轮状病毒及其胃肠炎研究进展.ppt

轮状病毒及其胃肠炎研究进展,,前 言,小儿腹泻病是世界性的公共卫生问题, 是引起小儿死亡的主要原因, 世界卫生组织把腹泻病的控制列为全球性战略 轮状病毒（Rotavirus, RV）是小儿腹泻病最常见的病因之一 1973年 澳大利亚 首次在腹泻病患儿中发现了轮状病毒 我国1978年,云南省979年 腹泻病患儿中发现该病毒,前 言,婴幼儿轮状病毒（Human Rotavirus,HRV）是引起世界范围内婴幼儿重症腹泻的最主要病因发达国家和发展中国家20%-70%5岁以下的婴幼儿都感染过轮状病毒, 发展中国家每年大约有800,000患儿死于轮状病毒腹泻前 言,营养状况对HRV发病危险影响不大,改善卫生条件对轮状病毒的预防并不十分有效对于HRV引起的腹泻, 国内外尚未报道有特效治疗方法目前,发展HRV疫苗控制HRV腹泻受到一致的重视前 言,但轮状病毒流行株呈现多样性,随不同年份、不同地区可有所改变由此,HRV流行的趋势及 疫苗研究等受到了广泛的关注轮状病毒及其胃肠炎研究进展,一 轮状病毒的分子结构,轮状病毒（Rotavirus）归类于呼肠孤病毒科 (Reoviridae)轮状病毒属(Rotavirus),病毒体呈圆球形,有三层衣壳,每层衣壳呈二十面体对称。

内衣壳的壳微粒沿着 病毒体边缘呈放射状 排列，形同车轮辐条注：轮状病毒（Rotavirus， 在拉丁语中“Rota”的意思是车轮） 在电镜下呈球形，其直径为65-75nm的20面体轮状病毒为三层蛋白质衣壳结构，包括核心、内衣壳、外衣壳由内、外衣壳沿病毒边缘排列，包绕形成典型的车轮辐条结构核 心,内衣壳,外衣壳,分子结构,,完整病毒大小约70～75nm，无外衣壳的粗糙型颗粒为50～60nm具双层衣壳的病毒体有传染性病毒体的核心为双股RNA，由11个不连续的节段组成RNA节段平均长度为660～3300个碱基对，各编码一种蛋白质，即6种结构蛋白和5种 非结构蛋白分子结构,分子结构,,6种结构蛋白：VP1VP2VP3VP4VP6VP7,分子结构,,5种非结构蛋白（non structure protein NSP）：NSP1NSP2NSP3NSP4NSP5,,分子结构,根据病毒主蛋白VP6抗原性的差异，可将轮状病毒分为A～G组 根据病毒糖蛋白 VP4、VP7抗原性 的差异, 又可将 轮状病毒分为 P血清型和G血清型。

HRV血清型是由病毒外壳蛋白VP4和VP7的抗原性不同区分的VP7蛋白是由RV基因组的第7、第8或第9基因所编码的病毒外壳蛋白,其分子量为34kD, 占毒粒蛋白总量的30%,仅次于VP6蛋白VP7蛋白是高价免疫血清能检测到的主要中和抗原, 因此决定病毒的G血清型(因为它是一种糖蛋 白Glycoprotein)分子结构,,分子结构,至今根据VP7蛋白中和抗原与高价免疫血清反应的差异发现了14个VP7蛋白血清型（G1-G14）通过对这14个血清型VP7基因序列的测定及比较分析由这些核苷酸序列推断的氨基酸序列表明：,,同一血清型中的不同毒株间,氨基酸的同源性很高(91%-100%); 不同血清型的毒株之间,其VP7蛋白氨基酸序列的同源性则低得多(往往低于85%) 因此, 用中和试验和核酸序列测定方法来确定轮状病毒血清型的相关性是一个比较准确的 方法分子结构,,VP7蛋白上有9个高变区,在同一血清型毒株之间这些区域高度保守, 而不同型别的毒株之间差异较大根据这一特点利用高变区的序列设计引物进行RT-PCR,再根据PCR产物的不同而判定毒株 的G型别（即VP7基因型）。

