傳染性非典型肺炎是由SARS冠狀病毒(SARS-CoV)引起的壹種具有明顯傳染性、可累及多個臟器系統的特殊肺炎,重癥病例表現明顯的呼吸困難,並可迅速發展成為急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)。世界衛生組織(WHO)將其命名為嚴重急性呼吸綜合征(severe acute respiratory syndrome,SARS)。2002年11月在我國廣東省部分地區悄然出現的SARS,在經歷了兩個多月的始發期後,擴散到我國內地24個省、自治區、直轄市。在全球***波及亞洲、美洲、歐洲等32個國家和地區。截至2003年8月7日,全球累計發病例數為8,422例,依據報告病例計算的平均病死率達到了9.3%。
病原學?
自2003年1月以來,SARS疫情引起了眾多中外科學家的關註。2003年3月17日,WHO建立了全球網絡實驗室,開始了SARS病原的聯合攻關。經過全球9個國家13個網絡實驗室的科學家從病毒形態學、分子生物學、血清學及動物實驗等多方面研究,4月16日WHO在日內瓦宣布,壹種新的冠狀病毒是SARS的病原,並將其命名為SARS冠狀病毒。經典冠狀病毒感染主要發生在冬春季節,廣泛分布於世界各地。該病毒包括三個群,第壹、二群主要為哺乳動物冠狀病毒,第三群主要為禽類冠狀病毒。人冠狀病毒有兩個血清型(HcoV-229E, HcoV-OC43), 是人呼吸道感染的重要病原,人類20%的普通感冒由冠狀病毒引起。冠狀病毒也是成人慢性氣管炎急性加重的重要病因之壹。基因組學研究結果表明,SARS-CoV的基因與已知三個群經典冠狀病毒均不相同,第壹群病毒血清可與SARS-CoV反應,而SARS患者血清卻不能與已知的冠狀病毒反應。因此,作為壹種新的冠狀病毒,SARS-CoV可被歸為第四群。SARS-CoV屬冠狀病毒科冠狀病毒屬,為有包膜病毒,直徑多為60~120 nm,包膜上有放射狀排列的花瓣樣或纖毛狀突起,長約20 nm或更長,基底窄,形似王冠,與經典冠狀病毒相似。病毒的形態發生過程較長而復雜,成熟病毒呈圓球形、橢圓形,成熟的和未成熟的病毒體在大小和形態上都有很大差異,可以出現很多古怪的形態,如腎形、鼓槌形、馬蹄形、鈴鐺形等,很容易與細胞器混淆。在大小上,病毒顆粒從開始的400nm減小到成熟後期的60~120 nm。在患者屍體解剖標本切片中也可見到形態多樣的病毒顆粒。病毒在細胞質內增殖,由RNA基因編碼的多聚酶利用細胞材料進行RNA復制和蛋白合成,組裝成新病毒並出芽分泌到細胞外。與以往發現的冠狀病毒不同,利用Vero E6或Vero(綠猴腎細胞)細胞很容易對SARS-CoV進行分離培養,病毒在37℃條件下生長良好,細胞感染24小時即可出現病變,可用空斑進行病毒滴定,早期分離株的培養滴度壹般可達1×106 pfu/ml左右。在RD(人橫紋肌腫瘤細胞)、MDCK(狗腎細胞)、293(人胚腎細胞)、2BS(人胚肺細胞)等細胞系上也可以培養,但滴度較低。室溫24℃下病毒在尿液裏至少可存活10天,在腹瀉患者的痰液和糞便裏能存活5天以上,在血液中可存活約15天,在塑料、玻璃、馬賽克、金屬、布料、復印紙等多種物體表面均可存活2~3天。病毒對溫度敏感,隨溫度升高抵抗力下降,37℃可存活4天,56℃加熱90分鐘、75℃加熱30分鐘能夠滅活病毒。紫外線照射60分鐘可殺死病毒。病毒對有機溶劑敏感,乙醚4℃ 條件下作用24小時可完全滅活病毒,75%乙醇作用5分鐘可使病毒失去活力,含氯的消毒劑作用5分鐘可以滅活病毒。
