了解手足口病
前言
手足口病是一種常見于5歲以下幼兒的病毒性疾病,其典型表現(xiàn)為口腔皰疹和手足皮疹。早在1957年,多倫多就首次報(bào)道了由柯薩奇病毒(主要是CVA16)引起的發(fā)燒、手腳水泡性皮疹的特征性癥狀。1959年,“手足口病”被首次用來(lái)命名這種癥狀的疾病。
在過去的幾十年里,由EV-A71、CVA16、CVA6和艾可病毒引起的手足口病疫情在世界各地頻繁報(bào)道。EV-A71于1969年首次從一名腦膜炎兒童身上分離出來(lái),在亞太地區(qū)的大部分地區(qū)引起了手足口病的廣泛爆發(fā)。這種疾病癥狀通常較輕,在大多數(shù)情況下持續(xù)不到一周,然而,也有相當(dāng)多的患者會(huì)出現(xiàn)致命的神經(jīng)或心肺并發(fā)癥。此外,最近的隨訪研究表明,嚴(yán)重疾病康復(fù)的患者可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的神經(jīng)后遺癥。因此,手足口病已成為整個(gè)亞太地區(qū)乃至全球公眾健康的一個(gè)重大問題。
目前,還沒有針對(duì)手足口病的特定藥物干預(yù)措施。中國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(CFDA)批準(zhǔn)的腸道病毒A71滅活疫苗已被證明對(duì)EV-A71相關(guān)手足口病具有高水平的保護(hù)作用。然而,多種病原體的同時(shí)傳播和傳染源分子流行病學(xué)的演變使得僅基于單一病原體的干預(yù)措施相對(duì)不足。腸道病毒具有高度傳染性,對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有偏好,尤其是在兒童人群中,這導(dǎo)致了持續(xù)的疫情爆發(fā)。鑒于手足口病在世界各地的巨大影響,我們需要深入了解手足口病病毒學(xué)、流行病學(xué)、發(fā)病機(jī)制、治療、后遺癥和疫苗開發(fā)的最新發(fā)現(xiàn),以便更好地提供臨床實(shí)踐和公共衛(wèi)生措施。
手足口病的流行病學(xué)特征
手足口病的潛伏期大多為2-10天,平均為3-5天。手足口病的進(jìn)展可分為5個(gè)階段(皮疹、神經(jīng)功能障礙、心肺功能衰竭早期、心肺衰竭、恢復(fù)),大多數(shù)病例通常只經(jīng)歷第一階段,并在一周內(nèi)恢復(fù)。
人類通常被認(rèn)為是人類EVs的唯一宿主,患者和無(wú)癥狀感染者都是手足口病感染的來(lái)源。該病毒可以在感染者發(fā)病前幾天在咽部和糞便中檢測(cè)到,通常在癥狀出現(xiàn)后一周內(nèi)最具傳染性。目前,糞口傳播和接觸被認(rèn)為是手足口病的主要傳播途徑;谝恍﹦(dòng)物研究,也提出了氣溶膠和呼吸道的潛在傳播途徑。
作為一種常見的兒童傳染病,手足口病主要發(fā)生在5歲以下的兒童。由于免疫系統(tǒng)不成熟和幼兒園前階段的聚集性,兒童對(duì)EV非常敏感。除了減少易感人群的聚集和加強(qiáng)個(gè)人保護(hù)外,通過疫苗接種的“群體”免疫在降低人群易感方面更有效。在中國(guó)EV-A71高傳播的城市地區(qū),已開始接種滅活的EV-A71疫苗,觀察到與EV-A71相關(guān)的手足口病發(fā)病率顯著下降。EVs可以刺激更強(qiáng)的免疫反應(yīng),但不同血清型之間幾乎沒有交叉免疫。因此,迫切需要多價(jià)疫苗來(lái)進(jìn)一步提高群體免疫力。
手足口病的病因特征
手足口病是由人類腸道病毒(EVs)引起的,EVs是小核糖核酸病毒科腸道病毒屬的成員。EVs的病毒顆粒是對(duì)稱的二十面體,由60個(gè)外殼蛋白亞基和一個(gè)正極性的單鏈RNA組成。病毒基因組的開放閱讀框(ORF)編碼2194個(gè)氨基酸,3′非翻譯區(qū)UTR(3′UTR)后面是可變長(zhǎng)度的Poly-A尾部。病毒基因組編碼的蛋白質(zhì)主要包括三個(gè)區(qū)域:P1、P2和P3,其中P1編碼四種結(jié)構(gòu)蛋白VP1-VP4,P2和P3分別編碼七種非結(jié)構(gòu)蛋白2A-2C和3A-3D。VP1-VP4進(jìn)一步參與病毒粒子衣殼組裝。盡管VP1、VP2和VP3排列在衣殼的外側(cè),但VP1是主要的抗原結(jié)合位點(diǎn)。因此,VP1是主要血清學(xué)分型和疫苗開發(fā)的合適候選者,并已被廣泛用作EVs分子研究的靶基因。