分子结构,,VP4蛋白由第4基因编码,以棘突形式分布于病毒外壳上,由于VP4蛋白能诱导产生中和抗体,而且这种抗体与VP7蛋白诱导的中和抗体无关,所以近年来又建立了VP4蛋白的血清分型系统（P血清型， Protease senstive）分子结构,,近年来, HRV命名工作组(Rotavirus Nomenclature Working Group)将基因型和血清型之间的不同型别一致起来,建议基因型写在血清型后方, 并用括号表示(如Wa株为PIA[8]), 若血清型没有确定,则为P[]分子结构,二 婴幼儿轮状病毒流行的趋势,交叉中和试验,14个G血清型（G1-G14）,20个P血清型（P1-P20）,感 染 人10个G血清型: G1.G2.G3.G4.G5.G6.G8.G9.G10.G12 8 个P血清型: P1A. P1B. P2A. P3. P3B. P4. P5. P8,G1-G4是世界范围内婴幼儿腹泻的主要病因,,,,全球不同地区流行病学调查表明：P1A[8]G1、P1B[4]G2、P1A[8]G3、P1A[8]G4是人类最常见的优势株但近年轮状病毒流行呈现出新的趋势，即轮状病毒流行呈多样性(表现为不同年度流行优势株转变、异常毒株的出现、混合感染比例增加) 和G9型毒株在全球流行。

流行趋势,,1 轮状病毒流行的多样性2 G9型毒株全球流行情况3 基因突变、基因重配及基因重组在轮状病毒 毒株多样性中的作用4 轮状病毒血清型与其临床表现和轮状病毒腹 泻暴发流行的关系,流行趋势,（一） 轮状病毒流行的多样性,大量轮状病毒流行研究显示：除了在世界范围内流行优势株(G1-G4)外, 其它不常见的血清型在不同时区有报道此外, 在同一地区不同的年 度RV血清型可发生变化流行趋势,流行趋势,流行趋势,流行趋势,流行趋势,（二） G9型毒株全球流行情况,自1983年美国在世界范围内首次报道G9型HRV感染人以来, 在1992年-1998年期间, 在泰国、孟加拉国、马拉维、印度、巴西、意大利、 法国、澳大利亚发现了G9型HRV株流行趋势,流行趋势,目前，世界各地轮状病毒流行研究表明G9型有可能成为第五个常见的流行优势株流行趋势,轮状病毒基因组为包含11个基因片段的双股RNA（dsRNA），由于其基因片段分节段，故在不同的毒株间易发生:,,,,,基因突变（gene mutation） 基因重配（gene reassortment） 基因重组(gene rearrangement),（三） 基因突变、基因重配及基因重组在 轮状病毒毒株多样性中的作用,流行趋势,,基因突变、基因重配和基因重组被认为是轮状病毒毒株变异性较高的三个重要因素。

基因突变通常是引起轮状病毒基因多态性的主要原因轮状病毒与其它的RNA病毒一样, 基因组具有较高的突变率, 因为RNA复制中会出现错配, 基因突变的结果最终导致进化中的轮状 病毒发生变异流行趋势,简单的基因片段插入; 可以改变轮状病毒的表现型; 以基因重配介导的蛋白质的相互作用将会影响其血清型; 将会引起新的轮状病毒抗原的出现流行趋势,基因重配在轮状病毒毒株多样性中起了关键性的作用, 尤其是在混合感染的情况下基因重组主要也与轮状病毒的演变和新的毒株的出现有关，基因重组将导致RV蛋白质的某一区域结构发生改变，发生改变的蛋白质结构区域可通 过基因突变发挥作用流行趋势,,,,研究发现台湾10年来流行的轮状病毒株的VP1和VP7基因发生了较大变化，他们认为这是轮状病毒株之间基因重配的表现流行趋势,,研究表明英国1995-1999年流行毒株呈多样性表现，这主要是流 行度毒株之间发生了基因重配巴西1996年P[8]G5型毒株的出现是Wa株和猪轮状病毒株基因重配的结果流行趋势,,研究显示G9型HRV之间的较 大变化来自基因重组可能大于基因内自然突变积累作用，新发生的G9型HRV可能起源于不同国家，他们通过与当地HRV混合感染基因重组 和基因突变多年积累而产生的。

