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36 抗体能清除中枢神经系统中的狂犬病毒

已有 1583 次阅读 2019-10-11 17:22 |个人分类:狂犬病|系统分类:科普集锦| 中枢神经系统, 恐狂

 

 许多网友,特别是其中的恐狂症患者最喜欢提出这样的疑问:狂犬病毒一旦进入神经细胞,接种疫苗后产生的抗体是否就没有用了?由于血脑屏障(BBB)的存在,抗体是否无法进入中枢神经系统(CNS),因而无法清除其中的病毒?狂犬病毒是否会在CNS中潜伏,并在多年后发作?

     科学是不断发展、进步的。大量原有的和新发现的证据都表明,狂犬病毒的抗体不仅能中和掉外周神经细胞内的病毒,在一定条件下也可能彻底清除CNS中的病毒;在任何情况下,狂犬病毒都不可能在CNS (包括脑和脊髓)中长期潜伏。(注:潜伏期超过1年的报道,又没有实验室的病毒溯源性分析均不可信

(一)狂犬病的病理学

     WHO在今年2月发布的系列丛书之一狂犬病的免疫学基础中就明确指出:将有毒力的狂犬病毒接种到模型动物,病毒可能在接种部位(通常在肌肉组织)复制,也可能不经复制而直接进入分布在伤口附近的外周神经。狂犬病毒一旦进入神经元,则它有潜在的可能被中和,虽然早期研究认为这种可能性较低。……有大量实例证明,在病毒暴露发生几天甚至几个月后才进行暴露后预防(PEP)也可能会有效,说明狂犬病毒中和抗体(RVNA)有时也可能将狂犬病毒从中枢神经系统(CNS)中清除。注:病毒进入CNS要么引起人的快速发病死亡,要么被已经建立的免疫保护清除,不会长时间潜伏在CNS

     狂犬病毒通过伤口或与粘膜表面直接接触而进入体内,但病毒不能穿过没有损伤的皮肤。狂犬病毒又称慢病毒,增殖速度很慢。少量病毒刚进入体内时,不进入血液循环(通常在血液中检测不到狂犬病毒)。病毒粘附或进入几类细胞,例如运动和感觉神经,通过神经内的逆向轴浆流动向CNS移动。病毒移动的速度很慢,为每天15-100mm根据侵入的病毒量和侵入部位,狂犬病潜伏期为2周到6年不等(平均 2-3个月)。病毒侵入部位越靠近CNS,潜伏期就可能越短(注:在我看来,潜伏期就是指病毒没有进入CNS这段时间)。在潜伏期,狂犬病毒主要在外周肌肉或神经细胞中存在。

     狂犬病的最短潜伏期可能只10天左右,通常发生在头面部严重咬伤、又没有同时接种免疫球蛋白的人。疫苗引发的抗体要到14天后才能达到一定滴度,对这类潜伏期特别短的病人可能就太晚了。

     狂犬病毒是嗜神经病毒,一旦进入CNS后会迅速增殖(但仍比其他多数病毒慢),如无抗体抑制,推测数天(如35天)内会感染CNS中的大量细胞,从而引发症状。从少数病毒到达大脑,到病毒增殖到一定的数量,并引起大脑功能障碍(表现为发病),需要一定的时间,也就是说仍有一个较短的潜伏期。但这个时间相对较短,即狂犬病毒不可能在CNS中长期潜伏。

     病毒在进入大脑后,在开始快速增殖的同时,也会从CNS通过顺向轴浆流动进入周围神经,导致邻近的某些非神经组织(如唾液腺)的感染。唾液腺的解剖位置离大脑实际上非常近。唾液腺等部位可能在大脑功能明显受损(即发病)之前1-3天就有病毒分泌出来,在发病前一个很短时间内就可能有传染性(注:只有发病的时候才会间歇性向外排毒,才会感染其他人)。

     当然,如抗体产生太迟,病毒不仅进入了大脑,而且已经将大脑的功能破坏了,即如果病人已发病,此时再清除病毒为时已晚,并不能挽救患者的生命。

(二)判断狂犬病发病风险的一个简单实用的标准

     狂犬病毒进入CNS后,在3-5天内,要么被清除,要么发病,即只有很短的潜伏期。狂犬病人一旦发病,通常在一周内就会死亡。在任何情况下,狂犬病毒都不可能在CNS中长期潜伏。

