综述:评估非洲白蛉传播白蛉病毒属病毒的人畜共患谱系

《Current Opinion in Virology》:Evaluating the zoonotic spectrum of sandfly-borne phleboviruses, Africa

【字体: 时间:2025年10月17日 来源:Current Opinion in Virology 5.1

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  本综述系统梳理了非洲白蛉传播白蛉病毒属病毒(SBPs)的研究现状,指出其作为发热性疾病和神经侵袭性感染的重要病原体,在非洲的人畜共患威胁被严重低估。文章强调了由于缺乏即时检测方法,SBPs常被误诊为疟疾或流感,导致疾病负担评估不足。作者呼吁在非洲加强针对SBPs的监测,并应用下一代测序(NGS)等先进技术来发现新病毒和评估其公共卫生风险。

  
白蛉传播的白蛉病毒属病毒(SBPs)是引起人类发热性疾病和神经侵袭性感染的重要原因,尤其在非洲等流行地区。尽管有证据表明SBPs可能起源于非洲,但关于其具体的人畜共患威胁信息仍然匮乏。近年来,在北非和东非地区发现了与人类感染相关的遗传多样性SBPs,这些病毒若传播至无预存免疫力的新地区,将对当地人群构成显著风险。
引言
非洲面临着巨大的人畜共患虫媒病毒疾病威胁,近年来黄热病病毒在加纳和喀麦隆、登革热病毒在塞内加尔、刚果民主共和国和肯尼亚的反复出现和再现即是明证。适宜的热带生态系统支持多种媒介的常年繁殖,加之人类活动如侵占野生动物栖息地、城市化扩张和游牧生活,增加了人类接触媒介叮咬以及新病毒传入的机会。
目前,大多数人畜共患虫媒病毒感染尚无现成的抗病毒疗法,感染控制主要依赖于风险管理,特别是媒介控制。值得欣慰的是,针对少数疾病如黄热病、登革热和基孔肯雅热的人类预防性疫苗,以及针对裂谷热(RVF)和西尼罗河热的牲畜疫苗已经可用。
作为风险评估和减少的一部分,非洲的人畜共患虫媒病毒疾病监测主要集中于已确定的、引起严重感染的蜱传和蚊媒疾病,如克里米亚-刚果出血热、黄热病和登革热,而由白蛉等其他节肢动物传播的疾病则未受到同等关注。因此,非洲大陆由白蛉引起的人畜共患虫媒病毒疾病威胁被严重低估。
在非洲,白蛉病毒属与甲病毒属、正黄病毒属、正布尼亚病毒属、正内罗病毒属和环状病毒属一样,广泛与人畜共患虫媒病毒疾病相关。目前,国际病毒分类委员会(ICTV)列出了80多种已分类的白蛉病毒,包括蚊媒传播的裂谷热病毒(RVFV),该病毒可导致人类严重疾病,并在疫情期间导致牲畜大量死亡。与蚊子和蜱类似,白蛉也传播具有医学意义的虫媒病毒,如白蛉病毒。在旧世界,包括北非、地中海地区、印度、中东和中亚,约有2.5亿人面临SBP感染的风险。
感染者的潜伏期为3-6天,通常无症状。偶尔,SBP患者会出现短暂的临床表现,如恶心、头痛、腹泻、呕吐和结膜炎。SBPs与一种称为沙蝇热的发热性疾病以及独特地与托斯卡纳病毒(TOSV)相关的神经侵袭性疾病有关。其他严重的TOSV症状包括睾丸和附睾炎症、全身淋巴结肿大和凝血功能障碍。目前的调查在北非和东非发现了新的遗传多样性SBPs,如基博尔戈奇病毒(KBGV)、普尼克病毒(PUNV)和恩特佩斯病毒(NTPV)。进化分析表明,KBGV位于包含TOSV和那不勒斯沙蝇热病毒(SFNV)的进化枝基部,提示其非洲起源。此外,NTPV已在小鼠中显示出致病性,并在人类中检测到循环中和抗体,这引起了该地区的关注。这些病毒若传入不同的生态系统,将对免疫幼稚的当地人群构成显著风险。尽管我们期望同一抗原血清群内的SBPs存在交叉反应性抗体保护,但对于亲缘关系较远的病毒,保护程度可能较低。
