西尼罗热国内外疫情形势与防控
2023-10-12王淑娟徐天刚胡永新王清华王志亮
王淑娟,王 莹,徐天刚,吕 艳,胡永新,张 锋,王 华,王清华,王志亮
(中国动物卫生与流行病学中心,山东青岛 266032)
西尼罗热(West Nile fever,WNF)是由西尼罗病毒(West Nile virus,WNV)引起的人兽共患急性热性虫媒传染病,主要感染人类、鸟类以及马、牛、猪等哺乳动物。WNV最早于1937年从非洲乌干达西尼罗地区一位发热妇女血液中分离并因此得名。目前该病广泛分布于亚洲、欧洲、非洲、美洲、大洋洲,呈世界性分布。该病起初只在东半球流行,1999年传入美国纽约,首次进入西半球。近20年来,WNF的流行区域不断扩张,频频在大都市流行,引起人、马和鸟类的大量感染死亡,严重威胁人和动物的健康及生命安全,造成重大经济损失,引起全球公共卫生界的关注,被世界卫生组织(WHO)列为全球重大流行病之一[1-4]。因此,了解该病的病原特性、流行特点、临床表现、疫情形势、防控措施等,对保护人类和动物的生命健康,有效防控该病有非常重要的意义。
1 简介
1.1 病原特性
WNV是黄病毒科黄病毒属成员,与日本脑炎、墨累谷脑炎、登革热、圣路易斯脑炎、黄热病、乌苏图等疫病病原同属。黄病毒属成员有70余种,其中有40多种与人类疾病相关,且大多数为虫媒病毒。WNV在电镜下观察呈球形,病毒颗粒直径40~60 nm,有囊膜和二十面体核衣壳;病毒核酸为不分节段的单股正链RNA,全长11 029 bp;基因组主要编码3个结构蛋白——C(capsid)蛋白、M(membrane)蛋白、E(envelope)蛋白,7个非结构蛋白——NS1、NS2a、NS2b、NS3、NS4a、NS4b、NS5。WNV结构蛋白中的C蛋白是一种碱性蛋白,能够结合到病毒基因组;M蛋白为包膜糖蛋白,其中前膜蛋白(prM)是其前体形式;E蛋白为WNV最重要的免疫原性蛋白,是影响病毒亲嗜性及毒力的主要决定蛋白。WNV对乙醚、酸和去氧胆酸盐敏感,易被乙醚、甲醛、去氧胆酸钠等灭活,56 ℃ 30 min即可被灭活。
1.2 血清型及基因分型
WNV只有1个血清型,因其基因组存在变异,目前分为5个基因型。基因1型分布广泛且传染性强,为人类、马及鸟类的主要致病基因型,如NY-99、Kenya(KEN)。基因1型又分为3个亚型,其中1a亚型分布广泛,1b亚型(又称Kunjin病毒)主要分布在澳大利亚和东南亚,1c亚型分布在中亚,贯穿于印度的中部高原;基因2型大多为非致病毒株,主要分布在非洲马达加斯加和撒哈拉地区;基因3型和4型是来自欧洲中部的单一毒株;基因5型截至目前仅出现在印度。
1.3 宿主
WNV宿主非常广泛[5]。WNV可感染至少332种鸟类,如乌鸦、蓝鸟、蓝松鸦、山鹰、灰鸟、家雀、知更鸟、杜鹃、海鸥等。带毒的鸟类是该病的主要传染源,也是WNV重要的储存宿主和扩增宿主。WNV还能感染鹅、鸡等家禽。WNV可感染至少75种蚊子,其中库蚊属蚊子(如尖音库蚊)是主要的中间贮存宿主和传播媒介。感染WNV的蚊虫既是传播媒介,也是传染源。WNV可感染至少29种哺乳动物,如马、牛、猪、羊、狗、猫、家兔、松鼠、蝙蝠、花栗鼠、臭鼬等。此外,WNV也能感染青蛙、蛇、鳄鱼等两栖类和爬行类动物[6]。
1.4 传播媒介
吸血节肢动物如蚊虫、蠓、蜱、沙蝇、壁虱等都是WNV的传播媒介,主要传播媒介是库蚊属蚊子,尤其是尖音库蚊、三带喙库蚊、致乏库蚊[7-8]。
