综述:翼足蝠正呼肠孤病毒的分子发病机制、全球流行病学趋势及治疗策略:一项叙述性综述

《Emerging Microbes & Infections》:Molecular Pathogenesis, Global Epidemiological Trends, and Treatment Strategies for Pteropine Orthoreoviruses: A Narrative Review

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月11日 来源:Emerging Microbes & Infections 7.0

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  翼足蝠正呼肠孤病毒(Pteropine orthoreoviruses,PRVs)是属正呼肠孤病毒属(Orthoreovirus,科:呼肠孤病毒科 Reoviridae)的新兴蝙蝠源性人兽共患病毒,日益被认为是人类急性呼吸道疾病的病原体。这些病毒最初被归类于通

  
翼足蝠正呼肠孤病毒(Pteropine orthoreoviruses,PRVs)是属正呼肠孤病毒属(Orthoreovirus,科:呼肠孤病毒科 Reoviridae)的新兴蝙蝠源性人兽共患病毒,日益被认为是人类急性呼吸道疾病的病原体。这些病毒最初被归类于通常不致病的哺乳动物正呼肠孤病毒,但由于其与严重流感样疾病的相关性、存在人际传播的证据以及在旧世界广泛的地理分布,这一观点受到了挑战。PRVs主要维持于狐蝠科(Pteropodidae)果蝠中,目前已被证实与神经系统疾病及呼吸系统疾病均有关联。本叙述性综述整合了关于PRVs分子发病机制、人兽共患病生态学和全球流行病学的现有知识,并在统一的“同一健康”(One Health)框架内融入了系统发育地理学、重配驱动进化、溢出动态及转化生物医学应用等领域的最新进展。基因组多样性、重配潜能以及独特的融合相关小跨膜蛋白共同支撑了病毒的适应性和致病性。然而,在传播动力学、宿主适应性、排毒生态学和大流行潜力方面仍存在重大空白。未来的优先事项应包括整合基因组监测、改进诊断策略、验证实验模型以及跨学科的“同一健康”方法,以加强疫情防范和预防。

1. 引言

人兽共患病毒源自野生动物储存宿主,对公共卫生构成持续威胁。蝙蝠作为重要的病毒储存宿主,因其携带多种病毒且常能耐受感染而尤为突出,这很可能归因于其限制免疫病理损伤的生态特征和免疫适应。在蝙蝠源性病毒中,翼足蝠正呼肠孤病毒(Pteropine orthoreoviruses,PRVs)作为人类呼吸道疾病的病原体,其重要性日益凸显,但仍未得到充分认识。正呼肠孤病毒(属:呼肠孤病毒科 Reoviridae)是无包膜病毒,具有分节段的双链RNA(dsRNA)基因组,包裹在多层的二十面体衣壳中。历史上,哺乳动物呼肠孤病毒被视为基本无害的“孤儿”病毒,导致常规检测和监测不足。这一观点随着具融合性的、与果蝠相关的正呼肠孤病毒的发现而发生转变:尼尔森湾病毒(Nelson Bay virus)于1968年在澳大利亚分离,随后在亚洲和非洲也检测到相关PRVs,包括从急性呼吸道疾病患者中分离的病毒以及偶发的有限人际传播病例。PRVs与经典哺乳动物正呼肠孤病毒(MRVs)的不同之处在于,它们编码融合相关小跨膜蛋白(fusion-associated small transmembrane proteins,FAST proteins),这些蛋白驱动合胞体形成,促进快速的细胞间传播和细胞病变效应;缺乏FAST蛋白的病毒则毒力减弱,突显了FAST蛋白在发病机制中的作用。PRV的进化也得益于其包含10个节段的基因组,这有助于在蝙蝠储存宿主中进行重配和多样化。从机制上讲,广宿主范围可能得益于病毒附着于普遍存在的硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(heparan sulphate proteoglycans,HSPGs)。
从临床和公共卫生角度来看,PRV感染难以识别,因为其症状通常类似于常见的呼吸道疾病。此外,正呼肠孤病毒很少被纳入常规诊断检测,这可能导致漏诊,并限制了对不同环境和病毒株传播动态的准确评估。同时,储存宿主的持续性感染、重配驱动的多样性以及广泛的附着因子共同为持续的溢出机会和散发性聚集病例提供了条件,这使得PRVs成为严重急性呼吸道感染和不明原因脑炎监测策略中的重要关注对象,尤其是在蝙蝠与人接触频繁的地区。
尽管PRVs作为新兴人兽共患病原体的认知不断提高,但现有文献仍然零散,大多数研究分别侧重于病毒学、孤立暴发报告或储存宿主生态学。很少有综述将致病性的分子机制与全球系统发育地理扩张、人兽共患传播动态以及转化生物医学应用进行综合整合。此外,关于非洲PRV循环、重配相关进化、神经系统表现以及反向遗传学进展的最新证据尚未在一个统一框架内进行综合分析。本综述通过“同一健康”视角提供对PRVs的综合评估,将病毒进化、生态破坏、监测挑战和新出现的治疗机会联系起来,旨在阐述PRVs的分子发病机制、人兽共患动态和全球流行病学趋势,同时强调关键的监测差距和公共卫生影响。

