实验推进,并为应急处置,如实验室暴露提供储备.

　　参考文献

　　1CDCcentersforDiseaseControlandPrevention.2014EbolaOutbreakinWestAfrica.http://www.cdc.gov/vhf/ebola/outbreaks/guinea/index.html

　　2李昱,任翔,刘翟,等.埃博拉病毒病:流行病学、生态学、诊断、治疗及控制.科技导报,2014,32(24):15–24

　　3WHO.WHOStatementontheMeetingoftheInternationalHealthRegulationsEmergencyCommitteeRegardingthe2014EbolaOut-breakinWestAfrica.[2014-8-10].http://www.who.int/mediacentre/news/statements/2014/ebola-20140808/en/

　　4SanchezA,GeisbertTW,FeldmannH.Filoviridae:MarburgandEbolaviruses.In:KnipeDM,HowleyPM,eds.FieldsVirology.Phil-adelphia:LippincottWilliams&Wilkins,2006.1409–1448

　　程颖①,刘军②,李昱①,刘翟③,任翔①,施一④⑤,高福④⑤⑥,余宏杰①*

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