病毒感染性疾病的实验室诊断PPT专业课件.ppt

病毒感染性疾病的实验室诊断 1 病毒的发现与研究历史 病毒病由来已久公元前二至三个世纪天花中国公元十世纪接种人痘预防天花1796英国医生琴纳牛痘使人预防天花阿里斯多德在公元前四世纪狂犬病法国人巴斯德在1884年狂犬疫苗 2 病毒学的发展历程 病毒的病原研究阶段病毒的化学和结构研究阶段病毒研究的细胞水平时期分子病毒学的研究时期 3 病毒病的病原研究阶段 自病毒发现直到上个世纪30年代初 病毒学研究主要集中在 分离和鉴定引起各种病毒性疾病的病毒 病毒对疾体所引起的特异性病理效应 病毒的传播方式和感染宿主范围 各种理化因子对病毒感染的影响等方面 在这一阶段 人们对病毒本质的认识还很肤浅 认为病毒是一种与细菌类似的病原体 所不同的仅在于病毒必须在生活的细胞内才能繁殖 再就是体积十分微小 以致在显微镜下不能见到 能够通过细菌滤器 这也正是在那一时期把病毒称之为 超显微的滤过性病毒 的原因 4 病毒的化学和结构研究阶段 1934年M Schlesinger获得了纯化的噬菌体 1935年 美国生化学家Stanley第一次提纯了烟草花叶病毒 简称TMV 因为这项贡献1946年被授予诺贝尔奖 这是病毒学领域第一个获此殊荣的科学家 1938年W J Elford测定了各种病毒颗粒大小 1939年 G A Kansche在电镜下直接观察到TMV 1955年 Scaffer和Schwerdt成功结晶了脊髓灰质炎病毒 这是第一个被结晶出来的动物病毒 等等 这一阶段 病毒学工作者主要采用敏感动物 如小白鼠 或动物胚胎 如鸡胚 来研究病毒 分离鉴定了近百种病毒 同时在机体水平上研究了病毒的繁殖 发病机理和免疫反应等 只是微生物学的一个分支 5 病毒的细胞水平研究时期 利用大肠杆菌研究噬菌体的感染过程取得了迅速发展组织培养技术开始应用于动物病毒的研究我国学者黄祯祥早在1943年就利用鸡胚组织块在试管内进行病毒传代 定量滴定及中和试验 组织培养技术对动物病毒研究所作的贡献主要包括 病毒转录新途径和翻译新途径的发现 病毒对宿主范围的选择 某些肿瘤病毒引起的细胞转化 某些病毒侵染引起的细胞融合 发现有的病毒核酸由若干片段组成 有的病毒核酸具有极性的不同 如小RNA病毒为正链RNA病毒 正粘病毒为负链RNA病毒 植物病毒不断有重要的发现此阶段 病毒学逐步形成了一门独立的学科 6 分子病毒学的研究时期 自从1953年DNA双螺旋结构理论建立以来 由于分子生物学的迅速发展 使病毒学的研究步入了分子病毒学的发展时期 分子病毒学也正是分子生物学的发展过程中应运而生 分子病毒学的发展是各相关学科如分子生物学 细胞生物学 遗传学 免疫学与病毒学理论和技术相互渗透的结果 尤其是分子生物学新技术的发明极大剌激了分子病毒学的发展 7 分子病毒学的研究时期的研究成果 一 8 分子病毒学的研究时期的研究成果 二 9 病毒感染性疾病 肝炎病毒 HepatitisVirus 人类免疫缺陷病毒 HumanImmunodeficiencyVirus HIV 人乳头瘤状病毒 humanpapillomavirus HPV EB病毒 Ebstein BarrVirus EBV SARS冠状病毒 SARS associatedcoronavirus SARS CoV 甲型H1N1流感病毒 InfluenzaA H1N1 virus 手足口病病毒 Hand footandmouthdiseaseVirus 10 肝炎病毒 HepatitisVirus 引起肝炎的病毒有多种类型 包括甲型肝炎病毒 HepatitisAvirus HAV 乙型肝炎病毒 HepatitisBvirus HBV 丙型肝炎病毒 HepatitisCvirus