感染性疾病的检验诊断(第2版)
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第四节 人轮状病毒感染性疾病

轮状病毒(Rotavirus,RV)能引起哺乳类和禽类动物的感染。引起人类感染的RV称人RV,是非细菌性腹泻的主要病原体之一。A组轮状病毒主要引起婴幼儿腹泻,发病高峰在秋冬季节,故名“婴儿秋冬季腹泻或秋季腹泻”,是引起婴幼儿重症腹泻的主要病原;B组轮状病毒主要引起成人腹泻,又名“成人轮状病毒”。C组轮状病毒主要引起散发性的婴幼儿腹泻。轮状病毒感染从无症状、轻微发病到严重发病,严重时发生致命性胃肠炎、脱水及电解质平衡失调。

(一)疾病概况
【病原学】

人轮状病毒于1973年由澳大利亚学者R.F.Bishop发现,归类于呼肠病毒科轮状病毒属。为双股RNA病毒,由11个不连续的RNA节段组成。病毒体呈球状,具有双层衣壳,内膜衣壳子粒围绕中心呈放射状排列,外形类似车轮,故称轮状病毒。RV内壳蛋白VP6为群和亚群的特异性抗原,根据VP6抗原性的不同,目前将RV分为A、B、C、D、E、F、G七个群。A群主要感染婴幼儿,B群主要感染成人,C群主要引起散发病例,D、E、F、G群主要感染各种动物。RV的外壳结构蛋白VP4、VP7具有中和抗原活性,刺激机体产生中和抗体。VP7为糖蛋白,依其抗原性不同区分的血清型称为G型,G1、G2、G3、G4因最常见而被用于制备疫苗;VP4为蛋白酶敏感蛋白,按其抗原性区分的血清型称为P型。

RV对理化因素的抵抗力较强,病毒经乙醚、氯仿、反复冻融、超声、37℃1小时或室温24小时等处理,仍具有感染性。在-20℃可以长期保存,56℃1小时可被灭活。此病毒在一般组织培养中不适应,需选用特殊的细胞株培养(如恒河猴胚肾细胞MA104株和非洲绿猴肾传代细胞CV-1株)。

【流行病学】

RV分布于全世界,自1973年发现以来,各地均有散发或暴发报道。发病有明显的季节性,高峰在秋季,但热带地区季节性不明显。轮状病毒致成人腹泻可一年四季发生,但流行和暴发在我国多发生于4~7月份。由于经济和卫生状况的改善以及防治工作的不断提高,病毒性腹泻所占比例会越来越大。因为卫生状况的改善对RV传播的影响有限,所以发达国家和发展中国家一样遭受RV的威胁。

1.传染源

患者和无症状带毒者是主要的传染源。患者急性期粪便中有大量病毒颗粒,病后可持续排毒4~8天,极少数可长达18~42天。

2.传播途径

主要通过人传人、经粪-口或口-口传播,亦可能通过水源污染或呼吸道传播。由于RV在环境中比较稳定,不易自然灭亡,也可通过生活接触传播。新生儿RV感染主要来源于孕产妇感染、产道感染及医院内感染。医院里可通过护理人员造成RV的传播。

3.易感性

人群普遍易感,但RV主要侵犯6~24月龄儿童,这是因为这个年龄组的婴幼儿免疫系统发育还不健全,其次来自母体的抗体此阶段降至最低。感染后免疫力短暂。

【发病机制】

RV主要病变部位位于十二指肠及空肠,病毒侵犯小肠绒毛上皮细胞,绒毛变短,上皮细胞脱落,代之以缺乏消化酶的无刷状缘的立方形上皮细胞。因此正常肠黏膜上存在的绒毛酶如麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶均减少,导致吸收功能障碍。由于乳糖及其他双糖不能被消化吸收而滞留在肠内,肠腔渗透压升高,造成肠黏膜与肠腔渗透压的改变,使液体进入肠腔而造成渗透性腹泻。

【临床表现】

潜伏期1~3天。病情差别较大,6~24月龄小儿症状重,而较大儿童或成年人多为轻型或亚临床感染。起病急,多先吐后泻,伴轻、中度发热。腹泻每日十到数十次不等,粪便多呈水样,或呈黄绿色稀便,可有少量黏液,无脓血,无腥臭味。在显微镜下检查可有脂肪球和少量白细胞。腹泻重的患儿可出现轻、中度脱水,抗生素治疗无效。部分病例在出现消化道症状前常有上呼吸道感染症状。本病为自限性疾病,病程约1周左右。

