羅格・I・格拉斯等 美國馬裏蘭州貝塞斯達市國立衛生研究院福格蒂國際中心等
諾沃克因子是最早被確定為引起人類胃腸炎的病毒,但人們對其作為病原體重要性的認識一直有限,原因是缺乏現有的敏感和常規的診斷方法。最近對諾如病毒分子生物學認識的進展,加上新型診斷技術的應用,已從根本上改變了我們對其影響的評價。諾如病毒目前已被公認是(導致)胃腸炎流行的首要原因,而且也是兒童和成人散發性胃腸炎的一個重要原因。雖然諾如病毒性胃腸炎通常病情輕並且持續時間短,但新的證據表明,病情可以很嚴重並且有時可致死,尤其是在易感人群――幼兒和老人――中並且是胃腸炎住院的一個常見原因。對於大多數臨床醫師而言,目前還沒有常規的診斷方法,
但流行病學研究已經發現了該病毒在局部地區的快速傳播,以及以全球方式蔓延的新型諾如病毒株的出現,它的傳播與流感的新紀元(傳播)模式相似。控製諾如病毒暴發具有重大的挑戰性1。
諾如病毒的特征和進化
1993年以前,諾如病毒通過電子顯微鏡手段在糞便標本中被診斷出來。有文獻提到了它們的形狀(小圓結構病毒)或它們與諾沃克因子(諾沃克樣病毒)的相似性,並且以它們被發現的地點命名(例如:俄亥俄州的諾沃克;夏威夷;科羅拉多州的雪山)。進行(基因)測序後,這種諾沃克病毒基因組顯示是一種大小約7.7 kb的單股正鏈RNA,包埋在一個有獨特杯狀凹陷的無囊膜蛋白外殼中,這些特征使它被歸類為杯狀病毒科(其名稱取自“花萼”一詞,在希臘語中是杯子的意思)中的一種新(病毒)屬――諾如病毒。
諾如病毒的多樣性很大,根據人類毒株的序列可很快將其分為3個基因群(GⅠ、GⅡ和GⅣ),至少有25個基因型和大量亞群,原型諾沃克病毒被稱為GⅠ.1(即基因群Ⅰ,基因型1)(圖1)。其他根據發現地點確定的毒株,目前都被賦予遺傳學分類(參見補充附錄中的表1,其與本文的全文可從NEJM.org獲取)。毒株的巨大多樣性歸因於與易錯RNA複製相關的點突變的積累,以及兩個相關病毒之間的重組2,3。盡管有這種多樣性,但近年來大多數病例和暴發的原因僅涉及少數毒株,主要是基因群Ⅱ、基因型4(Ⅱ.4)的病毒。有人已在動物中發現了某些諾如病毒,但還未在人類中檢出其中的任何一種。
當諾如病毒的衣殼基因在杆狀病毒中表達時,可產生與野生型病毒外觀無區別的病毒樣顆粒4(圖2)。這些病毒樣顆粒已經成為以下領域中的重要試劑:研發診斷技術,研究結構5和細胞附著,以及用作候選疫苗。結構研究表明,衣殼蛋白的180個分子排列成二聚體,每個二聚體被分為一個殼和一個突出域。突出域的一個高度可變區P2,可識別組織―血型抗原,後者被視為受體和感染的宿主易感因子。目前至少確定了2個供各種毒株使用的、組織―血型抗原獨特結合位點所在的位置(補充附錄中的圖1)。
一項對多次暴發的分析發現,GⅡ基因群諾如病毒是全世界最常見的毒株。在過去的20年間,隨著P2域突變的積累,不同的GⅡ.4諾如病毒上的組織―血型抗原結合模式已經發生進化。這一觀察結果支持諾如病毒發生了遺傳漂移和進化的觀點,這種漂移和進化受人群免疫(包括碳水化合物―蛋白交互作用)的驅動7,8。結果是出現一種新紀元的進化模式(就像流感的進化模式那樣),諾如病毒變異體的出現,取代了以前占主導地位的毒株,並且引起新的全世界流行8,9。
實驗室診斷
一旦知曉諾如病毒的(基因)序列後,一種基於分子學的逆轉錄酶-聚合酶鏈反應(RT-PCR)試驗法,成為檢測糞便標本、水和食物中諾如病毒的參考方法10。病毒樣顆粒在免疫測定中被用作抗原,以檢出對感染的抗體反應,而針對病毒樣顆粒的抗體被研發用於免疫測定,以檢出糞便標本中的諾如病毒抗原10,11。為了適應毒株的巨大多樣性, RT-PCR需要混合引物,而且免疫測定需要收集一組交叉反應抗體。歐洲和日本現有用來檢測糞便中抗原的商用免疫測定試劑,非常特異但不太敏感,因此它們已被用於診斷暴發,可檢測多份樣本12。隨著診斷技術的進展,RT-PCR逐漸被實時RT-PCR取代,後者更加敏感和快速,當使用Taqman探針時,RT-PCR在單次試驗中即可提供證據和定量11,13,14。
(N Engl J Med 2009;361:1776-85.October 29,2009) (呂國平 譯)
(欲了解全文內容,請詳見《中國醫學論壇報》2009年35卷40期。)