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《中华疫病学源流》札记(40):埃博拉病毒病

已有 1686 次阅读 2020-7-27 14:52 |个人分类:医学史话|系统分类:科研笔记| 中华疫病学源流, 札记, 埃博拉病毒病

李兰娟等院士主编的《埃博拉病毒病》,2015-07-01浙江大学出版社出版

(一)编辑推荐

埃博拉病毒自1976第一次在西非爆发以来,至2014年之前已间断性爆发过22次之多。但是,在近40年的科学研究中,医学研究人员还没有找到能预防埃博拉病毒的方法、没有标准的程序、没有预测其流行的扩散模型,更没有疫苗。当2014年初疫情再次爆发时,病死率节节攀高,进入埃博拉病毒高度戒备状态,各国纷纷加强国境检疫措施。本书将从埃博拉病毒被发现的历程开始说起,系统介绍埃博拉病毒的病原学、流行病学、发病机制、病理、临床表现、实验室诊断方法、临床救治手段、疫苗等,边述边评,有选择地展示若干有争议性的以及未解决的问题。本书亦将总结有关埃博拉病毒研究的新进展以及防治过程中的得失、伦理等问题。

(二)内容简介

201312月始于西非的埃博拉病毒病疫情已经持续了1年。这是发现该病以来规模最大、覆盖范围最广的一次疫情,WHO于20148月8日宣布该次疫情为“国际公共卫生紧急事件”,即这次埃博拉病毒病疫情可能通过国际传播对其他国家构成公共卫生风险,各国可能需要采取协调一致的应对措施。因此这次疫情引起国内外媒体和公众的广泛关注。最近浙江大学李兰娟院士联手中国疾病预防控制中心徐建国院士、中国科学院高福院士编著了《埃博拉病毒病》一书,从埃博拉病毒病原体到流行病学、发病机制和病理变化、临床表现、治疗和预防等方面系统介绍了迄今为止对埃博拉病毒病的认知。

(三)著作目录

1章 概 述

1 导 言

2 埃博拉病毒的发现及其思考

3 埃博拉病毒的传播途径以及对病毒防护措施的思考

4 埃博拉病毒病的发病机制及新认识

5 埃博拉病毒病治疗研究的现状以及涉及的伦理、利益问题

2章 病原学

1 导 言

2 埃博拉病毒的发现

3 埃博拉病毒的分类、命名及生物学特征

4 埃博拉病毒分子生物学

3章 流行病学

1 导 言

2 埃博拉病毒的动物宿主

3 埃博拉病毒的传播

4 埃博拉病毒病国际流行态势

5 与埃博拉病毒病疫情暴发相关的生态、经济、行为因素

4章 发病机制

1 导 言

2 埃博拉病毒感染细胞的分子生物学机制

3 埃博拉病毒病的免疫学及病理学机制

4 用于埃博拉病毒病发病机制研究的动物模型

5章 临床诊断与治疗

1 导 言

2 埃博拉病毒病的临床表现与分期

3 发生重症埃博拉病毒病以及患者死亡的相关因素

4 埃博拉病毒病的实验室检查

5 埃博拉病毒病的诊断

6 埃博拉病毒病的鉴别诊断

7 埃博拉病毒病的治疗

6章 预 防

1 导 言

2 个体防护

3 埃博拉病毒疫苗

4 国际卫生检疫

5 医院内感染的预防控制

6 生物安全

附录1 埃博拉出血热:旅行建议

附录2 埃博拉出血热相关病例诊断和处置路径

附录3 埃博拉出血热防控方案(第2版)

附录4 埃博拉出血热诊疗方案(2014年第1版)

附录5 口岸埃博拉出血热留观病例与疑似病例转运工作方案

附录6 埃博拉出血热病例标本送检、接收、检测和结果报告反馈工作有关要求

附录7 埃博拉出血热医院感染预防与控制技术指南(第1版)

附录8 埃博拉出血热个人防护指南

附录9 埃博拉出血热流行病学调查方案(第2版)

附录10 埃博拉出血热实验室检测方案(第3版)

附录11 埃博拉病毒病患者空中医疗转运指南(中文版)

(四)髙福:发现埃博拉病毒入侵新机制 

中国科学院微生物研究所、中国疾病预防控制中心高福研究团队在揭示埃博拉病毒人侵机制方面蛋白酶内结构域(A、C和I)。埃博拉病毒蛋白头部的疏水凹槽设计小分子或多囊膜表面糖蛋白在内吞体里经过宿主肽抑制剂,以阻断埃博拉病毒之人侵机制方面取得重要进展。此项成果发表于Cell20161641-2):258268

埃博拉病毒是一类囊膜病毒,其对宿主的人侵可分两个重要步骤。首先是病毒粘附到宿主细胞膜表面,然后是病毒通过细胞内吞,进人细胞内部而形成内吞体。在内吞体里,病毒发生膜融合过程,释放自身遗传物质。此前有研究发现,内吞体膜上有一种NPC1分子是埃博拉病毒入侵所必需的,但这种分子如何介导病毒人侵一直是未解之谜。