HCV 丁型肝炎病毒 HepatitisDvirus HDV 戊型肝炎病毒 HepatitisEvirus HEV 等 分别能够引起甲型 乙型 丙型 丁型 戊型5种肝炎症状 近年又发现有己型肝炎 HFV引起 和庚型肝炎 HGV引起 出现 11 一 乙型肝炎病毒 结构和特点 HBsAg 是HBV感染的主要标志HBsAb 保护性抗体HBcAg 仅存于感染的肝细胞核内 一般不存在于血循环中HBcAb 非保护性抗体 HBcAb IgM提示HBV处于复制状态HBeAg HBV复制及强感染性的指标HBeAb 有一定的保护作用 预后良好 12 HBV感染的诊断ELISA方法 但只能提供血清中的HBV间接证据 无法证明是否具有传染性检测血清标本中的HBSAg HbeAg 抗 Hbs 抗 HBc和抗 Hbe 两对半 比较简单 而且敏感性较低 内源性DNA聚合酶法和斑点杂交分析法 可直接确定临床标本中HBVDNA的存在 比较敏感 能检测到0 1pg的HBVDNA 荧光定量PCR方法 可检测到200copy ml的HBVDNA 可检出杂交法测定阴性而具有不同HBV血清学标志的血清标本中的HBVDNA 可检出HBsAg阳性而HbeAg阴性携带者的HBVDNA 可检出慢性HBV感染 干扰素治疗后转阴的患者血清中残存的HBVDNA 一 乙型肝炎病毒 13 应用核酸扩增技术 NAT 是降低HBV残留危险性的重要策略 14 病毒特点 1 单正链RNA病毒2 E1和E2区基因高度变异性 二 丙型肝炎病毒 感染特点 HCV在血中含量极微输血后肝炎主要致病因子免疫学标志仅有抗 HCV 非中和抗体 产生时间不一有一部分人感染HCV后 不产生抗 HCV感染易于慢性化 50 85 疫苗研制尚不成功 单链RNA 15 HCV的流行病学 全世界的感染人群约有1 7亿75 HCV感染发展成慢性HCV感染发展成有症状的肝病需要十年以上可引起慢性肝炎 肝硬化 肝细胞癌通过输血 静脉用药传播血清中出现HCV抗体在感染后54 192天 16 ELISA方法检测HCV抗体 筛查试验RIBA 确证试验HCVRNA检测 确证试验 HCV感染的诊断 17 抗HCV筛查及确认试验结果的解释 18 HCV RNA定量检测的临床意义早期诊断 HCV感染1 3W 即可检出HCV RNA的存在 HCV RNA载量与抗 HCV滴度 ALT水平之间的相关性 抗 HCV滴度和ALT异常率随着HCV RNA载量升高而增加 HCV RNA是评价抗病毒治疗效果的重要指标 慢性丙型肝炎长期抗 HCV阳性 这时如果进行HCV RNA定量检测可以鉴别活动性 复制程度 19 20 人类免疫缺陷病毒 HIV 1982年发现第1例经输血传播HIV1985年开始检测血液和血液制品还可通过母婴垂直传播和性接触传播可变的潜伏期普遍的症状包括夜汗 体重下降 腹泻 鹅口疮 紫癜慢性感染 但多种药物治疗可降低病毒滴度 21 人类免疫缺陷病毒 HIV 艾滋病有三个特性 获得性 艾滋病并非先天具有 而是后天获得 免疫缺陷 AIDS的发病机理在于 HIV通过造成人体免疫系统的损伤 进而导致免疫系统防护功能的减低甚至丧失 综合症 在临床症状方面 由于免疫缺陷导致的各个系统的机会性感染 肿瘤而出现复杂的伴随症状群 22 人类免疫缺陷病毒 HIV HIV thevirusthatcausesAIDS isshownbuddingoutofahumanimmunecell 23 人类免疫缺陷病毒 HIV HIV病毒 多亚型和多变异HIV 1和HIV 2M组 O组和N组亚型 A KCRF 基因重组亚型 主要是HIV 1型毒株亚型监测的意义不同亚型与不同传播途径的关系 B主要通过男性同性性行为和静脉注射吸毒传播 