轮状病毒腹泻的预防

　　国外医学流行病学传染病学分册2000年2月第27卷第1期

上海医科大学附属儿科医院(200032)　曾　玫（综述）朱启镕（审校）

　　摘要　轮状病毒是婴幼儿重型腹泻的首要病原。轮状病毒感染很广泛,单一地改善公共卫生环境并不能完全控制疾病的传播,而免疫预防是控制疾病流行的最佳措施.为预防轮状病毒重型腹泻,目前轮状病毒疫苗已在美国获准使用。首先使用的疫苗为四价恒河猴-人轮状病毒重组减毒活疫苗（RRV-TV），其保护效果好。深入了解轮状病毒感染的流行病学、流行株的多样性，有助于人们制定疫苗的发展策略以及推广疫苗的使用。

　　关键词：轮状病毒　腹泻　疫苗

　　轮状病毒（Rotavirus,RV）为呼肠病毒科的成员之一，根据病毒表面蛋白VP6抗原性不同，RV分为A～G组和A～C组。RV能引起人和动物腹泻，并以A组最常见，是婴幼儿腹泻的重要病原。RV有“民主病毒”之称，几乎所有5岁以下儿童都发生过RV感染^[1，2]。全世界患腹泻病住院的5岁以下儿童中，20%～70%为RV腹泻^[1，2]。发展中国家和发达国家的RV腹泻的发病率相似，但发展中国家的病死率高，主要系脱水所致^[3]。虽然推广口服补液盐来治疗脱水，但在具体使用中有很多地方存在问题，并不足以降低腹泻的病死率^[4]，因此发展轮状病毒疫苗十分必要。经过十几年的研制，RRV-TV疫苗于1998年8月31日经FDA批准在美国上市使用，欧洲发达国家正在申请引进疫苗，WHO将推荐在RV腹泻更为严重的发展中国家使用此疫苗^[4，5]。

　　1. 轮状病毒感染的流行病学

　　RV感染小肠绒毛的上皮细胞后进行大量复制，在感染儿童的粪便中含量很高。原发性感染的儿童可无症状，但大部分表现急性腹泻，伴发热和/或呕吐，病情严重者伴随脱水、酸中毒、电解质紊乱甚至神经系统症状，疾病的潜伏期为1～4天。免疫功能正常的儿童从症状出现前2天到症状出现后10天排毒^[4]，最近Richardson等^[6]又发现患重型RV腹泻儿童的排毒时间可长达腹泻后57天。RV持续排泄对病毒的传播很重要。RV通过粪-口途径在人与人之间传播，有学者^[1，7]推测RV通过呼吸道传播，但至今仍没有明确的证据。RV可感染很多动物，目前动物和人之间的传播尚未被证实。

　　儿童可经历数次RV感染，在4岁以前至少有过一次自然感染^[8]。初次感染后，38%的儿童免于再感染，77%免患腹泻，87%免患重型腹泻^[4]。尽管25%的重型腹泻发生在2岁以上儿童，但腹泻在3月龄至2岁的婴幼儿人群中最严重^[9]。3月龄以下的婴儿由于母乳喂养及母体抗体的保护，发病率低，且病情轻^[4，10]。新生儿RV感染通常无症状，早产儿易感^[1，11]。

　　RV感染在大部分国家全年发生，在全球范围，以寒冷季节为流行季节。RV感染高峰季节在不同地区差异较大，往往发生在秋季到春季这段时期^[1]。在温带地区，冬季为流行季节；在热带地区，旱季为流行季节^[1，7，11]。RV感染的季节性在美国、欧洲遵循地区顺序。美国流行高峰于11月份从西南地区开始，于4、5月份在东北、北部地区结束^[12]；欧洲的资料显示，每年流行高峰于12月份出现在西班牙，2月份在法国，2～3月份在北欧和英国，整个流行趋势也是从欧洲西南移向北部^[7]。这一流行模式可能与低气温、相对低湿度、流行株的迁移及变异有关。

　　RV腹泻在发展中国家和发达国家都是一个重要的健康问题。全世界每年5岁以下儿童中有12500万名儿童患RV腹泻，1800万名患儿病情较为严重。发展中国家每年约有60～87万名患儿死于重型RV腹泻，占腹泻病死亡总数的20%～25%^[3]。在发达国家，RV病情较轻，全美每年仅20～40名儿童死于RV腹泻，但患病人数高达350万^[13]。在欧美国家住院的腹泻病患儿中，30%～50%为RV腹泻^[5，13]。美国每年有1/77的学龄前儿童因患RV腹泻而住院，总计约5.5万名儿童；欧洲有1/4的同龄儿童因此病住院^[5，13]。美国为RV腹泻承担的直接医疗费用每年高达56400万美元^[13]。此外，RV也是医院内感染性腹泻的常见病原^[1]。