传播动态与维持
白蛉是微小、多毛的节肢动物,飞行范围短,主要在夜间活动,白天喜欢在黑暗的地方休息。雌雄白蛉都以植物为主要能量来源,但雌性也会以脊椎动物为食补充血液,以满足卵子受精所需的蛋白质。SBPs主要通过受感染的雌性白蛉在吸血时叮咬传播给人类。简而言之,白蛉在吸食受感染宿主的血液时感染SBPs。此外,未成熟的白蛉可以通过卵从受感染的繁殖雌性那里经卵巢感染。随后,受感染的白蛉在吸血时将SBPs传播给未感染的个体。除了人类,SBP感染还在多种脊椎动物宿主中有描述,包括家养和野生动物。
除了SBPs,白蛉还传播利什曼原虫以及属于水疱病毒属、正黄病毒属和环状病毒属的病毒。与其他 zoonotic 虫媒病毒感染的控制措施类似,SBP控制依赖于媒介管理计划,虽然有效,但受到白蛉倾向于在户外觅食和休息、难以接近的繁殖地以及杀虫剂耐药性的阻碍。
虽然SBPs与其他虫媒病毒的共感染未被广泛记录,但最近一项研究表明,白蛉在吸血时可同时使宿主感染SBPs和利什曼原虫。小鼠实验证明,西西里沙蝇热病毒(SFSV)和硕大利什曼原虫的共传播增加了硕大利什曼原虫的感染性。值得注意的是,这种共感染调节了小鼠对硕大利什曼原虫感染的反应,导致过度的免疫反应和比单独感染硕大利什曼原虫更严重的皮肤利什曼病临床表现。野外检测到SBP-利什曼原虫共感染表明白蛉中存在复杂的威胁,这可能会增加人类任一疾病的严重程度。
虽然SBP的储存宿主尚未确定,但实验研究表明,病毒可以在昆虫媒介中维持,并可以经卵巢传播。在TOSV中,经卵巢传播已通过在新羽化的经口感染的恶毒白蛉中检测到病毒得到证实。然而,在TOSV和阿尔比亚病毒(ARBV)中已证实媒介感染率存在代际下降,这表明病毒不能完全依靠媒介的垂直传播来维持,可能存在其他储存宿主。蝙蝠、猫、骆驼、山羊、啮齿动物以及多种鸟类(如绿头鸭、鹧鸪和鸽子)中病毒分离或病毒RNA或抗体的检测支持了替代宿主的存在。此外,在非洲,狗、牛、绵羊和马中检测到了SBP中和抗体,表明这些靠近人类的动物可能有助于传播。在狗中,实验性感染SFSV和TOSV表明其易感性和病毒血症水平较低,提示它们不太可能是储存物种。此外,人类似乎不太可能作为储存宿主,因为感染的特点是短暂的疾病和低病毒血症。其他动物在SBP传播中的作用尚未确定,加上已知储存宿主的缺乏,使得作为风险评估一部分的针对性疾病监测变得复杂。
非洲SBPs的地理分布
非洲对SBPs的最早描述包括1943年在埃及的病毒分离报告以及1976年在索马里、摩洛哥、埃及、苏丹、南苏丹、吉布提和突尼斯的人血清中检测到中和抗体。此后,SBPs在突尼斯、苏丹、埃塞俄比亚、阿尔及利亚、摩洛哥、肯尼亚、吉布提、利比亚、埃及和索马里被鉴定。与大多数虫媒病毒类似,SBPs的地理分布部分取决于媒介的分布。实验室研究温度对白蛉繁殖和种群参数影响的实验表明,一些物种,如巴氏白蛉,在18°C至32°C的温度下繁殖旺盛。这些发现得到了阿尔及利亚媒介丰度与月温度升高呈正相关的支持。非洲北部和东部地区的温暖热带生态系统为白蛉的繁殖提供了合适的栖息地,加上SBP监测的增加,这些地区现在表现出比非洲其他地区更高的SBP流行率。
