流行性感冒病毒血症的相关研究

孙小方 张庆

承德医学院附属医院呼吸内科067000

当前,病毒引发的疾病在临床上越来越引起重视。众所周知,病毒比其他微生物有更强的破坏力、传染性以及致死率,且自始至终都缺乏有效的预防、治疗方式,最终导致了传染性疾病的流行爆发与传播,其中以流行性感冒(流感)病毒、冠状病毒尤为突出。上世纪,人类发生了西班牙流感、亚洲流感、中国香港流感三次大爆发。近些年来,国内也发生了非常严重的冠状病毒感染。病毒传染病大爆发造成的威胁是抗病毒药物和流感疫苗等不能非常有效和彻底干预的。在发达国家,流感病毒每年可引发数百万的危重疾病,导致几十万人口的死亡；在发展中国家的情况更严重。

流感病毒表面蛋白的抗原突变及抗原漂移,使人类机体始终缺乏相应的抗体,且通过流感疫苗获得的免疫力甚少,也就是说,时至今日我们控制流感的能力与早年相比没有可见的进步。流感大流行在全球范围内多次爆发,其高发病率和病死率给人类带来的损失极其惨重。面对一旦爆发就极其恐怖的流感,至今许多致病机制尚未明确,需要后辈坚持不懈的努力。流感是以呼吸道症状为主的传染性疾病,轻症抗病毒治疗效果显著,重症病情发展迅速、病死率高,临床治疗效果不佳。流感病毒感染可以造成广泛的组织病理损伤及严重的并发症,短时间即可发展为重症肺炎、ARDS、多器官功能衰竭,甚至死亡。目前,流感致重症肺炎的发病机制主要有四种学说,分别是病毒血症、过度炎症反应、细胞凋亡和遗传易感性。本文就当前国内外流感病毒血症的相关研究展开综述。

1 自然流感病毒感染后的病毒血症

1.1 最早的流感病毒血症报道 大部分关于流感病毒感染引起的病毒血症研究可以追溯到20 世纪六七十年代。Naficy于1963年从血液中分离出流感病毒,并首先报道了流感病毒血症。血液来自于1例有发烧、头痛和咳嗽等症状,且精神萎靡不振的40岁患者[1]。随后,另一报道描述了自然感染流感病毒患病毒血症的无症状患者,是前瞻性地从与21例流感患者密切接触的29名健康者中获得样本。该研究的受试者数量很少,并且不能明确排除实验室污染,但从流感暴露时间观察到的5例受试者中有1例后来发现并记录下自然流感感染后表现出短暂的病毒血症。17例患有流感症状的受试者血培养却是阴性[2-3]。

1.2 较多流感患者重症时表现出病毒血症 在Naficy于1963年报道之前,Minuse等[4]在1957年对7例因亚洲大流行性流感住院治疗的大学生进行了检查,7 例患者感染流感病毒后都有抗体,从其中6例学生的咽喉清洗中分离出病毒,且没有血液标本的阳性结果。相反,Poliakova等[5]从63例患者中的11例患者的血液中分离出流感病毒,这11例患者患者均为中重度,年龄从9个月到67岁不等,在症状出现后第3天最常分离出病毒。有病例报道显示住院患者死前或死后出现病毒血症[6-7]。

1.3 流感病毒血症不会持续长时间 有研究表明,在1994-1995年的乙型流感爆发期间,从乙型流感患者咽喉和血液样本分离的病毒,核苷酸和氨基酸序列之间存在显著不同[8]。另外,一些在疾病发作后寻找流感病毒血症的研究未能发现病毒,支持流感病毒血症仅在症状期出现,且报道流感病毒血症如果存在,通常不会持续很长时间[9-11]。肺外部位检测到流感病毒的报道间接表明存在流感病毒血症,其中包括1例19岁怀孕女性的心脏、肾脏、脑、脊髓、脾脏和肝脏的尸检标本,另1例24岁女性的羊水及胎儿心脏组织检测出病毒血症也呈阳性[12-13]。在1957年亚洲流感大流行期间进行的一系列尸检也取得了脾脏、淋巴结、肝脏、肾脏、心脏和扁桃体的阳性结果。

1.4 流感相关性脑病与流感病毒血症 流感相关性脑病患者体内有流感病毒的系统传播[10-11,14-16],这种现象很少见,可能表明脑脊液中存在的流感病毒不是神经系统症状发生所必需的。或者,病毒血症和脑脊液感染可能发生在脑病之前。在病毒性心肌炎病例中也检测到流感病毒血症[17]。

2 实验流感病毒感染后的病毒血症

2.1 病毒血症可在无症状个体中发生 实验性感染是从鼻接种感染的个体血液中分离出病毒。有研究使用细胞系共培养系统,在15例受试者中的1例的鼻分泌物中检测到病毒,而在任何血液样品中未检测到病毒[9]。每个受试者在感染后显示出抗体滴度四倍或更高的增加。使用更敏感的卵接种培养系统,在所有测试的4例受试者中都观察到病毒血症。这4例患者中有1例在观察期内无症状 (22 d),并且在第3天出现病毒血症。这些结果意味着病毒血症可以在无症状的个体中发生。在解释这些数据时应注意,与气溶胶途径相比,使用鼻内接种需要更大剂量的流感病毒来感染[9,18]。

