RSV呼吸道合胞病毒防治进展

RSV感染的流行病学及防治进展 温州医学院附属育英儿童医院呼吸科,目 录,生物学特性 流行病学 预防 治疗进展 感染控制,一、生物学特性,生物学特性,呼吸道合胞病毒 (Respirtory syncytial virus, RSV) 于1956年首次从呼吸道感染的患儿体内分离到属副粘病毒科、肺炎病毒属，病毒颗粒直径约150300nm，呈球形或丝状颗粒能在多种培养基中生长，并产生合胞体,生物学特性,基因组为由15222个核苷酸组成的非节段性、 单股负链RNA，包含10种基因，能编码11种 蛋白质产物，包括蛋白、蛋白、 N蛋白、 P 蛋白、非结构蛋白（NS1、NS2）、小疏水 蛋白（SH）等病毒结构由被膜、核衣壳和核心组成，被膜上 有G、F和SH糖蛋白3种跨膜蛋白蛋白和蛋白是病毒主要的保护性抗原,Coloured transmission electron micrograph of respiratory syncytial virus particles,病毒结构图,生物学特性,G蛋白是RSV结构蛋白中变异最显著的蛋白，与病毒吸附于细胞表面有关G蛋白是RSV刺激机体产生保护性抗体的抗原F 蛋白为融合蛋白，使病毒包膜RNA与宿主细胞膜融合而形成合胞体，具有高度保守性抗F蛋白抗体能阻止病毒侵入上皮及进一步扩散,生物学特性,分和亚型，A亚型有7个基因型，B亚型有 4个基因型亚型间主要的抗原变异在于G蛋白亚型内也有抗原和基因变异，也发生在G蛋白蛋白所产生的中和抗体对于再次感染的保护性具有亚型特异性,生物学特性,每年特定地区流行的优势亚型可不同，也可共循环，两种亚型所占的比例可随季节而变化全球多数地区以亚型流行为主，亚型与疾病 严重程度间的关系尚不确定北京地区自2001 2004年流行均以A亚型占优势我院20022003年及20032004年冬春季均以A亚型为主, 分别占76.7%和82.0%,生物学特性,一次流行可有多个基因型共循环，存在由不同病毒株引起的传播链，其中1或2个基因型为优势流行基因型每年的优势基因型也可不相同，相同的基因型可出现在不同的流行地区及流行年份,二、流行病学,流行病学,RSV是婴幼儿下呼吸道感染（LRTI）最常见的病原，也是老年人和干细胞移植者重要的LRTI病原RSV也是流行性喘憋性肺炎的主要病原，可发生大规模的暴发流行RSV感染已成为全球性的严重公共卫生问题之一,流行病学,几乎所有儿童至2岁时均感染过RSV，近40%发展为LRTI, 其中超过60%系1岁内感染5090%毛细支气管炎和10%30%肺炎由RSV感染所致，23%需住院治疗，病死率小于1%3个月以下婴儿、早产儿、伴先天性心脏病、慢性肺疾患及免疫缺陷时病死率升高,流行病学,1岁以下儿童与RSV相关的住院率为15-40； 年死亡率为5-8/10万全球每年有6400万婴儿感染RSV，死亡约60万发展中国家儿童RSV感染率与发达国家相似， 但死亡率较发达国家明显升高RSV毛细支气管炎是1岁以下儿童住院最常见的 疾病, 疾病的负担已超过流感,Leader S . Pediatr Infect Dis J. 2002; 21:629.,Top Five Causes of Hospitalization for Children One-Year Old (National Hospital Discharge Survey),流行病学,流行病学,流行病学,Globally, RSV is the most common cause of childhood ALRI and a major cause of admission to hospital as a result of severe ALRIMortality data suggest that RSV is an important cause of death in childhood from ALRI, after pneumococcal pneumonia and Haemophilus influenzae type bThe development of novel prevention and treatment strategies should be accelerated as a priority Nair H, et al. Lancet, 