高福研究团队进一步探索埃博拉发现病毒进人细胞后在内吞体里发生的入侵机制。NPC1分子是负责胆固醇转运的多次跨膜蛋白质,具有三个大的腔内结构域(A\CI)。埃博拉病毒囊内表面糖蛋白在内吞体里经过宿主蛋白酶——组织蛋白酶(catheosin)的酶切处理,变成激活态糖蛋白,暴露出出受体结合位点来与NPC1分子的内结构域C发生相互作用,从而启动后续的病毒膜融合过程,实现病毒的感染生活史。

高福团队率先解析了NPC1分子腔内结构域C的三维结构,发现其具有一个由α螺旋和β折叠组成的球状核心结构域和两个突出来的环状结构。随后,他们解析出激活态糖蛋白与腔内结构域C的复合物三维结构,发现结构域C主要利用两个突出来的环状结构插入激活态糖蛋白头部的疏水凹槽里,从而发生相互作用。这一重大发现提示了人们可以针对激活态糖蛋白头部的疏水凹槽设计小分子或多肽抑制剂以阻断埃博拉病毒之入侵过程。进一步的分析发现,激活态糖蛋白与腔 内结构域C结合后,会发生构象改变,使得糖蛋白的融合肽更易暴露出来,插入内吞体膜上以启动膜融合过程。这种病毒膜融合的新型激发机制,与此前病毒学家们熟知的4种毒膜融合激发机制 均有很大不同,是首次从分子水平得以证实的第五种病毒膜融合激发机制。

高福团队的成果既为抗埃博拉感染的治疗策略提供了启示,也是病毒学领域的一大突破。

(五)埃博拉的发现与流行

埃博拉原本是非洲大陆扎伊尔(Zaire)境内的一条小河,称埃博拉河( Ebola River1976 11月,沿埃博拉河两岸的一些村庄暴发了一种致命的出血热( Hemorrhagic Fever),在很短的时间里,被确诊的感染者达到 318 名,其中 88 %的患者相继死亡由于被感染者中有一位外来的游客,因此首次引起了西方医学界的注意

在该病暴发后不到 6个月的时间, 研究人员在电镜下就发现了致病因子——埃博拉病毒( Ebola Virus1988年,辛普森( Simpson D.I.H)和朱克曼( ZuckermanA.J)在自然( Nature)上发表了题为:马尔堡与埃博拉病毒亲缘关系的研究”(M ar-burg and Ebola Virusesin search of a relation)一文,对埃博拉病毒及其相关问题做了详细报道,使全世界开始了解并关注该病

事实上,埃博拉病毒和马尔堡病毒同属纤丝病毒属,可引起相同的疾病,即出血热,而且死亡率都很高1967 年,在德国的马尔堡( Marburg)首次报导了这种出血热病例,并查明该病毒来自产于西非的一种绿长尾猴,由此该病被称为马尔堡病( Mar-bury disease) 又被称为绿猴病( Green monkey dis-ease)。1967 年的暴发共发现了31 例病患,死亡率达 23 %。

埃博拉病在 1976 年于扎伊尔北部和苏丹南部两次暴发后,在 80 年代又有多次暴发1995年,在扎伊尔南部又一次暴发,共发现病例 316 人,死亡率高达77 %,据 WHO 统计,自1976 年以来,全世界已有1100 余人感染这种病毒,其中793 人死于由这种病毒引起的急性出血热在世纪之交的 2000 年,与苏丹毗邻的乌干达又一次暴发此病,并已死亡40 余人目前,医学界仍未找到预防埃博拉病的疫苗,也没有发现有效的治疗方法然而,随着人类社会的进步和相互交往的日益频繁,该病传入世界各地的危险性越来越大因此,寻找有效的防治方法成为21 世纪医学界的一项紧迫课题

(李志平. 中华医史杂志 2001年 7 月第 31 卷第 3 期)

埃博拉病毒为自然疫源性病原,其引起的埃博拉病毒病与人们食用野生哺乳动物或与其密切接触相关。在自然界埃博拉病毒可以感染非人类灵长类和翼手目(蝙蝠)动物,而自然或实验感染埃博拉病毒能引起非人类灵长类动物死亡,因此编福被认为是埃博拉病毒的自然宿主。

埃博拉病毒可以在动物之间、动物与人之间、人与人之间传播。接触传播是埃博拉病毒主要传播方式,医源性传播也是人感染埃博拉病毒的途径之一,其是否能经气溶胶传播还有待于进一步研究证实。

