1、Nipah 病毒性腦炎,上海市（復(fù)旦大學(xué)附屬）公共衛(wèi)生臨床中心 陳 良,Nipah病毒感染,尼帕病毒?。∟ipahVirusDisease,NVD）可感染多種動(dòng)物并在人群中導(dǎo)致嚴(yán)重疾病和死亡，這使之成為一個(gè)令人關(guān)注的公共衛(wèi)生問題 尼帕病毒病是繼英國瘋牛病、臺(tái)灣島豬口蹄疫、香港禽流感后，又一引起世界各國廣泛關(guān)注和恐慌的人、畜共患病,Nipah病毒對(duì)我國的威脅,我國有可能自然發(fā)生尼帕病毒病疫情：我國作為養(yǎng)豬業(yè)大國，受此病的威脅尤為嚴(yán)重 敵對(duì)勢(shì)力也可能利用NiV來破壞中國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)穩(wěn)定 NiV屬于最危險(xiǎn)的第四級(jí)生物安全(BSL4)病毒,概述,1997年馬來西亞Perak的豬飼養(yǎng)場(chǎng)工人中發(fā)生腦炎

2、,1例死亡 年月至年月期間又是在Perak,有名養(yǎng)豬工人出現(xiàn)高熱、腦病, 致人死亡，這些患者均在豬飼養(yǎng)場(chǎng)工作或與豬有直接接觸 新加坡一所屠宰場(chǎng)由于從馬來西亞進(jìn)口豬肉,發(fā)生9例腦炎、2例肺炎.對(duì)患者進(jìn)行血清學(xué)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)乙型腦炎病毒(JEV)呈陰性時(shí),人們懷疑這是一種新病毒 1999年5月馬來西亞衛(wèi)生部、美國CDC聯(lián)合報(bào)告:共發(fā)現(xiàn)258例這種腦炎病例,病死率約為40% 因?yàn)檫@種不知名的病毒首先是從馬來西亞的小鎮(zhèn)尼帕(Nipah)分離得到,所以取名為尼帕病毒(Nipah virus,NiV),疾病特征,尼帕病毒導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病，以腦部炎癥（腦炎）或呼吸系統(tǒng)疾病為特征 尼帕病毒可由動(dòng)物傳播給人類，也可直接

3、人傳人。在孟加拉國，2001年至2008年期間報(bào)告的病例，半數(shù)由人傳人導(dǎo)致 尼帕病毒可在豬等家畜中導(dǎo)致嚴(yán)重疾病 沒有能夠用于人類或動(dòng)物的療法或疫苗 狐蝠科的果蝠是尼帕病毒的天然宿主,病原學(xué),尼帕病毒是副粘病毒科、副粘病毒亞科中第4屬即亨德拉病毒屬的成員。尼帕病毒是單鏈RNA病毒，絕大多數(shù)為負(fù)鏈，也有正鏈,理化特性,通過負(fù)染技術(shù)可知尼帕病毒是多型的 病毒顆粒大小為nm，由包膜及絲狀的核衣殼組成 核衣殼直徑土2nm，螺距士nm，包膜膜突長度士1nm 包膜含有兩個(gè)轉(zhuǎn)膜蛋白： -細(xì)胞受體結(jié)合蛋白（：糖蛋白；：血細(xì)胞凝集素；：血細(xì)胞凝集素/神經(jīng)氨酸酶） -融合蛋白,該病毒體外相當(dāng)不穩(wěn)定 -對(duì)熱和消毒藥物

4、抵抗力不強(qiáng)，加熱，min即被破壞 -用肥皂等清潔劑和一般消毒劑很容易滅活 該病毒在、 HeLa-CCL2、293T等多種細(xì)胞系中培養(yǎng)，在雞胚尿囊液中生長良好，形成合胞體樣病變 在昆蟲細(xì)胞系中不能生長,分子生物學(xué)特性,基因組全長bp，它比亨德拉病毒（，）多個(gè)核苷酸，二者核苷酸一致性達(dá)。這一相似性充分說明了二者緊密相關(guān)，但又是不同的病毒 基因組是由六個(gè)轉(zhuǎn)錄單位及和5端的非翻譯區(qū)所組成。六個(gè)轉(zhuǎn)錄單位為、。，它們分別翻譯為核衣殼蛋白（nucleocapidpro-tein）、磷蛋白（phosphoprotein）、膜蛋白（matrixpro-tein）、融合蛋白（fusionprotein）、糖蛋白（

