狂犬病病毒
文 / 张凤民
狂犬病病毒(rabies virus)是一种嗜神经性病毒。属于弹状病毒科(Rhabdoviridae)、狂犬病病毒属(lyssavirus)。该病毒可以引起多种野生动物和家畜等的自然感染及其在动物间的传播,并且可以通过咬伤、抓伤或密切接触等形式传播给人类而引起狂犬病。狂犬病是人畜共患的自然疫原性传染病,目前尚无有效的治疗方法,一旦发病,死亡率近乎100%。因此,预防狂犬病的发生尤其重要。
一、生物学性状
形态与结构 狂犬病病毒形态似子弹状,一端钝圆,另一端扁平,平均大小为130~300nm×60~85nm。狂犬病病毒的结构主要由病毒的包膜与核衣壳组成。病毒的包膜的主要成分为G蛋白,其内层为M2蛋白;包膜表面有许多糖蛋白刺突,与病毒的感染性、血凝性和毒力等相关。病毒的核衣壳包括病毒的核酸和由N、M1和L蛋白螺旋对称排列的蛋白质衣壳共同组成(图35-1)。
图35-1 狂犬病病毒的结构
基因与蛋白 病毒基因组为单股、负链RNA(-ssRNA),MW为4.6×106,长12000bp,从3′到5′端依次为先导序列―编码N、M1、M2、G、L蛋白的5个结构基因—非编码区,各个基因间含有非编码的间隔序列。病毒主要编码5种蛋白。其中M1、M2蛋白是分别构成病毒衣壳和包膜的基质成分;L蛋白为依赖RNA的RNA聚合酶,存在于核衣壳中;G蛋白存在于病毒包膜,构成病毒的糖蛋白刺突;N蛋白为组成核衣壳的核蛋白,具有保护RNA功能。
病毒的复制 狂犬病病毒的复制主要在感染细胞的细胞浆中完成。首先病毒通过其包膜表面的糖蛋白G与神经细胞表面的乙酰胆碱受体特异结合,吸附于易感细胞上;然后吸附病毒处的细胞膜发生内陷并包裹病毒穿入细胞;进而病毒通过其包膜与细胞膜的融合以及脱去衣壳的过程,将病毒核酸(-ssRNA)释放至细胞浆中;在生物合成过程中,病毒-ssRNA一方面分别指导病毒基因的mRNA转录以及N、M1、M2、L和G蛋白质的合成,另一方面复制出互补的正链RNA,并以此为模板复制子代病毒的-ssRNA;最后病毒-ssRNA与N、M1和L蛋白质装配成核衣壳,并以出芽形式释放出病毒颗粒,同时获得包含M2蛋白和G蛋白的病毒包膜。
培养特性 狂犬病病毒的动物感染范围较广,主要在野生动物(如狼、狐狸、臭鼬、浣熊、蝙蝠等)及家畜(如狗、猫等)中自然感染与传播。在易感动物或人的中枢神经细胞(主要是大脑海马回的锥体细胞)中增殖时,可以在细胞质内形成一个或多个、圆形或椭圆形、直径为20nm~30nm的嗜酸性包涵体,称内基小体(Negri body)(图35-2)。通过检查动物或人脑组织标本中的内基小体,可以辅助诊断狂犬病。

图35-2 狂犬病病毒感染细胞中的内基小体
HE染色,X1000
抗原性 狂犬病病毒的主要抗原包括病毒表面糖蛋白G和病毒核心的核蛋白N。其中,糖蛋白G可以刺激机体产生中和抗体、血凝抑制抗体和细胞免疫应答;核蛋白N是病毒属特异性抗原,能够以核糖核蛋白(ribonucleoprotein,RNP)的形式诱生保护性的细胞免疫应答,但核蛋白N刺激机体不能产生保护性抗体,只能产生补体结合抗体和沉淀素抗体。另外,不同来源的狂犬病病毒分离株的抗原性不同,根据病毒表面糖蛋白G的抗原性差异,这些狂犬病病毒可分为4个血清型。
