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1、病毒生物学 姓名：樊政宇 学号：201300140019埃博拉病毒的研究进展樊政宇 摘要 埃博拉病毒是能够导致人和灵长类动物埃博拉出血热的一种高致病率及高致死率病毒。埃博拉病毒从发现以来已经造成了数次大规模流行，主要集中在非洲地区。2014 年在西非地区暴发了历史上最为严重的埃博拉出血热疫情，引起了全球的广泛关注。该病毒在人群中主要通过接触传播，有症状的病人才具有传染性。未采取正确防护措施的医护人员、家庭护理人员及接触病人血液、体液，或接触病人血液、体液等污染的物品，或接触病例尸体的人是高风险感染人群。本病起病急，早期表现为发热、厌食、虚弱无力等非特异性症状，可通过检测病毒核酸、抗原、抗体等方
2、法确诊。目前尚无批准上市的特效药和疫苗，以对症和支持治疗为主。关键词 埃博拉病毒 感染途径 治疗 预防1、 历史背景随着非洲方面疫情的不断扩大，埃博拉病毒进入了我们的视野。这种病毒很早便存在，并给人类的生活带去了不小的损失。1976年611月。苏丹南部，共发病284例，死亡151例，病死率为53%。1976年910月间在刚果周边地区，发现318个病例，280例病死，病死率88%。85例因共用注射器感染，继发者为医护和病人亲属。1979年在苏丹的恩扎拉地区，发病33例，死亡22例，病死率为67%。1994年6月在加蓬的明克伯、马科库地区及热带雨林采金区，发病49例，死亡31例，病死率63%。19
3、95年4月在刚果基奎特市及其周围地区发生，发病315例，死亡245例，病死率77%。继发病例多为治疗和护理人员，占所有病例的25%。1996年2月1997年1月在加蓬北部，发病60例，死亡45例，病死率75%。2000年8月2001年1月在乌干达北部的古卢、Masindi及Mbarara。共发病425例，死亡224例，病死率53%。2001年10月2002年3月在刚果共和国和加蓬，共发病123例，97例病死，病死率为79%。2002年12月2003年4月底，刚果共和国共发生感染病例143例，病死128例，病死率89%。2005年46月，在刚果发病12例，发现9例病人均死亡。2012年7月31日
4、，乌干达发现三例感染埃博拉病毒病例。截止当地时间8月3日，已确诊53名感染埃博拉病毒的病例，至少16人死亡。另有312人被怀疑感染埃博拉病毒而被隔离。2014年，肆虐西非国家几内亚、利比里亚、塞拉利昂的埃博拉病毒蔓延速度惊人。病毒至4月1日 已造成82人死亡。截至4月14日在几内亚已出现168名感染者，其中108人死亡。二、埃博拉病毒简介埃博拉又译作伊波拉病毒，是一种十分罕见的病毒。1976 年，埃博拉病毒第一次出现在中部非洲的扎伊尔( 现为刚果民主共和国) 和南苏丹。之后，在中部非洲共出现过24次埃博拉病的流行，均出现在远离当地城市的偏远地区【1】。埃博拉病毒是一种能引起人类和灵长类动物产生
5、埃博拉出血热的烈性传染病病毒，有很高的死亡率，在50%至90%之间，致死原因主要为中风、心肌梗塞、低血容量休克或多发性器官衰竭。埃博拉病毒是一种不分节段的单股负链RNA 病毒，丝状病毒科丝状病毒属，埃博拉病毒形态多样，外有脂蛋白组成的包膜，多呈长丝状或杆状，有分支形、U形、6形或环形，分支形的较常见，直径7090 nm，长度差异较大，长0.51 400 nm，感染能力较强的病毒一般长665805 nm。毒粒表面有刷状样整齐排列的突起，长约7nm，间隔10nm，内含直径40nm的内螺旋衣壳，染色观察内部有交叉条纹。病毒基因组为非节段，线状，单股负链RNA，全长18.9kb，相对分子质量为4.21
6、06，基因组反转录产生的正链能编码巨蛋白、核蛋白、2 个结构蛋白VP30 和VP35、膜关联蛋白或基质蛋白VP24 和VP40 、糖蛋白以及埃博拉病毒特有的分泌型小糖蛋白7个蛋白和RNA聚合酶，每种产物由一种单独的mRNA 编码，基因外的两末端序列具有保守性和高度互补性，含五聚体3-UAAUU-5，多数基因被非保守的基因间隔开。三、埃博拉病毒的致病原理 埃博拉病毒一般通过黏膜表面、擦伤的皮肤或污染的针头进入人体。病毒通过宿主细胞表面C-型凝集素DC-SIGN或其他受体，首先在局部的巨噬细胞、树突细胞(DC)等抗原呈递细胞(APC)中复制，导致APC失去原有功能，而不能表 达共刺激分子或激活T细
