狂犬病致病機理、臨床表現(xiàn)和治療

1、狂犬病致病機理、臨床表現(xiàn)和治療,浙江省疾病預(yù)防控制中心傳防所凌鋒2010.4.150571－87115135,主要內(nèi)容,第一部分 狂犬病病毒第二部分 狂犬病病毒致病機理第三部分 狂犬病治療,第一部分,狂犬病病毒,狂犬病病毒,理化特性:易為脂溶劑(肥皂水等)、 75%乙醇 、碘伏 、紫外線滅活對季胺類化合物敏感：新潔爾滅對溫度敏感，60℃ 30秒或100℃ 2秒即可被殺滅易被巴氏消毒、紫外光、酸(PH 4以下)

2、、堿(PH 10以上)滅活。,彈狀病毒科狂犬病毒屬子彈狀外形(75nm×180nm),,狂犬病毒結(jié)構(gòu),狂犬病毒顆粒由2個結(jié)構(gòu)和功能單位組成：（1）外殼上覆蓋有G蛋白三聚體組成的棘狀突起（長 10nm），可識別易感細胞膜上特定的病毒受體；（2）核殼體（ribonucleocapsid）螺旋狀排列，由基因組 RNA與N、L及P密切相聯(lián)組成。核殼體確?；蚪M在胞 質(zhì)中的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制。蛋白M占據(jù)了核殼

3、體和外殼之間的 位置，決定了病毒出芽及其子彈狀外形。,長期以來一直認為狂犬病毒屬內(nèi)只有一個血清型。后來，陸續(xù)在蝙蝠和其他野生動物中發(fā)現(xiàn)了一些與狂犬病毒類似的病毒，統(tǒng)稱為狂犬病相關(guān)病毒。多克隆抗NC抗體血清學(xué)反應(yīng)顯示狂犬病毒和狂犬病相關(guān)病毒均屬于狂犬病毒屬。早期發(fā)現(xiàn)的三種狂犬病相關(guān)病毒為Lagos (LBV)、Mokola (MOKV)和Duvenhage (DUVV)，進一步用交叉血清中和試驗可以將狂犬病毒和狂犬病相關(guān)病毒

4、區(qū)分為四個血清型:血清1型,血清2型(LBV)、血清3型 (MOKV)和血清4型 (DUVV) 。,隨后從歐洲蝙蝠分離出2株狂犬病毒 (EBL1、EBL2),抗原分析顯示與其它 狂犬病毒相似,但又有差別，定名為 血清Ⅴ型(歐洲蝙蝠狂犬病毒,EBL)。,狂犬病毒分型和進化-血清學(xué)分型,狂犬病毒分型和進化-基因分型,最初，設(shè)計型特異性引物用PCR擴增NP基因作為一種簡單的診斷和分型方法；進一步擴大到NP基因核苷酸

5、測序基礎(chǔ)上的準確基因分型。通過NP基因測序和比較進行狂犬病毒基因分型,將狂犬病毒分為6個基因型，基因型1、2、3、4與相應(yīng)血清型對應(yīng)，血清Ⅴ型中EBL1和EBL2在基因結(jié)構(gòu)上相互區(qū)別成為兩個獨立的基因型，即基因5型和基因6型。基因分型更具說服力和更敏感，也提供了一個好的分型評估預(yù)值：如果病毒分離物NP基因核苷酸和氨基酸序列同源性分別低于80％和92％，分離物將屬不同基因型。,狂犬病毒分型和進化-遺傳譜系分類,G基因種系發(fā)生分析結(jié)

6、果結(jié)合病毒－宿主相互作用、免疫原性、致病性,將狂犬病毒屬分為兩個遺傳譜系： 遺傳譜系I：世界范圍分布的基因1型和基因4、5 (EBL1)、6 (EBL2)、7型 遺傳譜系II：非洲分離的基因2型(LBV)、3型(MOKV)同一遺傳譜系內(nèi)，GP膜外區(qū)氨基酸序列至少74%一致，抗病毒GP中和抗體有交叉中和作用。不同遺傳譜系之間，序列一致性低于64.5%且沒有交叉中和作用，從

7、而解釋了傳統(tǒng)的狂犬病疫苗(遺傳譜系I)不能有效保護遺傳譜系II的病毒的攻擊。由于NP序列的保守,狂犬病毒間有廣泛的抗原交叉反應(yīng)，因此可以使用NP抗體免疫熒光診斷試劑檢測狂犬病毒屬的病毒。G基因編碼病毒外部蛋白，對于病毒的致病性和病毒與細胞受體的反應(yīng)非常重要，因此對于決定宿主范圍可能更為重要。,基因1型狂犬病病毒廣泛分布于全世界,第二部分,狂犬病病毒致病機理,狂犬病毒高度嗜神經(jīng),狂犬病毒（RABV）是一種高度嗜神經(jīng)性病毒，由RABV引