5、glycopro-tein）、大蛋白（largeprotein）。其結(jié)構(gòu)順序?yàn)?，-N-P-M-F-G-L-5，每兩個(gè)基因之間具有基因間隔區(qū),基因由于內(nèi)部翻譯啟動(dòng)位點(diǎn)、重疊閱讀框架和特殊的轉(zhuǎn)錄過程，可產(chǎn)生不同的多肽產(chǎn)物，如蛋白、蛋白、蛋白 引導(dǎo)序列，含有轉(zhuǎn)錄正鏈mRNA所需的啟動(dòng)子。端含有病毒復(fù)制、合成負(fù)鏈所需的啟動(dòng)子。和基因末端的前個(gè)核苷酸高度保守并互補(bǔ)，這種結(jié)構(gòu)同具有很高的一致性 病毒基因組的3 末端和5 末端高度保守，各基因之間均有3-GAA-S保守序列,基因結(jié)構(gòu),基因組模式圖(A) 和病毒復(fù)制周期(B),病毒血清型,目前尚無NiV存在不同血清型的報(bào)道，但從已經(jīng)發(fā)表的NiV序列來看，Ni

6、V可以分為馬來西亞基因型和孟加拉基因型兩個(gè)基因型 馬來西亞的NiV分離株屬于馬來西亞基因型，而孟加拉和印度的NiV分離株屬于孟加拉基因型，從柬埔寨和泰國的狐蝠尿樣中分離NiV更接近于馬來西亞基因型,蛋白功能,N蛋白： -參與核蛋白多聚體的形成 -病毒RNA的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制等過程 P蛋白： -保護(hù)病毒基因組RNA免受破壞 -參與病毒RNA的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制 -P蛋白磷酸化位點(diǎn)在色氨酸240位點(diǎn)和色氨酸427位點(diǎn) C蛋白： -參與病毒在體內(nèi)繁殖 -可能與病毒毒力及在特定細(xì)胞中有效復(fù)制有關(guān) M蛋白： -非糖基化蛋白, -與G蛋白和F蛋白共同形成病毒的外膜 -本身形成病毒外膜的內(nèi)層,維持病毒顆粒的完整性,蛋白功

7、能,F蛋白： -I型糖蛋白，有胞外結(jié)構(gòu)域、跨膜結(jié)構(gòu)域(位于489位518位氨基酸) 和胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域 -F蛋白mRNA首先翻譯成不具活性的前體蛋白F0，后經(jīng)細(xì)胞蛋白酶 水解成為具有活性的多肽F1和F2，F(xiàn)蛋白胞外結(jié)構(gòu)域有6個(gè)潛在的N 型糖基化位點(diǎn)分別位于F1和F2上 G蛋白： -型糖蛋白,包括胞外結(jié)構(gòu)域(羧基端)、跨膜結(jié)構(gòu)域和胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域(氨基端) -G蛋白與細(xì)胞表面受體結(jié)合，并且與F蛋白共同作用,誘導(dǎo)病毒囊膜和細(xì)胞膜發(fā)生融合 -尼帕病毒的G蛋白無血凝素神經(jīng)氨酸酶(HN)活性 L蛋白： -尼帕病毒中含量最少的蛋白 -具有RNA聚合酶活性,在病毒的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程中發(fā)揮重要作用,流行病學(xué),Nipah病毒

8、爆發(fā)年表,henipa 和 henipa樣病毒全球分布情況,Red: countries where henipavirus outbreaks have occurred. Dark blue: countries where henipavirus has been isolated. Light blue: countries where RNA from a henipavirus or henipa-like virus has been discovered. Yellow: countries with serological evidence of henipavirus ex

