周夢蘭,王 瑤,徐英春,吳 潔,伊 潔,孫芳艷,陳 雨
中國醫學科學院 北京協和醫學院 北京協和醫院 1檢驗科 北京市臨床重點專科 2醫院感染管理處, 北京 100730
諾如病毒(norovirus, NV)是引起人急性胃腸炎流行和暴發的主要病原體,特別是2歲以下嬰幼兒及65歲以上的老年人。由NV引起的急性胃腸炎約占全球腹瀉病例的1/5,經濟損失高達60億美元[1]。全球每年約21.2萬人死于NV感染,其中99%發生于發展中國家[2]。在我國,NV感染尚無大規模監測數據。一篇系統評價顯示,2015年我國NV引起的急性胃腸炎占社區獲得性急性胃腸炎病例的6%,5歲以下兒童發病率最高,占15.6%[3]。近年來文獻報道多以暴發事件為主,呈現病例增長速度快、疫情分布范圍廣、學校等集體單位發病率高的特點。本文對NV的病原學、流行病學、傳播特征、實驗室檢測及預防控制措施進行闡述,以提高醫務人員及公眾對NV的認識,防止其流行及暴發。
諾如病毒,舊稱諾瓦克病毒,因1968年從美國俄亥俄州諾瓦克鎮一所小學暴發的急性胃腸炎患者糞便標本中分離出而得名[4]。NV是一種線性單鏈正向 RNA 病毒,屬于杯狀病毒科。病毒顆粒直徑約27~40 nm,無包膜,呈二十面體對稱結構(圖1)[4]。基因組大小約7.6 kb,包含3個開放閱讀框(open reading frame, ORF)[5]。ORF1編碼6種非結構蛋白,由N端至C端分別為p48、NTPase、p22、VPg、Pro和Pol,在病毒復制中起主要作用[6];ORF2編碼主要結構蛋白VP1,決定NV的多樣性;ORF3編碼次要結構蛋白VP2(圖2)。

圖 1 人諾如病毒顆粒電鏡結構圖[4]

圖 2 人諾如病毒基因組[6]
NV具有高度的基因多態性,根據其VP蛋白編碼序列的不同,可分為7個基因組(GⅠ~GⅦ),其中GⅠ、GⅡ和GⅣ基因組主要引起人類感染,GⅠ基因組包含9個不同的基因型,GⅡ基因組包含22個不同的基因型,GⅣ基因組包含2個不同的基因型,其中以GⅡ基因組引起的人急性胃腸炎最常見。世界范圍內,GⅡ.4基因型曾在NV感染暴發事件中占據主導地位[7]。隨著時間、環境的變遷,GⅡ.4基因型可通過其基因組序列點突變和不同基因型之間的同源重組發生累積突變,約2~4年即可出現不同的暴發流行變異株。2012年8月,我國廣東省首次檢出GⅡ.4/Sydney型,隨后檢出率逐漸上升,11月份達到高峰[8]。2014—2015年冬季,日本和中國上海、北京、浙江、江蘇、廣東等東亞地區均相繼出現GⅡ.17基因型,成為引起急性胃腸炎的主要病毒株[9]。2016年底,中國、德國、法國均報道了由NV GⅡ.P16/G11.2基因型引起的急性胃腸炎暴發或散發病例[10]。2020年,石鑫等[11]對黑龍江省某哨點醫院560份腹瀉患者的糞便標本進行分析發現,NV檢出率為7.14%,首次發現并報道了GⅡ.P16/GⅡ.4/Sydney型及GⅠ.Pc/GⅠ.5基因型。
NV感染具有季節流行性,冬季發病率升高,因此又被稱為“冬季嘔吐病”或“胃腸道流感”。NV環境抵抗力強,在物體表面可存活2周,在水中可存活2個月以上;感染載量低,最低18個病毒粒子即可引起人NV感染[12- 13]。人感染NV 24~48 h后,通常出現頭痛、腹痛、惡心、嘔吐、腹瀉等癥狀;在免疫力正常的人群中具有良好的自限性,平均排毒時間為4周,最長為8周,但在5歲以下兒童、65歲以上老年人及免疫功能缺陷患者中的排毒時間較長,可引起嚴重疾病,導致脫水、休克甚至死亡[14]。
除人外,牛、鼠和犬科動物也可感染NV,但其感染的基因型與人不同,由此可排除人畜共患病的可能。NV在人與人之間的傳播包括接觸性傳播、食源性傳播和水源性傳播,其中接觸性傳播既包括直接與患者接觸導致的感染,也包括接觸患者的嘔吐物、糞便等排泄物及被患者污染的環境引起的間接傳播[15]。
食源性傳播和水源性傳播具有某些共同特點,如均是易感者攝入被感染者污染的食物或水源而造成的感染,學校、醫院等大型單位的集體食堂易造成感染疫情的暴發等。雖然食物從生產到入口各環節都有可能被污染,但文獻報道顯示大多數食源性NV感染疫情的暴發均是由于感染NV的食品加工人員在制備食品過程中污染食品所致,食用者感染NV后又通過接觸傳播繼而感染新的人群,形成連續的感染鏈[16- 17]。因此,大規模感染疫情的暴發通常是由多種傳播途徑引起的,給NV的感染防控帶來了挑戰。