8、發(fā)的狂犬病通常是一種急性致死性神經(jīng)系統(tǒng)損傷性疾病。 到目前為止，除個別病例，人類狂犬病仍然是無法治愈的。要想改善或探索狂犬病的治療，首先需要很好的理解狂犬病的致病機理。,狂犬病腦炎特點,狂犬病毒(RABV)首先從咬傷部位侵 入，在傷口附近的橫紋肌細胞內(nèi)小量 增殖，然后從橫紋肌細胞侵入鄰近的 神經(jīng)末梢，最終必須進入中樞神經(jīng)系 統(tǒng)(CNS) 才可能引起狂犬病的癥狀。,絕大多數(shù)狂犬病CNS病理學(xué)表現(xiàn)為急

9、性腦脊髓炎，常常沒有 顯著的顯微鏡下改變，腦部可以輕度腫脹、腦膜和腦實質(zhì)血 管輕度充血伴有少量炎癥細胞浸潤，這也是其他急性病毒性 腦炎常見的共同表現(xiàn)。,狂犬病腦炎更為獨特的是病理學(xué)改變不明顯，即便是長潛伏期病例也是如此。,Perivascular cuffing or inflammation around a blood vessel. Perivascular inflammatory cell infilt

10、rates in hematoxylin & eosin stained brain tissue.,Rabies Nodules,病毒在咬傷部位侵入,培養(yǎng)感染有RABV的肌細胞時，病毒復(fù)制前或復(fù)制后都發(fā)現(xiàn)病毒抗原與煙堿樣乙酰膽堿受體(nAChR)出現(xiàn)在同一位置，用nAChR的配體對細胞進行預(yù)處理后，細胞感染明顯減少。放射物質(zhì)標記的RABV直接附著在親和層析純化的nAChR已經(jīng)得到證實. 狂犬病毒GP與AchR的一種高親和配

11、體-蛇神經(jīng)毒素有明顯的結(jié)構(gòu)相似性，尤其是GP第189-214位氨基酸與蛇神經(jīng)毒素第30-56位的氨基酸序列高度同源(50%)，這一區(qū)段正是神經(jīng)毒素與AchR的結(jié)合部位。由于體外廣泛的非神經(jīng)元細胞均可被RABV感染，推測一定還存在著絕大多數(shù)細胞表面都具有的受體。目前推測狂犬病毒有兩種類型的受體：高親和力受體:只存在于神經(jīng)細胞表面造成神經(jīng)元的感染；低親和力受體:存在于各種神經(jīng)或非神經(jīng)細胞表面。,病毒侵入神經(jīng)元,被RABV感染的動物咬傷后

12、，RABV通過神經(jīng)肌結(jié)合處的運動神經(jīng)元或神經(jīng)束的感覺神經(jīng)進入神經(jīng)系統(tǒng)，然后從一個神經(jīng)元進入下一個，沿著脊髓進入腦和唾液腺，動物唾液腺分泌病毒并且可以通過撕咬將病毒傳播給下一個宿主。因此，保持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的完整性對于病毒的傳播非常重要。RABV成功侵入神經(jīng)系統(tǒng)是基于被感染的神經(jīng)元的存活，包括避免病毒引起的細胞凋亡和破壞對感染發(fā)生反應(yīng)的侵入CNS的T細胞。,狂犬病毒侵入神經(jīng)節(jié)細胞,神經(jīng)節(jié)細胞對狂犬病毒極為敏感，是狂犬病毒早期感染增殖的重要

13、場所。實驗證實，與已經(jīng)感染病毒的外周神經(jīng)相連的脊神經(jīng)節(jié)和背根神經(jīng)節(jié)，在CNS感染之前，就已出現(xiàn)感染的跡象和明顯的炎癥反應(yīng)?？袢《居赏庵苌窠?jīng)進入CNS的基本過程，首先侵入外周神經(jīng)位點，沿周圍傳入神經(jīng)迅速上行，到達背根神經(jīng)節(jié)，大量繁殖后，侵入脊髓和CNS，主要侵犯腦干及小腦等處的神經(jīng)元。,比較高致病性嗜神經(jīng)CVS株和減毒巴斯德株（PV）感染鼠的后肢，結(jié)果CVS株侵入脊髓和腦并致動物死亡，PV株僅限于脊髓且被感染的動物存活。RABV