病毒基因組為單股正鏈RNA,由大約30 000個核苷酸組成,與經典冠狀病毒僅有約60%同源性,但基因組的組織形式與其他冠狀病毒相似。基因組從5′到3′端依次為:5′-多聚酶S-E-M-N-3′。5′-端有甲基化帽子結構,其後是72個核苷酸的引導序列。基因組RNA約2/3為開放閱讀框架(ORF)1a/1b,編碼RNA多聚酶(Rep),該蛋白直接從基因組RNA翻譯,形成多蛋白前體,後者進壹步被病毒主要蛋白酶3CLpro切割,主要負責病毒的轉錄和復制。Rep的下遊有4個ORF,分別編碼S、E、M和N四種結構蛋白,它們從亞基因組mRNA中翻譯,亞基因組mRNA以不連續轉錄的機制合成,其轉錄由轉錄調控序列(TRS)啟始,後者的保守序列為AAACGAAC。基因組3′端有polyA尾。
病毒包膜為雙層脂膜,外膜蛋白包括糖蛋白S、M和小衣殼E蛋白。M糖蛋白與其他冠狀病毒糖蛋白不同,僅有短的氨基末端結構域暴露於病毒包膜的外面。長而彎曲的螺旋狀核衣殼結構由單壹分子的基因組RNA、多分子的堿性N蛋白以及M蛋白的羧基末端組成。S蛋白負責細胞的黏附、膜融合及誘導中和抗體,相對分子質量大約150 000~180 000,包括胞外域、跨膜結構域以及短羧基末端的胞質結構域。在經典冠狀病毒中,E蛋白和M蛋白可能組成最小的裝配單位,E蛋白對病毒的組裝發揮關鍵作用,M蛋白對於病毒核心的穩定發揮重要作用。與其他冠狀病毒不同的是,在S和E之間以及M和N之間有多於50個氨基酸的多肽潛在編碼序列,M和N之間還有少於50個氨基酸的多肽潛在編碼序列。同源性搜索結果表明,這些潛在多肽與任何其他蛋白都沒有序列的相似性。
流行病學?
壹、傳染源
現有資料表明,SARS患者是最主要傳染源。極少數患者在剛出現癥狀時即具有傳染性。壹般情況下傳染性隨病程而逐漸增強,在發病的第2周最具傳播力。通常認為癥狀明顯的患者傳染性較強,特別是持續高熱、頻繁咳嗽、出現ARDS時傳染性較強。退熱後傳染性迅速下降,尚未發現潛伏期患者以及治愈出院者有傳染他人的證據。
並非所有患者都有同等傳播效力,有的患者可造成多人甚至幾十人感染(即超級傳播現象),但有的患者卻未傳播壹人。老年人以及具有中樞神經系統、心腦血管、肝臟、腎臟疾病或慢性阻塞性肺病、糖尿病、腫瘤等基礎性疾病的患者,不但較其他人容易感染SARS,而且感染後更容易成為超級傳播者。造成超級傳播的機制還不清楚,但肯定與所接觸的人群對該病缺乏起碼的認識以及防護不當有關。其中有壹些超級傳播者由於癥狀不典型而難以識別,當二代病例發生後才被回顧診斷。影響超級傳播的其他因素還取決於患者同易感者的接觸程度和頻次、個人免疫功能以及個人防護情況等。超級傳播者的病原是否具有特殊的生物學特征尚不清楚。已有研究表明,SARS-CoV感染以顯性感染為主,存在癥狀不典型的輕型患者,並可能有隱性感染者,但較少見。尚未發現隱性感染者的傳染性。壹般認為,癥狀不典型的輕型患者不是重要的傳染源。
已有本病的病原可能來源於動物的報道,並在果子貍、山豬、黃猄、兔、山雞、貓、鳥、蛇、獾等多種動物經聚合酶鏈反應(PCR)或血清學檢測獲得陽性結果。有人檢測發現,從果子貍分離的病毒與SARS-CoV的基因序列高度符合,因此推測本病最初可能來源於動物。但上述研究還不能從流行病學的角度解釋2002年11月後我國華南疫情初起時的疫源地多發的現象。