2. 翼足蝠正呼肠孤病毒物种的分类学、基因组结构与发病机制

2.1. PRV的分类学与基因组组织

正呼肠孤病毒属(Orthoreovirus)属于呼肠孤病毒科(Reoviridae)刺突呼肠孤病毒亚科(Spinareovirinae),其特征为无包膜病毒,具有分节段的dsRNA基因组,包裹在双层二十面体蛋白质衣壳中。在分类学上,该属主要根据诱导细胞-细胞融合的表型能力分为两个不同的组:非融合性的MRV和融合性正呼肠孤病毒,后者包括禽类、狒狒和爬行动物正呼肠孤病毒以及从蝙蝠中分离的病毒。PRV物种被正式提议给国际病毒分类委员会(International Committee on Taxonomy of Viruses),以统一从蝙蝠和人类中回收的几个密切相关分离株,取代了诸如尼尔森湾病毒(NBV)等旧名称,NBV现作为PRV组的原型分离株。重新分类的必要性源于高遗传相似性、翼足蝠(pteropid bats)重叠的宿主范围以及分离株之间的强血清学交叉反应性。对外层和内层衣壳蛋白的系统发育分析一致地将PRVs归类于一个独立的谱系(III组),该谱系明显区别于经典的非融合性哺乳动物正呼肠孤病毒。在基因组节段中,S1节段观察到的遗传多样性最大。尽管存在这种显著的变异性,但保守的末端序列得以保留,包括特征性的5‘端共有基序5’-GCUUUU(U/C)和3‘端序列5’-UCAUC-3‘,这些仍是该属的定义性分子特征。
PRV基因组由10个线性的dsRNA节段组成,根据电泳迁移率传统上分为三个大小类别:大(L1, L2, L3)、中(M1, M2, M3)和小(S1, S2, S3, S4)。这些节段编码病毒粒子的结构组分以及一套对病毒复制、细胞进入和宿主细胞操纵至关重要的非结构蛋白。PRV病毒粒子是一种无包膜颗粒,直径约60至80 nm,呈二十面体对称,具有特征性的双层衣壳结构。内壳或核心包围着十个dsRNA基因组节段以及转录所需的酶促机器,包括RNA依赖性RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase, RdRp),而外层衣壳介导受体结合、细胞进入和保护病毒基因组。
PRVs的一个定义性特征是特定基因组节段的多顺反子组织,最显著的是S1节段,在某些分离株中还有S4节段。虽然大多数正呼肠孤病毒基因组节段是单顺反子的,但PRV的S1节段长度约为1568 bp,通常包含三个不同的开放阅读框,分别编码p10 FAST蛋白、非结构p17蛋白和σC细胞附着蛋白。这种紧凑且信息密集的基因组排列使PRVs能够在有限的节段化基因组内最大化编码能力,并支持参与膜融合、宿主特异性调节和病毒附着的蛋白质的协调表达,从而有助于病毒的适应性和人兽共患潜力。