此外,EV的物理化學(xué)特性包括對(duì)醚、氯仿等有機(jī)溶劑和低溫條件的耐受性,以及對(duì)高溫、氯化消毒劑、甲醛和紫外線等的敏感性。
引起手足口病爆發(fā)的4種主要EV血清型
在過去,EV-A71和CVA16是2005年之前最常報(bào)告的手足口病病因。目前,其他EV,如CVA6和CVA10,在手足口病病例和疫情中占很大比例。
EV-A71毒株于1969年在加利福尼亞州首次分離。1970年至1990年期間,由EV-A71引起的手足口病疫情在美國(guó)頻繁發(fā)生。二十世紀(jì)末,EV-A71在整個(gè)西太平洋地區(qū)的活動(dòng)急劇增加。1997年,由EV-A71毒株在馬來(lái)西亞引起的手足口病大爆發(fā)導(dǎo)致41人死亡。2008年至2014年,中國(guó)共報(bào)告10717283例病例(3046例死亡),病死率為0.03%。發(fā)病率從2008年的37.6/100000上升到2013年的139.6/100000,并在2012年達(dá)到166.8/10 0000的峰值。
CVA16是1959年和1994年英格蘭手足口病爆發(fā)的主要病原體。1964年和1968年,美國(guó)也爆發(fā)了CVA16疫情。CVA16感染也是1991年澳大利亞悉尼爆發(fā)手足口病的原因。隨后,亞太地區(qū)包括中國(guó)、日本、印度、臺(tái)灣、越南、新加坡和歐洲的西班牙都報(bào)告了CVA16疫情。
近年來(lái),隨著EV-A71疫苗的接種,手足口病的致病譜發(fā)生了變化,尤其是在中國(guó)。從2016年到2018年,在中國(guó)杭州的3559例手足口病病例中,EV-A71和CVA16陽(yáng)性的比例分別為8.9%和5.2%,而其他EVs的比例為60.6%。近年來(lái),由CVA6引起的手足口病疫情已在美國(guó)、西班牙、匈牙利、法國(guó)和英國(guó)發(fā)生。與其他EV血清型引起的手足口病不同,CVA6相關(guān)手足口病表現(xiàn)出更嚴(yán)重、更廣泛的皮疹,其特征是成人發(fā)病率更高。
CVA10毒株于1950年在美國(guó)首次分離。CVA10的第一次爆發(fā)發(fā)生在1981年7月至1982年1月的日本。隨后,亞洲、歐洲、非洲和大洋洲相繼報(bào)告了與CVA10相關(guān)的手足口病與CVA6共同傳播。中國(guó)手足口病患者CVA10的檢出率不同。CVA10(25%)、CVA6(29.8%)和CVA16(32.5%)是2018年廣東省手足口病患者最常見的血清型。在廈門,從2009年到2015年,手足口病病例中CVA10的比例并不是特別高(1.08–7.09%)。然而,嚴(yán)重手足口病患者的CVA10檢測(cè)率明顯高于往年。2016年至2020年,上海共收集到9952例散發(fā)性手足口病病例,CVA10為第四大流行病原體,總陽(yáng)性率為2.78%。
EV-A71、CVA16、CVA6和CVA10是全球引起手足口病的4種主要毒株,它們又具有不同的亞型。EV-A71病毒的遺傳進(jìn)化可分為七種基因型(A-G),其中基因型B和C分別進(jìn)一步分為B0-B5和C1-C5亞型。C4和C1亞型已發(fā)展成為最主要的毒株,C4亞型主要在東亞和東南亞傳播,而C1在歐洲流行。CVA16分為A和B兩個(gè)基因型,B基因型進(jìn)一步分為B1和B2。B1可以進(jìn)一步分為B1a、B1b和B1c。CVA6毒株可分為6種基因型,分別為A至F,D基因型可進(jìn)一步細(xì)分為D1-3亞型。近年來(lái),D基因型,特別是D3亞型,已成為東南亞和歐洲流行的顯性亞型。CVA10分為7個(gè)基因型,包括A到G。C和D基因型是全球主要的流行毒株。由于進(jìn)化壓力和頻繁的重組,手足口病的病原體已經(jīng)進(jìn)化成具有特定時(shí)空分布的各種EVs基因型,進(jìn)一步的基因組分析和持續(xù)的分子流行病學(xué)監(jiān)測(cè)有助于疾病的控制和預(yù)防。