14、侵入神經(jīng)元導(dǎo)致三種結(jié)果:嗜神經(jīng)RABV避免引起神經(jīng)元的死亡,還使移行到受感染神經(jīng)系統(tǒng)的T細胞因細胞凋亡而被殺死,限制了受感染神經(jīng)系統(tǒng)的炎癥反應(yīng)。即保持神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、限制炎癥反應(yīng)、破壞因感染反應(yīng)而侵入CNS的T細胞，這對于RABV侵入神經(jīng)元并進一步將病毒傳播給其它動物是必須的。用狂犬病固定毒感染嚙齒動物模型的研究,發(fā)現(xiàn)RABV可以短暫孵育后不經(jīng)過神經(jīng)元內(nèi)復(fù)制而直接侵入周圍神經(jīng)。高度易感乳地鼠模型研究也顯示神經(jīng)肌和神經(jīng)腱的早期感染，但這些

15、部位的感染還未證實與自然狀況的長潛伏期有關(guān)。,病毒侵入神經(jīng)元,病毒進入中樞神經(jīng)系統(tǒng),當感染發(fā)展到了脊髓或腦干的神經(jīng)元，RABV沿著神經(jīng)結(jié)合處通過快速軸索傳播方式擴散到整個CNS。GP蛋白對于RABV在神經(jīng)元間經(jīng)突觸的傳播非常重要，用不同的RABV株和重組RABV，立體定位接種到貓的海馬回，感染7天后檢測RABV GP，確定RABV的分布能力，所有重組病毒的分布都與GP來源的原始病毒相似。比較用不同GP基因構(gòu)建的重組病毒致病性，減

16、毒疫苗株SAD經(jīng)周圍組織途徑感染幾乎不致病，將SAD株GP替換為高致病性CVS GP，SAD回復(fù)毒力并且重組病毒致病性增強，但與CVS毒株相比，病程延長，表明除了GP還有其他因素影響RABV侵襲力和致病性。,病毒在神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的復(fù)制和擴散,在嚙齒動物模型中，RABV一但感染CNS神經(jīng)元，病毒延神經(jīng)解剖通路或快速軸索運動方式迅速擴散。用CVS株示蹤研究，顯示RABV的傳播只發(fā)生在逆向軸索運動，經(jīng)突觸間的傳播也只見于逆行方向。體外培養(yǎng)的貓

17、背根神經(jīng)結(jié)細胞顯示RABV以每天100－400毫米的速度快速軸索運動。小鼠足掌接種CVS株后，早期發(fā)現(xiàn)病毒在腦干和深部小腦，隨后感染擴散到間腦、基底神經(jīng)節(jié)和大腦皮質(zhì)，RABV對海馬回錐狀神經(jīng)元顯著易感。,到臨床發(fā)病時，病毒已廣泛分布于身體內(nèi),一般以嚴重的神經(jīng)病學(xué)癥狀和死亡為特征。 臨床首發(fā)癥狀通常是傷口部位神經(jīng)性疼痛(病毒在背根神經(jīng)節(jié)復(fù)制和神經(jīng)節(jié)炎引起)。麻痹型狂犬病的虛弱無力是周圍神經(jīng)功能障礙引起。,神經(jīng)系統(tǒng)受損和功能紊亂

18、,神經(jīng)系統(tǒng)受損和功能紊亂,人狂犬病的臨床表現(xiàn)可以分為狂躁型和麻痹型兩種。在對RABV G、N和P蛋白研究的基礎(chǔ)上尚未發(fā)現(xiàn)與狂躁或麻痹型狂犬病有關(guān)的病毒特異基因型。觀察兩種臨床表現(xiàn)，顯示RABV抗原在CNS的分布區(qū)域相似，主要在脊髓、腦干和基底神經(jīng)節(jié)。,狂躁型狂犬病電生理研究顯示其脊 髓前角細胞功能障礙,這些病人在 出現(xiàn)昏迷之前不表現(xiàn)出四肢障礙。麻痹型狂犬病顯示周圍神經(jīng)明顯的 炎癥和脫髓鞘,出現(xiàn)肢體障礙。,狂躁型狂

19、犬病,麻痹型狂犬病,第三部分,狂犬病治療,狂犬病暴露和潛伏期,理論上，狂犬病可以被任何一種哺乳類動物傳播，但人類只能通過感染動物的唾液接觸開放的傷口或粘膜而感染。不合格的疫苗、氣溶膠傳播、未認識到感染的供體的器官移植，也可以導(dǎo)致狂犬病。一旦暴露和感染發(fā)生，潛伏期即開始。潛伏期中疾病的進程目前尚不能清楚解釋。動物試驗表明，病毒在潛伏期中停留在暴露的部位，感染的鼠切除感染的肢體可以防止狂犬病發(fā)生，感染部位以外的組織和器官在潛伏期中均

20、查不到狂犬病毒。,狂犬病潛伏期,一旦暴露和感染發(fā)生，潛伏期即開始。潛伏期中疾病的進程目前尚不能清楚解釋。動物試驗表明，病毒在潛伏期中停留在暴露的部位，感染的鼠切除感染的肢體可以防止狂犬病發(fā)生。,決定潛伏期時間的因素,傷口暴露情況1. 暴露部位與腦之間距離2. 傷口嚴重程度和傷口的大小3. 傷口部位病毒的含量4. 機體的免疫狀況5. 暴露的部位是否富含神經(jīng)細胞潛伏期的關(guān)鍵：在病毒到達神經(jīng)元之前是否有足夠的時間使疫苗的