9、posure. Green: countries where there is both serological evidence of exposure and henipavirus RNA has been discovered.,傳染源,可能主要有兩種，即果蝠和野豬 患病狗、貓等可能也是 尼帕病毒主要通過中間宿主豬感染人類,傳播途徑,在對(duì)曾經(jīng)護(hù)理過尼帕病毒感染者的護(hù)理人員進(jìn)行抗體檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，有3名醫(yī)護(hù)人員抗體陽性，推測(cè)人與人之間也存在較低的傳播,易感人群,人的尼帕病毒感染與密切接觸患病豬有關(guān) 豬場(chǎng)的獸醫(yī) 飼養(yǎng)人員 污物處理人員 屠宰場(chǎng)工人 運(yùn)輸工人,爆發(fā)因素,尼帕病毒病的暴發(fā)直接與環(huán)境

10、破壞有關(guān) 森林面積減小，食物不足，使得果蝠從 傳統(tǒng)的森林中遷移到森林邊緣附近的果 園攝取食物 在馬來西亞有許多養(yǎng)豬場(chǎng)與果園相鄰， 果蝠污染的果實(shí)被豬吃掉后，就把這種致 命的病毒帶到人類生活環(huán)境中,臨床表現(xiàn),本病臨床癥狀為：發(fā)熱、嚴(yán)重頭痛、肌痛、腦脊膜炎 本病臨床表現(xiàn)差異很大，病情可從亞臨床或輕度到致死性感染 人感染后，潛伏期大約為周 頸、腹部痙攣是與其它腦炎病毒相區(qū)別的具有診斷意義的癥狀 開始發(fā)熱、頭痛，隨后出現(xiàn)嗜睡和定向力障礙 在小時(shí)后可進(jìn)一步發(fā)展為昏迷，三分之一病人會(huì)在昏睡中死亡 度過昏迷的患者出現(xiàn)永久性腦損傷 少數(shù)病人有呼吸道癥狀，部分病人伴有高血壓和心動(dòng)過速,致病機(jī)理,尼帕病毒的毒力強(qiáng)

11、，具有嗜神經(jīng)性和嗜細(xì)胞性 病毒進(jìn)入體內(nèi)直接侵入內(nèi)皮細(xì)胞，進(jìn)入血管內(nèi)皮細(xì)胞之后，病毒快速復(fù)制，在F蛋白和G蛋白的作用下，細(xì)胞發(fā)生融合，產(chǎn)生了異常的巨大細(xì)胞，隨后細(xì)胞發(fā)生壞死破裂，病毒被釋放出來，然后侵入大腦神經(jīng)元、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸道上皮細(xì)胞及淋巴細(xì)胞，隨之產(chǎn)生一系列的病理變化 病毒也可以直接感染神經(jīng)元并生長增殖，影響神經(jīng)系統(tǒng)的功能,致病機(jī)理,病毒的嗜血管內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致水腫，引起間質(zhì)性肺炎（肺水腫）、腦脊膜炎、腎小球萎縮及胎盤感染 病程延長，內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)展為多核巨細(xì)胞，臨床表現(xiàn)為急性呼吸道疾病，明顯的神經(jīng)系統(tǒng)疾病 病毒的嗜膜間質(zhì)和外膜向性，導(dǎo)致血管疾病，但沒有明顯的臨床特征 病毒的嗜神經(jīng)向性，病毒

12、核衣殼集中在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中、大腦皮質(zhì)、腦干中，并延伸至實(shí)質(zhì)組織，呈現(xiàn)彌散性血管炎，并伴有廣大區(qū)域稀疏壞死，從而引起嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)疾病。廣泛的血管炎表現(xiàn)，大部分內(nèi)皮損傷貫穿于腦皮質(zhì)和皮下，腦脊液中病毒復(fù)制活躍，這三者與死亡率增高有關(guān),致病機(jī)理,病理變化,腦部：病變最為嚴(yán)重，可見 廣泛性的出血和大面積的壞死 肺、心臟和腎：充血，組織切片可見有血管炎，小動(dòng)脈、靜脈、毛細(xì)血管內(nèi)皮損傷，血管壁壞死、出血及死亡細(xì)胞脫落到血管腔內(nèi)形成血栓 免疫組化法檢測(cè)，可在腦、肺、心臟及腎中檢測(cè)到尼帕病毒,Vascular pathology and viral immunolocalization in Nipah v