7、胞。VP24与VP35可阻断I型干扰素的抗病毒作用。已知这两种蛋白是通过阻断宿主细胞核积聚STAT1与损坏IRF-3、IRF-7而发挥作用。VP35还可阻止干扰素产生所需的依赖双链RNA的蛋白激酶活化。由于DC失能，临床上出现大量淋巴细胞凋亡【3】。埃博拉病毒感染单核细胞与巨噬细胞后，大量促炎症因子释放，包括 白细胞介素1、1L-2、1L-6、1L-10、肿瘤坏死因子、单核细胞趋化蛋白1等【4】。细胞因子的大量释放又可吸引更多APC至感染部位并增加病毒复制，最后出现晚期病变，包括内皮细胞通透性增加、 血管漏出增加，使感染病毒的APC播散至全身多个器官，包括次级淋巴器官、肝、肺等。4、 埃博拉病
8、毒的类型已确定埃博拉病毒分5个亚型，即埃博拉-扎伊尔型、埃博拉-苏丹、埃博拉-莱斯顿型、埃博拉-科特迪瓦型和埃博拉-本迪布焦型。不同亚型具有不同的特性，埃博拉-扎伊尔型和埃博拉-苏丹型对人类和非人类灵长类动物的致病性和致死率很高；埃博拉-莱斯顿型对人类不致病，对非人类灵长类动物具有致死性作用；埃博拉-科特迪瓦型对人类有明显的致病性，但一般不致死，对黑猩猩的致死率很高。1、 埃博拉病毒扎伊尔型扎伊尔埃博拉毒有高达90%的致死率，在流行地区死亡率1976年为88%、1977年为100%、1994年为59%、1995年为81%、1996年为73%、2001年至2002年为80%，2003年则是90%
9、，2007年平均为83%。1976年8月26日首次于刚果北边城镇爆发，首位个案纪录为44岁教师Mabalo Lokela，当时他的高烧被诊断为疑似疟疾感染，并且接受奎宁注射治疗，这位病人每日回医院就诊观察，一周后却恶化为无法控制的呕吐，带血腹泻、头痛、晕眩伴随呼吸困难，并开始自口、鼻、直肠等多处开始出血，于9月18日过世，病程仅约2周。不久之后，更多病患带着相似的症状就医，包括发烧、头痛、肌肉痛、关节痛、疲倦、恶心、晕眩等。这些常发展成带血腹泻、严重呕吐和多发性出血，初期传染可能肇因于重复使用用过却未消毒之针筒，后续传染主要则是照顾病患时，在没有适当安全措施的情况下受到病毒侵袭或传统埋葬前置作
10、业的清洗过程。2. 埃博拉病毒苏丹型苏丹埃博拉病毒在1976年首次在苏丹棉花厂工人身上被发现。研究人员指出，这名工人应该是在工厂中或附近接触到到带原生物宿主，但在检测过工厂附近的动物及昆虫后仍一无所获，带原宿主至今仍是未知。 2004年5月，苏丹Yambio县回报20个病例，并有五人死亡。疾病管制局在几天后确认这些病例为苏丹埃博拉，邻近国家例如乌干达、刚果皆增加边界的守卫，以控制疫情。1976年苏丹埃博拉的平均死亡率为53%，1979年为68%，2000年至2001年间为53%，平均死亡率为53.76%。 3. 埃博拉病毒雷斯顿型1989年11月首次在一群由菲律宾进口至美国维珍尼亚州雷斯顿的食
11、蟹猴身上发现。此一病毒对猴子有很高的致死率，但对人类并没有致命性。1990年2月，雷斯顿埃博拉病毒再次在雷斯顿、德州及菲律宾爆发。1992年及1996年，更多病例在意大利托斯卡纳和德州发现。所有感染的猴只出现与猿猴出血热类似的症状。在这两次爆发中，没有任何人类受到感染。 4. 埃博拉病毒科特迪瓦型科特迪瓦埃博拉病毒这个品种首先在科特迪瓦的塔伊国家公园中被发现。在1994年11月1日，二只黑猩猩尸体在森林里被发现。检验人员发现在心脏中的血液是棕色的且已液化（通常尸体中的血液在死亡十几小时之后就应该完全凝固），内脏外观并没有明显痕迹，肺中充满血液。从黑猩猩身上采取到的组织显示，此病毒与苏丹埃博拉及
12、1976年爆发的扎伊尔埃博拉十分相似。 1994年后，更多死亡的黑猩猩被发现，科学家用许多方法对病毒进行检测。感染的来源被认为是一只被黑猩猩捕食且带有病毒的疣猴。 5.埃博拉病毒本迪布焦型 美国国家传染病和过敏病研究所的美国科学家彼得博士认为，这可能是因为埃博拉病毒发生了变异，变得比之前更容易传播而引起的感染。五、埃博拉病毒的感染途径 埃博拉病毒可通过多种途径感染人：（1）野禽-人途径，如食用或接触携带埃博拉病毒的果蝠【5】；（2）灵长类-人途径，如接触感染的黑猩猩；（3）人-人注射途径，如通过未灭菌的注射器和针头（4）人-人接触途径，埃博拉患者是“生产埃博拉病毒的工厂”，患者每毫升血中可有数