21、預(yù)防治療產(chǎn)生保護性中和抗體,狂犬病目前可應(yīng)用的治療,暴露前預(yù)防(Pre-exposure Prophylaxis, PreEP)暴露后預(yù)防性治療(Post-exposure Prophylaxis, PEP)出現(xiàn)臨床癥狀后的治療－嘗試性治療,出現(xiàn)臨床癥狀后的嘗試性治療,截至目前，有文獻記載的狂犬病治療后存活病例有六人，包括2004年成功救治的一例前五例病人均接受過PreEP或出現(xiàn)臨床癥狀前進行過PEP，沒有人注射HRIG

22、或分離到狂犬病毒／檢測到狂犬病毒抗原前五例病人中有一例在4年后死于嚴重的并發(fā)癥這六例病人并不能改變這樣一種現(xiàn)實，即：狂犬病潛伏期內(nèi)如果預(yù)防治療無效，則100％死亡率,狂犬病嘗試性治療目的,狂犬病一旦發(fā)生，治療目的是使其痊愈治療方法： 特異性治療：HDCV、HRIG、單克隆抗體， 非特異性治療：ribavirin(病毒唑)，IFN-α, ketamine（克他命）

23、 這也是基于目前的知識和人道主義，在幾乎沒有任何希望的情況下，最后的嘗試性救治,聯(lián)合治療措施－特異性治療,HDCV：傳統(tǒng)的肌內(nèi)免疫途徑需要至少一周或更長的時 間產(chǎn)生可檢測到的免疫反應(yīng)，多點皮內(nèi)免疫可 以縮短這個時間。但很明確的是一旦病毒進入 神經(jīng)，疫苗免疫是無效的。HRIG：推薦與PEP同樣劑量浸潤注射HRIG，療效尚

24、不清楚。單克隆抗體：具有狂犬病毒中和作用的單克隆抗體有 望有治療效果，類似結(jié)果已在嚙齒動物模型觀 察到。人源或人鼠雜交的單克隆抗體會優(yōu)于鼠 源單抗。,聯(lián)合治療措施－非特異性治療,ribavirin：雖然嚙齒動物模型和一例病人的應(yīng)用證實無 效，但ribavirin廣譜的抗病毒作用，仍建議使用。研究提示狂犬病死亡并非病毒感染引起的結(jié)構(gòu)破壞，而是神經(jīng)元

25、功能改變造成的；此外，機體自身對狂犬病的免疫反應(yīng)包括產(chǎn)生一氧化氮，該物質(zhì)可能是CNS的一種毒素。故此建議治療狂犬病應(yīng)致力于病毒的中和及保護神經(jīng)功能。IFN-α：用于病毒性疾病治療的免疫調(diào)節(jié)蛋白和免疫治療藥物。Ketamine：止痛和麻醉，在鼠輸注可以使腦多部位的感染緩解，包括海馬回、大腦皮質(zhì)、丘腦。,是否嘗試治療需要考慮的關(guān)鍵問題,臨床癥狀發(fā)生之前注射狂犬病疫苗處于前驅(qū)癥狀的早期以往健康狀況良好，沒有慢性疾病病人／親屬：接

26、收治療失敗或治愈后殘留嚴重 的神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥的后果良好的救治設(shè)施和醫(yī)療條件,2004年狂犬病救治成功病例,治療方法包括：未用特異性治療保護大腦和神經(jīng)系統(tǒng)功能深度昏迷，刺激機體免疫反應(yīng)以便清除病毒 治療一周后，病人血液和腦脊液中產(chǎn)生高滴度狂犬病抗體，隨著病毒的逐漸清除，引起深度昏迷的藥物開始減量使患者逐漸恢復(fù)知覺。隨后，美國CDC實驗室檢測證實病人為狂犬病，預(yù)后難以預(yù)料。

27、 該例病人的治療成功還不足以確定狂犬病的治療方法，至少還需成功治療的再次重復(fù)才可得出更準確和真實的結(jié)論。但毫無疑問這例病人的救治是人類狂犬病治療史上一次革命性進步。,15歲女孩，2004年9月暴露于蝙蝠,10月18日，出現(xiàn)臨床癥狀的第六天，病人入住Wisconsin兒童醫(yī)院兒童加護病房，當時表現(xiàn)出前驅(qū)癥狀開始轉(zhuǎn)向興奮初期，血清和腦脊液中檢測到狂犬病特異性抗體。,狂犬病救治,狂犬病目前仍是無法治愈的疾病。抗病毒藥物、干擾素、大