综上所述，基因突变、基因重配及基因重组在轮状病毒毒株多样性中起到了一定作用，尤其是基因重配流行趋势,,（四） 轮状病毒血清型与其临床表现和 轮状病毒腹泻暴发流行的关系,轮状病毒腹泻的严重程度与轮状病毒血清型的相关性研究一直是一个热点Bern等及Yolken等人发现感染G2型的患儿的症状比感染其它型别毒株的患儿严重，但并没有对此进行 系统的统计学比较流行趋势,,,对Palermo地区401名急性轮状病毒性肠炎患儿进行了相关研究, 结果研究发现电泳短型(亚组Ⅱ) HRV株引起的临床症状要比电泳长型(亚组Ⅰ) HRV株严重, 即G2型HRV株引起的临床症状较其它型别严重流行趋势,,,电泳长型（亚组Ⅰ）和短型（亚组Ⅱ）对胃肠道的影响有差异，电泳长型RV胃肠炎住院患儿多于短型，电泳长型的症状更为严重流行趋势,,,认为这主要与新的毒株(G2型)的出现有关，在此10年之前Palermo地区几乎没有发 现G2型毒株，G2型毒株的出现使得Palermo地区 婴幼儿对此毫无免疫力 越来越多的研究发现新出现的HRV流行株可引起婴幼儿腹泻暴发, 其临床症状严重。

流行趋势,,,报道 1999年在荷兰P[6]G9型HRV导致一起医院婴幼儿腹泻暴发此次腹泻暴发持续5个月, 临床表现为急性水样便, 明显脱水症状该暴发 提示婴幼儿可能缺乏相应的免疫保护流行趋势,,,1998年引发伦敦一家医院暴发腹泻的HRV被鉴定为P[6]G9株以往研究表明：引起新生儿隐性感染的轮状病毒无论其VP7型别是1、2、3或是4, 其VP4型别都属于P2型, 因此认为P2型的轮状病毒是自然减毒株, 已考虑用其作为疫苗株(代表株为M37)流行趋势,,,1997年首次报道在北京医院产科母婴同室病房P2型HRV株引发了一起新生儿严重腹泻的暴发流行, 18例患儿中5例重度脱水, 重症患儿每日大 便湿重可达120-150g流行趋势,,,发现G3P2毒株可引起少数新生儿较严重的腹泻, 核苷酸分析表明：病毒基因在编码VP4、VP7、NSP4等蛋白时出现特殊的氨基酸差异, 这些氨基酸差异特别稳定, 可影响轮状病毒的毒力, 致使新生儿和婴幼儿感染这些毒株后出现 不同的临床表现流行趋势,,,的研究由于无法解释电泳长型(亚组Ⅰ)感染引起的临床症状严重程度的不同, 他们推测可能还与HRV毒株本身内在的因素有关, 如RV的毒力肽段NSP4有关。

流行趋势,,综上所述，轮状病毒腹泻的临床表现的严重程度可能与新出现的轮状病毒血清型有关，尤其是轮状病毒腹泻的暴发流行，但同时可能还与其它的因素有关总之，轮状病毒血清型及其临床症状的严重程度是否有直接关联需进一步研究流行趋势,三 轮状病毒非结构蛋白NSP4研究进展,传统的发病机制认为RV感染后破坏小肠绒毛上皮细胞的绒毛结构, 从而引发渗透性腹泻和水、盐分泌及吸收失调性腹泻然而, 腹泻可发生在绒毛脱落之前, 这提示早期腹泻与其它的因素相关1996年首次提出轮状病毒非结构蛋白NSP4可能是一种肠毒素，并认为NSP4在RV的致病机理有着重要的作用近年来，NSP4与RV的致病性的研究已成为世界范围内的一个热点NSP4研究进展,（一） NSP4的分子结构,NSP4蛋白是轮状病毒的一个非结构蛋白, NSP4由RV基因组中的第十基因片段编码, 初始产物含175个氨基酸, 分子量为20kD, 在氨基端糖基化后的分子量为28kD(糖基化后成为穿越内质网的穿膜蛋白)。