13、亿埃博拉病毒颗粒，这些颗粒可存在于患者的唾液、尿液、粪便、精液、阴道分泌液、黏膜和破损的皮肤；（5）患者用品途径，如衣物、被褥和毛巾等；（6）殡葬仪式途径，在一些非洲的传统葬礼中，参加者有接触死者的习俗，如清洗或触摸死者。六、埃博拉病的临床表现 埃博拉病是一种严重的急性病毒性疾病。感染埃博拉病毒后可不发病或呈轻型，非重症患者发病后2周逐渐恢复。埃博拉病起病急，最初表现为流感样症状，即突然发热、极度虚弱、厌食、胸痛、肌痛、头痛、畏寒、恶心、结膜充血及相对缓脉。2 -3 d 后可有呕吐、腹痛、腹泻(多为血便)等表现，半数患者有咽痛及咳嗽。病后 4 5 d 进入极期，患者可出现神经系统的改变，如头痛
14、、意识混乱、谵妄、嗜睡、昏迷等，重症患者在发病数日可出现咯血，鼻、口腔、结膜下、 胃肠道、阴道及皮肤出血或血尿。第10天为出血高峰，50%以上的患者出现严重的出血，部分病例还可表现为心、肝脏等器官开始糜烂成半液体的块状，并可因出血、肝肾衰竭及致死性并发症而死亡。90% 的死亡患者在发病后 12 d 内死亡。患者最显著的表现为体位性低血压、休克和面部水肿，还可出现 DIC、电解质和酸碱平衡失调等。急性期并发症有心肌炎、细菌性肺炎等。由于病毒持续存在于精液中，也可引起睾丸炎、睾丸萎缩等迟发症。在病程第5至7天可出现麻疹样皮疹、斑丘疹，通常好发于面部、臀部、躯干或手臂，后来几乎达整个身体，数天后消退
15、并脱屑，部分患者可较长期地留有皮肤的改变。虽然发热、乏力和厌食是描述最为频繁的症状，但并不是所有埃博拉病患者都有发热症状，许多患者晚期并无发热症状，这意味着不发热也不能排除埃博拉病毒的感染。埃博拉患者通常因休克、多器官衰竭死亡，因出血死亡者不足 50%【6】。肝损伤的特征是肝细胞坏死、肝大和天门冬氨酸氨基转移酶、丙氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶和-谷氨酰转肽酶升高。此外，脾大、急性肾小管坏死、肾衰竭、低钾血症、肺出血(咯血)发展为局灶性肺不张，并伴有间质性肺炎也是常见的并发症。【7】七、埃博拉病的治疗1.抗病毒药物 抗流感病毒药物-法匹拉韦(favipiravir)(T-705，商品名Avigan
16、)是针对埃博拉病毒病研究进展较快的抗病毒药物。T-705作为嘌呤类似物，可引发RNA病毒复制过程紊乱，从而阻碍病毒增殖【8】。实验证实，T-705还能抑制黄病毒科的西尼罗病毒、黄热病毒和口蹄疫病毒等，因此，对于同属RNA 病毒的埃博拉病毒可能有效。该药已在日本批准上市用于治疗流感，目前在美国通过了期临床试验。广谱抗病毒药物BCX4430，属于小分子的腺苷类似物，被整合进病毒RNA复制过程后，使得病毒RNA空间构型改变，从而严重影响后续转录、翻译过程。BCX4430对马尔堡病毒和扎伊尔型埃博拉病毒效果明显，目前该药已经进入临床试验阶段。广谱抗病毒药物三氮唑核苷(ribavirin，利巴韦林)，通
17、过干扰病毒mRNA的帽化阻碍病毒复制，用于治疗布尼亚等病毒引起的出血热。由于缺乏针对丝状病毒的体内、体外实验数据，加上严重的副作用，不推荐利巴韦林用于治疗埃博拉病毒病。2.生物治疗 目前针对埃博拉病毒病的治疗主要是基于混合多种抗体的鸡尾酒疗法等生物治疗和支持治疗。其中ZMapp是由美国与加拿大联合研制的药物，包含3种人源化的单克隆抗体，通过植物细胞表达系统(烟草属)表达生产。属于优化的鸡尾酒疗法【9】，包含针对埃博拉病毒感染有保护效果的单克隆抗体组合MB003和ZMAB中最有效的成分。 ZMapp在非人类灵长类动物实验中效果显著，并且在两位在西非感染埃博拉病毒的美国医务人员和一位西班牙传教士的
18、治疗中使用， 其中2名美国患者的临床症状得以改善，西班牙患者死亡。然而，目前不能确定是否因为使用ZMapp而使2位美国患者康复，其安全性和有效性尚待进一步临床试验验证。同时，ZMapp的供应量有限，规模化生产虽处于准备阶段，仍需时间。此外，人鼠嵌合单克隆抗体(c13C6，h-13F6和c6D8)的混合株MB-003，可以对恒河猴发挥有效的保护作用，但尚未在人类证实有效。 另外，TKM-Ebola是一种基因治疗药物，属siRNA，专门针对埃博拉病毒相关基因VP24和VP35、RNA依赖的RNA聚合酶，通过RNA干扰，使得相关蛋白的RNA被沉默封闭，达到阻止病毒增殖的目的。目前正处于临床I期试验。
