登革热病毒

介绍

登革病毒（dengue virus）属于黄病毒科黄病毒属中的一个血清型亚群，形态结构与乙脑病毒相似，但体积较小，约17～25nm，依抗原性不同分为1、2、3、4四个血清型，同一型中不同毒株也有抗原差异。其中2型传播最广泛，各型病毒间抗原性有交叉，与乙脑病毒和西尼罗病毒也有部分抗原相同。病毒在蚊体内以及白纹伊蚊传代细胞(C6/36细胞)、猴肾、地鼠肾原代和传代细胞中能增殖，并产生明显的细胞病变。

登革病毒主要通过埃及伊蚊（Aedes ae－gyPti）和白纹伊蚊(Aedesalbopictus)等媒介昆虫传播，引起登革热（dengue fever，DF）以及发病率和死亡率很高的登革出血热（dengue hemorrhagic fever，DHF）和登革休克综合征（dengue shock syndrome，DSS）。病人及隐性感染者是本病的主要传染源，而丛林中的灵长类是维护病毒在自然界循环的动物宿主。将发热期患者血液接种到幼稚小鼠的脑内可被分离固定。

在我国，对登革热的描述可以追溯到晋朝；而在西方，从16世纪开始就有了明确的登革热病例。但是，一直到二战发生，登革热造成日本和盟军士兵的大量伤亡之后，才由日本科学家和美国科学家从患者身上分离鉴定得到导致登革热的真凶——一种被命名为登革病毒的病原体。

与其他传染病不同的是，登革热不能直接从一位感染者传染给他人，而是搭乘一种叫做埃及伊蚊的蚊子大范围肆虐。在二战之后，亚太地区大范围的人口迁徙和城市化给了埃及伊蚊良好的生存空间，同时它们也可以乘着飞机飞洋过海，造成登革热的区域流行。除了埃及伊蚊以外，它的另一位近亲白纹伊蚊也是散播登革热的重要帮凶。

这些疾病广泛流行于热带和亚热带地区，是一种分布广、发病多、危害较大的人类传染病。在亚洲，太平洋群岛及中、南美洲等许多国家均已造成严重的威胁。第二次世界大战后，在日本也曾有过流行。之后，在亚洲、非洲和南美洲的热带以及亚热带地区登革病毒感染的发病率呈明显上升趋势。我国于1978年在广东佛山首次发现本病，以后在海南岛及广西等地均有发现。

生物学性状

形态与结构

病毒颗粒呈球形，直径约55nm。病毒颗粒外被脂蛋白包膜，并具有包膜刺突。病毒包膜的外层含有包膜蛋白E，内层含有膜蛋白M。病毒核心是由病毒的单股、正链RNA（ ssRNA）和病毒衣壳蛋白C共同组成的20面体核衣壳结构。病毒RNA具感染性。

基因与蛋白

登革病毒基因组RNA约含有11000个核苷酸，MW为4.2×106。其5′端为I型帽子结构，3′端缺乏poly(A)尾，基因组的5′端和3′端均有一段非编码区。基因组只有一个开放读码框，其5′端1/4编码病毒3个结构蛋白（C、PrM和E），3′端3/4编码7个非结构蛋白（NS1、NS2a、NS2b、NS3、NS4a、NS4b和NS5）。这些蛋白是以多聚蛋白形式进行翻译合成后，由宿主蛋白酶切割而形成的。C蛋白构成核衣壳，富含精氨酸、赖氨酸。PrM蛋白在病毒成熟时，经酶裂解形成膜蛋白M后，固定于病毒包膜内层。E蛋白是病毒包膜的主要糖蛋白，与病毒的细胞嗜性、红细胞凝集以及诱导红细胞凝集抑制抗体和中和抗体的产生等有关。非结构蛋白NS1功能不清。NS2a和NS2b可能参与多聚蛋白的水解过程。NS3可能是在细胞液中起作用的病毒蛋白酶。NS4a和NS4b可能与RNA复制有关。NS5是病毒编码的依赖RNA的RNA聚合酶。

复制周期

登革病毒与敏感细胞表面受体（可能是Fc受体）结合，通过细胞吞饮和膜融合形式进入细胞后，在溶酶体酶等作用下脱壳、释放病毒RNA。一方面，直接以病毒基因组RNA为mRNA，从单一翻译起始点开始合成多聚蛋白前体，进而经细胞信号酶的催化进行蛋白C与PrM、PrM与E、E与NS1之间的切割。因C、PrM和E蛋白都有N-糖基化结构，主要是在细胞的粗面内质网中完成切割，并且蛋白的翻译合成与切割是同步进行的。非结构蛋白的切割由水解酶作用完成。另一方面，在NS5聚合酶的作用下，首先以病毒基因组RNA为模板合成负链RNA，再由负链RNA复制合成子代病毒基因组 ssRNA。最后，病毒的 ssRNA和衣壳蛋白C在细胞浆中装配成病毒核衣壳后，通过出芽释放的形式获得含有膜蛋白M和包膜蛋白E的病毒包膜，形成完整的病毒颗粒。