1.5 传播方式
WNV可通过蚊虫叮咬、输血、器官移植、哺乳、母婴垂直、破损皮肤接触等方式传播。WNV一旦传入某个地方往往会通过蚊-鸟-蚊循环长期持续存在,伺机感染人或马等终末宿主。人与人、人与马、马与马之间一般不会直接接触传播WNV。
1.6 临床表现
1.6.1 鸟类 以往鸟感染后一般不发病,是病毒携带者,但该病传入美国后,引起的鸟类死亡率较高,特别是鸦科鸟类如乌鸦等,加拿大、以色列等国家都报道大量鸟类感染死亡。鸟类感染WNV后表现长期病毒血症,主要侵犯心肌、中枢神经系统,大部分无临床症状,有的出现脑炎等神经症状。
1.6.2 家禽 鹅感染WNV后表现神经症状,鸡感染后一般无症状,也不死亡。
1.6.3 马 马感染WNV后多数不表现临床症状,部分出现发热、后肢软弱无力、不能站立、肌无力、多肢麻痹、失明、嘴唇垂落、磨牙或共济失调、转圈等神经症状,少数出现病毒性脑炎或脑脊髓炎,以及孕马流产或急性死亡等。
1.6.4 人类 人感染后大部分为隐性感染,少部分出现轻微症状,表现为发热、喉咙痛、头疼、背痛、肌肉疼痛、关节痛、疲劳、结膜炎、恶心、皮疹等类似感冒症状,持续3~6 d。有的感染后出现西尼罗神经系统疾病(WNND),包括西尼罗病毒性脑炎、脑膜炎和脑膜脑炎,临床表现为高热(体温38.5 ℃以上)、剧烈头痛、头晕恶心、嗜睡、昏睡、抽搐、昏迷、肌无力、失明甚至偏瘫等症状,部分患者发热期或发热末期身体出现玫瑰疹或斑丘疹,约1周后自行消退,有的患者出现腋下淋巴结和腹股沟淋巴结肿大;有的症状持续数周甚至数年,病情严重者出现呼吸衰竭,甚至死亡。极少感染者出现脊髓灰质炎样综合征,高热39 ℃以上,前期头疼、倦怠、肌痛及意识混乱,后期出现严重肌无力、下肢瘫痪等。
1.7 发病率和病死率
该病的发病率和病死率因毒株不同而有差异。鸟类发病率较高,以前感染后一般不死亡,是病毒携带者,但近年来发病率和病死率都较高,尤其乌鸦、蓝鸦,病死率接近90%,最高可达100%(如美国乌鸦)。家禽的发病率和病死率都较低,一般感染后很少死亡。马一般情况下只感染不发病,但发病后的病死率为30%~40%。人感染后约80%无症状,20%有症状,极少数(约1%)出现WNND,病死率为2%~15%。人感染WNV后的总死亡率20年以前约为0.1%,但近20年人、马、鸟的发病率和病死率都显著升高,病死率人高达29.3%,马高达30%,鸟高达100%[9]。
1.8 流行季节
该病具有虫媒病的季节性发病特点,主要发生于6—11月蚊虫活跃的夏秋季节,多集中于7—9月,其中8月为发病高峰,热带地区全年均可发生。气温高、雨水多、洪水泛滥等能让蚊虫密度增加的因素都可引起该病的暴发和流行。
1.9 诊断方法
病原学诊断方法:病毒分离、RT-PCR、巢氏RT-PCR、实时荧光定量RT-PCR、Vec Test、RTRPA、RT-RRA、RT-ERA等[3,10-15],其中实时荧光定量RT-PCR的特异性、敏感性、稳定性都比较好,可用于大规模检测。