少数患者可并发肠套叠、直肠出血,溶血尿毒综合征、脑炎及Reye综合征等。有少数患者可发生猝死,可能与并发心肌炎有关。

(二)实验诊断
1.外周血检查

外周血白细胞总数及分类大多正常,少数偏高,分类淋巴细胞增加。

2.粪便常规及培养

粪便常规镜检大多无特殊发现,少数可见少量白细胞。粪便培养无致病菌生长。

3.血清学检查

感染后5天,血中可检测出特异性IgM抗体,有助于本病诊断。

4.RV电镜检查

电镜技术具有快捷、简便的优点。相对于单纯依赖形态学观察的普通负染电镜技术,免疫电镜技术(immune electron microscopy,IEM)通过在电镜下检测特异的凝集反应或利用特异的抗体标记物检测抗原物质,具有更高的灵敏度和特异性。

5.RV分离培养

用分离培养技术检测RV的灵敏度较低,RV在一般组织培养中不适应,需要特殊细胞株培养,如恒河猴胚肾细胞MA104株和非洲绿猴肾传代细胞CV-1株。培养前应先用胰酶处理病毒,以降解病毒多肽VP3,该多肽能限制病毒在细胞中的增殖。在培养时细胞维持液中也应含有一定浓度的胰蛋白酶。目前只有A组RV可以培养,主要用于RV的基础研究,临床诊断价值有限。

6.免疫学技术检测抗原

目前在RV的检测技术中,可靠性和实用性符合要求的依然是WHO推荐的免疫学技术检测患者粪便等标本中的RV抗原。在乳胶凝集试验(LA)、酶免疫测定(EIA)、放射免疫测定(RIA)、免疫金染色法(IGS)等技术的基础上,随着新标记物的应用以及固相载体技术和抗体制备技术的发展,免疫定量技术,如时间分辨荧光免疫测定(TR-IFMA或TrFIA)和定量乳胶凝集试验(QLAT)等免疫学新技术相继用于RV的检测,不仅简化了检测步骤,而且提高了免疫学方法检测RV的特异性和灵敏度。近年发展的单克隆抗体技术相对于过去采用的高效价抗血清和多克隆抗体,不仅克服了体外培养病毒的限制,减少了对高价免疫血清的需求,提高了特异性与灵敏度,还可进行血清分型、毒株鉴别,适用于大规模临床检测和流行病学调查。其中ELISA方法由于操作简便,价格低廉,灵敏度和特异性高,无放射性污染,无需特殊仪器、设备等诸多优点,1985年被WHO推荐作为RV的检测手段。

7.RNA基因组电泳

与其他RNA检测系统相比,聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)或琼脂糖电泳通过分析特异性的双链RNA基因组带型,在对RV感染的流行病学及临床分析方面具备优势。由于RV基因组经常发生基因漂移以及基因组片段的重配,因此基因型与血清型之间并没有明确的一一对应的关系。

分子探针技术通过特异的寡核苷酸探针与待测基因序列的互补结合检测轮状病毒,具有很高的灵敏度和特异性。用于RV检测的分子探针大多为cDNA探针。针对基因7、8、10、11的探针对于鉴定毒株最为可靠,针对基因6、9的探针(基因6、9分别编码组特异性抗原VP6和型特异性抗原VP7),可鉴定病毒株的亚组、亚型。

用于RV检测的经典PCR技术是逆转录PCR(RT-PCR)后又发展了半定量、定量PCR。多数学者认为RT-PCR不应取代对于检测粪便标本中RV具有高度灵敏度和特异性的免疫测定。

(三)诊断建议

根据轮状病毒腹泻多发生于秋季,多侵犯婴幼儿,粪便多呈水样,或呈黄绿色稀便,无脓血,无腥臭味,粪便镜检大多无特殊发现,培养无致病菌生长诊断不难。粪便作直接电镜或免疫电镜检查发现RV颗粒或检测到粪便RV抗原可以确诊。感染5天后血清学可检测出特异性IgM抗体,亦有助于本病诊断。从粪便中提取病毒RNA检查有无RV-RNA电泳图谱,既有诊断价值,还可区分不同型病毒感染。RV胃肠炎应与下列疾病鉴别诊断:急性细菌性痢疾、其他细菌或病毒引起的肠道感染、阿米巴痢疾及生理性腹泻等。

(陈益平 李向阳)