2010,375(9725):1545-55,流行病学,RSV感染呈全球性，局部可暴发流行，各地区有各自独特的病毒活动气候特征 全年均可发病，流行有明显的季节和地域差异，温带地区多在秋季和冬季；热带地区多在夏季典型的RSV季节通常在11月或12月开始，在1月或2月达高峰，3月或4月结束，持续45个月RSV流行的发病时间、持续时间、严重程度及峰活动在不同地区和监测年份会有变化,RSV Epidemiology U.S.A,Percent Positive Respiratory Syncytial Virus Testsin the United States, by Week of ReportThree-Week Running Average,Antigen Detection,Virus Isolation,Percent Positive,Yearly Virology Data,本院2005-2009年RSV-LRTI流行情况,本院各年度不同月份RSV-LRTI分布,危险因素,先天性心脏病、慢性肺疾病、神经肌肉疾病 及免疫缺陷病母亲受教育程度较低；缺乏母乳喂养日托儿童；有学龄期同胞2个以上家庭成员同居一个卧室多胎、早产暴露于环境空气污染物出生距RSV感染季节少于6个月,危险因素,若同时有两个危险因素，RSV相关住院的危险性至少增加了3.62倍33-35W出生的早产儿RSV相关疾病住院的危险性最高生活在高海拔地区也与RSV相关疾病的住院风险增加有关,严重感染的危险因素,慢性肺疾病先天性心脏病神经系统疾病免疫缺陷病早产儿小于6周,本院严重RSV-LRTI的危险因素,小于3月先天性心脏病早产/低出生体重呼吸系统发育畸形脑发育不全营养不良,Wang EEL et al J Pediatr 126:212; 1995,Healthy,CHD,CLD,PREM,(37wks),Age 6,wks,# Patients,372,57,79,148,101,Hospital,Days,(median),5,11,10,7,6,% in ICU,7.3,31.6,36.7,25,28.7,%,Mechanical,Ventilation,3.2,19.3,25.3,18.2,16.8,Days Suppl,Oxygen,2,7,6,4,3,Death (#),0,3,4,5,1,Effects of Underlying Disease,健康儿,先心,呼吸系统发育畸形,早产儿, 3月,例 数,1900,281,27,194,938,住院天数,9,13,13,11,10,入住ICU %,2.5,19.6,22.2,14.4,11.2,机械通气 %,0.2,6.4,11.1,3.1,2.0,吸氧天数,2,5,6,4,3,死 亡,0,1,0,0,0,各种基础疾病对临床指标的影响,许多严重RSV感染患儿并不存在危险因素TOLL样受体、肺表面活性蛋白、细胞因子、趋化 因子等炎症介质基因及其受体多态性可能与严重RSV感染的易感性或病情相关,遗传因素,RSV感染与哮喘关系,生命早期的RSV感染是哮喘发病独立的高危因素RSV-LRTI至少在发病后10年内与反复喘息、气道高反应性（AHR）及哮喘之间有密切联系近30%住院的RSV毛细支气管炎患儿在13岁前发生反复喘息，并可持续至成年早期 最新研究显示生命早期严重RSV毛细支气管炎后18年哮喘发病率、过敏性疾病及对过敏原的敏感性均明显增加 Sigurs N,et al. Thorax, 2010 Jun 27. Epub ahead of print,三、治疗进展,抗病毒治疗,病毒唑 雾化吸入是唯一经美国FDA批准用于RSV感染抗病毒治疗的药物，由于其潜在的副作用及价格昂贵，近年临床应用有所减少AAP推荐用于严重的RSV毛细支气管炎或有严重疾病危险的患儿如免疫缺陷病、血流动力学显著异常的心肺疾病,抗病毒治疗,病毒唑随访RSV毛细支气管炎住院儿童直至平均6.2岁，病毒唑组哮喘或反复喘息发病率低于非病毒唑组；过敏原皮试阳性率降低，表明病毒唑是减少哮喘 发生、反复喘息及过敏的独立因素荟翠分析显示病毒唑雾化吸入可减少RSV-LRTI患儿的机械通气时间，缩短住院天数，并可能与减少RSV感染后反复喘息的发生相关,抗病毒治疗,新型抗RSV药物 包括G蛋白抑制剂、F蛋白抑制剂、N蛋白抑制剂、 IMPDH抑制剂等，多数正进行临床试验，未来5年 内最有希望取得突破,抗病毒治疗,小干扰RNAs (siRNAs) 