血清学诊断方法:IgM抗体捕获ELISA(MAC-ELISA)、IgG ELISA、表位阻断ELISA、竞争ELISA、血凝抑制试验(HIA)、补体结合试验(CFT)、空斑减少中和试验(PRNT)、病毒中和试验(VNT)、免疫荧光技术(IFA)、生物素微球免疫测定法(b-MIA)、补体依赖的细胞毒法(CDC)等[3,10-15]。在血清学检测中,WNV抗体可能与黄病毒相关抗体发生交叉反应,如日本脑炎病毒(JEV)、圣路易斯脑炎病毒、乌苏图病毒或蜱传脑炎病毒。常娓娓等[16]建立的WNV竞争ELISA检测方法能鉴别WNV和JEV,可在大规模检测及诊断中发挥重要作用,应用前景非常好。
1.10 疫苗与药物
该病无特效治疗药物,主要采用支持疗法,用利巴韦林、干扰素、丙种球蛋白、类固醇、腺苷酸抑制剂、高免γ-球蛋白等进行治疗,但单克隆抗体(E16)有显著治疗效果,已被用作治疗人类感染WNV的可选药物,应用前景较好[14,17]。目前没有人用疫苗,只有马用疫苗,所以该病重在预防。已批准的在马匹中使用的WNV疫苗包括经福尔马林灭活的组织培养疫苗、金丝雀痘病毒活载体疫苗、DNA疫苗、嵌合疫苗等[14-15,17]。曾被报道的人用疫苗有WNV/黄热病毒嵌合疫苗、表达WNV抗原的活麻疹疫苗、嵌合减毒WNV疫苗、WNV DNA疫苗等。有报道[15]显示,我国的JEV兽用减毒活疫苗能保护地鼠免于感染死亡,提示人用JEV活疫苗可能有抵抗人WNV感染的免疫预防保护作用。
2 国内外疫情形势
2.1 国外概况
该病1937年从乌干达西尼罗地区首发后,主要在非洲流行,1950年代传入亚洲和欧洲,1957年在以色列暴发流行,让人们注意到该病与中枢神经系统疾病有关。1960年法国和埃及马匹中暴发流行西尼罗脑炎,让大家注意到WNV可引起马发病。1950—1990年代,该病一直在非洲和地中海沿岸国家散发或小规模流行,如1957年在以色列,1962年在法国、俄罗斯,1974在南非,1980年在乌克兰,都曾在当地人群中暴发流行,但并未引起大家足够重视,直到进入1990年代以后该病在人和动物中暴发流行的频率增加、致病性升高、脑炎发病率升高,这才引起大家重视。1994年以来该病在阿尔及利亚、摩洛哥、罗马尼亚、捷克、意大利、俄罗斯、法国、以色列等国家频繁暴发流行。特别是1996年罗马尼亚首都布加勒斯特暴发疫情,约350人出现神经症状,近40人死亡;1999年7—10月俄罗斯南部近2 000人发生脑膜炎,至少40人死亡,这次发病比以往的WNF病例症状严重。1999年8月WNF传入美国纽约,这是该病首次进入西半球,从此结束了西半球无WNF的历史,是其流行发展史上的一个重要的里程碑。WNF流行简史见表1。WNF传入纽约后,在人、马、野鸟以及动物园鸟类中暴发流行,短短几年迅速席卷全美,此后美国每年都发生疫情(表2~3),给美国造成了巨大经济损失。该病在美国的发生和迅速传播引起人们高度关注,疫情发生之突然、传播速度之快、波及范围之广、持续时间之长、感染患者之多和致病程度之严重都是前所未有的,被列为史上最惨烈的十大传染病疫情之一[18-19]。美国1999—2022年人的WNF病例数共计56 569例,其中有神经症状的28 673例,占总数的一半以上,总死亡率约为4.9%,最严重的是2002和2003年,发病人数分别为4 156和9 862人,死亡人数分别为284和264人。美国1999—2021年至少有28 907匹马感染WNV,其中2002年马匹感染数量高达15 257匹,2003年对马使用疫苗后马发病数量明显下降,2003年发病5 181匹,2004年降到了1 406匹,一直逐年下降到2011年的87匹,说明使用疫苗效果非常明显。美国1999—2022年因感染WNV而死亡的野鸟不计其数,仅2002年就死亡十万余只,其他因感染WNV而死亡的动物还有猫、狗、松鼠、鹅等。