C主要异性性接触传播流行地理和传播线路的分析 东南亚区域的C亚型和B亚型重组亚型传播效力变化及对流行的影响 东欧的B A重组流行 泰国的A E重组 24 HIV在外界的抵抗力HIV病毒一旦离开宿主细胞在外界环境中生存能力很快消失HIV对环境中的物理因素和化学因素抵抗力均较弱 比乙型肝炎病毒 HBV 的抵抗力低得多对HBV有效得消毒和灭活方法均适用于HIV 人类免疫缺陷病毒 HIV 25 HIV感染的三种结局典型进展者 8 10年潜伏期后成为艾滋病人 80 90 快速进展者 CD4细胞2 5年内迅速下降 HIV病毒载量一直维持较高水平 而且分离的HIV有均一性 长期存活者 又称长期不进展者 维持15年以上 而且CD4计数维持正常 在所有感染者中比例一般在8 10 人类免疫缺陷病毒 HIV 26 HIV感染的三种结局典型进展者 8 10年潜伏期后成为艾滋病人 80 90 快速进展者 CD4细胞2 5年内迅速下降 HIV病毒载量一直维持较高水平 而且分离的HIV有均一性 长期存活者 又称长期不进展者 维持15年以上 而且CD4计数维持正常 在所有感染者中比例一般在8 10 人类免疫缺陷病毒 HIV 27 HIV抗体的检测P24抗原的检测HIV核酸检测 HIV感染的实验室诊断 28 29 酶联免疫吸附试验 ELISA 明胶凝集试验各种快速诊断试剂检测亚型包括HIV 1 HIV 2和HIV 1型的O亚型 窗口期由10周缩短至3 4周 HIV抗体的检测 30 HIV抗体的检测按 规范 要求 我国采供血机构进行血液筛查和各医疗卫生机构常规筛查检测宜采用ELISA法 对用ELISA试剂或快速诊断试剂进行的筛查实验如呈阴性反应 即报告HIV抗体阴性 对呈阳性反应的标本 筛查实验室应用原有试剂和另外一种不同原理或不同厂家的试剂进行重复检测 如两种试剂复测均呈阴性反应 则报告HIV抗体阴性 如均呈阳性反应 或一阴一阳 需送艾滋病确认实验室进行确认 筛查试剂必须是HIV 1 2混合型 经国家药品监督管理局 SDA 注册批准 批检合格 临床评估质量优良 在有效期内的试剂 人类免疫缺陷病毒 HIV 31 免疫印迹试验条带免疫试验免疫荧光试验 HIV确认试验 32 ELISA双抗体夹心法阳性结果必须经中和试验确认 该结果才可作为HIV感染的辅助诊断依据 HIV 1P24抗原检测阴性 只表示在本试验中无反应 不能排除HIV感染 在窗口期检测P24抗原是早期辅助诊断和进一步缩短窗口期的一种方法 还可用于HIV阳性母亲所生婴儿的早期辅助鉴别诊断 P24抗原的检测 33 检测HIVRNA通常使用PCR或RT PCR技术 核酸序列扩增实验 NASBA 分支DNA杂交实验等注意 HIV核酸定性检测阴性 只可报告本次实验结果阴性 但不能排除HIV感染 HIV核酸检测阳性 可作为诊断HIV感染的辅助指标 不能单独用于HIV感染的诊断 报告定性检测结果时还应注明反应条件和所使用的引物序列 报告HIV核酸定量检测结果时应按照仪器读数报告结果 注明使用的试验方法 样品种类和样品量 当测定结果小于最低检测限时 应注明最低检测限水平 低于最低检测限的结果不能排除HIV感染 HIV核酸检测 34 CD4 T淋巴细胞计数血浆HIVRNA水平 病毒载量 这两项实验可以为临床医生提供病人病毒水平 免疫状态的相关资料 是预测疾病进程的可靠指标 还可独立预测艾滋病临床过程和生存期 HIV感染的实验室监测 35 流式细胞仪是检测CD4 T淋巴细胞计数的标准方法 可以得出CD4 T细胞占淋巴细胞的比值及绝对值 CD4 T细胞计数是艾滋病诊断 疾病分期的实验室标准指标 CD4 T淋巴细胞计数 36 HIV病毒耐药分为原发性 Primary 及继发性 