汉坦病毒肺综合征病因

(一)发病原因

美国CDC等单位的科研人员应用IFA和ELISA方法从患者血清中检出可以和汉坦病毒抗原起反应的IgM和IgG抗体,后应用普马拉病毒(Puumala virus)和汉坦病毒(Hantavirus)的核苷酸序列设计的引物,应用反转录聚合酶链反应的方法(RT-PCR),从患者的肺及其他器官组织中扩增出汉坦病毒的核苷酸序列,证实本病病原是一种新的汉坦病毒,以后又应用Vero-E6细胞从患者尸检标本中分离出病毒,根据最早发现该病毒的地区而将病毒命名为四角病毒(Four corners virus),后来又重新命名为辛诺柏病毒(Sin Nombre virus,SNV),亦有称为无名病毒,SNV电镜检查是一种粗糙的圆球形,平均直径112nm,有致密的包膜及细的表面突起,7nm长的丝状核壳存在于病毒颗粒内,病毒包涵体存在于感染细胞质中.

对SNV的进一步研究发现基因重排在SNV中亦常见,因此SNV存在着不同的亚型,应用定量PCR的方法测定SNV的L,M,S片段mRNA的转录,发现三个片段mRNA转录开始的时间不同,达到峰值和持续时间均不同,根据病毒核苷酸序列的测定,目前认为引起汉坦病毒肺综合征的病原至少有六型汉坦病毒属相关病毒,除辛诺柏病毒外,还包括纽约病毒(New York virus,NYV),纽约1型病毒(NYV-1),长沼病毒(Bayou virus,BAYV),黑港渠病毒(black creek canal virus,BCCV)以及安第斯病毒(Andes Virus)等.

以上六种汉坦病毒肺综合征相关病毒的免疫原性,与引起肾综合征出血热的普马拉病毒和希望山病毒有弱的中和反应,但与汉坦病毒(HTNV)和汉城病毒(SEOV)却很少有交叉中和反应.

(二)发病机制

汉坦病毒肺综合征的发病机制尚未做深入研究,目前认为肺脏是本病的原发靶器官,而肺毛细血管内皮细胞是HPS相关病毒感染的主要靶细胞,这些内皮细胞被严重感染,虽不引起细胞坏死,但在感染后引起的各种细胞因子的作用下导致肺毛细血管通透性增加,引起大量血浆外渗,进入肺间质和肺泡内,引起非心源性肺水肿,临床上出现呼吸窘迫综合征,组化检查发现病毒抗原广泛分布于肺毛细血管内皮细胞及心,肾,胰,肾上腺和骨骼肌等细胞内,因此一般认为其发病机制是病毒对细胞的直接损害作用或病毒介导的免疫反应导致细胞受损,此外,多种细胞因子及化学因子在HPS发生中亦起重要作用.

关于汉坦病毒如何进入人体相关细胞,Gavrilovskaya等进行了实验,他们应用人的脐静脉上皮细胞和Vero-E6细胞作靶细胞,在体外培养并感染汉坦病毒,他们发现若培养液中加入β3整联蛋白的抗体则病毒不能感染和进入细胞内,他们应用鼠-人杂交β3整联蛋白特异Fab片段,既能抑制HTNV,SEOV和PUUV对细胞的感染,也能抑制引起HPS的SNV和纽约1型病毒(NYV-1)对细胞的感染,因而认为汉坦病毒进入细胞内是通过存在于血小板,内皮细胞及巨噬细胞表面的β3整联蛋白,Mackow等亦认为β3整联蛋白存在于血小板和内皮细胞等组织表面,起作调节血小板功能和维持毛细血管完整性作用,同时也是黏附受体,汉坦病毒通过与这些受体的结合,然后才进入细胞内.

