戊型肝炎研究进展

2022-04-07 07:40付树芳孙翔翔孙淑芳樊晓旭
中国动物检疫 2022年4期
关键词:宿主肝炎蛋白

亓 菲,付树芳,孙翔翔,孙淑芳,樊晓旭

(中国动物卫生与流行病学中心,山东青岛 266032)

戊型肝炎病毒(hepatitis E virus,HEV)是全球最常见的急性病毒性肝炎病因,是引起戊型肝炎(hepatitis E,HE)的病原。尽管对HEV 的了解不断增加,但HEV 的起源仍然不清楚。1983 年,俄罗斯病毒学家Balayan 等[1]通过电子显微镜在受感染士兵的粪便提取物中观察到了HEV。由于低估了HEV 引起的发病率和死亡率,该疾病一度并未被视为全球卫生重点。一项由世界卫生组织资助的模型研究[2]估计,2005 年约有2 000 万人感染了HEV,主要发生在亚洲和非洲,估计有330 万临床病例,其中约7 万死亡病例。HE 会导致病人出现肝脏和肾脏相关疾病,还可在高危人群(如孕妇和器官移植者)中引起严重并发症。随着研究的不断深入,研究者发现了动物在戊型肝炎传播中的媒介作用,并将该病作为一种人兽共患病来继续研究,在公共卫生、诊断和防控等方面加以重视。本文旨在提供HE 病原学、流行病学、诊断、临床表现和预防控制等相关信息,为及时诊断和有效防控提供帮助。

1 病原学

由于在临床表现上与甲型、乙型肝炎相似,HE 最初被称为肠道传播的非甲、非乙型肝炎[1]。后来,通过分析感染性胆汁标本cDNA 文库,确定了其中存在RNA 病毒中常见的一种高度保守的RNA 依赖的RNA 聚合酶(RdRp)基序,进而确定了这种新的病毒——HEV。

1.1 HEV 分类

根据第十届国际病毒分类委员会(ICTV)分类确定,HEV 属于戊型肝炎病毒科戊型肝炎病毒属[3]。目前,HEV 至少分为8 种基因型。基因1型和2 型只感染人类,主要在南亚、东南亚、非洲以及美洲的墨西哥流行;基因3 型和4 型可感染人类以及多种哺乳动物,包括猪、鹿和兔子,在欧洲和东亚地区较发达国家呈人间散发性感染;基因5型和6 型分离自日本的野猪;基因7 型分离自中东国家的果蝇;基因8 型分离自我国新疆的双峰驼。目前,我国HEV 流行基因型已从最初的基因1 型变为以人兽共患为主的基因4 型。

1.2 HEV 基因组结构

HEV 粒子呈球形,直径为27~34 nm,无囊膜,核衣壳呈二十面体立体对称。20 世纪90 年代,Ahmad 等[4]公布了HEV 基因组的完整序列。序列分析显示,HEV 是一种无囊膜单股正链RNA 病毒,基因组长7.2 kb(图1)。基因组包括1 个短5'非编码区(UTR)、3 个部分重叠的开放阅读框(ORFs)和1 个3'UTR[5]。ORF1 编码病毒复制和转录的非结构蛋白,包括甲基转移酶、Y 结构域、木瓜蛋白酶样半胱氨酸蛋白酶、高变区、X 区、螺旋酶和依赖RNA 的RNA 聚合酶。ORF2 编码的衣壳蛋白是主要结构蛋白,包括S、M 和P 结构域,免疫原性强,可以引起产生中和抗体。ORF3 与ORF2 部分重叠,编码一种小的磷蛋白。最近,在基因1 型HEV 中发现了一种新的ORF4,由内质网应激通过诱导基因1 型HEV 中新ORF4 的翻译而促进病毒复制[6]。