Secondary 原发性HIV病毒耐药 指那些直接影响抗病毒药物作用靶点的变异 具有药物特异性 可降低抗病毒药物敏感性继发性变异又称为补偿变异 常出现于原发性变异已存在的病毒基因组中 原发性变异可造成复制关键酶的改变 导致病毒动力学的不利 继发性变异可纠正由原发性变异导致的不利 提高病毒的耐药性 对原发性变异起到保护和促进作用 HIV抗病毒治疗的耐药监测 37 耐药性检测有两种方法表型检测 通过用药期间的病毒培养进行基因型检测 通过分子生物学方法检测与耐药性相关的病毒基因突变基因型检测的费用较低 较容易 可在样品收集后1 2周得到结果 但分析基因型耐药检测时 需要掌握大量相关知识 如突变与抗病毒药物及其它药物的交叉耐药等 才能对结果进行正确的分析 表型检测可以直接检测病毒的耐药性 但操作复杂 耗时 技术要求高 且非常昂贵 因此目前国际上广泛应用于临床的是基因型耐药检测 38 人乳头瘤状病毒 humanpapillomavirus HPV HPV具有宿主和组织特异性 只能感染人的皮肤和黏膜上皮细胞 人是HPV的惟一宿主 有100多个型低危型 HPV6 11引起良性病变 尖锐湿疣 喉乳头瘤等 高危型 HPV16 18引起恶性肿瘤 宫颈癌 肛门癌 口腔癌等 新生儿产道感染 免疫原性低 易形成持续性感染 39 高危型16 18 31 33 35 39 45 51 52 56 58 59 68 73 82 亚型CP8304可能高危型26 66 53低危型6 11 40 42 43 44 54 61 70 72 81 cp6108 HPV型别 40 41 HPV中国型别分布 乌兰娜 吴瑞芳等 人乳头瘤病毒基因亚型与宫颈病变的关系 中国妇产科临床杂志 42 Majorcapsidprotein Transforminggenes growthstimulation Minorcapsidprotein Regulationofviralreplication Regulationofviraltranscription replication URR 43 HPV 44 2001年在欧洲由德国 法国和英国联合对二代杂交捕获HC2HPV检测在宫颈癌筛查中的作用进行了大规模的研究和评估K U Petry C Clavel A Szarewski T Iftner P Birembaut J Cuzick 23 890 筛查人数 21 409 HPV 细胞学 488 HPV 细胞学 1370 HPV 细胞学 523 阴道镜检查533无病例发现 只发现3个病例 发现59个病例 发现144个病例 HPV 细胞学 45 HC2与巴氏涂片对检测CIN2或以上的病变的敏感度比较 46 各地区细胞学与HPV敏感度结果比较筛查 47 HPV相比其它所有的宫颈癌筛查方法重复性更好 是值得信赖的 可靠的宫颈癌初筛新方法 48 49 HPV DNA分型检测的意义 监测子宫颈上皮内高度病变区分患者患宫颈癌的危险度筛查宫颈细胞低度病变 ASCUS或CINI 中潜在的宫颈癌高危患者用于手术后追踪以确定是否将病灶清除干净用于治疗后的随访指导HPV疫苗的研究及使用评估治疗疗效 50 EB病毒 1964年名Esptein Barr首先发现 命名1966年Old等首先证实EB病毒和鼻咽癌的血清学关系1968年Henle等证明该病毒是传染性单核细胞增多症的病原体 51 EB病毒特异性抗原 病毒潜伏感染时表达的抗原 EB病毒核抗原 EBNA EB病毒潜伏感染膜抗原 EBLMP 病毒增殖感染相关抗原 EB病毒特异性抗原EB病毒早期抗原 EA EB病毒衣壳抗原 VCA EB病毒膜抗原 MA 52 53 EBV感染时主要抗病毒抗体产生的模式 54 SARS冠状病毒 