表1 WNF流行简史
表2 美国1999—2022年人间病例情况统计
表3 美国1999—2021年马WNF病例情况统计
2006—2022 年世界动物卫生组织(WOAH)网站报告的WNF确诊和疑似国家或地区共有49个。近几年发病国家主要有俄罗斯、美国、澳大利亚、希腊、意大利、加拿大、葡萄牙、罗马尼亚、法国、以色列、德国、奥地利等。WNF近20年在欧美国家频频暴发,一方面原因可能是WNV毒株发生变异,毒力增强,另一方面原因很可能是欧美等发达国家不属于乙型脑炎(简称乙脑)流行区,没有将乙脑纳入免疫规划,只建议前往乙脑流行区的旅游者或长期居住者接种乙脑疫苗。WNV与JEV都属于黄病毒科黄病毒属,具有很高的交叉反应,接种过JEV疫苗的人和动物会对WNV产生一定的抵抗力[16],因而在中国、日本、老挝、韩国、越南、缅甸、柬埔寨、尼泊尔等开展全国性乙脑疫苗接种的国家,未见WNF大面积暴发流行的报道。
WNF给畜牧业生产和人类健康造成了极大危害,国际疫情形势非常严峻。近20年WNF流行趋势主要有以下特点:(1)在世界范围内的流行区域不断扩张,在发达国家的流行频率不断增加,从以前的“间断性流行”转变为基本每年都发生。这可能与鸟类迁徙远距离传播病毒以及病毒变异、全球气候变暖、人群居住密度变大、旅游业发展加快、国际交流及贸易往来增多等因素有关;(2)病死率明显升高,引起人、马和鸟类的大量感染死亡,致病性升高,重症病例明显增多,且以神经系统性症状为主,脑炎、脑膜炎病例明显增加,这可能与WNV毒株发生变异,毒力增强有关。
2.2 国内概况
我国最早从20世纪80年代开始关注WNF。陈伯权等[20]对我国28个省份进行了虫媒病血清学调查,在广东、福建、安徽、湖北、江西、山西、宁夏、新疆、甘肃、贵州、河南、青海12个省/自治区检测到WNV抗体阳性,其中新疆阳性率最高,其次是青海和广东。杨起饶等[21]对我国云南省洱源县鸟吊山地区的鸟开展了血清学调查,从2份样品中检测到WNV抗体阳性。2000—2005年科技部专项资助开展WNV感染调查后,我国部分专家对WNV开展了流行病学调查,其中华修国研究团队用ELISA方法对上海市2005—2009年间的95份禽血清和7个区的341份马血清进行检测,发现抗体阳性率分别为5.26%和0[22]。该团队2010年对上海市犬和猫进行了WNV抗体检测,结果发现犬(4.6%)和猫(14.9%)都存在WNV中和抗体阳性[23]。梁国栋研究团队2011年从新疆喀什地区采集的蚊虫标本中分离到5株WNV,对XJ11129株进行全基因组核苷酸序列测定与分析发现,其与埃及、尼日利亚、俄罗斯、匈牙利等国及美国1999年后分离的WNV属于同一分支,同时对当地一例病毒性脑炎患者进行急性期和恢复期血清检测,发现其WNV中和抗体差异4倍以上[24-25]。血清学研究[26-27]证明当地存在WNV感染,对2004年该地区一起群体性不明原因病毒性脑炎、脑膜炎病例样品进行检测,根据结果分析这起群体性病毒性脑炎、脑膜炎的流行是由于感染WNV引起的。该研究团队2012年在新疆南部地区8个县采集发热患者血清和鸡血清,通过ELISA及中和试验检测样品中WNV特异性抗体,均检测到阳性,其中迦师县阳性率最高,说明新疆南部地区存在人和动物的WNV感染,而迦师县是主要流行地区[28]。