13、irus infection.,肺動(dòng)脈血管炎. 灶狀和透壁的炎癥滲出,American Journal of Pathology, 2002,高倍鏡下可見肺血管內(nèi)皮合胞體(arrow) 和潰瘍(arrowhead). 血管壁透壁炎癥反應(yīng)(open arrow).,C:在一個(gè)小的腦血管中發(fā)現(xiàn)炎癥反應(yīng)； D: 一個(gè)大的腦靜脈表現(xiàn)出內(nèi)皮潰瘍(arrow)伴隨炎癥細(xì)胞的壞死碎片,腦出血部位接近一個(gè)管壁有多形核巨細(xì)胞的血管(arrow).,F：高倍鏡下可見E圖所示巨細(xì)胞為內(nèi)皮來源的合胞體。插圖：同一細(xì)胞核內(nèi)病毒抗原免疫染色。,陽性染色同樣見于突入腦血管腔內(nèi)的內(nèi)皮合胞體細(xì)胞的胞質(zhì)內(nèi)。,Nipah病毒抗原在

14、鼻甲骨中的表達(dá)。陽性染色位于大的多形核細(xì)胞，這些細(xì)胞與破骨細(xì)胞和小單核細(xì)胞（也許是單核細(xì)胞或破骨細(xì)胞）一樣沿著骨梁的邊緣分布.,Nipah病毒抗原在鼻甲中嗅覺神經(jīng)軸突橫截面上的陽性染色。在截面上未見到施沃恩細(xì)胞的陽性染色。,Nipah病毒抗原在嗅球顆粒細(xì)胞神經(jīng)原的表達(dá),第三腦室室管膜內(nèi)襯Nipah病毒N蛋白免疫組化陽性染色,Nipah病毒抗原在大腦平滑肌細(xì)胞和小血管內(nèi)皮細(xì)胞的表達(dá),FIG. 6. Positive immunostaining for Nipah virus N protein, using mouse monoclonal anti-N antibodies, in brai

15、n cells, mainly in glia cells and occasionally neurons in an animal with fulminant virus-induced meningitis. Animal 19, 7 dpi, cerebral cortex. Scale bar represents 50um. Nipah病毒N蛋白免疫組化陽性染色。主要位于腦細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和少量的神經(jīng)元細(xì)胞。,A,B,實(shí)驗(yàn)室檢查,血常規(guī)：30%患者血小板計(jì)數(shù)140,000/mm3 ；11%白細(xì)胞計(jì)數(shù)4000/mm3(Goh et al., 2000). 腎功能： BUN/Cr正

16、常 肝功能：33%患者的谷丙轉(zhuǎn)氨酶和42%谷草轉(zhuǎn)氨酶水平升高 CSF：白細(xì)胞增加、蛋白升高,Figure 10. Temporal relationship of IgM and IgG in CSF and serum in fatal Nipah virus infection. Cases were grouped into four subgroups by duration of illness: 0 to 5 days (n = 6), 6 to 10 days (n = 18), 11 to 15 days (n = 3), and 16 to 35 days (n = 4).

17、The percentage of positive cases for each type of immunoglobulin was calculated using as numerator the number of patients within each subgroup with a positive antibody level. Because the duration of illness for case 32 (Table 1) could not be determined with accuracy, it was excluded.,影像學(xué)檢查,胸片檢查：6%患者

18、胸片異常（僅1例有咳嗽） 腦部CT檢查：正常 腦部MRI檢查： -急性期所有被檢查者都有皮質(zhì)下、白質(zhì)區(qū)或更大范圍廣泛的、散在的、高強(qiáng)度點(diǎn)狀損害 無癥狀Nipah感染者中16%腦部MRI檢查發(fā)現(xiàn)異常,Figure 1. Axial MRI Findings in Patients with Acute (Panel A) and Relapsed (Panel B) Nipah Virus Encephalitis with Use of Fluid-Attenuated Inversion Recovery. A, multiple discrete hyperintense lesions