手足口病的病理學(xué)特征
病毒受體在感染的初始階段起著至關(guān)重要的作用。病毒進(jìn)入的第一個(gè)要求是與宿主細(xì)胞表面的受體結(jié)合,從而觸發(fā)下一步的內(nèi)吞作用。受體的可用性通常限制病毒感染并影響組織和物種的特異性。目前,EVs的大多數(shù)受體屬于免疫球蛋白超家族(IgSF),是I型跨膜糖蛋白。如表所示表2,2, hSCARB2、PSGL-1、AnnexinII、硫酸乙酰肝素被鑒定為EV-A71的主要受體,KREMEN1被確認(rèn)為CVA2、CVA3、CVA4、CVA5、CVA6、CVA7、CVA10、CVA14、CVA16的主要受體。受體的多樣性和各種結(jié)合模式促進(jìn)了EVs的感染。
EV的固有免疫逃逸
對(duì)病毒的最初防御是激活感染部位IFN和其他抗病毒分子的分泌,并通過自分泌和旁分泌機(jī)制發(fā)揮其抗病毒作用。宿主細(xì)胞通過三種病原體識(shí)別受體(PRRs)識(shí)別病原體相關(guān)分子模式(PAMPs):toll樣受體(TLRs)、視黃酸誘導(dǎo)基因樣受體(RLRs)和核苷酸結(jié)合寡聚結(jié)構(gòu)域類受體(NLRs)。
EVs已經(jīng)進(jìn)化出各種策略來(lái)抑制由IFNs介導(dǎo)的抗病毒反應(yīng)。2Apro和3Cpro直接抑制IFNs的產(chǎn)生和IFNs受體的表達(dá)。EVs主要作用于PRR信號(hào)通路中的多種蛋白質(zhì)分子,以完成免疫逃避。EVs主要通過控制宿主非編碼RNA(ncRNA)的水平來(lái)抑制TLR依賴性信號(hào)傳導(dǎo),從而間接影響TLR感知宿主細(xì)胞的能力,以及切割下游分子MyD88和TRIF以阻止IFNs的產(chǎn)生。EVs除了參與常見的先天免疫信號(hào)通路外,還直接抑制抗病毒蛋白分子,如ZAP和;o酶A氧化酶1(ACOX1)。它們還間接靶向泛素化的關(guān)鍵蛋白,如Ubc6e,以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和自噬,最終加劇病毒感染。
對(duì)EVs的適應(yīng)性免疫
人體適應(yīng)性免疫也進(jìn)化為提供更廣泛、更復(fù)雜的識(shí)別機(jī)制來(lái)消除病毒。臨床證據(jù)表明,EVs可以引發(fā)針對(duì)同型病毒的中和抗體(NAb)。一項(xiàng)研究結(jié)果表明,NAb滴度在發(fā)病后2周內(nèi)迅速達(dá)到峰值,并在2年內(nèi)保持在高水平。此外,有研究認(rèn)為,對(duì)決定EV-A71感染的結(jié)果有更大影響的是細(xì)胞免疫反應(yīng),而不是體液免疫。T細(xì)胞進(jìn)行的細(xì)胞免疫對(duì)維持身體防御至關(guān)重要;顧z顯示患者CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞發(fā)生異常變化。感染EV-A71的兒童外周血樣本中顯示Th(輔助T細(xì)胞)、Tc(殺傷T細(xì)胞)和Treg細(xì)胞(調(diào)節(jié)性T細(xì)胞)的總數(shù)減少,B細(xì)胞、Th2細(xì)胞和Th17細(xì)胞的百分比增加。此外,在輕度和重度手足口病感染的兒童中,Th1/Tc1和Th17/Treg顯著增加?焖儆行У拿庖叻磻(yīng)是抵御病毒感染的堅(jiān)實(shí)防線。然而,過度和失調(diào)的免疫反應(yīng)會(huì)引發(fā)一系列連鎖反應(yīng),主要表現(xiàn)為具有神經(jīng)源性成分的全身免疫失調(diào)。
手足口病的細(xì)胞因子譜
