[医学微生物学]呼吸道病毒

第25章 呼吸道病毒,学习要求,【掌握】流感病毒的形态结构，表面抗原（HA，NA）及其功能；流感病毒的分型、变异和意义；【熟悉】1）流感病毒的致病性，病毒分离鉴定和防治原则；2）麻疹病毒的致病性、免疫性和防治原则；3）腮腺炎病毒的致病性、免疫性和防治原则；4）呼吸道合胞病毒的致病性；5）冠状病毒的形态及致病性；6）风疹病毒的形态及致病性；【了解】1）呼吸道病毒的种类；2）副流感病毒、鼻病毒和呼肠病毒；,呼吸道病毒,指能侵犯呼吸道引起呼吸道局部病变或仅以呼吸道为入侵门户引起呼吸道外组织器官病变的一大类病变。90%以上的急性呼吸道感染由该类病毒引起。所致疾病潜伏期短，可出现各种呼吸道症状，且易发生继发性细菌感染,分 类,正粘病毒科 流感病毒;副粘病毒科 副流感病毒、呼吸道合 胞病毒、麻疹病毒、腮 腺炎病毒;其他病毒科 腺病毒、风疹病毒、鼻 病毒、冠状病毒、呼肠 病毒;,第1节 流行性感冒病毒Influenza virus,流行性感冒病毒简称流感病毒，是流感的病原体。甲(A): 抗原性易发生变异，可引起世界性大流行；乙(B): 对人类致病性较低，可引起局部小流行；丙(C): 只引起轻微的上呼吸道感染， 很少造成流行。,19181919年 始于美国 死亡约40005000万人（西班牙流感 ） 19571958年 始于贵州 死亡约200万人（亚洲流感 ） 1968 1969年 始于香港 波及155个国家, （香港流感 ） 死亡约100万人 1977年 始于东北 许多国家受影响（俄罗斯流感 ） 2009年 始于墨西哥 许多国家受影响（H1N1流感）,甲型流感病毒引起的流感大流行,1918 “Spanish” flu,甲型H1N1流感：,世界卫生组织(2010.4.12评估报告）： 甲型H1N1流感自一年前暴发到现在已在全球约213个国家和地区造成感染，导致至少1.77万人死亡。我国卫生部：截止2010年3月31日，我累计报告确诊病例数12.7余万例，死亡800例。,流感病毒的形态以球形最多见，新分离的病毒可呈丝状或杆状,一、生物学特性,1.大小与形态,matrix protein,Viral envelope,1,2,4,3,5,6,7,8,RNA,NA,HA,RNPi.e. nucleocapsid,NP,segmented ssRNA,Structure of influenza virus,M1,M2,lipid bilayer,PB2,PB1,PA,(negative sense,8 or 7 segments),RNA-dependent RNA polymerase,viral core,核 酸：分节段的 ssRNA 甲、乙型: 8个节段 丙型: 7个节段核蛋白(NP)：Ag性稳定 具型特异性RNA多聚酶：PA、PB1、PB2,核衣壳,核糖核蛋白ribonucleoprotein ( RNP),2. 结构：由核衣壳与包膜组成, 螺旋对称,包膜,外层,内层: M1增强包膜厚度与硬度,易变异分亚型,抗原性稳定具型特异性,刺突,血凝素（hemagglutinin,HA)神经氨酸酶(neuraminidase,NA),脂质双层: M2与病毒脱壳有关，是金刚烷胺和甲基金刚烷胺的靶。仅见于甲型,NA由第6个节段编码，丙型缺第6个节段，故无NA。,matrix protein,Viral envelope,1,2,4,3,5,6,7,8,RNA,NA,HA,RNPi.e. nucleocapsid,NP,segmented ssRNA,Structure of influenza virus,M1,M2,lipid bilayer,PB2,PB1,PA,(negative sense,8 or 7 segments),RNA-dependent RNA polymerase,viral core,位于包膜表面，单体呈三棱柱状，由三个蛋白亚单位以非共价键结合形成三聚体被胰蛋白酶消化成二个多肽：HA1、HA2HA1是与红细胞、宿主细胞结合的部位HA2具有膜融合作用，使HA与病毒包膜结合HA必须断裂成HA1和HA2病毒才有感染性,血凝素（Hemagglutinin, HA）,HA1,HA2,HA的主要功能凝聚红细胞，与红细胞表面的糖蛋白受体结合，通过红细胞凝集实验与红细胞凝集抑制实验辅助检测和鉴定流感病毒吸附宿主细胞抗原性具有株特异性，根据其抗原性，流感病毒分为16个亚型，其中HA1、HA2、HA3是人类流行株HA抗原结构易发生变异，一个氨基酸的置换可以改变其抗原性,Host Cell Surface Sialic Acid,能水解红细胞表面的神经氨分子。