该团队2013—2016年对新疆喀什地区13个村的人和动物进行了WNF流行病学调查与监测,结果发现13个村中有11个村存在WNV IgM抗体,对鸡和绵羊样品进行检测,发现抗体阳性率分别为15.5% 和1.78%,对采集的蚊子进行病原学检测,2013年检出4组阳性,2016年检出1组阳性[29-30]。通过以上文献分析,我国已存在WNF,并在多地不同物种中检测到WNV抗体,新疆多地存在WNV感染,也从蚊子中分离到了病毒,而且还发生过病毒性脑炎(脑膜炎)流行,因此国内形势也不容乐观。
3 国内传入传播风险
WNF可通过各种途径传入我国。我国至少有3条候鸟国际迁徙通道,候鸟只要经过任何一个发病国家,都有可能将该病传入我国,特别是俄罗斯、印度、巴基斯坦、泰国、马来西亚、印度尼西亚、菲律宾等,均存在该病,通过候鸟将该病传入我国的风险很大。有些鸟类在一个国家被感染后,可能会随着远航的船舶进入另一个国家,从而将该病带入。我国与世界很多国家海运贸易频繁,通过该途径传入的风险不可小视。国际航班、船舶等运输工具中携带的蚊虫如果感染了WNV,也可能将该病带入我国,通过叮咬传给鸟类、人和马等,应予以关注。马术比赛等活动,引进鸟类、宠物、马匹,走私野生鸟类、宠物等都有可能将该病传入。我国国际贸易往来非常频繁,带病旅客献血或境外器官移植等都存在传入风险。
我国有适合WNF传播的条件。我国的自然环境气候与美国等一些国家相似,很多地区夏季高热、潮湿,具备蚊虫大量滋生的条件,也有气温高、雨水多、洪水泛滥等使蚊虫密度增加的因素。世界上至少有330多种鸟可感染并携带WNV,其中很多种类我国都有,如麻雀、鸽子、乌鸦、喜鹊等感染带毒能力都很强。库蚊是WNV的主要传播媒介,在我国可以传播WNV的库蚊属蚊种至少有8种。
我国存在WNF小面积暴发流行的风险。我国部分地区已检测到WNV抗体,新疆多地存在人和动物的WNV感染,需要引起重视。我国有的地方是候鸟、留鸟、蚊子、家畜、人混杂居住的潮湿区域,这些地区WNV容易传入并扎根。但由于我国属于乙脑疫区,人和动物体内普遍存在针对JEV的免疫屏障,除了新疆、青海、西藏外已开展了全国性乙脑疫苗接种,接种过疫苗的人和动物会对该病产生一定的抵抗力[16],这在一定程度上可降低该病的危害,但接种乙脑疫苗产生的抗体对WNV的交叉保护率具体如何还有待进一步研究[31-32]。
4 防控
该病的防控难度比较大。目前还没有特效的治疗办法,只有马用疫苗,没有人用疫苗。传染源和传播媒介都无法控制和消灭。带毒的鸟类是该病主要传染源,也是重要的储存宿主和扩增宿主,迁徙鸟类为该病在全球范围的传播起到了关键作用,鸟类繁殖力强,要想清除野生鸟类特别是迁徙鸟类中的病毒几乎是不可能的。带毒的蚊虫既是传播媒介也是传染源,很难被控制和消灭。该病分布范围广,是目前世界上分布最广泛的虫媒病之一,除南极洲之外在其他洲都存在,病毒会在鸟-蚊-鸟之间不断循环,然后在合适的气候条件下出现周期性的反复感染。针对以上防控难点及目前国内外的疫情状况,提出以下防控措施建议[15,33-34]:
4.1 全国普及接种乙脑疫苗,加强高风险地区疫苗接种、补种
目前在没有人用WNF疫苗的情况下,建议在全国普及乙脑疫苗接种,特别是新疆、青海、西藏3个地区目前还没有将乙脑纳入接种计划,需引起高度重视。建议对新疆、青海、西藏、云南、广东等重点地区的高危人群和马匹,都接种或补种乙脑疫苗。