研究發(fā)現(xiàn),健康個(gè)體、輕度手足口病患者和重度HFMD患者的細(xì)胞因子水平顯著不同,這表明細(xì)胞因子在疾病進(jìn)展中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,并為診斷和治療提供了潛在的靶點(diǎn)。參與細(xì)胞因子產(chǎn)生的先天細(xì)胞包括中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞。同時(shí),參與“細(xì)胞因子風(fēng)暴”的適應(yīng)性細(xì)胞主要是各種亞群的T細(xì)胞。全身炎癥通常與伴隨中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的血腦屏障破裂有關(guān),這導(dǎo)致腦源性促炎細(xì)胞因子進(jìn)入循環(huán),進(jìn)一步激活包括補(bǔ)體在內(nèi)的炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)。
例如,在檢測(cè)到的淋巴細(xì)胞趨化因子中,在嚴(yán)重手足口病患者的血漿和腦脊液中發(fā)現(xiàn)了高水平的干擾素γ誘導(dǎo)蛋白-10(IP-10)。研究顯示,IP-10的缺乏顯著降低了血清中Mig(由IFN-γ誘導(dǎo)的單因子)的水平,以及小鼠大腦中IFN-γ的水平和CD8+T細(xì)胞的數(shù)量,這反過來(lái)又導(dǎo)致EV-A71感染小鼠的死亡率增加。此外,趨化因子配體CXCL-10在EV陽(yáng)性腦膜腦炎小鼠中顯著上調(diào),CXCL10/CXCR3軸的進(jìn)一步干擾會(huì)降低危重小鼠器官中白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的水平。最終,免疫系統(tǒng)崩潰,宿主的多個(gè)器官受損,導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的多器官衰竭和死亡。
手足口病的預(yù)防和治療
目前還沒有針對(duì)手足口病的抗病毒治療方法,也沒有具體的臨床管理和治療方法。對(duì)于常見病例,通常采用一般治療,隔離患者以避免交叉感染,并進(jìn)行良好的口腔和皮膚護(hù)理以避免污染。IFN-α和利巴韋林治療在一定程度上對(duì)手足口病的抗病毒治療顯示出積極作用。治療手足口病重癥的主要方法主要是通過支持和癥狀緩解措施。
接種疫苗被認(rèn)為是控制手足口病發(fā)病率的最有效和最具成本效益的方法。目前,有針對(duì)手足口病病原體的單價(jià)和多價(jià)疫苗。單價(jià)疫苗主要包括滅活全病毒疫苗、合成肽和蛋白質(zhì)疫苗、重組亞單位疫苗和重組病毒載體疫苗。目前,在中國(guó)獲批的EV71全病毒滅活疫苗由和中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院研發(fā)。中國(guó)一項(xiàng)隨機(jī)、雙盲的3期試驗(yàn)結(jié)果顯示,EV71滅活疫苗的有效率為97.4%。CVA16、CVA10、CVA6和CVA5的單價(jià)滅活病毒候選疫苗僅在動(dòng)物模型中進(jìn)行了研究,缺乏保護(hù)的臨床證據(jù)。
然而,單價(jià)疫苗提供的保護(hù)范圍有限,僅針對(duì)一種基因型,這意味著它們不能對(duì)其他EVs相關(guān)的手足口病提供保護(hù)。因此,降低手足口病發(fā)病率的最有效方法是使用多價(jià)疫苗,這些疫苗是通過有效的單價(jià)疫苗的組合或構(gòu)建具有不同病毒血清型的嵌合疫苗開發(fā)的,可以提供更好的交叉反應(yīng)性和保護(hù)。目前,滅活的多價(jià)疫苗,包括二價(jià)、三價(jià)和四價(jià)疫苗,主要在動(dòng)物研究中測(cè)試其保護(hù)作用。
參考文獻(xiàn):
1.Currentstatus of hand-foot-and-mouth disease. J Biomed Sci.2023 Feb 24;30(1):15.
原文標(biāo)題 : 了解手足口病
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