是弱中和抗原功能参与病毒释放：NA可水解受染细胞表面的糖蛋白末端的N-乙酰神经氨酸，使病毒自细胞膜出芽释放促进病毒扩散：破坏细胞表面的粘液，有利于病毒扩散抗原性：抑制水解能力，不能中和病毒的感染性,神经氨酸酶（Neuraminidase, NA）,DeLano, The PyMOL Molecular Graphics System, 2002.,Colman,1994.,Influenza Neuraminidase Structure,Four active sites per tetramerHeavily glycosylated,抗原性易变异分亚型的依据相应Ab影响酶的活性（非中和抗体）,抗原性易变异分亚型的依据相应Ab为中和抗体（又称血凝抑制性Ab),抗原性,水解细胞膜上表面受体的唾液酸，促进病毒释放；裂解细胞和粘液分子中的唾液酸，使病毒易于扩散。,与多种动物的RBC表面受体结合引起RBC凝集；与宿主细胞表面受体结合，介导病毒的吸附与穿入。,生物学活性,蘑菇状四聚体,柱状三聚体,结构,糖蛋白，占病毒蛋白5%,糖蛋白，占病毒蛋白25%,成分,血凝素（HA） 神经氨酸酶（NA）,甲（A）型： Ag易变异 ， 分亚型 乙（B）型： 可发生Ag变异, 不分亚型丙（C）型 ：可发生Ag变异, 不分亚型,3. 分型、命名与变异：,NPMP,HA 亚型（人类：H1、H2、 H3 禽类：H1H16） NA 亚型（人类：N1、N2 禽类：N1N9）,甲型,高致病性禽流感可感染人如：H5N1, H7N2, H7N7, H9N2,世界卫生组织报告全球人禽流感疫情统计 (2010年5月6日),抗原变异：,抗原漂移（Antigenic drift） 抗原转变（Antigenic shift）,1. 抗原漂移（antigen drift） 抗原变异幅度较小，NA、HA氨基酸改变率低于1%，属于量变。其原因是流感病毒的基因组发生了一系列点突变，从而使其编码的氨基酸序列发生改变，导致亚型内的变异。抗原漂移使该突变株能逃避人群中已存在的免疫抗体的作用而被选择出来在人群中传播，造成中小规模的流行。2. 抗原转换（antigen shift） 抗原变异幅度较大，NA、HA氨基酸改变率大于20%50%，形成一个新的亚型，系质变。由于人群对其完全缺乏免疫力，故可导致大规模流行。,virion,coinfection,gene reassortment,humanH3N2,duck H5N1,甲型流感病毒引起的抗原转变,抗原变异机制,抗原漂移（Antigen drift）：病毒抗原部分改变，原因是血凝素蛋白氨基酸序列由于基因突变而发生小改变，分子基本不变抗原转变（Antigen shift）：血凝素分子完全改变，原因是基因发生重组。是导致流感暴发流行的原因,4. 培养特性： 流感病毒可在鸡胚和培养细胞中增殖，初次分离时接种鸡胚羊膜腔最佳，传代后可接种于尿囊腔。 细胞培养: 人羊膜、猴（狗）肾、鸡胚细胞 CPE(-) 鉴定： IFA或HAd 鸡胚培养: 羊膜腔、尿囊腔 鉴定：血凝试验,5. 抵抗力：较弱 不耐热，5630min即可使病毒灭活。病毒对干燥、日光、紫外线以及乙醚、甲醛等化学药物敏感。 在皮肤或物体表面至少可存活3小时。,二、致病性及免疫性,1.传染源： 患者 隐性感染者 被感染的动物,2.传播途径： 呼吸道: 飞沫(气溶胶) 间接接触: 共用毛巾、手帕,二、致病性与免疫性,1、致病性：,致病机理-病毒不入血，继发细菌性感染,病毒-呼吸道-毒素样物质进入血液,全身中毒症状,局部粘膜上皮,【典型流感症状】潜伏期1-4d局部症状：鼻塞、咽喉肿痛、咳嗽、卡他等；全身症状：发热（38 -40），持续3d左右、头痛、肌肉酸痛、乏力等。