培养特性

登革病毒可以在多种昆虫和哺乳动物细胞培养中增殖，并引起培养细胞发生折光性增强、细胞变圆或细胞融合等不同程度的细胞病变。昆虫传代细胞系，如白纹伊蚊C6/36等对登革病毒敏感，可用于病毒分离。哺乳动物细胞系，如人细胞系、乳地鼠肾细胞（BHK21）、胎猕猴肺细胞（FRhL）、原代狗肾细胞（PDK）等可用于病毒效价的滴定和疫苗的制备。

抗原性

根据病毒包膜蛋白E的抗原性不同，登革病毒分为1～4个血清型。各型病毒之间抗原性有交叉，但与黄病毒科的其它抗原群无交叉性。病毒包膜蛋白E的抗原决定簇既可以诱导宿主产生保护性的中和抗体和血凝抑制抗体，还可能参与登革出血热（DHF）和登革休克综合征（DSS）的发生。非结构蛋白NS1和NS3均具有免疫反应性和免疫原性，可以诱导小鼠产生针对同型登革病毒致死性攻击的保护性免疫。NS1是一种可溶性补体结合抗体，具有登革病毒的型和群特异性抗原决定簇。

变异性

登革病毒易发生变异。病毒核苷酸序列分析结果表明相同血清型病毒中不同分离株间的核苷酸变异为10%，而不同血清型病毒间的核苷酸变异为30%。并且根据病毒寡核苷酸指纹图谱的同源程度，可以将同型病毒的不同毒株分为不同的拓扑型。由病毒变异后所形成的新的登革病毒毒株常常可引起地区性登革热的爆发流行。抵抗力病毒对热敏感，56℃30分钟可以灭活。氯仿、丙酮等脂溶剂、脂酶或去氧胆酸钠可以通过破坏病毒包膜而灭活登革病毒。病毒经去垢剂处理后释放出的病毒核酸可以被核酸酶迅速降解。病毒对胃酸、胆汁和蛋白酶均敏感。对紫外线、γ射线敏感。酒精、1%碘酒、2%戊二醛、2%～3%过氧化氢、3%～8%甲醛等消毒剂可以灭活登革病毒。

致病性与免疫性

传染源与传播媒介

登革病毒感染的自然宿主包括人、低等灵长类和蚊子。登革病毒的媒介昆虫是伊蚊属成员，在登革热疫区的主要传播媒介是埃及伊蚊和白纹伊蚊。这些伊蚊在全世界大多数地区散布存在，当叮咬感染了登革病毒的人或动物时，可以通过改换叮咬对象而直接传播病毒。登革病毒可以在蚊子唾液腺细胞中繁殖8天～10天后随着再次吸血而传播。感染病毒的蚊子可以终生保持传播登革病毒的能力，并可经卵遗传给后代。伊蚊的卵对干燥有很强的抵抗力，可以在体外长期存活。当人被携带登革病毒的蚊子叮咬时，可以通过形成蚊―人―蚊循环进行传播和引起疾病。并且，由于登革病毒RNA的突变或新的外来毒株的侵入，常常可以引起登革热的爆发流行。

临床表现

登革病毒多引起无症状的隐性感染。发病患者的主要临床表现有登革热、登革出血热以及登革热―休克综合症。登革热以全身毛细血管内皮细胞的广泛性肿胀、渗透性增强、皮肤轻微出血的病理变化为主，与病毒感染的直接作用和免疫病理损伤作用密切相关；主要表现为发热，肌肉痛和骨、关节酸痛，伴有皮疹或轻微的皮肤出血点，血小板轻度减少。登革出血热、登革热-休克综合症多发生于再次感染异型登革病毒的患者或母亲抗登革病毒抗体阳性的婴儿，病死率高。登革出血热的病情较重，伴有明显的皮肤和粘膜的出血症状，血小板减少和血液浓缩显著；登革热-休克综合征除上述症状外，主要表现为循环衰竭、血压降低和休克等。