1.3 HEV 生命周期

由于缺乏有效的细胞培养系统,HEV 的完整生命周期至今仍不清楚。HEV 经粪口传播,通过胃肠道入侵宿主,在肠道上皮细胞中复制。随后,病毒通过病毒血症进入血液,并到达靶器官——肝脏。目前证实,硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(Hspgs)在HEV 与细胞结合中发挥重要作用,但尚未确定其为HEV 的特异性细胞受体[7]。有研究[8]证明,准包膜型HEV(eHEV)利用了独特的病毒入侵机制,通过依赖clathrin 介导的内吞作用进入细胞,而非包膜型HEV(neHEV)的进入机制尚不清楚。病毒入侵后,病毒基因组RNA 可直接作为mRNA翻译ORF1 编码的多种蛋白,产生许多功能酶或结构域。病毒复制酶RdRp 合成互补负链RNA,作为HEV 复制和转录的模板,负责翻译ORF2 和ORF3 编码蛋白。据报道[9],ORF1 编码蛋白定位于细胞内质网膜,这可能是HEV 复制的场所。分泌型ORF2S 经过翻译后的修饰可充当免疫诱饵,ORF3 蛋白与微管和多种宿主细胞蛋白相互作用调节HEV 复制的宿主环境。重要的是,ORF3 蛋白同TSG 101结合,可促进病毒粒子出芽生成多囊体。最后,多囊体与质膜融合,病毒粒子从肝细胞中被释放到血液中,或者在胆管中被胆汁酸盐降解(图2)[10]。目前,用于HEV 体外复制的细胞系研究取得了巨大进展。有研究[11]基于HEV 基因型3 p6(Kernow C-1)和人肝癌细胞系HepG2、HepG2/C3A,在不同的培养基条件下,建立了HEV 细胞培养衍生颗粒(HEVcc),病毒滴度为105~106FFU/mL。这将有助于进一步研究HEV 生命周期,为特异性抗HEV 药物的开发提供帮助。

1.4 HEV 理化特性

HEV 对外界抵抗力不强,对高盐、氯化铯、氯仿和高温都比较敏感,通过油煎5 min 或煮沸5 min 的方式可杀灭猪肉制品中的HEV[12]。目前对于HEV 理化敏感性的研究较少,HEV 和口蹄疫病毒(FMDV)的结构特性比较相似,理化特性也相似,因此过氧化氢速效消毒剂、酸性乙醇消毒剂、碱性清洁剂和次氯酸钠对其具有很好的消杀效果。酒精和酒精类消毒剂对HEV 消杀效果较弱,但在磷酸和酒精的共同作用下杀毒活性较好,这可以有效预防HEV 传播[13]。

2 流行病学

1955 年12 月,印度新德里首次记载了HE 疫情的暴发,主要经粪口传播导致的。HE 常见的传播途径是饮用被HEV污染的水源,因此亚洲、非洲、南美洲一些经济条件、医疗卫生条件落后的发展中国家是HE 的高发地区[14]。HEV 还可通过人和人的接触传播,但是传播率极低,只占1%~2%。在妊娠期间,孕妇感染后可出现病毒血症,造成流产,并可将HEV 传染给胎儿,导致胎儿死亡。HEV 也可通过输血方式传播,食用未煮熟的动物制品也会导致HEV 感染。目前也有研究[15]证明,食用生的或未煮熟的贝类可导致HEV 感染。

猪是HEV 的天然宿主,其感染率比其他动物高很多。HEV 主要感染2~6 月龄猪,可在猪模型的小肠、淋巴结、结肠和肝脏中检测到。从目前研究结果来看,猪以外其他动物的HEV 感染对人影响很小[12]。目前在HEV 传播机制方面,仅限于一些基本规律的认识,如粪口传播被认为是猪之间传播的主要途径,但有研究[16]表明此途径感染率很低。因此,动物间以及动物与人类间的HE 传播机制可能比较复杂。

3 公共卫生

据报道,英国有21%的生猪在屠宰时被检测出HEV 核酸呈阳性[17],美国屠宰场有6.3%的生猪HEV 核酸呈阳性[18],提示食用生的和未煮熟的猪肉产品是人感染HEV 的一个风险因素。另有研究[19]表明,鹿可感染HEV 并导致食源性疫情,提示鹿可能成为HEV 的另一个有公共卫生风险的宿主。在我国新疆、云南、山东等地,均有牛感染HEV 的报道[20]。今后,需要进一步开展监测研究,以确定牛易感的HEV 基因型,并评估牛和乳制品中HEV 的流行情况和传播风险。土耳其的一项研究[21]发现,在来自各种家畜(奶牛、绵羊、山羊、驴)的生奶样品中,20.3%检出HEV 核酸阳性,包括基因1、3、4 型,提示山羊是HEV 的潜在宿主。此外,研究[22]证实,除猪、鹿、鸡、犬、鼠等动物外,单峰骆驼、兔子、水生生物(如双壳贝类、海豚)中也发现了HEV 的存在,提示HEV 可感染多物种并可跨物种传播给人类,造成公共卫生安全风险。