19、in the white and gray matter（白質(zhì)和灰質(zhì)多發(fā)散在的高強(qiáng)度損害）. B, confluent lesions involving primarily the cortical gray matter（大腦皮層灰質(zhì)的融合性損害）.,Clinic Characterization in Nipah Virus Encephalitis The New England Journal of Medicine, APRIL 27, 2000,(a)橫斷面T2-加權(quán)成像顯示在急性感染期表現(xiàn)為大腦白質(zhì)的多發(fā)性高強(qiáng)度信號(hào)病灶(arrowheads show some)。(b)磁共振

20、彌漫加權(quán)成像顯示只有一個(gè)大的病灶(arrowhead)呈高強(qiáng)度。(c)在患病1個(gè)月時(shí)橫斷面T1-加權(quán)成像顯示在大腦皮質(zhì)部可見多樣性的點(diǎn)狀高強(qiáng)度病灶(arrowheads show some)。這些損害在6個(gè)月以后完全消失。,Nipah Virus Encephalitis: Serial MR Study of an Emerging Disease Radiology January 2002,(a)橫斷面T2-加權(quán)成像顯示發(fā)病1個(gè)月時(shí)大腦白質(zhì)的多發(fā)性高強(qiáng)度病灶。(b)在橫斷面T2-加權(quán)成像看到的部分病灶在T1-加權(quán)成像中表現(xiàn)為小面積的高信號(hào)強(qiáng)度病灶。,(a) Nipah腦炎急性暴發(fā)期快速自

21、旋回波T2加權(quán)磁共振顯示大腦皮質(zhì)部的一個(gè)病灶。(b) T1加權(quán)成像顯示一個(gè)月后該病灶表現(xiàn)為線狀高強(qiáng)度陰影。在左側(cè)額部皮質(zhì)也可見到散在的高強(qiáng)度病灶(arrowhead shows some)，但這些病灶在T2加權(quán)成像中并未表現(xiàn)出來。,(a) 快速自旋回波T2加權(quán)磁共振顯示Nipah腦炎急性暴發(fā)1個(gè)月后額皮質(zhì)(arrow)和殼核的損害(arrowhead)。(b) T1加權(quán)磁共振成像顯示在額皮質(zhì)同一部位可見一個(gè)弱強(qiáng)度環(huán)狀病灶(arrow)，但在殼核部未發(fā)現(xiàn)病灶。(c) T2加權(quán)梯度回波成像顯示6個(gè)月后該病灶變?yōu)榈兔芏汝幱?arrowhead) 。,Nipah病毒性疾患與日本腦炎流行病學(xué)和臨床癥狀的

22、鑒別,Infectious Diseases in Clinical Practice，2002,治療,尚無有效的藥物和治療方法 綜合支持治療 ICU 機(jī)械通氣(NIPPV) 利巴韋林、阿昔洛韋、聚肌胞Poly-C可能有效,Chong H.T., Kamarulzaman A., Tan C.T., et al: Treatment of acute Nipah encephalitis with ribavirin. Ann Neurol2001; 49(6): 810-813,抗NiV病毒感染復(fù)合物體內(nèi)/體外檢測(cè) 藥物 作用靶位 檢測(cè) 結(jié)果 參考文獻(xiàn) 體外 體內(nèi) 有效性 不良反應(yīng) 利巴韋林

23、 病毒復(fù)制 Y Y 降低死亡率 貧血 Siebert and Sroczynski(2003) De Franceschi et al.(2000) 木霉素 病毒復(fù)制/轉(zhuǎn)錄 Y N 抑制病毒復(fù)制 高毒性 Aljofan et al(2009b) 龍膽紫 不詳 Y N 抑制病毒復(fù)制 不適合全身使用 Aljofan et al(2009b) 氯喹 裂解 Y N 體外抑制病毒裂解 體內(nèi)無效 Porotto et al.(2009) 咪拉地爾 維拉帕米 復(fù)制 Y N 抑制病毒復(fù)制 體內(nèi)未能證實(shí)潛 Aljofan et al(2010) 吡喹酮 在的候選藥物 LJ001 病毒進(jìn)入 Y N 抑制大多數(shù)包膜