　　2. RV流行株的多样性

　　RV的多种血清型可感染人类，感染后产生的自然保护作用与血清中的中和抗体有关，也与血清和粪便中特异的IgA有关^[1]。RV的外壳结构蛋白VP4、VP7具有中和抗原活性，刺激机体产生中和抗体。VP7为糖蛋白、含量丰富，系主要抗原，依其抗原性不同区分的血清型称之为G型；VP4为蛋白酶敏感蛋白（Protease-sensitive protein），含量少，系次要抗原，但具重要致病性，按其抗原性区分的血清型称之为P型。

　　病毒分型采用PCR和免疫扩散法。近年来很多研究采用PCR法，其可以常规鉴定P基因型，并能对ELISA法不能分型的G血清型作进一步分型，使人们对RV的特征认识得更加充分。

　　VP7的基因分型与血清分型相关性好，至今已发现14种血清型，其中G1-4，5，6，8-10，12在人类中存在。多项研究证实，G1-4血清型在人群中最流行，占71%～97%^[14]。P型分型较复杂，VP4的基因分型与血清分型相关性差，因而P型有时有2个标识，如PIA[8]（方括号内为基因型，在血清型之后）。目前已有20种P基因型或血清型被描述，在人类只有8种，以P[4]、P[8]占大多数，且和G1-4血清型组合机率最高^[14]。1996年，Gentsch等^[14]对全球2700份RV株的分型结果作了总结，显示P[8]G1占53%，P[8]G3占5.4%、P[8]G4占14.3%、P[4]G2占10.7%，共计83.4%^[14]。来自印度、巴西的研究资料有所不同：在印度，P[6]G9 rV株较常见，占第二位；在巴西，P[8]G5 RV株较常见，占第三位^[14，15]。最近在孟加拉国，P[6]G9 rV株流行。美国1998年的公布资料也提示，P[6]G9 RV株为第四位流行株，占5.5%,次于P[8]G1(66.4%)、P[4]G2（8.3%）、P[8]G3（6.9%）RV株^[16]。这些RV株检出率的升高，说明以往诊断不全面，或者近年人群中出现新的RV流行株。

　　3. RV腹泻的预防

　　RV腹泻是全世界所面临的问题，尤其在发展中国家，该疾病直接关系到儿童的生存。早在1985年，WHO就提出要发展安全有效的RV疫苗用以控制腹泻病。

　　疫苗的研制始于80年代初，早期的疫苗为动物源性疫苗。由于人与牛或猴等动物的RV拥有相同的组抗原，且异源性保护在动物模型被证实，因此疫苗研制者试图通过减毒的病毒免疫预防人类RV感染。牛RIT4237、恒河猴MMUI8006、牛WC3等常作为候选毒株制成疫苗，在发达国家现场实验，效果令人满意；而在发展中国家包括冈比亚、卢旺达、秘鲁、中非等地则效果不佳，并且这种异源性疫苗对受试者缺乏持续的保护作用^{[5，17～19]}。人类RV也曾用于疫苗研制，但其经细胞培养后仍具有一定的致病性，进一步在低温下传代减毒后免疫原性很差，故人类RV疫苗的研制很快被中断^[19]。

　　根据病毒型特异性免疫（如同源性免疫）比异源性免疫更具保护效果，80年代末、90年代初以后应用基因重组技术，人工合成新的RV毒株，对疫苗的发展起到极大的推动作用。单价牛-人、恒河猴-人RV重组疫苗经历了较长的发展史，它们在不同的试验场地保护效果差异很大，原因在于不同地区流行的RV血清型有所不同^{[5，18～20]}。为了扩大疫苗的抗原特异性，对多种RV血清型产生良好的保护效果，有学者发展了多价重组疫苗。他们研制的四价牛WC3 rV重组疫苗（WC-QV）包含G1-3。P[8]血清型抗原，在美国多中心实验中，保护RV腹泻的效果达67%，但接种疫苗的儿童组轻型腹泻的发生率较安慰剂组高7.9%，目前未获批准使用^[19]。Wyeth研制的四价RRV-TV疫苗，在美国、芬兰、委内瑞拉的临床实验中显示很好的免疫原性，对RV腹泻的保护效果为48%～68%，对重型RV腹泻的保护效果为75%～100%，效果可持续2年，副反应轻，约1/3的婴儿在口服第一剂疫苗3～4天后出现短暂的自限性发热^[20，21]。RRV-TV商品名是“RotaShield”,为液体制剂，每剂市场价38美元，分3剂在婴儿2、4、6月龄时口服，可以和DPT、Hib、OPT、HBV疫苗同时接种。1998年12月美国儿科学会推荐常规使用该疫苗^[5]，现实目标是预防重型RV腹泻。