2.2 病毒血症极有可能是引起流感重症的发病机制 Mori等[19]的研究结果表明,在流感病毒感染的急性期存在病毒血症；病毒存在于各种器官中,并存在病毒基因瞬时表达时；病毒血症极有可能是引起流感重症的发病机制。该研究通过高灵敏度的DNA 扩增程序,在小鼠鼻内感染流感病毒后,流感病毒扩散到小鼠全身的各种器官。病毒复制导致肺泡壁组织结构破坏,子代病毒可能通过受感染的肺泡的毛细血管进入血流。这种病毒通过其血凝活性附着在红细胞上,遍布全身。首先,病毒血症可以解释严重的全身表现,如高烧、头痛和肌痛。其次,病毒血症可能导致肺外器官流感病毒的爆发性复制,常导致致命的结果,如心肌炎和中枢神经系统受累。高病毒载量和高细胞因子血症与流感H5N1的致命结果有关。特别是在死亡的病例中,由此产生的强烈炎症反应是流感H5N1的发病机制,至于是病毒血症还是细胞因子风暴最终导致的致命结果,目前尚未明确,有待进一步研究证实。

2.3 近年来国内关于病毒血症的实验案例 2016年汕头大学医学院和香港大学新发传染性疾病国家重点实验室合作,用3株H5N1病毒滴鼻感染BALB/c小鼠,研究小鼠脑、肺、血中的病毒在感染后不同时间点的复制情况和病理进展,通过免疫组织化学和免疫荧光染色显示病毒在脑部血管内皮细胞及血管周围神经组织的感染情况。小鼠感染后病毒迅速在肺中高效复制,随即形成病毒血症；感染后第6天病毒在肺中的滴度和在血液样本中的检出率达到峰值,此时小鼠脑部才开始检测到病毒；小鼠脑内血管内皮细胞、脑血管周围神经组织的神经元和神经胶质细胞中可检测到流感病毒NP 蛋白。由此他们得出结论,血液播散可能是高致病性H5N1禽流感病毒进入中枢神经系统的途径之一。在该研究中,病毒血症的出现、脑血管内皮细胞及脑血管周围神经细胞的感染,以及病毒血症和脑内病毒出现的时间次序均支持H5N1病毒有可能通过血液途径传入中枢神经系统的假说[20]。

流感病毒进入中枢神经系统的通路一直是学者们关注的热点。然而,血液途径在病毒向中枢神经系统的传播一直没有得到证实。一个可能的原因是脑组织切片只能显示小血管的一个横切面,这使得寻找脑组织血管内皮细胞感染及病毒经过血循环进入脑内神经组织播散的证据很难。有研究表明,病毒可以在肺血管内皮细胞中复制[21-23],这为病毒通过感染血管内皮细胞进出血液循环系统提供了基础。

病毒在感染早期就可以进入血液,引起病毒血症和向肺外器官扩散,病毒血症的峰值和病毒在肺内复制的高峰几乎是同时出现；在肺、血病毒高峰开始时,脑组织中才开始检测到病毒,这提示中枢神经系统的感染比肺、血迟。

有研究为了探究副流感病毒3 型 (parainfluenza virus type 3,PIV3)分离株的致病性,用豚鼠研究该病毒在动物体内的复制和对机体组织造成病理损伤等情况。结果表明,攻毒后2 d攻毒组的豚鼠开始有临床症状。RT-PCR检测攻毒后第3～7天表现出病毒血症,攻毒后第3～14天可以在肺组织中检测到病毒。该研究首次证明了PIV3 分离株对豚鼠的致病性,豚鼠在感染后,可产生明显的呼吸道症状,死亡率极高。并会造成肺组织严重的病理变化,同时出现病毒血症[24]。

然而,流感的发病机制尚不清楚,这会干扰综合治疗措施的发展。在过去十年中,研究的重点是病毒蛋白在病毒感染病理学中的作用。病毒蛋白显示出主动控制宿主的一组生化过程,从而促进病毒复制。曾有文献报道,在重症患者血液中可以检测到病毒,从受感染的血液中提取核酸,在感染后第0、1、2、4、6 天的雪貂,并进行实时RT-PCR[25]。高病毒载量和由此产生的急性炎症反应在流感中具有相互关联的作用。

综上所述,这些发现突出了进一步研究的必要性。大量研究旨在探索临床和病毒学因素与流感病毒血症相关性并确定其临床意义,在患有严重流感病毒感染的患者的血液中检测到病毒RNA,尽管先前尚未研究过病毒血症的重要性。流感病毒血症的存在是疾病严重性的指标。对于季节性流感,病毒血症也有报道[26-27],但大部分结果可以追溯到40多年前,病毒血症近年来在很大程度上被忽视了。了解病毒感染背后的机制对于制定特定的治疗策略以防止从轻度上呼吸道感染到严重肺病的进展非常重要。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突