2.2. 感染与发病机制的分子机制

PRVs通过附着于细胞表面的硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(HSPGs)启动感染,这一策略不同于哺乳动物正呼肠孤病毒以连接黏附分子1(junctional adhesion molecule 1, JAM-1)为受体的范式。附着由外层衣壳蛋白通过与带负电荷的硫酸乙酰肝素(HS)链的静电相互作用介导,随后通过内化(典型途径为网格蛋白介导的内吞作用)进入细胞。对HS依赖性的证据来自对HS生物合成或结构的遗传和酶促扰动,这些扰动会显著降低病毒附着和感染。临床上,依赖于普遍存在的HSPGs可能有助于广泛的嗜组织性,并提示将进入阻断策略(例如HS竞争者)作为一种治疗途径。
进入后,PRVs以其诱导广泛细胞-细胞融合和多核合胞体的能力而著称,这是由在感染细胞质膜上表达的非结构FAST蛋白p10驱动的。FAST介导的融合能够实现相邻细胞间高效的局部传播,并有实验证据支持:破坏FAST功能会减少合胞体形成并削弱复制能力和致病性。临床上,合胞体形成可能导致上皮损伤和呼吸道病理,并突出了融合机制与宿主因子之间的相互作用作为潜在的干预靶点。PRV的生命周期整合了HSPG介导的进入和FAST驱动的细胞间传播。
p10 FAST蛋白本身是一种小型非结构III型膜蛋白,具有一个短且主要为疏水性的胞外域、一个单次跨膜结构域和一个胞质尾区。与有包膜病毒的融合蛋白不同,它不需要一个独特的受体结合步骤;相反,一旦它在质膜和细胞-细胞接触位点积累,它就直接降低了相邻细胞间脂质双层合并的能量屏障。这种机制上的区别是其双重作用的基础,既促进局部病毒传播,也在溶瘤和生物技术应用中利用FAST介导的旁观者细胞杀伤作为潜在的治疗策略。
除了进入和融合之外,PRV的宿主范围和储存宿主持久性受到S1节段编码的非结构p17蛋白的影响。p17定位于细胞核,在标准细胞系中对复制是非必需的,但在蝙蝠来源的细胞中支持高效生长;这种表型依赖于核定位所需的基本残基基序。p17还可以调节宿主反应:米卡芬净(Micafungin)介导的p17抑制与白细胞介素-6(interleukin-6, IL-6)的上调有关,而IL-6反过来可以干扰合胞体形成和病毒释放。这些发现共同表明p17是宿主特异性的分子决定因素,也是果蝇中大多无症状储存状态的一个促成因素。
毒力的另一个决定因素在于内核衣壳。由S2节段编码的σA蛋白最近被确定为致病性的主要贡献者。通过使用反向遗传学在高毒力人源PRV株和低毒力蝙蝠源株之间交换基因组节段,研究发现σA可驱动感染小鼠产生过度、失调的炎症反应,肺组织中可见病理变化。σA中的一个单一保守丝氨酸残基(Ser-46)存在于从人、猴子和蝙蝠蝇中分离的PRV株中,但在蝙蝠源株中缺失,这表明该残基可能促进从天然蝙蝠储存宿主向偶然宿主的种间传播。这些进入、融合和毒力决定因素向人类宿主呈现的频率,反过来又受储存宿主本身的生态学支配。

3. 翼足蝠正呼肠孤病毒的自然储存宿主动态与全球流行病学

3.1. 翼足蝠科作为主要储存宿主

PRVs的自然储存宿主动态与狐蝠科(Pteropodidae)蝙蝠(俗称旧世界果蝠或狐蝠)的生物学和生态学有着内在联系。这些哺乳动物不仅持续携带病毒,还通过共感染机制和基因组重配促进病毒的遗传多样化。该科的成员表现出对PRV感染的显著易感性,证据遍及各大洲的众多属和物种。在澳大利亚,主要储存宿主仍是灰头狐蝠(Pteropus poliocephalus),而在东南亚,宿主多样性扩展到包括马来大狐蝠(Pteropus vampyrus)、岛狐蝠(Pteropus hypomelanus)和棕果蝠(Rousettus leschenaultii)。非洲的研究最近在安哥拉长舌果蝠(Lissonycteris angolensis)、埃及果蝠(Rousettus aegyptiacus)和草蝠(Eidolon helvum)中鉴定出PRV,表明病毒在该大陆大部分果蝠种群中存在地方性流行。
PRVs在储存宿主内的嗜性是多中心的。已从多种生物样本中成功分离出病毒,包括心血、尿液、肺组织、肠道内容物和唾液。这种全身性分布表明,群体内传播可通过多种途径发生,包括呼吸道(飞沫)和粪-口途径,增加了病毒在高密度群体中持续存在的可能性。蝙蝠群体内的感染动态特点是抗体阳性率高,在一些非洲和亚洲群体中常超过90%,表明地方性循环和频繁的再暴露。尽管在样本中偶尔检测到高病毒载量,但蝙蝠通常不显示临床症状,充当无症状携带者并间歇性排毒。
储存宿主动态中的一个关键因素是翼足蝠的社会行为。许多物种,如马来大狐蝠和草蝠,形成数以千计甚至数百万计的庞大群体,通常彼此紧密接触。这种拥挤促进了通过频繁接触和气溶胶分泌物进行的水平传播。此外,许多狐蝠的游牧特性使其能够随季节性开花模式迁徙遥远距离,促进了病毒在远距离群体间的传播,维持了一个高度动态的病毒遗传库。来自中国的研究引入了额外的复杂性,从蝙蝠蝇(Eucampsipoda sundaica)中分离出PRV株,这些吸血体外寄生虫采集自蝙蝠体表。虽然它们作为人类生物媒介的作用尚未确认,但它们携带病毒的能力表明它们可能在蝙蝠自身之间充当机械性或生物性媒介,在飞行活动减少或冬眠期间促进病毒的维持。