人类对埃博拉病毒普遍易感。埃博拉病毒病全年流行,无明显的季节性。至今埃博拉病毒的疫源地还仅局限于非洲,其他大陆出现的病例为输入性病例。埃博拉病毒病自1976年首次发现至今(截至2014年12月17日)已在非洲发生25次人类疫情,共报告21031例患者,死亡8537例。2013年12月前发生的23次疫情主要发生于赤道10°线内的5个非洲国家,包括苏丹(南部地区)、加蓬、刚果(布)、刚果(金)和乌干达;2013年12月始于西非的疫情是发现该病以来规模最大、覆盖范围最广的一次疫情,截至2014年12月17日,疫区已涉及利比里亚、几内亚、塞拉利昂、尼日利亚、马里、塞内加尔、美国、西班牙8个之前从未报道人类埃博拉病毒病疫情的国家,累计发病18603例,死亡6915例。此外,2014年在刚果(金)也出现了一次埃博拉病毒病的暴发疫情,发病69例,死亡49例。除非洲之外,其他地区也有实验室感染和非人类灵长类动物疫情的报道。

到目前为止,尽管中国尚无感染埃博拉病毒的病例报道,但存在输入埃博拉病毒病的潜在风险。埃博拉病毒病暴发流行是卫生问题同时也是社会问题。生物和生态因素导致了病毒在丛林中的出现,而社会政治经济环境则决定了埃博拉病毒病的发生是一到 两个孤立的病例 还是一场大范围的持续暴发。

(六)埃博拉病毒的研究历程(2019)

不久前,比尔•盖茨先生在他的博客文章中提到了他所熟知的埃博拉病毒发现者之一(彼得•皮奥特博士)的故事。时间回溯到1976年,一种让人在感染后流血致死的“凶险”病毒在非洲扎伊尔地区(现刚果共和国境内)被首次发现。它,就是埃博拉。在传染源和传染途径完全未知的情况下,彼得•皮奥特博士和他的同事一起深入扎伊尔地区,逐个村落收集埃博拉的病症和传染途径信息,并寻找“埃博拉源头”。

经过长时间问询,他们最终了解到,有些埃博拉患者死后的送葬者们,同样也会患上这种疾病。这是一条很重要的线索,因为扎伊尔地区的人在送葬过程中往往会触碰死者的身体,接触到死者血液或体液,而这时候他们又会习惯性地用手去揉眼睛或者把手指放进嘴里。一周之后,这些人也染上了埃博拉。至此,谜题揭开,埃博拉是通过体液接触传染的。这就是埃博拉研究的开始……

埃博拉疫情再次爆发

2018年的刚果民主共和国,埃博拉疫情的再次频繁爆发。根据世界卫生组织的报告,针对刚果民主共和国的疫情,有一种非常有效的埃博拉疫苗。然而,尽管注射该疫苗的患者渐渐康复,但该疫苗的保护持续多久以及如何监测这种保护,成为科研人员和医护人员新的担心。

因此,由Rafi Ahmed博士领导的美国埃默里大学医院(Emory University Hospital)研究人员与来自斯坦福大学、威斯康星大学、美国疾病控制和预防中心以及美国陆军的科学家合作,对4名2014年接受治疗的埃博拉疫情患者进行了一项详细的免疫反应研究。结果显示,埃博拉病毒感染者产生的抗病毒抗体在康复后继续进化和改善。相关内容已发表在最近的《Cell》杂志上。

发现中和抗体

我们知道,抗体是免疫系统产生的一种蛋白质,可以附着在病毒或其它病原体上。但并不是所有的抗体都是对病原体具有特异性的“中和抗体”。而对于病毒感染,产生高水平的特异性“中和抗体”才是保护病人免受生命威胁的关键。

在最新的研究中,在埃默里大学医院接受治疗的4名患者在急性感染期间产生了大量与埃博拉病毒相关的抗体,但高浓度的“中和抗体”仅在几个月之后才出现。同时,随着时间的推移,患者的抗体会根据针对病毒的相关部分以及结合的紧密程度而发生变化。这些抗体的恒定区域也在不断进化,这些区域不接触病毒,但会吸收其他免疫成分。

“我们所看到的与疫苗接种后不同,”第一作者、Ahmed实验室的博士后研究员Carl Davis博士说,“我们以前没有意识到感染后达到最佳抗体反应需要多长时间。”

免疫系统路径

4名患者免疫反应的持续进化可能是因为病毒在康复后以某种形式存在于体内。众所周知,埃博拉病毒会停留在眼睛和生殖系统等部位,但它会“训练”免疫系统的能力,意味着病毒的一些片段存在于淋巴结中。

Davis表示,“周围仍然有一些蛋白质在刺激免疫系统B细胞。即便如此,我们知道免疫系统能够控制病毒,让它不出现在血液中。”

虽然有效的抗病毒抗体不能立即控制免疫反应,但研究小组能够在4名患者的急性感染仍然活跃时检测到它们的出现。Davis说,与免疫系统的其他部分相比,初级抗体反应是否对抵抗病毒有很大作用,一直是一个有争议的问题。

而今天,埃博拉的研究虽然已经取得了很大成果,但“战斗”还未停止。仍有很多待解决的问题,研究人员们还在努力前行。未来,可以从监测接种疫苗的患者中寻找更多产生类似抗体的B细胞,希望埃博拉在世界能够尽早被彻底消灭!



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