19、基于RNA的治疗，目前主要针对扎伊尔型埃博拉病毒，在啮齿类和非人类灵长类动物有效。该方法需要限定特定型别的埃博拉病毒，但暴发早期常无法确定病毒型别。另外，这类药物主要经静脉给药，对于偏远地区的治疗面临物流的挑战。输注患者恢复期血浆提供中和抗体的治疗，尚未取得满意疗效，或有助于减轻病毒载量，若结合其他治疗方式，或许有效。3.支持疗法 在非人灵长类动物感染扎伊尔型埃博拉病毒的实验中，使用源于丝虫的抗凝蛋白rNAPc2，可提供33%的有效性【10】。rNAPc2主要作用于外源性凝血途径。研究表明，活化蛋白C在恒河猴中的保护作用与rNAPc2一致。该类药物已经获批用于临床，可在应急处置时贮备。八、埃博
20、拉病的预防与控制 当埃博拉病毒病在人群中暴发流行时，医院不仅是发现病例的前沿阵地，也是感染控制的重点场所。历史上已有过多次在医院内发生暴发流行的惨痛教训。医院尽管存在感染的高风险，但这种风险可防可控。1995年刚果民主共和国暴发疫情前期出现了大量医护人员感染，但后期采取病例隔离和个人防护等措施后，就没有医院内的感染病例，这说明通过恰当防护措施和感染控制，可有效降低和控制医院内的感染风险【11】。感染控制应贯穿每一个医疗环节，包括确诊前对疑似病例隔离、疑似病例和确诊病例分类管理、临床标本采集、运输、实验室检测及标本灭活处理等，每个环节都要根据暴露风险穿戴相应个人防护设备，并定期对器械和环境消毒。
21、感染控制并不一定要求有最先进的设备，在物资有限条件下也可有效开展。WHO和美国CDC开发了指导非洲医疗机构实施感染控制的手册【12】，该手册充分利用了常见的低成本物品，如家用漂白剂、水、棉布及塑料布等，其有效性已在实际疫情控制中得到验证。9、 疫苗的研发 传统的疫苗来源于经高温、福尔马林及-射线灭活的病毒，这类灭活病毒的埃博拉病毒疫苗在啮齿类动物和灵长类动物中没有明显保护作用。目前，大量的病毒或非病毒载体被用于埃博拉病毒疫苗的构建，如DNA质粒、具有复制或缺乏复制功能的活病毒载体等。带有埃博拉病毒抗原基因的疫苗在接种者体内表达大量的病毒抗原蛋白，刺激机体产生特异性抗体，从而预防病毒感染【13】
22、。1.DNA疫苗 将经过筛选的埃博拉病毒基因如GP、NP等连接到DNA质粒载体中，构成表达病毒蛋白的质粒，用注射器、基因枪或电穿孔等方式将重组DNA质粒经肌肉注射输入患者体内，输入的重组DNA在患者细胞中表达相应抗原，从而诱导机体的免疫反应，产生抗体和细胞毒性T细胞去清除病毒的感染。这种DNA疫苗制作工艺简单，经济且易于存储，同时不会诱发针对载体的免疫反应，但在体实验表明，埃博拉病毒感染后的灵长类动物注射此类疫苗后再接种埃博拉病毒，存活率没有明显提高。2.活载体疫苗 活载体疫苗为将编码病毒蛋白的基因插入无致病性或减毒活病毒载体中构成的疫苗。此类疫苗主要有重组水泡性口炎病毒疫苗，重组副流感病毒疫
23、苗和重组腺病毒。其中重组5型血清型腺病毒（rAD5）为首个对感染埃博拉病毒的非灵长类动物有保护作用的疫苗【14】。用活病毒为载体表达埃博拉病毒GP蛋白的优点是疫苗接种人体，接近于自然感染，埃博拉病毒蛋白可在转染的细胞中表达，但人体血清中含有的rAD5抗体可能影响活载体疫苗的体内效价。3.DNA配合腺病毒（DNA/Adv）增强疫苗 此类疫苗是继DNA疫苗和活病毒载体疫苗后研发的又一新型疫苗，如重组5型血清型腺病毒（rAD5）与DNA疫苗（SUDV GP，TAFV GP）重组疫苗。首先向动物体内接种DNA疫苗使机体产生免疫反应，随后用腺病毒载体疫苗加强免疫，结果发现小鼠抗体效价较单用DNA疫苗增长
24、10-100倍。在恒河猴中进行进一步试验，结果显示，接种疫苗的猴子体内针对GP蛋白的特异性抗体及抗原特异性CD4+和CD8T+细胞水平明显升高，接种疫苗的4只猴子在感染埃博拉病毒2周内均存活，而接种安慰剂的4只猴子死亡。此疫苗目前已进入临床试验阶段。参考文献【1】Fauci AS.Ebola -Underscoring the global disparities in health care resourcesJ.N Engl J Med,2014,371( 12) :1084-1086.【2】 Breman JG,Johnson KM.Ebola then and now J.N Engl