3.2. 翼足蝠正呼肠孤病毒的全球地理分布、系统发育地理学与流行病学演变

对PRV地理分布的认识已从一个最初局限于澳大利亚和东南亚的区域性视角演变为认识到病毒几乎存在于所有翼足蝠栖息的地区。澳大利亚代表了PRV研究的历史起源,1968年在新南威尔士州分离出NBV。东南亚随后出现了重大的流行病学转变,成为人类PRV感染的主要中心。马来西亚产生了特别丰富的分离株集合,包括普劳病毒(Pulau virus,1999年)、马六甲病毒(Melaka virus,2006年)、金宝病毒(Kampar virus,2006年)和西卡马特病毒(Sikamat virus,2011年)。这些病毒不仅从蝙蝠中分离出来,也从患有严重急性呼吸道感染的患者中分离出来,最终证明了PRVs的人兽共患性质。通过直接从蝙蝠中分离以及与旅行相关的人类感染,多个地区均有PRV循环的记录,表明持续的病毒循环和正在进行的人兽共患暴露。监测研究已在蝙蝠群体中鉴定出遗传多样化的PRV株,提示可能存在由地理隔离和重配事件塑造的独特区域谱系。血清学证据进一步表明,人类对PRVs的暴露可能比目前认识的更为常见,并且通常是无症状或临床未被识别的。除了果蝠,PRVs还在其他动物宿主中被检测到,突显了它们的生态适应性和更广泛传播动态的潜力。最近,非洲PRV株的鉴定大大扩展了这些病毒已知的地理分布范围。尽管地理上相隔甚远,非洲和亚洲的PRV株共享惊人的遗传相似性,在多个基因组节段上核苷酸同一性通常超过91%,支持存在一个泛旧世界PRV多样性连续体的观点。
全球系统发育地理学分析进一步强化了这一连续体模型。通过对S1-S4基因组节段进行Mantel检验,证明了地理距离与遗传分化之间存在显著相关性,与距离隔离一致,表明即使在长达19420公里的洲际尺度上,遗传距离也随地理分隔线性增加。然而,不同基因组节段的进化速率不同。编码细胞附着蛋白σC的S1节段显示出最大的差异,平均配对距离为35% ± 12.7%,这可能反映了由适应宿主特异性细胞受体驱动的多样化选择。相比之下,S2和S4节段更为保守,表明对内层和外层衣壳蛋白存在更强的结构和功能约束。PRVs分节段的基因组组织创造了基因组重配的可能性,这可能有助于病毒的多样化和地理传播。几项研究报告了PRV分离株个体基因组节段之间的系统发育不一致性,提示在病毒进化过程中可能存在重配事件。例如,菌株根据所分析的基因组节段展现出不同的系统发育关系,表明了复杂的进化动态和循环谱系之间可能的历史性基因组节段交换。然而,全面的基因组研究仍然有限,重配直接影响PRV出现、宿主适应和致病性的程度需要进一步研究。
与此不断扩大的地理和遗传格局并行的是,PRVs的流行病学已经发生了实质性变化。继1968年首次发现NBV之后,一个关键的里程碑出现在2006年,当时首次记录了与马六甲病毒相关的人类溢出事件,证实了PRVs的人兽共患潜力。同年,金宝聚集性病例提供了有限的人际传播和院内传播的证据,表明PRVs不仅能从动物向人类溢出,还能在特定条件下发生二次传播。在2007年至2010年间,与宫崎-巴厘岛病毒和香港分离株等毒株相关的输入性病例进一步证实了印度尼西亚的地方性流行,并强调了国际旅行在将感染传播到其原发地区以外的作用。最近,孟加拉国的报告描述了可能与PRV暴露相关的严重呼吸道和神经系统疾病聚集性病例,进一步扩大了这些病毒公认的临床和地理范围。这些发现引发了对PRVs可能参与脑炎疾病的担忧,并强调了加强监测和确证性分子研究的必要性。
对该聚集性病例的基因组分析将这些致病株置于PRV已知的多样性范围内,并将已记录的疾病范围扩展到印度次大陆,这是首次报道PRVs与人类脑炎相关联。这些发现,连同全球范围内PRV检出率的增加,与加速的环境和生态变化密切相关,这些变化增加了人兽共患溢出的机会。然而,PRV的真实流行病学负担仍不确定,因为大多数可用数据来源于孤立的监测研究、暴发调查或旅行相关病例,引入了显著的地理和抽样偏倚。因此,东南亚报告病例的明显集中可能部分反映了诊断能力和监测强度的差异,而非病毒循环受限。此外,在呼吸道诊断面板中缺乏常规PRV检测,可能导致轻度或无症状感染的严重低估,限制了对传播动态和溢出频率的准确评估。森林砍伐、气候驱动的栖息地变化、城市化和栖息地破碎化等人为因素也正在重塑蝙蝠生态学并增加人类与储存宿主的接触。这些生态破坏可能促进蝙蝠群体内的同步病毒脱落,并促进大型城市蝙蝠群落的建立,从而增加反复发生人兽共患传播事件的风险。