近年发展起来的一种基因沉寂技术, 已成为分子 生物学研究中最为活跃的热点之一能以RNA序列特异性的方式降解靶mRNA，抑制靶基因表达, 减少蛋白合成具有针对靶点抑制的专一性高、用量少和毒性小等特点， 为其大剂量、多靶点应用提供了可能,抗病毒治疗,小干扰RNAs (siRNAs) 体内外研究显示其能抑制RSV感染，是很有前途 的候选药物BALB/c小鼠鼻腔滴注siRNAs可抑制RSV复制， 在感染前后使用均可导致肺部病毒滴度显著下降、 气道炎症减轻、AHR降低,抗病毒治疗,ALN-RSV01 能干扰编码RSV N蛋白的mRNA合成，RSV感染动物鼻腔吸入可抑制病毒复制是首个在人体测试的以病原微生物为靶标的siRNAs，也是首个用于人类呼吸道的siRNAs,抗病毒治疗,ALN-RSV01随机双盲对照研究显示，88名成人在RSV感染前2天及感染后3天鼻腔喷雾ALN-RSV01 ，结果鼻腔冲洗液中RSV减少了38%，显示其具有显著的抗RSV作用，安全且耐受良好正进行的期临床试验将确定其是否可广泛应用,抗病毒治疗,ALN-RSV01新近的随机双盲对照研究显示，16名肺移植后RSV感染成人接受雾化 ALN-RSV01治疗3天后，平均日症状评分降低；3个月后闭塞性细支气管炎的发生率也降低，且耐受良好，未见不良反应,抗病毒治疗,RSV-604(A-60444) 是首个RSV N蛋白抑制剂，对临床分离的RSV A和B亚型均有明显的抑制活性已在成人和儿童通过期和期临床试验，显示其安全且耐受良好，无严重的不良反应是未来最有希望的抗RSV药物之一,抗炎治疗,糖皮质激素 过度的免疫反应和气道炎症在严重RSV疾病的 发病机制中发挥关键作用RSV诱发的炎症反应引发了气道上皮损伤，从而可能导致长期的气道阻塞性疾病和其后反复喘息,抗炎治疗,糖皮质激素多年来一直被用于 RSV毛细支气管炎的治疗， 但疗效尚有争议, AAP不推荐常规使用早期的荟翠分析表明全身应用可改善RSV毛细支气管的临床症状，缩短症状持续和住院时间新近的荟翠分析显示全身应用激素对于缩短毛细支气管炎住院时间、改善临床评分及降低住院率均无益处,抗炎治疗,表面活性蛋白（SP）重症RSV感染患儿存在SP量和质的缺陷SP在维持气道的开放中发挥作用，是重要的天然免疫物质，对于控制RSV感染的气道炎症有益在体外培养细胞内，重组SP-D能以剂量依赖方式完全抑制RSV复制RSV感染小鼠鼻内给予重组SP-D，可使肺内病毒水平下降80%,抗炎治疗,表面活性蛋白（SP）荟翠分析结果显示SP替代治疗使RSV毛细支气管炎患儿机械通气时间缩短了2.6天，住ICU时间减少了3.3天将来需要明确最适合的SP制剂、适当的剂量、给药间隔及如何选择通气策略,支气管扩张剂,由炎症和小气道收缩所致的气道阻塞在严重RSV疾病中发挥了重要作用，常用短效受体激动剂吸入治疗RSV毛细支气管炎，但疗效尚有争议AAP不推荐常规应用，但认为对于1/4毛细支气管炎患儿的临床评分有短暂的改善，在对客观的评估指标呈阳性临床反应时可继续应用荟萃分析显示RSV毛细支气管炎患儿吸入受体激动剂对于临床评分有轻度的改善,支气管扩张剂,雾化吸入肾上腺素、去甲肾上腺素、左旋沙丁胺醇均可降低机械通气的RSV毛细支气管炎患儿的吸气峰压和呼吸阻力雾化吸入肾上腺素可减少RSV毛细支气管炎患儿吸氧、改善呼吸窘迫及喘息，降低肺部阻力，降低住院率，缩短住院时间，疗效优于沙丁胺醇溴化异丙托品单独或与沙丁胺醇联用对于毛细支气管炎治疗总体上无效,支气管扩张剂,荟萃分析表明雾化吸入3%生理盐水加肾上腺素 治疗RSV毛细支气管炎，能显著缩短住院时间， 改善临床症状，未见明显副作用最新的研究显示5%高渗盐水加肾上腺素雾化吸入治疗RSV毛细支气管炎，48小时内临床症状明显 改善，安全无副作用 Al-Ansari K,et al. J Pediatr. 