24、病毒 體內(nèi)未能證實(shí)潛 Wolf et al(2010) 在的候選藥物,In vivo efficacy of antivirals on survival after Henipavirus infection,*Otherwise mentioned, all the experiments were done in the hamster model *Otherwise mentioned, all the experiments were done with NiV ROA: route of administration; ROI: route of infection; PSS:

25、pseudo-steady sate; SC: subcutaneous infusion via osmotic pump; ON: oronasal; IP: intraperitoneal; IT: intratracheal; IV: intravenous; t.i.d.: three times a day; b.i.d.: twice a day; q.d.: once a day; q.Nh.: every N hours; (d)p.i.: (days) post infection/challenge; LD50: median lethal dose; TCID50: 5

26、0% tissue culture infectious dose; pfu: plaque forming unit; m/hMAb: murine/human monoclonal antibody; SE: side effects,Candidate antivirals against Henipavirus infections,*May differ according to the assay (entry, viral production, RNA replication or plaque neutralization) used and the virus tested

27、 (NiV or HeV) *See Table (2) # Though mortality is reduced in humans, animal models show no efficacy, see table (2) IFN: interferon; HR: heptad repeat-derived peptide; PEG: polyethylene glycol; m/hMAb: murine/human monoclonal antibodies; IgG1: immunoglobulin G1; pVSV: pseudotyped VSV; HTS: high-thro

28、ughput screening; IC50: 50% inhibitory concentration; IC90: concentration totally inhibiting detectable infection; NT: not tested; PFU: plaque forming units; CR: cross reactive, inhibits both NiV and HeV; e.g.: exempli gratia; EICAR: 5-ethynyl imidazole analogue of ribavirin; EIPA: 5-(N-Ethyl-N-isop

29、ropyl)amiloride,A small, open-label trial conducted during the outbreak in Malaysia showed a 36% reduction of mortality among patients who had acute Nipah virus encephalitis with ribavirin,ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY, 2006,HeV/NiV潛在疫苗 疫苗 檢測(cè) 有效性 許可證 參考文獻(xiàn) 動(dòng)物 人 麻疹疫苗表達(dá)NiV G蛋白 AGM N 2/2動(dòng)物顯示無臨床疾

30、病 N Yoneda et al(2013) 腺病毒疫苗表達(dá)NiV G蛋白 倉鼠 N 100%保護(hù)NiV N Ploquin et al(2012) 50%HeV 重組亞單位HeV G蛋白疫苗 AGM N 100%保護(hù) 僅限馬中使用 Bossart et al（2012） Broder et al(2013),Model of the Hendra virus soluble G glycoprotein subunit vaccine (HeV-sG) and its complex with the henipavirus-neutralizing human monoclonal ant

31、ibody m102.4,(A) The HeV-sG glycoprotein subunit vaccine is composed of the entire ectodomain (amino acids 76604) of the HeV G glycoprotein. Here, HeV-sG is shown as dimer with one monomer colored green and the other cyan. The secondary structure elements of the two globular head domains are derived

32、 from the crystal structure of the HeV G head domain (Colgrave et al., 2011 and Xu et al., 2012b), and the stalk regions of each G monomer (residues 77136) are modeled (Kelley and Sternberg, 2009). N-linked glycosylation sites shown as gray spheres. The ephrin-binding face of the cyan globular head

33、is facing forward with an overlay of the interacting ephrin-B2 G-H loop residues in yellow. (B) The HeV-sG dimer shown in complex with two m102.4 Fab antibody fragments. The two HeV-sG monomers are colored green and cyan as in panel A and rotated slightly to the right. The two Fab m102.4 molecules are shown with their heavy chains colored in magenta and light chain in yellow, each binding one globular head domains of G.,疫苗,可溶性G糖蛋白的亞單位疫苗 每一成年貓均接受500 或 5,000