儿童轮状病毒特点及发病机制研究进展

廖玉蓉，范 涛综述，王国刚审校

（叙永县人民医院儿科，四川泸州646400）

儿童轮状病毒特点及发病机制研究进展

廖玉蓉，范 涛综述，王国刚审校

（叙永县人民医院儿科，四川泸州646400）

轮状病毒感染； 儿童； 腹泻； 综述

轮状病毒（RV）是一种呼肠病毒科的病毒，其组成是一种双股RNA（dsRNA）。RV是引起儿童腹泻的主要病原体。根据国外统计，几乎所有5岁以内的儿童都由于各种原因感染过RV，并且感染率最高为6个月至2岁的幼儿[1]。RV不仅会引起患儿出现腹泻，严重者甚至会致死，特别是在发展中国家。每年在发展中国家所有因为肠炎而住院的患儿中，有30%~70%是因为RV感染，其中约有44万RV感染患儿死亡[2]。据可靠统计，我国每年因患RV而导致腹泻的婴幼儿在1 800万左右，其中因为严重病变导致的死亡竟高达3×104~4×104，严重影响了儿童健康发展[3]。因此，对RV感染的预防和发病机制需要得到足够的重视。本研究通过对目前国内外较新的研究成果加以分析及综合利用，对儿童RV感染的特点以及发病机制作一综述，现报道如下。

1 RV的显微结构特点及作用

RV由双链RNA组成，其分为11的节段共编码6个结构蛋白（包括VP1~VP4、VP6、VP7）及6个非结构蛋白（包括NSP1~NSP6）[4]。其中VP1~VP3为RV的核心蛋白，VP4及VP7为外壳蛋白，VP6为内壳蛋白。目前得知，结构蛋白在RV的复制、转录及病毒致病中发挥了相当重要的作用，其中VP1发挥类似RNA聚合酶的作用，在VP2的帮助能够以自身RNA作为催化模板，合成新的RNA[5]；VP3是合成雏形mRNA后再修饰，是mRNA成熟的标志，其具有鸟苷酸转移酶的活性，能够与三磷酸鸟苷结合。VP4蛋白是一种呈针尖状分布于RV最外层的外壳蛋白，与VP5相互协同参与对RV的形成，同时还会与VP7协同参与对宿主细胞的入侵[6]。

RV入侵宿主细胞主要与VP4及VP7相关。具体过程至今未有明确说法，目前主要倾向于2种途径。（1）受体介导的内吞途径：RV在感染机体后，首先脱下VP4及VP7外壳，形成活性较大的病毒颗粒（DLP），RV与细胞结合的同时致使细胞膜通透性增加，RV通过内膜异位到细胞的细胞质中[7]。（2）RV直接入侵：细胞受到感染后细胞膜通透性增高，RV借助于VP4外壳附着然后进入细胞内。

VP4通过水解生产的VP5片段，其包含的内部疏水区域能够改变细胞的通透性，方便病毒进入。VP8的对病毒附着细胞起到介导作用，其N末端能够与唾液酸相互作用。同样，VP5也可以通过与热休克蛋白及整合素相互作用，对病毒后期的附着起重要作用。VP7是由326个氨基酸组成的一组糖蛋白，其氨基序列里有9个高变区。高变区与抗原位点的形成的有关，并且能够通过病毒的抗原性来决定G血清类型。目前发现的G血清型大概有24种之多，其中有10种具有感染性，包括最常见的G1~G4及G9[8]。Hoshino等[9]发现世界上人感染的RVG血清型主要是G1型，大概占全部感染型的2/3，其次为G2，占12.1%左右，G9比例最小，为2.7%。我国的检测结果与国际略有不同，主要分为2种结果：2001年前是以G1和G3型为主，而2001年之后的记录数据表明人感染型号主要为G3[10]。病毒在不同时间不同地点的不同株型号对生产抗RV疫苗产生了一定的影响。另外，VP7还是一种钙离子结合蛋白，其75位及279位上的脯氨酸能够与钙离子结合。故可以得知的是钙离子浓度能够影响VP7三聚体对病毒外层的稳定性及病毒对宿主细胞侵袭的能力。将细胞外游离钙离子浓度提高能够导致病毒的VP4和VP7外壳蛋白3层颗粒结构变异，阻止其形成有转录活性的DLP结构。已经有研究发现使用质子泵抑制剂能够导致细胞内钙离子浓度上升，从而影响病毒的侵袭，而酸性环境有利于钙离子浓度降低，助病毒3层颗粒结构顺利失去外壳蛋白重新恢复DLP的转录活性[11]。