25、 J Med,2014.doi: 10.1056/NEJMp1410540. 【3】CDC.Ebola virus inflection in imported primates-Virginia,1989 J.MMWR Morb Mortal Wkly Rep,1989,38(48):831-832,837-838.【4】Wong G,Kobinge GP,Qiu X.Characterization of host immune responses in Ebola virus inflections J.Expert Rev Clin Immunol,2014,10(6):781-790
26、【5】Towner JS,Sealy TK,Khristova ML,et al.Newly discovered ebola virus associated with hemorrhagic fever outbreak in UgandaJ.PLoS Pathog,2008, 4( 11) :e1000212.【6】 Jeffs B.A clinical guide to viral haemorrhagic fevers:Ebola，Marburg and Lassa J .Trop Doct,2006,36(1):1-4【7】Bwaka M A,Bonnet M J,Calain P
27、,et al. Ebola hemorrhagic fever in Kikwit,Democratic Republic of the Congo:clinical observations in 103 patients J.J Infect Dis,1999,179(Suppl 1):S1-S7【8】Furuta Y, Takahashi K, Shiraki K, et al. T-705 (favipiravir) and related compounds: Novel broad-spectrum inhibitors of RNA viral infections.Antivi
28、ral Res,2009,82: 95102【9】Fauci A S. EbolaUnderscoring the global disparities in health care resources. N Engl J Med, 2014, doi: 10.1056/NEJMp1409494【10】Geisbert T W, Hensley L E, Jahrling P B, et al. Treatment of Ebola virus infection with a recombinant inhibitor of factor VIIa/tissue factor:A study
29、 in rhesus monkeys. Lancet, 2003, 362: 19531958【11】Borchert M,Mutyaba I,van Kerkhove M D,et al.Ebola haemorrhagic fever outbreak in Masindi District,Uganda:Outbreak description and lessons learnedJ.BMC Infect Dis, 2011,11:357.【12】World Health Organization,Centres for Disease Control and Prevention.
30、Infection Control for Viral Haemorrhagic FeversR/OL.2014-08-15.【13】Marzi A, Feldmann H. Ebola virus vaccines: an overview of current approachesJ. Expert Rev Vaccines, 2014, 13(4): 521-31. 【14】Sullivan NJ, Sanchez A, Rollin PE, et al. Development of a preventive vaccine for Ebola virus infection in primatesJ. Nature,2000, 408(6812): 605-9.