变异 狂犬病病毒可以发生毒力变异。从自然感染的动物体内分离到的病毒,称野毒株(wild strain)或街毒株(street strain)。将野毒株在家兔脑内连续传代后,病毒对家兔致病的潜伏期可以随传代次数的增加而逐渐缩短;传代至50代左右时,潜伏期可由原来的4周左右缩短为4~6天;但继续进行传代,潜伏期不再缩短。这种变异的狂犬病病毒被称为固定毒株(fixed strain),其重要特点是对家兔的致病性增强,对人或犬的致病性明显减弱;并且从脑外途径对犬进行接种时,不能侵入脑神经组织引起狂犬病。巴斯德曾用固定毒株制成疫苗,对被病犬咬伤的儿童进行接种,预防了狂犬病的发生。
抵抗力 狂犬病病毒对热、紫外线、日光、干燥的抵抗力弱。病毒悬液经56℃30~60分钟或100℃2分钟作用后病毒即失去活力。但在脑组织内的病毒,于室温或4℃条件下其传染性可保持1~2周。把病毒置50%甘油中,于室温下可保持活性1周、4℃可保存数月。病毒在冰冻干燥下可保存数年。病毒易被强酸、强碱、乙醇、乙醚等灭活。肥皂水、去垢剂等亦有灭活病毒的作用。
二、致病性与免疫性
流行环节 狂犬病病毒能感染多种家畜和野生动物,如犬、猫、牛、羊、猪、狼、狐狸、鹿、臭鼬、野鼠、松鼠等。吸血蝙蝠等也可能是病毒在自然界的重要储存宿主。动物间的狂犬病主要是通过患病动物咬伤健康动物而传播的。病犬的临床表现分为狂暴型和麻痹型两种。狂暴型包括前驱期、兴奋期和麻痹期3个阶段;而麻痹型主要以麻痹症状为主,兴奋期极短或无。病犬的整个病程一般不超过5~6天。病猫的临床表现主要以狂暴型为多,病程较短,症状与病犬相似。
传染源与传播途径 病犬是发展中国家狂犬病的主要传染源,80%~90%的狂犬病病例是由病犬传播的,其次是由猫和狼传播的。由于发达国家的犬狂犬病已经受到有效控制,野生动物如狐狸、食血蝙蝠、臭鼬和浣熊等逐渐成为重要传染源。患病动物唾液中含有大量的病毒,于发病前5天即具有传染性。隐性感染的犬、猫等动物亦有传染性。人对狂犬病病毒普遍易感,主要通过被患病动物咬伤、抓伤或密切接触而感染和引起狂犬病。粘膜也是病毒的重要侵入门户,如患病动物的唾液污染眼结合膜等,也可引起发病。
发病机制与临床表现 狂犬病病毒对神经组织有很强的亲和力。病毒在咬伤周围的横纹肌细胞内缓慢增殖4~6天后侵入周围神经,此时病人无任何自觉症状。进而,病毒沿周围传入神经迅速上行到达背根神经节后大量增殖,并侵入脊髓和中枢神经系统,侵犯脑干及小脑等处的神经元,使神经细胞肿胀、变性,形成以神经症状为主的临床表现。最后,病毒自中枢神经系统再沿传出神经侵入各组织与器官,如眼、舌、唾液腺、皮肤、心脏、肾上腺等,引起迷走神经核、舌咽神经核和舌下神经核受损,患者可以发生呼吸肌、吞咽肌痉挛,临床上出现恐水、呼吸困难、吞咽困难等症状。其中,特殊的恐水症状表现在饮水、见水、流水声或谈及饮水时,均可引起严重咽喉肌痉挛,故也称狂犬病为恐水症(hydrophobia)。另外,当交感神经受刺激时,可出现唾液和汗腺分泌增多;当迷走神经节、交感神经节和心脏神经节受损时,可引起心血管功能紊乱或猝死。
人被狂犬咬伤,发病率为30%~60%。潜伏期通常为3~8周,短者10天,长者可达数年。咬伤部位距头部愈近、伤口愈深、伤者年龄愈小,则潜伏期越短。此外,与入侵病毒的数量、毒力以及宿主的免疫力也有关。