一种新的烈性呼吸道传染病 疾病的病原体 SARS冠状病毒 SARA CoV SARS为全身损伤性疾病 尤以肺组织 免疫组织及小静脉为主 SARS的临床诊断标准明确 实验室的辅助手段是抗 SARA CoVIgM的检测和病毒的核酸分析 55 56 57 甲型H1N1流感病毒 甲型流感病毒根据其表面 H和N 结构及其基因特性的不同又可分成许多亚型 至今甲型流感病毒已发现的血凝素有16个亚型 H1 H16 神经氨酸酶9个亚型 N1 N9 58 世界卫生组织2009年4月30日宣布 从当日起 该组织不再使用 猪流感 一词 而开始使用 A H1N1 型流感 一词 与之相对应 我国的官方文件从5月1日起相继用 甲型H1N1流感 代替原来的 人感染猪流感 甲型H1N1流感 59 甲型H1N1流感病毒属于正粘病毒科 典型病毒颗粒呈球状 直径为80nm 120nm 有囊膜 囊膜上有许多放射状排列的突起糖蛋白 分别是血凝素HA 神经氨酸酶NA和M2蛋白 病毒颗粒内为核衣壳 呈螺旋状对称 直径为10nm 甲型H1N1流感病毒为单股负链RNA病毒 基因组约为13 6kb 由大小不等的8个独立片段组成 甲型H1N1流感 60 甲型H1N1流感 61 流行病学特点传染源主要为病猪和携带病毒的猪 感染猪流感病毒的人也被证实可以传播病毒 感染这种病毒的动物均可传播 传播途径主要为呼吸道传播 也可通过接触感染的猪或其粪便 周围污染的环境或气溶胶等途径传播 某些毒株如H1N1可在人与人之间传播 其传染途径与流感类似 通常是通过感染者咳嗽或打喷嚏等 易感人群普遍易感 患者多数年龄在25岁至45岁之间 目前报道以青壮年为主 应注意老人和儿童 甲型H1N1流感 62 实验室检查外周血象 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减少 并有血小板降低 血清学诊断 可使用间接ELISA 抗原捕捉ELISA 荧光免疫法等 反转录 聚合酶链式反应 RT PCR 由于PCR技术具有简便 快速 灵敏 特异性强等特点 已用于猪流感病毒基因的检测和分子流行病学调查等 病毒分离 从患者呼吸道标本中 咽拭子 口腔含漱液 鼻咽或气管吸出物 痰或肺组织 分离甲型H1N1流感病毒 常用的方法有鸡胚接种法和细胞培养法 现有的诊断方法中 病毒分离法是较敏感的 但需要2 3周时间 甲型H1N1流感 63 1957年在加拿大首次报告 新西兰Seddon于1957年最早加以描述 1958年加拿大Robinson从患者粪便和咽拭中分离出CoxA16 同时患者血清抗体有四倍增长 初步查明CoxA16为本病病原 1959年提出HFMD命名 HFMD在全球广泛流行 无明显的地域分布 之后世界各地均经常发生由各型柯萨奇 埃可病毒和EV71引起的手足口病流行 发热 不适 咽喉肿痛 口腔 手 脚侧面及掌心 屁股出现小泡传染性极高病程约1周 手足口病病毒 Hand footandmouthdiseaseVirus 64 手足口病可由多种肠道病毒所引起 其中包括CoxA5 A10 A16 A19 EV71 以及部分埃可病毒和柯萨奇B组病毒 以CoxA16和EV71最为常见传播途径 粪 口途径传播 唾液与粪便 呼吸道传播 空气飞沫 接触传播疱疹液中含大量病毒 疱疹破溃后病毒排出 HFMD为全球性传染病 在全球广泛分布 无明显的地域分布 但近年EV71在东南亚一带流行 引起较多的重症和死亡病例 在80年代和90年代 中国手足口病的流行主要以CoxA16为主 2008年 CoxA16和EV71共循环引起手足口病爆发 EV71在大部分省市为优势病毒 65 手足口病病毒 Hand footandmouthdiseaseViru