至于HPS相关病毒在HPS发病中的作用,研究很少,新近Terajima等为了解病毒载量在HPS发病中的作用,他们应用定量RT-PCR法检测26例HPS患者外周血中SNV的量,所用引物为S片段,RT-PCR产物经Southern blot验证,结果26例中有20例病毒RNA阳性,其中9例垂危而最后死亡患者中有7例阳性,17例最后存活患者中13例阳性,垂危病人的病毒定量为106.7±1.4Copies/ml,存活病人为105.8±1.3Copies/ml,该作者认为病毒血症的水平与肺细胞感染的病毒抗原水平相关,这种高水平的病毒血症亦能触发免疫病理发病,研究结果提示死亡患者比存活者有较高的病毒RNA拷贝水平,而且他们还发现病毒RNA的拷贝量与患者血小板减少和血液浓缩的程度相关.

关于免疫发病机制,Koster等注意到汉坦病毒肺综合征患者发生肺水肿前,血循环中已存在抗SNV的IgM和IgG抗体,为此他们对11个病例进行血循环免疫复合物的检查,但全部阴性,仅一例检出抗血小板糖蛋白的IgG,血浆中C3a,C4a和C5a等补体成分是正常或稍高,而在不同病期外周血进行涂片作淋巴细胞计数,表明多数是CD3,CD8和CD4淋巴细胞,说明患者的病变是T细胞介导的免疫反应,并非B细胞介导的,Ennis等从汉坦病毒肺综合征患者外周血中分离单个核细胞,用白细胞介素-2(IL-2)或能表达SNV蛋白的重组痘苗病毒进行刺激后再培养,结果发现这些患者CD8和CD4T淋巴细胞克隆株,能识别不同分离株中汉坦病毒的高保守区域,有些则能识别由靶细胞表达,其遗传距离较远的病毒株序列,因而认为汉坦病毒肺综合征发病机制中,T细胞表位的交叉反应可能是很重要的,Van Epps等认为HPS的发病机制,像其他许多病毒感染性疾病一样,CTL的反应既有清除病毒的作用,又能诱导免疫病理作用,此外Koster等检测了HPS患者的HLA分型,发现HLA-B35的组织分型与SNV引起的重型HPS相关,提示T淋巴细胞在加重疾病中的作用,同时支持细胞免疫反应在HPS发病中的作用.

Mori等为了解细胞因子在HPS发病机制中的作用,应用免疫组化染色法从尸检组织中观察和计算细胞因子产生细胞,包括单核因子IL-lα,IL-lβ,IL-6及TNFα和淋巴因子IFNγ,IL-1,IL-4及TNFβ,结果发现HPS患者肺和脾脏组织中存在大量产生细胞因子的细胞,而肝脏和肾脏却是少量,死于非HPS的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)患者,肺部产生细胞因子的细胞仅中度增加,而死于非ARDS患者的肺部却很少或没有检出这些细胞,因而认为局部细胞因子产物可能在HPS发病机制中起重要作用.

关于体液免疫反应是否介导病毒的清除和促进机体恢复,Bharadwa等对26例SNV感染者的系列标本进行重组病毒核壳蛋白(NP)及糖蛋白G抗原的IgG,IgA和IgM检测,同时也测定SNV的中和抗体,结果发现进院时重型患者较轻型患者IgG和中和抗体均明显降低,因而认为中和抗体是一种有效清除SNV的抗体,同时预示可以应用SNV的中和抗体进行被动免疫治疗HPS.

不同病毒引起的汉坦病毒肺综合征,其病理变化有所差异,SNV引起的HPS有严重的肺水肿和胸膜渗液,但没有腹膜渗出,显微镜检可见肺泡内水肿,有少至中等量的透明膜,肺间质有水肿并可见少到中等量的淋巴细胞浸润,少数患者脾脏轻度肿大,脾小动脉及红髓区可见异型淋巴细胞,多数患者在肺,骨髓,淋巴结,肝,脾能发现大量免疫母细胞型细胞,肾脏,心脏和脑部肉眼观正常,显微镜检无明显异常,少数患者有胃肠出血,而由长沼病毒引起HPS病理检查除肺水肿和肺不张外,可见严重胸膜渗液,腹膜和心包渗液以及脑水肿,显微镜检可见间质性肺炎,肺泡内外有单核细胞和中性粒细胞浸润,肺泡内可见大量水肿液和纤维素,并可观察到肺泡Ⅱ型细胞增生,肾脏病变与早期肾小管坏死相一致.