致病机制

病毒感染机体后，首先在毛细血管内皮细胞增殖，并释放入血形成病毒血症，然后进一步感染血液和组织中的单核-巨噬细胞而引起登革热。登革出血热、登革热-休克综合症的可能发病机制是：

①抗体依赖增强（antibody dependent enhancement，ADE）作用：虽然某型登革病毒感染后产生的抗体能与所有型别的病毒起交叉反应，但不能起中和作用。这些异型抗体或亚中和浓度的抗体，能与病毒颗粒相结合形成病毒抗体复合物，并通过IgG的Fc受体（FcR）结合和进入细胞繁殖，引起单核-巨噬细胞感染。这些感染的细胞可以携带病毒播散，引起全身性的感染。同时，机体的免疫作用、病毒抗体复合物等内源性刺激物作用被感染的单核-巨噬细胞时，可以激活细胞释放大量的活性因子，引起弥漫性血管内凝血（DIC）、出血、休克等一系列病理过程。

②细胞免疫作用：CD4 细胞在病毒感染中辅助B细胞产生抗体，可能与宿主细胞的交叉免疫反应有关；并且在增殖反应中辅助T细胞产生IFN-γ，促进单核细胞FcR的表达，增强病毒感染。CD8 细胞毒性T淋巴细胞（CTL）具有血清型交叉反应性，能溶解被所有4型病毒抗原刺激或感染的细胞；可能参与病毒再次感染期间的免疫病理损伤。病毒感染可以激活各类T细胞并释放细胞因子IL-2、IFN-γ、组胺、过敏素C3a和C5a等，从而加重感染、休克、循环衰竭和出血等表现。

免疫性

登革病毒感染形成的机体免疫主要以体液免疫为主。登革病毒感染后产生的同型病毒特异性抗体可以保持终身，但同时获得的对其他血清型的免疫能力（异型免疫）仅持续6个月～9个月。如再次感染其它3型病毒，有可能引起DHF/DSS。病毒再次感染后激活的T淋巴细胞，可以对同型或其它型病毒发生反应，所释放的细胞因子可能参与DHF/DSS的发生。

微生物学检查法

大多数登革热病例可以根据发热、出血、肝大、休克或血小板减少等症状进行临床诊断。病毒分离、血清学诊断及病毒核酸检查是确切的诊断方法。

病毒分离

可用蚊细胞培养上进行病毒分离。一般采集患者发病初期血清接种白纹伊蚊C6/36株细胞分离病毒，亦可经胸内接种巨蚊的成蚊、或脑内接种巨蚊的幼虫进行分离。病毒分离后，可以使用登革病毒血清特异性单克隆抗体，在2周内通过间接凝集实验进行病毒的鉴定。

血清学诊断

一般采用血凝抑制试验进行血清学检查。在初次感染中，血凝抑制抗体滴度于感染症状出现后4天内一般低于1:20，但在症状出现后1周至数周内恢复期血清中呈4倍以上的增高，可高达到1:1280。在登革病毒的再次感染中，交叉反应抗体的快速出现为主要特征；血凝抑制抗体滴度在急性期为1:20，在恢复期可升至≥1:2560。如急性期血凝抗体滴度≥1:1280，可判定为新感染。另外，用ELISA法检测患者血清中登革病毒特异性的IgM抗体，有助于登革病毒感染的早期诊断。

病毒核酸检测

用逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）法，可以检测病毒的双重或多重感染。即在一对通用引物的作用下同时扩增4个型别的病毒后，经内引物扩增、核酸杂交或酶切分析的方法来进一步鉴定病毒的型别；或者用型特异的引物，直接检测标本中的单一型别病毒。另外，用原位杂交技术可以自DHF患者的白细胞涂片或DSS死者胸腺切片中检出不同血清型登革病毒的RNA。

预防原则

控制传播媒介控制传播媒介、防止蚊虫叮咬是防治登革病毒感染的重要措施。曾使用杀虫剂消毒成蚊孳生地进行蚊虫控制。但由于杀虫剂的抗性等原因，主要通过清除蚊虫孳生场所、开展宣传教育增强居民自行清理蚊虫孳生场所的意识，改善环境卫生条件等方式控制蚊虫的数量。

预防接种尚无安全、有效的登革病毒疫苗。用DEN1～4型混合的减毒活疫苗具有一定的免疫效果；但减毒株的稳定性差，有可能引起临床症状和发生因ADE作用而导致的DHF和DSS。一般认为，非结构蛋白NS1不能诱导ADE作用，所以用DNA重组技术制备非结构蛋白NS1亚单位疫苗或基因工程疫苗等可能获得满意的免疫效果。