2010, 157(4):630-4 Zhang L,et al. Cochrane Database Syst Rev. 2008,8(4):CD006458,支气管扩张剂,氦氧混合气 （Heliox）由氦气和氧气组成，密度小于氧气，能扩张气道，能减少呼吸肌做功，延缓呼吸肌衰竭非机械通气的重症RSV毛细支气管炎患儿吸入20 分钟后，临床评分明显改善对于住ICU的中-重度RSV毛细支气管炎患儿可快 速减少辅助肌的使用及呼气性喘息,支气管扩张剂,一氧化氮（NO） 吸入治疗有益于患严重RSV肺炎的BPD婴儿常规机械通气中吸入NO能改善氧合和呼吸对抗；联合高频通气改善氧合的作用优于单独高频通气也有报道严重RSV感染患儿机械通气联合NO吸入治疗后1小时，未能更有效地改善气道张力仍需进一步研究来证实其治疗价值,四、预 防,概 述,由于发病机制尚未明了，尽管全球RSV所致的 疾病负担非常沉重，但迄今尚无安全有效的疫苗免疫预防是减少RSV感染疾病发生的重要策略当前预防RSV感染最有效的方法为对高危儿童应用抗RSV单克隆抗体,抗 体,RSV-IGIV 一种高免疫多克隆人抗体制剂，是首个能有效预防严重RSV疾病的生物制剂需静脉注射，可干扰对活病毒疫苗的抗体反应，有潜在性传播血源性疾病的危险不能用于CHD患儿，已不再在美国市场上销售,抗 体,palivizumab（帕利珠） 人源化的抗RSV单克隆抗体，1998年经FDA批准用于预防早产儿、CLD或血液动力学异常的CHD 患儿，疗效较RSV-IGIV强 50-100倍，但费用昂贵无需推迟麻风腮和水痘疫苗的接种，可用于紫绀型CHD患儿，并能避免血源性传播疾病的危险在11-12月份使用第一剂，每月肌肉注射共5个月，将对多数高危儿童提供保护,抗 体,帕利珠帕利珠还可通过预防早产儿RSV-LRTI而使其后的反复喘息减少50%多中心配对研究显示，新生儿期应用帕利珠能使5年内反复喘息的危险性降低80%，但对于有变态反应家族史者则无预防效果,抗 体,帕利珠帕利珠与激素联合对于减轻RSV感染动物肺部组织病理学有显著疗效，并能显著降低肺部病毒滴度；上述联合可能对于免疫功能不正常或不成熟者特别有效单独使用帕利珠或联合病毒唑治疗与有基础疾病的RSV感染高危儿童的病死率下降有关,抗 体,motavizumab 从帕利珠衍生的新型、疗效提高的人源化RSV单抗，与帕利珠有相似的药动学和安全范围，但抗RSV活性增高了20-100倍在减少 RSV复制、控制炎性反应及肺组织病变等方面的作用强于帕利珠能有效抑制上呼吸道中RSV的复制，有助于减少中耳炎的发病率及其他RSV感染后遗症的产生,疫 苗,RSV感染至今仍无可用的疫苗，WHO已将RSV 疫苗列为全球计划中优先发展的疫苗之一RSV感染发病高峰见于3个月以下的婴儿，其体内通常有高滴度的母传抗RSV抗体，由于免疫反应受到抑制，可能对接种不能做出充足的反应RSV疫苗需要防御RSV A和B亚型，且必须不发生出现天然发生的RSV疾病,疫 苗,福尔马林灭活疫苗减毒活疫苗亚单位/多肽疫苗基因工程疫苗DNA疫苗,疫 苗,福尔马林灭活疫苗接种疫苗的2月-7岁儿童再次感染RSV的病情比 未接种者更严重接种灭活疫苗后增强了机体CD4+Th2细胞优势，使IL-4、IL-5增加，肺组织中EOS浸润病情恶化者肺泡灌洗液中RSV特异性IgG含量很低，表明疫苗影响呼吸道中保护性抗体的生成,疫 苗,减毒活疫苗能诱导分泌型抗体和血清中和抗体，与自然感染相似，甚至在有母传抗体的情况下亦可免疫宿主第一代疫苗存在潜在的遗传稳定性问题第二代疫苗利用基因工程技术对第一代疫苗进行优化而产生，在人体具有较高的基因稳定性,疫 苗,亚单位/多肽疫苗纯化F蛋白疫苗（PFP）PFP-1,2疫苗已在RSV血清阳性儿童的试验中显示了良好的安全性和免疫原性，更适合用于有CLD的儿童和老年人PFP-2疫苗用于肺囊性纤维化患儿能减少RSV-LRTI的发病率PFP-3疫苗纯度更高，能起到更大的保护作用,疫 苗,亚单位/多肽疫苗G 蛋白疫苗（BBG2Na）在小鼠中能诱导产生持久的RSV-A 特异性中和抗体，其免疫原性和保护效应不受来自母体高滴度的RSV-A 抗体所影响是很有潜力的亚单位疫苗，在成人的I、II 期临床试验中已显示了良好的安全性和免疫原性，目前正在进行III 期临床试验,疫 苗,基因工程疫苗利用基因插入、删除以及嵌合体病毒等技术研制，目前尚处于动物实验阶段更易于研制复合疫苗从而减少接种次数，但疫苗的各种成分可能会相互干扰抗原呈递过程从而形成竞争抑制,疫 苗,DNA疫苗能同时诱导体液和细胞免疫应答; 对不同亚型的RSV有交叉免疫反应可能会诱导机体产生免疫耐受，在动物和人体上的免疫差异较大，应用于人体的效果还不清楚生物安全是重要问题，因而其可行性还未确定,疫 苗,当今RSV 疫苗的研究已取得了一些成果，如纯化F蛋白疫苗和亚单位疫苗BBG2Na已进入临床试验阶段；减毒活疫苗cpts-248/404已在6个月以上的婴儿显示广泛的免疫作用如何在保持免疫原性的基础上使疫苗诱导平衡的Th1/Th2 反应，增加疫苗的安全性