3.3. 已记录的人类PRV暴发与血清学研究总结

为了便于比较全球流行病学记录,表格汇总了已记录的人类PRV感染和主要血清学研究的可用数据。该表格突显了当前监测的零散性:病死率很少被系统地报告,血清阳性率估计值仅适用于选定的群体,并且在大多数聚集性病例中,传播途径仍然是推测而非确认。在确实存在血清阳性率数据的情况下,方法学的异质性限制了可比性:新加坡和马来西亚的职业血清学调查依赖于空斑减少中和试验滴度,采用队列特异性临界值和适度的样本量,无法进行人群层面的推断;PRV株之间以及可能与其他融合性正呼肠孤病毒的交叉反应性在大多数检测中尚未被系统地排除;并且,现有的血清学调查均未报告针对已验证参考标准的检测灵敏度和特异性,因此报告的血清阳性率应被解释为真实暴露的近似值而非精确估计。在数据缺失的情况下,这种缺失本身就是一项重要发现,应推动前瞻性队列研究和标准化暴发报告规程。区分地方性流行(在特定人群或区域内持续、反复的检测)和流行事件(高于基线水平的明显增加,通常有明确的点源)对于解读这些数据非常重要。现有证据表明,PRVs在旧世界的蝙蝠群体中地方性流行,并伴有偶发性的人类溢出事件,而非持续的人际传播链。
一个特别重要的近期发展涉及2022-2023年孟加拉国聚集性病例,这是迄今为止报告的最严重的临床PRV暴发,值得详细讨论。Islam等人于2025年在《新兴传染病》(Emerging Infectious Diseases)杂志上描述的该聚集性病例涉及孟加拉国三个地区的至少11例急性呼吸道疾病和脑炎病例,报告的病死率为36%,显著高于之前的马来西亚聚集性病例(未记录死亡病例)。基因组鉴定确定了蝙蝠呼肠孤病毒株与印度尼西亚2010年分离株的核苷酸同一性为96%,与翼足蝠正呼肠孤病毒一致。椰枣汁采集被确定为主要疑似传播途径,这是PRVs首次记录通过食物载体发生的蝙蝠向人类溢出事件。这一途径类似于孟加拉国尼帕病毒的传播途径,突显了职业暴露和人-野生动物界面食品安全干预措施的重要性。孟加拉国聚集性病例仍然是首次将PRV与致命性人类脑炎相关联,从根本上扩大了其公认的临床谱,超出了呼吸道疾病的范围。它还提出了未解决的问题,即更高的病死率是否反映了毒株特异性毒力、宿主免疫状态的差异、延迟诊断或受影响环境中重症监护能力的限制,这些都是需要紧急调查的领域。临床上,孟加拉国病例表现为发热、意识改变和癫痫发作,进展为脑炎,在数例病例中出现前驱呼吸道疾病,超过三分之一的患者死亡;这与马来西亚金宝和马六甲聚集性病例形成对比,后者的患者表现为流感样疾病和急性呼吸道感染,未记录有脑病或死亡。这种不同临床表现的原因尚未确定,可能反映毒株特异性嗜神经性、宿主易感性或合并症的差异,或在常规PRV检测有限的环境中偏向于更严重表现的确定偏倚;区分这些可能性是未来比较发病机制研究的优先事项。