　　RV预防接种计划可为社会带来较大的经济效益，据统计，全美儿童如按时接种RV疫苗，在5岁以下儿童中，将有108万名儿童免患腹泻，13名儿童免于死亡；若按疫苗单剂批发价20美元计算，疫苗将为社会节约2.96亿美元^[5]，如芬兰96%儿童接种该疫苗，将为其社会节约110万美元^[22]。疫苗更大的好处是防止发展中国家儿童死于腹泻病。如果疫苗在非洲合理使用，每年将挽救17～21万名儿童的生命^[11]。

　　4．问题与展望

　　虽然RRV-TV疫苗已获得使用，疫苗的研制仍在继续，发展新一代更高效、更廉价、肠道外接种的疫苗是将来的方向。至今，RV的免疫保护机制尚未被彻底阐明，仍缺乏可靠的血清学免疫指标预测疫苗的保护力。动物实验发现，RV结构蛋白VP6和非结构蛋白NSP4可能诱导免疫保护反应，这些问题的阐明将为人们研制更好的疫苗提供科学依据^[2，4]。目前正在研制的新一代疫苗包括病毒样颗粒（VLPs）亚单位疫苗、DNA疫苗可望用于人类。前者由牛RF株VP2、猴SA11株VP4、VP6、VP7结构蛋白基因在杆状病毒系统重组后表达，形成G1VP2/4/6/7或2/6/7VLPs,经肌肉注射接种；后者含有鼠RV结构蛋白VP4、VP6或VP7，经皮下注射接种，两种疫苗在动物实验中均显示有效^[23，24]。

　　RV疫苗的推广应用使预防并控制全世界儿童RV腹泻的目标跨出了重要一步，从长远来看，疫苗将主要在发展中国家使用。疫苗的最终目标是列入WHO扩大免疫规划中去。

　　参考文献

　　1 Kapikian AZ et al,In:Fields Virology 3nd ed vol2,Philadelphia:Lippincott-Raven Press,1996:1675～1708

　　2 Glass RI et al.J Infect Dis.1996;174(Suppl1):S1～S2

　　3 Bern C et al.Bull WHO,1992;70:705～714

　　4 American Academic of Pediatrics.Pediatr,1998;102(6):1483～1491

　　5 Glass RI et al.Acta Pediatr,1999;88(Suppl 426):2～8

　　6 Richardson S et al.Lancet,1998;351:1844～1848

　　7 Koopmans M et al.Acta Pediatr,1999;88(Suppl 426):14～19

　　8 Bishop RF.In:Viral Infection of the Gastrointestinal Tract 2nd ed New York:Marcel Dekker,1994:753～775

　　9 Parashar UD et al.J Infect Dis.1998;177:13～17

　　10 Newburg DS et al.Lancet,1998;351:1160～1164

　　11 Cunliffe NA et al.Bull WHO,1998;76(5):525～537

　　12 Torok TJ et al.Pediatr Infect Dis J,1997;16:941～946

　　13 Glass RI et al.J Infect Dis,1996;174(Suppl 1):S5～S11

　　14 Gentsch JR et al.J Infect Dis,1996;174(Suppl 1):S30～S36

　　15 Ramachandram MR et al.J Clin Microbiol,1996;34:436～439

　　16 Ramachandram MR et al.J Clin Microbiol,1998;36:3223～3229

　　17 Henchal LS et al.J Infect Dis,1996;174(Suppl 1):S112～S117

　　18 Vesikari T.Acta Pediatr.1999;88(Suppl 426):S9～S13

　　19 Clark HF et al.J Infect Dis 1996;174(Suppl 1):S73～S80

　　20 Marwick C.JAMA,1998;79(9):489～490

　　21 Joensuu J et al.Pediatr Infect Dis J,1998;17:334～340

　　22 Takala AK et al.Clin Infect Dis,1998;27:2072～2082

　　23 Conner ME et al.J Infect Dis,1996;174(Suppl 1):S88～S92

　　24 Herrmann JE et al.J Infect Dis,1996;174(Suppl 1):S93～S97