,【并发症】婴幼儿、老弱病残：细菌性感染主要是支气管炎、肺炎，危及生命。,NORMAL TRACHEAL MUCOSA,3 DAYS POST-INFECTION,7 DAYS POST-INFECTION,Lycke and Norrby Textbook of Medical Virology 1983,2.免疫性,型别多、易变异、表面感染；短暂免疫力（1-2年），易反复感染。体液免疫：抗-HA中和抗体（IgG，IgM，SIgA）：预防感染，阻止发病；血清中的抗-HA的中和抗体：对同型病毒免疫力可持续几十年；对型内变异株有交叉免疫，持续4-7年；对其他亚型交叉免疫差；细胞免疫：特异性CD4+TC ，CD8+TC：清除病毒，恢复；,三、微生物学检查,病毒分离 取患者咽漱液或鼻咽拭，接种鸡胚或培养细胞血清学诊断 血凝抑制试验、中和试验、ELISA法快速诊断：用免疫荧光法或ELISA法直接查病人呼吸道分泌物、脱落细胞中检测抗原。,四、防治原则,一般预防: 空气消毒（乳酸、醋薰） 室内通风、勤洗手、戴口罩 减毒活疫苗： 喷雾法 灭活疫苗： 皮下、肌肉注射,疫 苗,预 防,应该接种流感疫苗人群,年龄大于50岁的老人有慢性心脏和肺部疾病的患者有哮喘病和肾脏疾病的儿童糖尿病人有免疫系统疾病的病人如癌症、爱滋病患者，器官移植者及接受了类固醇、化疗和放疗的患者长期接受阿司匹林治疗的6个月18岁的儿童怀孕三个月以上的孕妇医护工作者家庭佣人,Amantadine金刚烷胺 Rimantadine甲基金刚烷胺 Zanamivir扎那米韦 Oseltamivir奥塞米韦干扰素：广谱抗病毒中草药： 板兰根、大青叶抗生素： 防止并发细菌感染,治疗,普通感冒,普通感冒是由多种病毒引起的一种呼吸道常见病，为一种急性传染性鼻炎，俗称“伤风”。其中50%以上是由某种血清型的鼻病毒引起；10%15%由冠状病毒引起。,禽流感病毒,禽流感病毒是流感病毒属的一个成员 禽流感病毒具有甲型抗原,属于甲型流感毒,列为禽流感病毒类。 本病毒颗粒呈球形、杆状或长丝状,为多形性。其直径为80一120nm。具有血凝素（HA）和神经氨酸（NA）历史上高致病性的禽流感都是由H5和N1引起的,世界卫生组织认为，当发生下列三种假设之一时，禽流感病毒就有可能发生难以预见的变异，转变成新病毒。,禽流感病毒致病性,禽流感在家禽中以鸡和火鸡及某些野禽的易感性最高 一般认为带毒的候鸟使禽流感病毒成世界性传播人可通过与病禽接触而感染,第2节 副粘病毒Paramyxovirus,麻疹病毒 (Measles virus )：麻疹 腮腺炎病毒 (Mumps virus )：腮腺炎 呼吸道合胞病毒(Respiratory syncytial virus, RSV)： 儿童支气管炎，成人普通感冒 副流感病毒(Parainfluenza virus )： 急性呼吸道感染，普通感冒人偏肺病毒(Human metapneumovirus, HMPV)： 毛细支气管炎、肺炎、上呼吸道感染尼派病毒(Nipah virus)：脑炎,副粘病毒科（Paramyxoviridae),正粘病毒与副粘病毒比较,特征 正粘病毒 副粘病毒大小 80-120nm 150-300nm基因组 -ssRNA -ssRNA 分节段 不分节段变异 高 低 表面蛋白 HA +NA HN (副流感病毒，腮腺炎病毒) HA（麻疹病毒） G（ RSV） F（共有，融合和溶血活性）,麻疹病毒(measles virus),麻疹的病原体，是儿童时期最为常见的急性传染病。该病四季都可发生，但冬春季发病率最高。临床表现为高热、畏光，结膜炎、鼻炎、咳嗽是三个主要的前驱症状。麻疹本身可自愈，但常引起严重的并发症细菌性肺炎而导致死亡。60年代使用疫苗后发病显著下降，但仍是发展中国家儿童死亡的主要原因,(haemolysin) 溶血和融合,一、生物学特性,1. 结构：,呈球形或丝状，螺旋对称，有包膜； 核心为不分节段的单股负链RNA，有6个结构基因 ；包膜表面的刺突： HA和F蛋白,2.