值得注意的是,SBPs与 zoonotic 利什曼原虫共享白蛉媒介,后者是更广为人知的全球主要公共卫生问题。尽管两者都由白蛉传播,但非洲关于SBPs分布的信息稀缺与利什曼原虫物种的信息形成鲜明对比。利什曼原虫物种、媒介、宿主、储存宿主和临床综合征在多个非洲国家有详细记录。主要物种硕大利什曼原虫、热带利什曼原虫和杜氏利什曼原虫已在至少25个国家有报告。虽然在南部非洲很少见,但马拉维、南非、纳米比亚和赞比亚也有利什曼病的病例报告。随着利什曼病地理范围的扩大,以及受气候变化影响的媒介范围扩张,SBPs的范围也可能遵循类似的模式。
北非和东非SBP检测的增加,特别是在2009年之后,也可归因于在突尼斯和肯尼亚等国监测研究的增加。诊断方法的快速和广泛改进使得能够表征不常见或新型的SBPs,并且人们对SBP感染的兴趣日益增长。具有引起人类疾病潜力的新型SBPs的检测代表了该地区新出现的疾病威胁。
流行的致病性血清群
沙蝇热病毒群暂时分为五个血清学组:SFNV、SFSV、萨利哈巴德病毒(SALV)、卡里姆阿巴德病毒(KARV)和马里加特病毒群。SFNV组包括TOSV和PUNV,而SFSV组包括诸如塞浦路斯沙蝇热病毒(SFCV)和土耳其沙蝇热病毒(SFTV)等病毒。SALV复合体通常被认为具有较小的兽医和医学重要性,包括SALV、ARBV、迈杰尔达谷病毒(MVV)和亚得里亚病毒。KARV先前归类于SFNV组,现在与加贝克森林病毒(GFV)和NTPV一起归入一个新的物种复合体,称为卡里姆阿巴德复合体。BGRV、EMBV和PERV构成马里加特复合体。
大约有14种属于四个致病性血清群的SBP物种在非洲被描述,包括SFNV、SFSV、SALV和KARV。尽管非洲有各种SBPs的报告,但属于SFNV血清群的病毒,包括TOSV,是最常见的之一。
TOSV于1971年首次在意大利中部分离出来,随后在意大利其他地区、西班牙、葡萄牙、希腊、法国、塞浦路斯和土耳其报告了地方性流行。系统发育上,该病毒分为三种基因型A、B和C。基因型A主要在意大利和法国传播,TOSV B在西班牙和法国流行,TOSV C出现在希腊和克罗地亚。尽管感染通常无症状,伴有发热性疾病发作,但在极少数情况下,TOSV与显著的脑部疾病相关,其特征为脑水肿和缺血。在摩洛哥、阿尔及利亚和突尼斯检测到TOSV可归因于恶毒白蛉、微小司蛉和佩氏白蛉等媒介的存在。
SFNV进一步分为四个亚组(I-IV)。该病毒于1944年首次在意大利那不勒斯分离,在中东、地中海盆地、欧洲和亚洲流行。值得注意的是,在非洲,SFNV首次在埃及从巴氏白蛉中分离,随后在阿尔及利亚、埃及、苏丹、南苏丹、吉布提和埃塞俄比亚的人血清中检测到病毒抗体。在突尼斯东北部地区检测到的PUNV是SFNV血清群中新出现的病毒。该病毒与TOSV和马赛病毒(MASV)密切相关,可能构成同等的公共卫生威胁。关于该血清群中其他病毒(如SADV和KBGV)的医学重要性信息很少。因此,显然需要进行监测。