3.4. 人-动物-生态系统界面的“同一健康”控制措施

将“同一健康”框架从概念模型转化为可行的PRV控制,需要在三个层面同时实施干预措施:生态系统-野生动物界面、生产系统和人-动物界面,以及社区公共卫生层面。在生态系统和野生动物层面,主要干预措施是与栖息地监测相结合的活跃蝙蝠群体监测。跟踪翼足蝠群体内跨季节PRV脱落流行率和强度的纵向研究将有助于识别高风险期,特别是与同步脱落相关的繁殖季节,并为风险降低措施的时机提供信息。限制侵入蝙蝠栖息地并防止森林破碎化的栖息地保护政策代表上游干预措施,有可能从源头减少溢出机会。体外寄生虫监测,特别是已被证明携带PRV的蝙蝠蝇,应纳入野生动物监测协议,因为节肢动物媒介可能有助于群体内病毒维持,并潜在地起到桥梁传播作用。评估这些措施的证据基础仍然有限;需要进行系统的生态学研究以确定哪些栖息地干预措施能最有效地降低溢出风险。
在生产系统和人-动物界面,2022-2023年孟加拉国聚集性病例突显了椰枣汁采集作为高优先级干预目标。在孟加拉国,椰枣汁传统上是在夜间用敞口容器收集,使得蝙蝠排泄物可能污染汁液,这一途径已在尼帕病毒中得到证实,现在也被认为与PRV有关。用竹裙覆盖椰枣汁收集罐,这是一种已经在尼帕病毒预防活动中推广的低成本措施,代表了一种基于证据、可立即实施的干预措施,应进行评估并扩展到PRV预防工作。在蝙蝠与人频繁接触的地区进行市场控制和检查野生动物贸易链是额外的界面级措施,这些措施基于生态数据是合理的,但其对PRV的具体效力尚未得到正式评估。在马来西亚,吉隆坡和其他城市中心的门诊环境中反复发现PRV,这表明在PRV流行地区管理不明原因呼吸道或神经系统疾病患者的医护人员应意识到该诊断,并在病因未知的初始评估期间应用标准飞沫预防措施。
在社区和公共卫生层面,风险沟通和社区参与是对技术干预措施的必要补充。针对最高蝙蝠接触风险人群的教育宣传活动,包括农业工人、森林邻近社区和探洞游客,可以通过行为改变来减少暴露,例如避免处理蝙蝠、在蝙蝠频繁出没区域遮盖食物和水源、以及在可能的暴露后出现呼吸道或神经系统症状时及时就医。在金宝2006年暴发期间实施的接触者追踪规程证明了可行性,并确定了有限的二次传播,这提供了一个应被正式纳入马来西亚、印度尼西亚、孟加拉国和其他PRV流行地区国家暴发应对计划的模型。社区层面干预措施有效性的定量估计在很大程度上仍然不可获得;在高风险社区建立前瞻性监测队列将允许严格评估暴露减少措施和求医行为。然而,上述每一项控制措施都依赖于首先识别感染的能力,这又将讨论引回到诊断和临床管理。