2 RV感染机制及引起腹泻的原因分析

RV感染多发生于秋冬季节，病毒通过患儿饮用被污染食物后进入小肠，在小肠胰液作用下，RV的VP4融合素蛋白会分解为1个带羧基末端的VP5及1个带氨基末端的VP8。RV进入小肠后，通过VP5及VP8能够主动附着在肠道上皮细胞上，随后非结构NSP4蛋白糖基化致使被感染细胞的细胞膜通透性增高，钙离子进入致使细胞液内钙离子升高，促进病毒的VP4和VP7从外壳蛋白3层颗粒结构脱落，使病毒形成有转录活性的DLP结构，病毒毒性显露。

对于RV感染引起患者腹泻的机制，临床上还未有明确定论。目前主要集中在2个假说：NSP4致腹泻假说及肠道神经系统紊乱致腹泻假说。目前对NSP4引起腹泻的机制上，主要说法为其能够调节细胞内外钠离子、钙离子及氯离子转运及引起细胞通透性改变，从而引起腹泻。有研究通过对幼鼠腹腔内注射携带NSP4编码的RNA环发现，幼鼠均产生了腹泻的症状，猜测腹泻与NSP4相关[12]。

胃肠道的活动受肠神经系统的支配，因而当各类因素引起肠神经过分激活都会引起肠道对水分和电解质的过分分泌导致神经性腹泻。Lundgren等[13]利用利多卡因、美卡拉明及河豚毒素对感染RV的小鼠肠神经功能进行抑制后发现，肠上皮细胞的跨膜电位明显下降，这样有效解释了关于感染RV后肠黏膜上皮细胞未受损却出现腹泻的奇怪现象。当肠黏膜细胞在受到RV侵袭后，一方面其作为感应器将刺激呈递给上一级神经，最终直达支配肠的中枢神经；另一方面，受感染刺激的肠嗜铬细胞还会分泌5-羟色胺同样也会激活肠神经系统。整个的肠神经系统受到激活，肠蠕动加快，分泌增多引起腹泻。

3 儿童RV感染与细胞因子相关性

许多细胞因子参与了RV感染引起的炎性反应，主要包括白介素家族（IL-1、IL-6、IL-8、IL-10等）、干扰素（IFN）、生长转化因子（TGF）、肿瘤坏死因子（TNF）等。有研究通过对RV感染的患儿的粪便检测发现，相对于健康儿童，其血清及大便中IL-1β水平都有明显的上升，说明IL-1β参与了RV感染患儿的炎性反应[14]。Azevedo等[15]发现，RV猪血清中IL-6水平与腹泻研究程度呈正相关，说明IL-6参与RV炎性反应。

在健康人体中，仅仅存在少量的TNF-α，而当RV侵入人体后，患儿血清中的TNF-α便大量上升，并且上升的程度与病情严重性相关，故TNF-α能够反映感染患儿的机体免疫程度[16]。目前对于TNF-α的免疫作用尚不清楚。

RV感染刺激产生的细胞因子不仅仅作用于肠道局部，其往往会对儿童全身产生影响。有研究发现，在RV感染引起的IFN-γ升高的小鼠中，出现了肝外胆道的炎症及弹道纤维梗阻，提示IFN-γ可能与RV致使的胆道疾病相关[17]。此外，IL-6与患儿急性期的发热反应有关，其可以与一氧化氮及TNF协同作用促进辅助性T淋巴细胞大量增殖与分化。致使T淋巴细胞产生大量的抗体，形成免疫复合物沉积于血管内皮等。