二、傳播途徑
近距離呼吸道飛沫傳播,即通過與患者近距離接觸,吸入患者咳出的含有病毒顆粒的飛沫,是SARS經空氣傳播的主要方式,是SARS傳播最重要的途徑。氣溶膠傳播是經空氣傳播的另壹種方式,被高度懷疑為嚴重流行疫區的醫院和個別社區暴發的傳播途徑之壹,其流行病學意義在於,易感者可以在未與SARS患者見面的情況下,有可能因為吸入了懸浮在空氣中含有SARS-CoV的氣溶膠所感染。通過手接觸傳播是另壹種重要的傳播途徑,是因易感者的手直接或間接接觸了患者的分泌物、排泄物以及其他被汙染的物品,經口、鼻、眼黏膜侵入機體而實現的傳播。目前尚不能排除經腸道傳播的可能性,尚無經過血液途徑、性途徑和垂直傳播的流行病學證據,但在預防中均不可以掉以輕心。
影響傳播的因素很多,其中接觸密切是最主要的因素,包括治療或護理、探視患者;與患者***同生活;直接接觸患者的呼吸道分泌物或體液等。在醫院搶救和護理危重患者、吸痰、氣管插管以及咽拭子取樣時,很容易發生醫院內傳播,應格外警惕。醫院病房環境通風不良、患者病情危重、醫護或探訪人員個人防護不當使感染危險性增加。另外如飛機、電梯等相對密閉、不通風的環境都是可能發生傳播的場所。改善通風條件,良好的個人衛生習慣和防護措施,會使傳播的可能性大大降低。
尚無證據表明蒼蠅、蚊子、蟑螂等媒介昆蟲可以傳播SARS-CoV。
三、人群易感性
壹般認為人群普遍易感,但兒童感染率較低,原因尚不清楚。SARS癥狀期病人的密切接觸者是SARS的高危險人群。醫護人員和患者家屬與親友在治療、護理、陪護、探望患者時,同患者近距離接觸次數多,接觸時間長,如果防護措施不力,很容易感染SARS。
四、流行特征
1.地區分布:根據WHO 2003年8月7日公布的疫情,全球***報告SARS臨床診斷病例8 422例,死亡916例,發病波及32個國家和地區。病例主要分布於亞洲、歐洲、美洲等地區。亞洲發病的國家主要為中國(包括內地和臺灣、香港、澳門地區)、新加坡等。中國內地總發病數達5 327例,死亡349例。病例主要集中在北京、廣東、山西、內蒙古、河北、天津等地。其中北京與廣東***發病4 033例,占全國總病例數的75.7%。
2.人群分布:該病患者以青壯年為主。根據中國內地5 327例資料統計,主要發病年齡在20~60歲之間,占總發病數的85%,其中20~29歲病例所占比例最高,達30%;15歲以下青少年病例所占比例較低,9歲以下兒童病例所占比例更低。男女性別間發病無顯著差異。人群職業分布有醫務人員明顯高發的特點。醫務人員病例占總病例的比例高達20%左右(個別省份可高達50%左右)。在流行後期,由於醫護人員防護措施得力,醫護人員發病數以及構成逐漸減少。有8.6%的病例為學生,均為散發,未發現學校學生集中發病的情況。早期廣東省病例調查顯示,部分無同類患者接觸史的病例為與野生動物接觸的人員,如廚師、采購員等。
3.死亡病例分布特點:2002~2003年流行中,我國SARS的死亡率為0.024/10萬,病死率為7%。老年人所占比例較大(60歲以上患者的病死率為11%~14%,其死亡人數約占全部死亡人數的44%)。隨著年齡增加,病死率也增加,合並其他疾病如高血壓病、糖尿病、心臟病、肺氣腫及腫瘤等疾病的患者病死率高。
發病機制?