4. 诊断方法、治疗开发与新应用

由于PRV感染在临床上与许多急性呼吸道感染难以区分,诊断依赖于一个分层整合的框架,结合流行病学怀疑和实验室确认。在临床实践中,疑似病例首先使用基于核酸的检测进行评估,主要是对呼吸道标本进行实时定量聚合酶链反应(real-time quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR),并在必要时辅以其他样本类型,同时结合血清学用于回顾性暴露评估,以及在需要确定性表征时进行病毒培养。在实验室层面,RT-qPCR检测通常靶向保守的基因组区域,通常是编码关键毒力和宿主相互作用决定因素的S类节段,是急性病例确认最实用的方法。鉴于PRV基因组的节段性和重配的高频率,测序方法,无论是靶向测序还是全基因组测序,在资源允许的情况下对于毒株鉴定、分子流行病学和暴发调查尤其有价值。血清学方法,包括ELISA和确证性中和试验,支持回顾性诊断和人群水平暴露估计。为了进行确切的病毒学确认和表型表征,在允许的细胞系中进行病毒分离仍然是一个选择,PRVs通常会产生特征性的融合性细胞病变效应。已发表的PRV特异性RT-qPCR和血清学检测通常在实验室条件下报告每个反应低拷贝数的分析灵敏度;然而,在目前的文献中,尚无针对确诊病例参考标准的头对头临床灵敏度和特异性数据。
尽管PRVs作为新兴人兽共患病原体的认识不断提高,但临床管理仍然主要是支持性的,因为目前尚无PRV特异性抗病毒药物或获批的人类疫苗可用。尽管如此,治疗创新已通过药物再利用策略和宿主靶点发现方法取得了进展。已鉴定出几种具有体外活性的候选抑制剂,包括干扰病毒复制或释放的化合物以及限制宿主核苷酸生物合成的制剂。HS作为关键细胞附着因子的鉴定支持了进入抑制的概念,例如使用HS竞争者,作为潜在的早期干预策略。与此同时,全基因组遗传筛选突显了宿主代谢依赖性,包括叶酸和一碳代谢途径,作为抗病毒干预的潜在药物靶点。尽管这些发现共同支持了一个候选治疗药物的管线,但转化为临床实践将需要标准化的实验模型、严格的药理学表征和全面的安全性评估。PRV特异性治疗药物开发的一个主要障碍是缺乏一个国际公认的、具有与人类疾病相匹配的临床终点的标准化动物模型,涵盖呼吸道表现以及孟加拉国聚集性病例后的脑炎表现;BALB/c呼吸道模型不能重现神经系统受累,并且各实验室间缺乏统一的攻毒剂量和终点,使得候选抗病毒药物的比较变得复杂。
PRV研究的实验系统仍然有限,但正在扩展。在体外,PRV株在Vero和Vero E6细胞中高效复制,这些细胞仍然是分离和滴度测定的标准平台,而在蝙蝠来源的细胞系中复制具有毒株依赖性,且通常细胞病变效应较弱,与无症状储存宿主表型一致。在体内,通过使用人源和蝙蝠源毒株进行鼻内接种建立的BALB/c小鼠模型可重现急性呼吸道疾病,并已被用于证明非致死性攻毒后的保护性免疫。最近,在BALB/c小鼠中使用反向遗传学衍生的重组病毒已将毒力决定因子定位到S1和S2节段,并在鼻内攻毒后观察到σA依赖性肺部病理和细胞因子失调。食蟹猴也已通过实验感染,并在PRV攻毒后发生血清转换,支持其作为啮齿动物研究与人类疾病之间的非人灵长类动物模型的相关性,并且最近开发的蝙蝠来源肠道和肺类器官可用于模拟储存宿主和偶然宿主之间的组织特异性复制差异。每种模型都有局限性:Vero细胞培养不能捕捉与发病机制相关的先天免疫反应;BALB/c模型虽然易于操作,但可能无法完全重现孟加拉国聚集性病例中报告的脑炎表现;而猕猴和类器官模型仍资源密集,且尚未在各实验室间标准化。
疫苗开发虽然仍处于临床前阶段,但得到了令人信服的实验证据的支持,这些证据表明针对PRVs的保护性免疫是可以实现的。在小鼠模型中,使用非致死性PRV剂量进行鼻内接种可赋予对后续致死性攻毒的完全保护,为疫苗诱导的免疫力建立了原理证明。当前的探索性策略集中于编码免疫原性病毒蛋白的DNA疫苗,例如外层衣壳附着蛋白σC和非结构蛋白σNS。然而,σC的高度遗传变异性对通用疫苗设计构成了重大挑战,推动了对抗原生产和展示平台的创新兴趣,包括小麦胚芽无细胞系统,该系统可促进正确的蛋白质折叠并增强中和抗体的诱导。被动免疫疗法对于PRV来说仍是一个未经探索的领域,尽管主动免疫已被证明可以在小鼠模型中赋予针对致死性攻毒的完全保护。
除了作为病原体,PRVs作为潜在的溶瘤剂也引起了相当大的关注,因为它们具有选择性感染和裂解癌细胞同时保留正常组织的内在能力。这种溶瘤嗜性部分归因于恶性细胞中Ras信号通路的频繁失调,这会抑制先天抗病毒反应并促进病毒复制。西卡马特病毒(PRV7S),一种马来西亚分离株,已被广泛表征为针对鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma, NPC)的有效溶瘤病毒。证据表明,PRV7S表现出与哺乳动物正呼肠孤病毒3型相当或更优的功效,在特定的NPC细胞系中诱导高达98%的深度生长抑制和凋亡,同时对非癌性鼻咽细胞施加最小的细胞毒性作用。分子分析揭示PRV7S感染导致Ras蛋白下调和执行半胱天冬酶如caspase-3的激活,与程序性细胞死亡途径一致。
蝙蝠源性正呼肠孤病毒如PRV7S在溶瘤病毒疗法中的一个显著优势是人类群体中可忽略不计的预存免疫,允许全身给药而不被快速免疫清除,并可能改善向转移部位的递送。此外,PRVs特征性的FAST介导的强效合胞体形成可能通过旁观者杀伤邻近恶性细胞来放大溶瘤功效。分子病毒学的平行进展已将PRVs转变为多功能的生物技术平台和研究工具。基于质粒的反向遗传学系统的发展使得能够完全从克隆的cDNA生成重组PRVs,从而允许对病毒基因组进行精确操作。这项技术促进了表达绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)或荧光素酶等标记物的报告病毒的产生,用于高通量抗病毒筛选和体内实时感染追踪,并为工程改造PRVs作为疫苗载体或靶向基因传递系统开辟了途径。
此外,PRV FAST蛋白独特的融合特性正在被探索用于更广泛的生物技术应用,包括开发用于增强药物递送的融合脂质体和旨在促进受控细胞融合的组织工程策略。为了更好地模拟人兽共患溢出和宿主特异性的复杂动态,已经开发了基于蝙蝠类器官的高级离体系统。蝙蝠肠道类器官和肺类器官提供了生理相关的平台,用于研究天然储存宿主组织中的病毒嗜性、复制动力学和宿主反应。这些模型展示了PRV复制的显著差异,在蝙蝠肠道组织中高效复制,但在肺组织中复制有限,反映了蝙蝠的无症状感染和人类的严重呼吸道疾病。此类发现为跨物种传播和致病性提供了重要的见解。
总体而言,对PRVs不断深入的理解突显了它们作为新兴人兽共患威胁和潜在生物医学工具的双重意义。它们的地理分布、基因组多样性和不断演变的临床谱强调了整合的“同一健康”监测、改进的分子诊断和生态监测的必要性。同时,抗病毒策略和溶瘤应用的进展说明了PRV研究对人类健康的更广泛转化潜力。