免疫性 感染狂犬病病毒后主要产生发挥中和作用、补体介导溶解作用和抗体依赖细胞毒作用等的抗体。其中,中和抗体可以中和游离状态的病毒和阻断病毒进入神经细胞内,发挥保护性作用,但有时也可能引起免疫病理反应而加重病情。另外,病毒特异性lgG抗体还可以调节或加强T淋巴细胞对狂犬病病毒抗原的反应。在细胞免疫过程中,杀伤性T淋巴细胞可以特异性地作用病毒的G、N蛋白抗原而引起病毒溶解,单核细胞产生IFN和IL-2具有抑制病毒复制和抵抗病毒攻击的作用。
三、微生物学检查法
一般情况下,根据动物咬伤史和典型的临床症状可以对狂犬病做出诊断。但是,对于发病早期或咬伤不明确的可疑患者,及时进行微生物学检查进行确诊尤为重要。同时,也需要对可疑动物进行观察。
动物的观察 捕获可疑动物,隔离观察7~10天。如动物发生狂犬病,可杀死动物取脑组织制成切片或印片后,检查病毒抗原或内基小体;或者将动物10%脑组织悬液接种于小鼠脑内,待发病后直接检查脑组织中的内基小体或病毒抗原,可以提高阳性检出率。另外,对于无典型症状的可疑动物,用同位素标记的寡核苷酸探针直接检测其脑组织中的病毒RNA,可于1~2天内获得诊断结果。
可疑患者的检查 用免疫学检测、病毒分离等方法可以辅助诊断可疑患者的狂犬病病毒感染。但是,对于检查阴性的可疑患者早期接种狂犬病病毒疫苗,可以有效地预防狂犬病的发生。
(1)免疫学检测:用免疫荧光、酶联免疫等技术,对可疑患者的唾液、分泌物、尿沉渣、角膜印片等标本中的病毒抗原以及血清中的相应抗体进行特异性检测,可用于狂犬病病毒感染的快速诊断及流行病学调查。病毒感染后1周左右,患者血清中的中和抗体效价逐渐上升;但接种过狂犬病疫苗的可疑患者,其中和抗体效价必须超过1:5000以上时才能诊断。
(2)病毒分离与内基小体检查:取可疑患者的唾液、脑脊液或死后脑组织混悬液等材料,接种易感动物进行狂犬病病毒的分离后,经特异性中和试验进行鉴定后可以确诊,但阳性率低。对于死亡患者,可以通过检查脑组织中的内基小体进行确诊。即制备死亡患者脑组织印片或病理切片,通过特殊染色或免疫荧光标记后进行镜检、观察内基小体,阳性率约70%~80%。
四、防治原则
预防家畜狂犬病是控制人狂犬病发生的关键。采取捕杀野犬、严格管理家犬以及伤口处理和预防接种等措施可以有效地降低狂犬病的发病率。
伤口处理 人被可疑动物咬伤后,应立即对伤口进行处理。可用3%~5%肥皂水或0.1%新洁尔灭以及清水充分清洗伤口;对于严重咬伤者较深的伤口,应该用注射器伸入伤口深部进行灌注清洗,再用75%乙醇或碘酊涂擦消毒,最后注射抗狂犬病血清进行被动免疫。常用抗狂犬病人免疫球蛋白(20IU/kg)或抗狂犬病马血清(40IU/kg)。必要时联合使用干扰素,以增强保护效果。
预防接种 人被狂犬病病毒感染后发生狂犬病的潜伏期较长,一般需要几十天、数月或数年。应尽早接种狂犬病疫苗进行预防性治疗。常用地鼠肾原代细胞或人二倍体传代细胞培养后制备的灭活疫苗进行预防接种。一般于伤后第1、3、7、14和28天分别肌注狂犬病疫苗2ml进行全程免疫,效果良好。在伤口严重等特殊情况下,应联合使用抗狂犬病毒血清或免疫球蛋白,并加强注射疫苗2次~3次,即在全程注射后第15、75天或第10、20、90天进行。接种人二倍体传代细胞培养疫苗时,少数患者可能出现局部炎症及轻度全身反应。目前,正在研制和试用狂犬病病毒糖蛋白重组疫苗和狂犬病病毒G、N亚单位疫苗等。