培养： 多种原代或传代细胞中增殖CPE （多核巨细胞和核内/浆内嗜酸性包涵体）3.Ag性: 病毒的唯一自然储存宿主是人，而且只有一个 血清型，是WHO计划消灭的病毒,2.传播途径：,1.传染源：急性期患者， 传染性强(出疹前6d出疹后3d),二、致病性,呼吸道为主眼结膜接触: 玩具、餐具等,（二）致病性,人是麻疹病毒的自然宿主，只有一个血清型；急性期患者为传染源传染性极强通过飞沫或鼻腔分泌物传播，易感者接触后几乎全部发病,呼吸道,第一次病毒血症,全身淋巴组织增殖,血流,皮肤、呼吸道粘膜、眼结膜、口腔、CNS,3.致病过程：,血流,局部淋巴组织增殖,上皮细胞增殖（CD46受体）,病毒,第二次病毒血症,潜伏期：约912天前驱期：体温略高、咳嗽、流涕、打喷嚏及畏光，症状持续35天出疹期：体温突然升高（达到4040.5）, 口颊粘膜出现灰白色斑（ koplik斑柯氏斑），随后出现皮肤红色班丘疹，从耳部开始，23天后遍及全身恢复期：皮疹出齐后，4天后皮疹消退,4.临床表现：,KoplikS spots-their appearance in the mouth establishes with certainty the diagnosis of measles.,麻疹的并发症,呼吸道最为常见，气管炎、咳嗽，支气管肺炎，最常见（4%） 神经系统并发症：0.1%发生脑脊髓炎，迟发型超敏反应百万分之一恢复后7年出现亚急性硬化性全脑炎（SSPE），属急性感染后的迟发并发症，表现为渐进性大脑衰退，1-2年内死亡,HA和HL蛋白抗体具有中和保护作用细胞免疫缺陷的患者感染麻疹，病情严重，表明细胞免疫在麻疹感染免疫中起主导作用由于6个月内从母体得到抗体，故好发年龄是6个月到5岁儿童麻疹发病期间免疫系统受到抑制终生免疫,三、免疫性,病毒分离：复杂费时，临床不用。早期血液、口腔含漱液、咽拭子，接种人胚肾、猴肾、人羊膜细胞培养，增殖慢，710天出现典型的多核巨细胞、胞内、核内嗜酸性包涵体等CPE表现。血清学诊断双份血清，做血凝抑制试验、补结试验或中和试验。由于补结试验敏感性不同，通常做HI试验。免疫荧光检测病毒特异性IgM。快速诊断：免疫荧光检测病毒抗原,四、微生物学检查,人工自动免疫： 麻疹减毒活疫苗(atteuated live measles vaccine ) measles-mumps-rubella vaccine(MMR) 人工被动免疫： 血清丙种球蛋白(serum gammaglobulin ) 胎盘丙种球蛋白(placental gammaglobulin),五、防治原则,腮腺炎病毒（mumps virus）,有包膜，单链负义RNA两种表面包膜蛋白HN和F蛋白,传播方式,腮腺炎病毒是流行性腮腺炎的病原体，只有一个血清型，人是其唯一宿主病毒通过飞沫或直接接触传播咳嗽、喷嚏甚至说话都可传播病毒学龄儿童为易感人群出现症状前23天及症状消失后9天仍有传染性,致病性,潜伏期23周在上皮细胞和局部淋巴结内增殖入血，病毒随血侵入腮腺及其它器官主要症状为腮腺肿大青春期患者易出现并发症：睾丸炎（25%）、卵巢炎病后可获得持久免疫,微生物学检查及预防,分离时可取患者唾液、尿液或脑脊液在鸡胚羊膜腔、鸡胚细胞内培养增殖血清学诊断病毒特异性的IgM或4倍上升的IgG血凝抑制试验、ELISA和免疫荧光检测病毒抗原或抗体预防可接种MMR三联疫苗,呼吸道合胞病毒（respiratory syscytial virus，RSV）,包膜刺突为G蛋白婴幼儿-细支气管炎和细支气管肺炎，是引起婴幼儿和儿童下呼吸道感染的主要病原体成人-上呼吸道感染通过手、污染物品和呼吸道传播易在冬季流行,RSV的致病机制,呼吸道上皮细胞内增殖病毒不入血支气管坏死物与粘液、纤维蛋白粘连在一起，易导致气道阻塞可并发严重的细支气管炎和肺炎,RSV的免疫及预防,感染后免疫力不强，不能防止再感染至今未有有效的预防疫苗,第3节 冠状病毒,Coronavirus,Coronavirus,冠状病毒科（Coronaviridae）,冠状病毒属（Coronavirus）Be named for the solar corona-like appearance of