     狂犬病不存在隐性感染,即不可能像其他某些传染病一样,部分被感染者不发病,而且还可能在随后产生免疫力。狂犬病也不存在所谓健康带毒或病后康复(治愈)的可能。虽接种了疫苗,如果在疫苗发挥作用前就开始发病,仍是100%必死无疑。

     实际上疫苗接种失败多数都出现在第一针开始后的20天之内,主要是头面部被严重咬伤的患者。目前的世界纪录是有一例在接种完疫苗后第3天仍然发病的。如果过了这个时间还未发病,以后再发病的可能性几乎不存在。

     狂犬病毒不引起大脑细胞形态的改变,狂犬病毒在人体内的行踪在发病前是无法检测的,只能根据症状判断功能是否受损。发病前检测到足夠高的抗体,就证明其大脑功能尚未受损,至少是未严重受损,他以后就不会再发病。

     十余年来,凡在发病前在我们单位检测到抗体效价为0.5 IU/ml 以上的,没有一例死亡。

     曾有实验检测脑脊液(CFS)中的抗体来代表脑内的抗体含量。但这种检测技术要求高,风险高(可能造成人为的大脑感染),通常也没有必要,因在绝大多数情况下来检测的人并未发病,病毒也未进入大脑。

     从以上介绍我们可以得到一个基本的结论:只要在发病前接种完了疫苗,产生了抗体,体内(包括CNS内)就不可能再有狂犬病毒潜伏检索国内外的相关文献资料,基本未发现与此标准相违背的病例。这是一个简单实用的判断标准,可以将绝大多数恐狂症患者从对狂犬病的盲目恐惧中解放出来。

(三)抗体能清除CNS中的狂犬病毒的若干证据:

     1. 如前所述,有大量统计资料显示,将被狗咬伤后推迟一个月甚至更长时间接种疫苗的人与那些根本未接种疫苗的人相比,仍显著提高了生存率。越早接种,生存率越高。但推迟接种也仍然可能有效。(注:暴露后处置越早进行越好,疫苗越早接种,免疫保护越早建立,但由于某种原因延迟处理,只要全程疫苗已经接种完毕,同样有效,疫苗接种完毕人同样安全。

     2. 西方发达国家用最现代的生命支持系统维持狂犬病患者的生命,某些经积极抢救维持了较长时间生命的患者在死后尸检时,发现全身(包括CNS)的狂犬病毒都被彻底清除干净,这证明机体固有的免疫应答能够清除体内感染的狂犬病毒,可以间接证明抗体可进入CNS,清除CNS中的病毒。只是清除太晚也没有用,此时如果患者的大脑功能已受损,仍不能避免死亡。美国医生Willoughby (他的团队于2004年在世界上首次治愈未接种过狂犬病疫苗的狂犬病人)认为,神经传导功能紊乱,包括自主神经功能异常,是狂犬病患者死亡的主要原因,因而通过麻醉抑制患者神经系统功能减退,直至机体产生固有免疫应答,似乎是一种合理的治疗措施。按这一治疗方案,最近又有治疗成功的报导。

     (一个附带的问题:有网友提出疑问:死后对脑组织标本进行DFA检测是确诊狂犬病的金标准,狂犬病人死后通常脑中充满了病毒,很容易用荧光标记的抗体进行检测、确证。你怎么又说病人死后病毒可以从CNS被彻底清除呢?上述金标准是否也会不适用呢?

      回复:狂犬病人在死后体内病毒已经被彻底清除仅是极个别情况,只出现在国外采取了特殊措施大大延长了病人生命的情况下。金标准仍是金标准。)

     3. 数十年来全世界疫苗生产和监管部门用于检测狂犬病疫苗效价的标准试验--NIH试验,也可直接证明抗体能从CNS中清除狂犬病毒。

     该实验的过程可简述如下:给多组小鼠分别接种不同稀释度的待试疫苗和参考品疫苗,在第1天和第7天各接种1次,到第14天,直接往小鼠大脑中注射一定数量的活病毒,看多大浓度的疫苗能保护小鼠在接种病毒后的14天内一直成活。