SARS是壹種新近由SARS-CoV引起的傳染病,人們對其發病機制的了解還不清楚,所得到的壹些線索主要來自SARS死亡病例的屍體解剖資料、超微結構研究、核酸水平的SARS-CoV檢測和SARS患者的臨床資料。認識的許多方面仍屬推測,而且不可避免地還會受到治療措施的影響。
SARS-CoV由呼吸道進入人體,在呼吸道黏膜上皮內復制,進壹步引起病毒血癥。被病毒侵染的細胞包括氣管支氣管上皮細胞、肺泡上皮細胞、血管內皮細胞、巨噬細胞、腸道上皮細胞、腎臟遠段曲管上皮細胞和淋巴細胞。肺泡上皮細胞和肺血管內皮細胞受累可損傷呼吸膜血氣屏障的完整性,同時伴有炎癥性充血,引起漿液和纖維蛋白原的大量滲出,滲出的纖維蛋白原凝集成纖維素,進而與壞死的肺泡上皮碎屑***同形成透明膜。
機體對SARS-CoV感染的反應可表現為肺間質內有巨噬細胞和淋巴細胞滲出,激活的巨噬細胞和淋巴細胞可釋放細胞因子和自由基,進壹步增加肺泡毛細血管的通透性和誘發成纖維細胞增生。受損的肺泡上皮細胞脫落到肺泡腔內可形成脫屑性肺泡炎,且肺泡腔內含有多量的巨噬細胞,增生脫落的肺泡上皮細胞和巨噬細胞可形成巨細胞。就巨細胞表型來說,主要為肺泡上皮細胞源(AE1/AE3陽性),少數為巨噬細胞源(CD68陽性)。巨細胞的形成可能與SARS-CoV侵染有關。因為體外實驗證明,SARS-CoV感染可使Vero細胞融合形成合體細胞。肺臟的以上改變符合彌漫性肺泡損傷(diffuse alveolar damage,DAD)的滲出期變化。病變嚴重或恢復不良的患者隨後出現DAD的增殖期和纖維化期的變化,增生的細胞包括肌纖維母細胞和成纖維細胞,並產生Ⅰ型和Ⅲ型膠原纖維。腸道上皮細胞和腎臟遠段曲管上皮細胞被SARS-CoV侵染,壹方面可解釋部分臨床患者的消化道癥狀,另壹方面也可能在疾病的傳播途徑方面有壹定意義。
由於DAD和彌漫性肺實變致血氧飽和度下降,以及血管內皮細胞損傷等因素所引起的彌漫性血管內凝血,常常造成多器官功能衰竭而導致患者死亡。
SARS患者末梢血淋巴細胞減少,特別是CD+4細胞數減少,而且有證據表明SARS-CoV直接感染淋巴細胞,可能與SARS-CoV的細胞毒性作用以及誘導細胞雕亡作用有關。雖然SARS患者的體液免疫反應似乎正常,但從SARS患者恢復期血清有明顯的治療作用的角度看,SARS-CoV感染也會不同程度地影響患者的體液免疫反應。SARS-CoV影響細胞免疫和體液免疫反應在SARS發生發展過程中起壹定作用,至少意味著細胞免疫和體液免疫損傷的患者預後較差。
病理改變?
有關SARS活檢和屍檢的材料有限,故對其病理改變的認識還很有限。基於目前的屍檢和少量支氣管活檢材料,SARS主要累及肺和免疫器官如脾和淋巴結,其他臟器如心、肝、腎、腎上腺、腦等也可出現不同程度的損害。
肺:壹般均明顯膨隆、腫大,重量增加。除繼發感染者外,胸膜壹般尚較光滑,暗紅色或暗灰褐色。胸腔可無或有少量積液。肺組織切面以均勻實變者居多,可累及全肺各葉,似大葉性肺炎的肝樣變期,色紅褐或暗紫。繼發感染者可有大小不等的膿腫形成。肺血管內可見血栓,部分病例可出現局部區域的肺梗死。在部分病例中可見肺門淋巴結腫大。
脾:部分SARS病例的脾可腫大,而部分患者可見脾臟縮小。部分病例標本切面可見脾泥。顯微鏡下脾小體不清,脾白髓萎縮,淋巴細胞稀疏,數量減少;紅髓充血,出血、壞死明顯,組織細胞增多。
淋巴結(腹腔淋巴結及肺門淋巴結):部分病例可見到淋巴結腫大。鏡下幾乎所有檢查的淋巴結淋巴濾泡均有不同程度的萎縮或消失,淋巴細胞分布稀疏,數量減少。血管及淋巴竇明顯擴張充血,竇組織細胞明顯增生。部分病例可見出血及壞死。