4.2 加强口岸人员及动物检疫,做好国际运输工具蚊虫消毒等工作
来自疫区的人员如出现发热、头晕头痛、皮疹或有脑炎症状的,应及时进行隔离检查。不从疫区进口鸟类、马匹等易感动物,如果进口则需提供无该病的检疫证明。对于来自疫区的入境航班必须认真做好起飞前的防蚊灭蚊、消毒杀虫等工作,特别是集装箱、行李舱等地方,以免感染WNV的蚊虫进入我国。对于来自疫区的车辆、轮船、飞机等交通工具和来自疫区的货物等,当进行灭蚊、消毒杀虫后方准入境。国际船舶在离开染疫国家及在我国进港前也应注意检查,驱逐船上停留的鸟类并消毒。
4.3 在全国开展流行病学调查,加强主动监测及预警性监测
最好能在全国开展WNF流行病学调查及监测,掌握我国WNF的流行情况,以便及时采取防控措施。该病的特点一般是动物先发病然后出现人间病例,因此建立动物卫生监测系统,发现鸟类和马中的病例对提供早期预警至关重要。在高风险区特别是候鸟迁徙路线经过的地区,对非正常死亡的鸟类或患有神经系统疾病的马匹应进行主动监测,夏秋季节对疑似感染病例进行快速诊断,在重点省份如新疆、青海、西藏等地区及边境地区开展媒介昆虫、鸟类、马匹等带毒情况调查等,做到早发现早确诊,及时采取防控措施避免该病扩散和流行。
4.4 开展宣传培训,增强防护意识,提高防控水平
广泛宣传,增强大众防护意识,加强环境治理,清除污水、积水,改善居住条件,减少蚊媒滋生场所。加强个人防护,采取各种措施防止被蚊虫叮咬很关键,住处使用纱门、纱窗、蚊帐、灭蚊灯、蚊香等,夏秋季节清晨和黄昏蚊虫活跃时尽量减少外出,如需外出或野外作业,尽量穿浅色长衣长裤或用驱蚊剂、防蚊贴等防止被蚊虫叮咬。进行输血或器官移植时也要注意防止被感染。要加强宣传及防控技术培训,提高各级实验室检测能力,争取做到早发现、早诊断、早处理。
4.5 加强部门间协作,加强技术研究及储备
加强部门间协作,如林业、卫健、农业农村等部门通过资源整合,信息互通来加强合作。加强诊断技术研究及成果转化,尽快将WNV、JEV鉴别诊断技术及现场快速检测技术形成商品化试剂盒,同时开展药物、疫苗等方面的储备研究。
5 小结
目前WNF国际疫情形势严峻,国内形势也不容乐观,既存在通过各种途径传入我国的风险,又存在国内某些高风险区如新疆、青海、西藏等地潜在暴发流行的风险,应引起足够重视[20,24,35]。但由于该病主要通过蚊虫叮咬传播,在人与人、人与马、马与马之间一般不会直接接触传播,加上我国是乙脑疫区,对WNV有一定的抗性,所以该病对我国的危害程度要比欧美等国家轻很多。但也不能放松警惕,应针对存在的各种风险因素,及时采取防控措施:一方面及时接种、补种乙脑疫苗,另一方面及时、准确掌握可能传入的动态,采取各种措施,有效防止该病传入我国,即使传入,也要能做到早发现、早诊断、早处理。今后的重点工作是加强鉴别诊断技术研究,流行病学调查及疫苗、治疗药物研究等,加强宣传培训,提高各级实验室监测及检测能力,最好能在全国范围内建立全方位监测体系包括病例监测、媒介监测(蚊虫种类、密度、带毒率)、易感动物监测(人、鸟、家畜、宠物)等,为WNF防控提供科学依据。人兽共患外来病的防控,需从国家层面高度重视,各部门加强协作、联防联控,只有这样才能形成有效、长效的防控机制[17,36]。
致谢:
中国动物卫生与流行病学中心李金明研究员在文章写作、修改过程中给予悉心指导!