5. 结论

本综述综合了关于PRV分子发病机制、全球流行病学和“同一健康”控制维度的现有知识,揭示了已知信息以及关键空白所在。在确定的优先事项中,有三项特别可行且具有时间敏感性。首先,2022-2023年孟加拉国聚集性病例需要紧急跟进:需要进行前瞻性队列研究以确定高死亡率是否反映了毒株特异性毒力或延迟诊断和重症监护获取受限等背景因素,并且应在受影响地区实施基于现有尼帕病毒干预措施的针对性椰枣汁安全运动。其次,常规诊断面板中PRV的系统性漏检是一个可纠正的空白:在东南亚和孟加拉国的哨点严重急性呼吸道感染和不明原因脑炎监测网络中增加PRV特异性RT-qPCR将大幅提高流行病学可见性,而无需新建基础设施。第三,来自高危职业群体(即蝙蝠猎人、洞穴探险者、水果种植者和椰枣汁采集者)的定量血清阳性率数据在马来西亚和新加坡以外几乎完全缺失;在这些人群中进行系统性血清学调查将允许基于证据的干预优先级分层和对PRV人类负担的真正估计。在治疗前沿,FAST蛋白融合机制和硫酸乙酰肝素介导的进入代表了特征明确的分子靶点,其候选抑制剂在体外存在,但均未进展到标准化动物疗效研究;建立国际公认的动物模型和抗病毒检测基准应成为近期优先事项。总体而言,证据要求PRV不仅被视为一种区域性人兽共患病,而且被视为一种全球相关的新兴病原体,需要在人-动物-环境界面开展协调一致的监测、标准化的暴发报告和加速的“同一健康”研究。
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