their virions when viewed with an electron microscope.,包膜表面突起形如花冠,特点：,病毒呈多形性，+ssRNA，不分节段 有包膜，其表面有突起，电镜下形如冠状,包膜糖蛋白,特点：,可引起普通感冒和咽喉炎，多为自限性疾病 但SARS-CoV 可致严重急性呼吸道综合征 主要经飞沫传播，流行期为冬春两季 病后免疫力不强 目前无疫苗，无特效药物治疗,SARS-CoV是冠状病毒科的一种新型病毒, 是严重急性呼吸道综合征 ( severe acute respiratory sydrome, SARS，我国称为传染性非典型肺炎infectious atypical pneumonia) 的病原体。,SARS冠状病毒（SARS coronavirus, SARS-CoV）,重症急性呼吸综合征冠状病毒SARS Coronavirus, SARS CoV,SARS 2002年底在佛山首次报道空气飞沫或密切接触传播潜伏期：212天，通常45天呈显著家庭和医院集聚现象,针对传染源：隔离治疗病人 针对传播途径：通风、消毒、个人防护 针对易感人群：健康教育 疫苗正在研究中,防治原则,预防：,治疗：,对症支持治疗预防和治疗继发细菌感染试用抗病毒药物：利巴韦林等中医中药动态监测病情变化 发病2周内均可能进展,第4节 其他呼吸道病毒,风疹病毒（ Rubella virus, RV ）,+ssRNA，衣壳呈二十面体立体对称，有包膜，包膜刺突有血凝性只有一个血清型,生物学性状,致病性,RV存在于病人的鼻咽部，极易通过呼吸道分泌物传播。人是RV的唯一宿主，儿童和妊娠期妇女是风疹的易感人群。孕妇感染会经胎盘、产道等引起胎儿的垂直感染。 1964年，美国发生的风疹大流行导致3万多名孕妇生下了各种畸形儿2万多名。,母亲早孕期感染RV后, 不论发生显性或不显性感染，均可能引起胎儿先天畸形（先天性风疹综合征，congenital rubella syndrome，CRS）。典型的CRS三联征：白内障、耳聋、心血管畸形。其他：小头症、青光眼、中枢神经系统缺陷、生长发育迟缓、智力低下、贫血、肝脾肿大、间质性肺炎及骨骼改变等。,致病性,TORCH,TORCH是在1971年由美国学者Nahmias首次提出，他将能引起胎儿先天性感染导致胚胎发育异常或畸形的主要病原体的英文名称的第一个字母组成TORCH一词。T：Toxoplasma, TOX（弓形虫）O：Others（梅毒螺旋体、B19细小病毒等）R： Rubella virus, RV（风疹病毒）C：Cytomegalovirus, CMV（巨细胞病毒）H：Herpes simplex virus ,HSV(单纯疱疹病毒),对怀疑有风疹病毒感染的孕妇确定诊断十分有意义，可以减少畸形儿的出生。常用的诊断方法有：用血清学方法检测孕妇或胎儿血中风疹病毒的特异性IgM，阳性可认为是近感染；检测胎儿绒毛膜中有无风疹病毒的特异性抗原；取羊水或绒毛膜进行病毒分离鉴定；取羊水或绒毛尿囊膜做核酸分子杂交试验或用PCR技术检测有无风疹病毒核酸。,病例,患儿, 男, 4岁, 反复抽搐3年6个月来诊。其母孕3个月时因高热1周查风疹病毒抗体阳性。患儿足月顺产, 医院出生, 体质量2500g, 3个月时家长发现患儿不能看见物体,诊断为先天性白内障, 予以摘除手术。6个月出现抽搐, 经对症治疗效果欠佳。患儿至今不会坐, 不会说话, 吞咽困难, 视力差, 无听力, 大小便不能自行控制。,病例,查体:神清, 精神差, 头围45cm, 双眼对光反射存在, 音叉测听无反应, 双肺呼吸音清, 心律齐, 心率92次/min, 心前区2一3肋间可闻及/6级连续粗糙的收缩期和舒张期杂音。 头颅MRI: 第二、三、四脑室扩大,耳电测听提示神经性耳聋,心脏B超示动脉导管未闭。,主要异常:,反复抽搐3个月时不能看见物体, 先天性白内障头围45cm头颅MRI:第二、三、四脑室扩大听力检查提示神经性耳聋心脏B超示动脉导管未闭母孕3个月时因高热1周查风疹病毒抗体阳性,病例,初步诊断先天性风疹综合征(CRS):小头畸形;第二、三、四脑室扩大;先天性白内