4 诊断方法

4.1 临床诊断

HE 在临床上通常表现肝炎症状,因急性或慢性肝病导致出现呼吸困难、腹水、出血、黄疸、乏力、肝脏肿大等症状。病理变化类似于甲型肝炎,有肝细胞气球样变,点状或灶性坏死和汇管区炎性细胞浸润,有明显的胆汁淤积。猪感染后通常表现亚临床症状,需要通过实验室诊断进行确诊。鸡HE 与鸡的肝炎-脾肿大综合征或大肝脾病有关,母鸡感染后还会出现产蛋量下降。感染了HEV 的禽类表现卵巢退化,肝脏肿大、出血、坏死,并伴有包膜下血肿或包膜血肿,脾脏增大,腹腔内有浆液性液体[23],大多数表现亚临床症状。

4.2 实验室诊断

4.2.1 分子生物学诊断 RNA 检测是HEV 检测的金标准,可以用Trizol 裂解法纯化病毒RNA,然后用三氯甲烷和病毒RNA 提取试剂盒纯化。通常采用实时荧光RT-PCR 和嵌套式RT-PCR 特异性检测病毒核酸。这些方法灵敏度高,在人类疾病急性期的血清和粪便、其他动物的临床样本(猪肉、猪胆汁、肝脏、小肠、结肠、血清、粪便等)以及污染的水源中均可以检测到病毒。由于免疫功能低下的患者发生慢性HEV 感染的风险很高,因此在确诊前必须进行血液和粪便HEV RNA 检测,以确定病毒清除率。在病料采集及病原检测过程中,操作者还要注意生物安全问题,做好防护及消毒措施,同时也要彻底消杀周围环境,在保证样本和试验质量的同时也要注意自身安全。

4.2.2 免疫学诊断 血清中抗-HEV IgM 抗体阳性可被认为是急性HEV 感染的重要标志,因此专家建议在怀疑HEV 感染时首先检测抗-HEV IgM。此外,还有HEV IgG 抗体检测试剂盒。抗体在短时间内(感染后约3~4 个月)呈阳性,但有时会持续1 年,阳性检测结果表明近期有感染或活动性感染,之后可以进行HEV RNA 分析以进行分子表征,阴性检测结果则排除该疾病[24]。抗-HEV IgM 检测阴性的患者应再次进行HEV RNA 检测,HEV RNA 或抗-HEV IgM 的阳性结果仅证实了近期有感染或活动性感染,仍然需要两种检测的阴性结果才能排除疾病。目前检测抗体最广泛应用的检测技术是酶联免疫吸附试验(ELISA),包括间接ELISA 和双抗原夹心ELISA。最新研发的HEV 抗体检测试剂盒采用真核系统表达的蛋白作为抗原,灵敏度更高。

5 预防与控制

近几十年来,全球正采取积极措施抗击病毒性肝炎。目前对于HE 还没有特定的治疗方法。在过去的20 年中,研究人员在HEV 疫苗领域进行了大量研究,其中HEV 239 疫苗(Hecolin®,中国厦门Innovax 生物技术有限公司)是一种重组疫苗,已在我国获得使用许可。该疫苗采用HEV1 结构设计,在临床试验中显示了对HEV4 的保护作用[25]。由于HEV 感染在高流行区和低流行区分别由水源性和食源性感染引起,因此预防策略的重点是防止水和食物污染,切断传播途径。在高流行地区,预防措施的重点是通过改善环境卫生来提高饮用水质量;在低流行地区,安全的食品处理和彻底的烹饪是防止病毒随食物传播的基石[26]。随着宿主范围的不断扩大和基因差异的鉴定,HEV 家族的分类也越来越多,戊型肝炎病毒科会继续进化。未来,需要建立和维护一个广泛的公共卫生监测系统,加强动物HEV 感染相关信息的收集和分析,实现动物HEV 的常态跟踪和防控。

6 结语

在全球范围内,HEV 是一种尚未得到充分认识的病毒,由其导致的发病率每年都在增加,对全球公共卫生安全构成了威胁。目前发现越来越多的HEV 动物宿主,对于病毒复制机制和致病机理的研究仍然处于探索阶段,需要更加标准化和科学化的方法来检测HEV,以确定全部宿主范围以及每个潜在宿主将病毒传播给人类(通过食物或其他方式)的风险。需要继续深入研究HEV 的感染及致病机理,为有效预防和治疗HE 奠定基础,在“同一健康”理念下,保护全球公共卫生安全。

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