SFSV于1943年首次从患者样本中分离,这些样本来自开罗附近、苏伊士运河和西西里岛的地区,并被送往开罗进行分析。该病毒引起自限性轻微疾病,其特征是发热性疾病、关节和肌肉疼痛以及头痛,症状在3-4天内缓解。该病毒在摩洛哥、阿尔及利亚、突尼斯、苏丹、南苏丹、索马里和埃塞俄比亚有报告。在埃塞俄比亚,SFSV被确定为一次急性发热性疾病暴发的病原体,该暴发先前被归因于疟疾和登革热。2006年及随后的2007年,在阿尔及利亚从阿氏白蛉和巴氏白蛉中鉴定出SFSV样病毒RNA。另一种名为乌蒂克病毒(UTIV)的SFSV样病毒也在突尼斯东北部被反复检测到。与马里加特血清群中的其他SBPs(如PERV、EMBV和BGRV)一样,人们对UTIV的医学重要性了解甚少。
在卡里姆阿巴德和萨利哈巴德血清群中,有新型SBPs的描述,例如肯尼亚的NTPV和突尼斯的MVV。这些病毒具有引起人类疾病的潜力,因为血清学调查显示人类血清中存在针对这些病原体的抗体。在肯尼亚反复鉴定出NTPV进一步显示了新型SBPs日益增长的医学重要性。
检测与表征
SBP基因组由三条单股负链RNA组成,包括小(S)、中(M)和大(L)节段,每个节段编码至少一种蛋白质,并在5'和3'端侧翼有非翻译区。多种方法已被用于检测和表征SBPs,包括使用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和测序的直接诊断,以及在细胞培养物和动物中进行病毒分离。其他诊断技术包括使用针对IgG和IgM抗体的免疫学检测方法进行血清学筛查。除了从脊椎动物和白蛉制备的组织匀浆外,SBPs也可以在血液中检测到,在TOSV感染的情况下还可以在脑脊液中检测到。与其他白蛉病毒类似,SBPs也可以在其他样本类型中检测到,例如尿液。
非洲的大多数SBP研究结合了多种分析模式,但免疫学和分子检测有时会独立进行。虽然免疫学和分子检测(如RT-PCR)允许使用特异性抗体和引物进行血清型特异性检测,但这两种技术都需要事先了解流行的病毒。尽管尚未广泛用于虫媒病毒疾病监测,但现代病毒筛查方法,如旨在测序前富集病毒RNA的靶向NGS,可能会增强对现有和新型SBPs的检测,并提供更全面的病毒多样性和遗传信息概览。细胞培养和显微镜检查与免疫学或分子检测或两者结合使用。这种方法的原因可能在于某些病毒无法在标准细胞培养物中复制,以及显微镜的灵敏度较低。
SBPs是生物安全2级(BSL-2)病毒,诊断可以作为常规项目纳入流行地区的护理点。在非洲环境中,分子和细胞培养检测代表了一些最可行和可靠的诊断方法。然而,许多非洲国家仍然缺乏进行这些测试的设施和专业知识。因此,将血清学筛查纳入常规检测将有所帮助。阳性样本应随后送往完善的实验室进行额外表征。
结论与展望
SBPs在北非和东非很常见。目前的研究表明,新的病毒数量在增加,这部分是由于人们对SBPs的兴趣日益增长以及监测技术的改进。然而,对于非洲的广大地区,信息仍然匮乏,限制了对SBP分布和人畜共患潜力的表征。也许对由白蛉传播的主要被忽视热带病——人畜共患利什曼病的更多关注,也可能解释了SBP数据方面的空白。有迹象表明共感染可能调节疾病的严重程度和表现,这证明需要进行更多研究来确定SBPs在非洲利什曼病流行地区的流行率和影响。关于非洲人畜共患虫媒病毒疾病威胁的研究应侧重于研究较少的生态区,特别是那些有利什曼原虫地方性感染或出现相关症状(如疟疾和流感)疾病的地区。对SBPs和其他虫媒病毒的描述依赖于应用增强的检测方法,如基于捕获的靶向富集NGS和细胞培养分离。
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