综述:黄病毒感染以及登革热、西尼罗河和寨卡病毒的诊断挑战

【字体: 时间:2025年04月26日 来源:npj Viruses

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  这篇综述聚焦登革热病毒(DENV)、西尼罗河病毒(WNV)和寨卡病毒(ZIKV),阐述其生物学特性、传播途径、流行病学特征、临床症状,分析现有诊断方法的优劣与挑战,强调精准诊断对防控的重要性,为后续研究提供参考。

  

黄病毒感染概述


黄病毒(Flavivirus)属于黄病毒科,其中登革热病毒(DENV)、西尼罗河病毒(WNV)和寨卡病毒(ZIKV)主要由蚊子传播。这些病毒感染大多无症状,但也可引发从轻微到严重甚至致命的疾病,且目前缺乏特效治疗方法。它们在全球广泛传播,每年导致约 4 亿病例,严重威胁全球公共健康。

黄病毒的生物学特性


黄病毒是包膜单链正义 RNA 病毒,基因组约 11kb,编码一个多聚蛋白,经翻译后加工成 10 种成熟病毒蛋白,包括 3 种结构蛋白(衣壳蛋白 C、前膜蛋白 prM 和包膜蛋白 E)和 7 种非结构蛋白(NS1、NS2A、NS2B、NS3、NS4A、NS4B、NS5)。结构蛋白对病毒粒子的产生、附着和进入细胞至关重要,非结构蛋白则在病毒生命周期中发挥多种作用,如调节宿主免疫、参与病毒复制等。

病毒复制高度依赖宿主细胞,通过 E 蛋白与宿主细胞膜蛋白结合,经内吞作用进入细胞,在细胞内完成基因组释放、复制、装配和释放等过程。不同黄病毒的受体结合蛋白序列不同,导致其偏好的病毒受体存在差异。

遗传和蛋白质同源性


黄病毒科病毒在遗传和蛋白质水平上具有高度同源性。根据抗原性和传播媒介,可分为多个血清复合物。同一血清复合物中的病毒核苷酸序列和氨基酸同源性较高,不同血清复合物的病毒之间抗原性同源性较低。例如,ZIKV 与 WNV 的氨基酸同源性为 57%,与 DENV 1 - 4 型病毒的同源性约为 54 - 58%。

主要表面抗原 E 蛋白在不同血清复合物中的同源性有所差异,非结构蛋白 NS3 和 NS5 的同源性显著高于其他非结构蛋白。这种高度的同源性对病毒的鉴别诊断准确性产生影响。

传播途径


DENV 和 ZIKV 主要通过埃及伊蚊和白纹伊蚊叮咬传播,WNV 主要由库蚊传播。此外,这三种病毒还可通过血液传播(如输血、针刺伤)、器官移植、垂直传播(母婴传播)、母乳喂养、性传播等途径在人与人之间传播。在传播过程中,人类对 DENV 和 ZIKV 而言是储存宿主,而鸟类是 WNV 的重要储存宿主,人类和马感染 WNV 后通常为 “死端宿主”。

流行病学


DENV、WNV 和 ZIKV 在全球范围内均有分布,但爆发模式在不同大陆有所不同。DENV 和 ZIKV 被列为被忽视的热带疾病,全球病例数呈上升趋势。例如,2024 年 DENV 在美洲的爆发达到前所未有的水平,影响 90 个国家,病例超过 760 万,死亡 3000 人。WNV 首次在乌干达被发现,随后在全球多地爆发,在美国和欧洲已呈地方性流行。ZIKV 最初在非洲传播,2007 年在雅浦群岛首次出现境外爆发,2015 年在巴西引发大规模疫情,导致大量婴儿出现小头畸形等严重后果。

临床症状


多数感染 DENV、WNV 或 ZIKV 的个体(约 80%)无明显症状。临床病例通常在蚊虫叮咬后的潜伏期后出现症状,多表现为轻微的流感样症状。但 DENV 和 WNV 的轻症病例可能进展为严重疾病,ZIKV 则对人类生殖健康构成重大威胁,可导致孕妇流产、早产以及胎儿出现先天性 ZIKV 综合征,包括小头畸形、脑组织减少、癫痫等多种严重问题。

DENV 感染后,症状一般在 4 - 10 天的潜伏期后出现,持续 2 - 7 天,可能发展为登革出血热(DHF),引发休克、内出血等严重症状。WNV 感染的潜伏期为 2 - 14 天,症状通常在数天或数周内自行缓解,但少数患者会发展为严重的神经侵袭性疾病(WNND),如脑炎、脑膜炎等,具有较高的致死率,幸存者也可能留下长期健康问题。ZIKV 感染症状相对较轻且不典型,增加了检测难度,还可能导致罕见的心血管并发症和格林 - 巴利综合征(Guillain - Barré syndrome)。

诊断工具及挑战


黄病毒感染的诊断方法包括检测病毒(病毒分离、核酸检测、抗原检测)和病原体引发的免疫反应(血清学检测)。

  • 病毒分离:病毒分离是确认病毒感染的 “金标准”,但只能在急性病毒血症期(症状出现后 5 天内)进行,操作复杂、耗时、昂贵且具有危险性,目前主要用于参考实验室的确认检测或研究。
  • 核酸检测(NAT):逆转录聚合酶链反应(RT - PCR)等核酸检测方法具有高灵敏度和特异性,但由于病毒血症持续时间短、病毒载量低,可能出现假阴性结果。此外,不同病毒在不同样本(如血清、尿液、唾液等)中的 RNA 检测情况存在差异,且检测需要专业设备和人员。
  • 抗原检测:抗原检测通过检测病毒蛋白来诊断感染,如酶联免疫吸附试验(ELISA)和快速诊断试验(RDT)。目前针对 DENV 的 NS1 抗原检测较为常用,但对 ZIKV 和 WNV 感染的检测灵敏度较低,且存在交叉反应和特异性问题。
  • 抗体检测:血清学检测因操作简便、应用广泛而常用于诊断。IgM 抗体通常在感染后 5 天左右出现,可作为近期感染的指标;IgG 抗体出现较晚,持续时间长,可能代表既往感染。然而,由于抗体检测的灵敏度较低、存在交叉反应以及二次感染时 IgM 抗体可能缺失等问题,导致诊断准确性受到影响。中和试验(VNA)和空斑减少中和试验(PRNT)可用于确认血清学检测结果,但存在检测条件影响重复性、IgG 干扰等问题。

结语


黄病毒的持续威胁凸显了深入了解其生物学特性、传播规律、流行病学特征以及开发精准诊断方法的重要性。目前的诊断工具存在局限性,核酸检测受病毒血症持续时间和病毒载量影响,血清学检测因抗原相似性导致抗体交叉反应,给准确诊断带来困难。综合运用多种诊断方法,结合患者病史、临床观察和流行病学数据,有助于提高诊断准确性,为防控黄病毒感染提供有力支持。未来需要进一步研发快速、准确、成本效益高的诊断方法,以应对黄病毒带来的全球健康挑战。

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