4 幼儿RV感染特点及危险因素探讨

幼儿消化系统相对于成人尚未成熟，其肠道表现为肠壁薄、肠通透性高、肠黏膜富含大量血管非常容易导致病毒、细菌穿过肠黏膜屏障感染肠上皮细胞。另外，幼儿防范意识差，极易接触污染物从而导致RV感染。

RV的传播途径主要包括排泄物传播、母乳传播、呼吸道传播、胎盘传播、医源性传播以及动物-人途径传播等。其中排泄物传播是RV的主要传播途径[18]。对于0~3岁的幼儿来说，以上途径都会感染到RV，故应对这些途径进行早期的阻断及预防，从而降低幼儿患病的概率。

感染RV的幼儿，主要表现为发热及腹泻，新生儿还会出现吐奶表现。但是与大于3岁儿童不同的是，许多幼儿由于受到母体来源的抗体保护，在感染后开始并无症状或者仅有轻度发热及吐奶等症状，容易被其监护者及医务人员所忽视，故对于出现上述轻症的患儿应当引起足够的重视。

婴幼儿RV感染的主要基因型为G1P[8]、G2P[4]、G3P [8]、G4P[8]、G9P[8]。近年来G9P[6]也在婴幼儿中开始流行[19]。幼儿感染RV的基因型会因为年份及地区不同而不同，许多国家及地区都报道过各自儿童感染RV的基因型或者基因型流行特点。比如澳大利亚在1974~1984年挑选墨尔本市感染RV的患儿进行分析，发现主要流行特点为G3P[6]型。荷兰在1999年曾经暴发过RV感染，几乎有88.5%的儿童感染到RV，并且毒株的基因型为G9P[6]。2002年7月至2003年6月韩国8家医院检测数据表明，在小于5岁的RV感染的婴幼儿中，G4P[6]为主要的株型。目前任务，P[6]型是毒性最弱的一种型号的病毒，多为医院内感染并且多与G4及G9结合。中国对婴幼儿感染RV的研究正规是从20世纪90年代开始，有研究随机抽取1990年10月至1992年9月住院的新生儿244例中，有159例出现RV感染，占65.2%，其中有82例出现腹泻症状，占全部研究者的48.4%[20]。而在2006年，傅燕等[21]发现宁波医院内感染新生儿的基因分型为G1，并且没有检测到相关P基因型。上海复旦大学附属儿科医院感染科收集的2006年11月至2008年1月的52例RV感染腹泻新生儿发现其基因型为G1，P分型为P[8][22]。而对2000~2013年武汉地区腹泻儿童发现，大概有21.55%的患儿腹泻由RV感染引起，并且新变种G3P呈上升趋势[23]。以上资料表明，在国内儿童患RV感染的基因型呈多样性且复杂性，并且相对于国外，国内正规大型；RV研究较少，偏向发病后治疗，缺乏预防性治疗。

对儿童感染RV的独立危险因素分析上，本研究发现，其独立危险因素为发病前去过医院门诊看病。RV感染的主要途径为经口传播，幼儿的手在接触过污染物后通过拿取食物或吮吸极易感染RV。而医院往往是RV集中分布的地方，医务人员在诊治感染或者携带RV的儿童后，手未经过消毒或者消毒不彻底接着诊疗下一位儿童便极易引起其感染。证据显示，通过医院内感染RV占总感染比例高达34.29%，说明医疗机构是儿童感染RV的重要场所[24]。该研究还发现，监护者或者儿童具有良好的卫生习惯能够有效地降低患儿RV感染，比如喂食或者吃饭前洗手、对奶具或者餐具进行消毒等。另外，经母乳喂养能够有效减少幼儿患RV的概率，特别是小于6个月的婴儿。

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2014-08-19

2014-11-21）

廖玉蓉（1968-），女，四川泸州人，主治医师，主要从事儿科临床工作；E-mail：20732573@qq.com。