     每一批人用狂犬病疫苗在出厂前都要在小鼠体内做NIH试验,这类实验所用的预先定量的活病毒是直接注射到小鼠的脑内,等于注射到CNS。该实验可充分证明疫苗产生的抗体能清除大脑中的病毒。这样的实验在中国几乎天天在进行。

     4. 全球最权威的狂犬病研究单位之一――美国Wistar研究所于19928月在美国科学院院报(PNAS)上曾发表一篇题为《抗体介导的将狂犬病毒从CNS清除的机制》的研究论文,证明有些单克隆抗体在体外可抑制病毒的传播和病毒RNA的转录;在动物实验中,用该单抗对暴露后的小鼠和大鼠进行治疗,证明抗体可清除CNS中的病毒,防止致命的狂犬病毒的感染。

     小鼠体内实验的过程:按每组10只小鼠,接种5种糖蛋白特异的单克隆抗体,分别用4种浓度(1020.40.08 IU/0.1毫升),每只小鼠接种0.1毫升到腓肠肌。24小时后,小鼠肌肉注射0.1毫升CVS - 24病毒。动物在接种病毒后观察3周,每天记录发病和和死亡数量。结果:单克隆抗体1112-1在浓度低至0.08 IU/0.1毫升的情况下,仍能保护80%的小鼠,而对照组(没有使用单抗)小鼠全部死亡。

     大鼠体内实验:将大鼠通过滴鼻感染狂犬病毒。在感染后的不同时间(124812,和24小时),用单克隆抗体1112-10.1毫升含有30 IU单抗)进行治疗。鼻内接种病毒后,狂犬病毒基因组在感染后6小时在嗅球处可检测到,感染后12小时在中脑处可检测到。在感染后1224小时进行治疗,分别有100%80%的动物没有狂犬病毒感染的迹象, 30天后在幸存的动物的大脑未能检测到病毒RNA。与此相反,所有未使用单抗的动物死于狂犬病毒感染。这个实验表明,抗体能介导狂犬病毒从被感染的神经组织的清除,从而防止了致命的狂犬病毒脑脊髓炎导致的死亡。

     5. 有些正在试验中的新型狂犬病毒减毒活疫苗在小鼠已发病但处于发病早期时接种,仍能挽救小鼠的生命,这也证明抗体可能进入CNS,而且病毒本身可在CNS中产生抗体。

(四)机理:抗体如何通过血脑屏障?

     抗体如何通过血脑屏障(BBB),达到感染的神经元? BBB的能透性是相对的而不是绝对的,会受很多因素影响而发生改变。新的资料证明抗体也可在脑脊液中检出,但由于BBB的存在,与外周血液中的抗体相比,在脑脊液中虽然也可检测到中和抗体,但出现的时间稍晚、浓度稍低。

     狂犬病毒的颗粒含有多种(多个)蛋白质和核酸大分子,每个病毒颗粒比单个的抗体分子的体积要大许多。比抗体分子大得多的狂犬病毒颗粒是怎样突破BBB进入CNS的呢?推测狂犬病毒作为嗜神经病毒,为能成功地入侵CNS,必然具有能主动地导致血/脑屏障破坏的功能。已知一种嗜神经的流感病毒在小鼠中就会显示这种功能。推测狂犬病毒也能破坏BBB,改变其通透性。据此也可推论狂犬病疫苗诱生的抗体也可能利用BBB在病毒感染状态下通透性的改变,乘机涌入CNS,追杀狂犬病毒。

     在前述证据4的实验中,狂犬病毒感染的大鼠用抗体治疗后,其大脑在显微镜下未发现神经细胞受损伤的迹象。在CNS中,狂犬病毒抗体介导的病毒清除机制,不同于抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用或补体依赖的裂解作用。抗体可以在CNS遭受病毒入侵后,抑制病毒从细胞到细胞的传播,阻断病毒RNA的转录和复制,从而阻止病毒感染。除了抗体,病毒感染诱导的细胞因子、神经肽和神经递质等其他因素也可能参与清除过程。

     总的来讲,尽管目前可以肯定,狂犬病毒中和抗体在一定条件下也可能彻底清除CNS中的病毒,但与其他许多嗜神经病毒相比,对狂犬病毒抗体的相关作用机制的了解还不是很清楚,有待进一步深入研究。

  武汉生物制品研究所有限责任公司狂犬病检测中心 严家新研究员供稿,特别感谢)

 



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