研究顯示,GⅠ基因型病毒常見于食源性、水源性傳播而暴發的感染,其中GⅠ.6基因型與食源性傳播關系更為密切,而GⅡ.4基因型則多見于人與人之間的接觸性傳播[18- 19]。張萌等[20]對廣東省2013—2017年NV感染暴發疫情的流行病學特征進行分析發現,GⅡ.2基因型主要涉及小學、托幼機構和中學,以接觸性傳播為主;GⅡ.17基因型主要涉及中學及其他社會單位,以食源性傳播為主;GⅡ.4基因型主要涉及大學,食源性傳播和接觸性傳播均較常見[19]。人群感染NV后無持久免疫力,且不同基因型病毒間無交叉免疫。
4.1.1 糞便標本:對于可疑NV感染者,檢測時首選糞便標本,每份標本采集5 g或5 mL以上,置于清潔、無菌、干燥容器內,使用專用采樣拭子充分蘸取糞便,置于病毒采樣管中,密封后立即送檢。標本可于4 ℃冰箱暫存12 h,超過12 h應置于-20 ℃冰箱冷凍保存,需長期保存的樣本應置于-70 ℃冰箱,避免反復凍融[15]。
4.1.2 肛拭子標本:肛拭子的NV檢出率低于糞便標本,且不能長期保存,采集時需注意拭子上應有肉眼可見的糞便,糞便含量較低時,易導致假陰性。采樣管中需備有2 mL無菌PBS緩沖液,液體應沒過拭子棉簽,盡快送檢[15]。
4.1.3 嘔吐物標本:每份標本采集5 g或5 mL以上,置于清潔、無菌、干燥容器內,密封后立即送檢[15]。
4.1.4 食品/水樣品:食品/水的成分復雜,病毒含量不高,一般需富集后進行檢測,常見的富集法包括膜過濾法和有機絮凝沉淀法[21]。建議采集1 L以上的水樣品,食品采集后應立即冷藏(4 ℃),當天送檢[15]。
電鏡檢測法是NV檢測的經典方法,也是早期NV檢測的唯一方法,分為直接電鏡檢測法和免疫電鏡檢測法。直接電鏡檢測法要求每毫升糞便標本含105~106個病毒顆粒,可直接檢測到直徑為27~30 nm的病毒顆粒,該方法僅適用于病毒大量排出時的檢測,檢出率約為10%~20%[22]。1995年,我國學者方肇寅等首次采用直接電鏡檢測法在國內腹瀉患者的糞便標本中發現了NV[23]。免疫電鏡檢測法利用示蹤劑標記的抗體對病毒顆粒表面抗原進行捕捉,再利用電子顯微鏡進行觀察,該方法與直接電鏡檢測法相比,檢出率可提高10~100倍[24]。1972年,美國學者 Kapikiall 首次采用免疫電鏡檢測法在美國諾瓦克鎮腹瀉患者大便中發現了NV[4]。電鏡檢測法可直觀觀察到病毒顆粒,但設備昂貴,操作繁瑣,病毒顆粒在電鏡下的形態特征不明顯,其檢測結果依賴于操作者的技術和經驗,主觀性較強,不適合大規模推廣使用。
免疫檢測法是通過抗原抗體反應實現對病原體檢測的方法,其原理是將NV特異性抗體包被在不同的固相材料上(如微孔板、硅膠、高分子聚合物等),與標本中的NV進行反應,捕捉NV特異性抗原,利用酶、熒光標記物、化學發光標記物或膠體金等標記的抗NV特異性抗體進行檢測。1992年,Jiang等[25]利用重組桿狀病毒成功表達了NV 衣殼蛋白,利用分子生物學技術解決了病毒抗原數量有限的問題,建立了NV免疫檢測法。基于此類技術的檢測試劑盒已開發上市,包括 IDEIA Norovirus EIA (英國)、SRSV(Ⅱ)-AD (日本)及RIDASCREEN(德國)等。研究顯示,試劑盒的靈敏度通常較低(<70%),特異度較高(>90%),其準確度很大程度上取決于所檢測病毒的基因型[26]。免疫檢測法操作簡單,經濟快速,可廣泛用于疫情暴發的篩查和門診檢查,但靈敏度和特異度相對欠佳,其結果需通過分子生物學技術進一步確認。此外,免疫檢測法的另一限制在于需制備NV特異性單克隆/多克隆抗體,病毒衣殼蛋白ORF2編碼的蛋白特異性VP1決定了抗體的特異性,也決定了檢測的特異度。
分子生物學技術的發展使得直接對病原進行核酸檢測成為可能,基于聚合酶鏈式反應(polymerase chain reaction, PCR)和核酸探針雜交的基本原理,衍生出多種新技術和新方法,可快速準確地對樣品中的NV核酸進行檢測和定量分析,常用的檢測方法包括:常規逆轉錄聚合酶鏈式反應(reverse transcrip-tion-PCR,RT-PCR)、熒光定量RT-PCR、熒光定量多重RT-PCR、環介導等溫擴增技術和生物芯片等。分子生物學檢測法的靈敏度和特異度均較高,易于實現高通量和自動化,是現階段NV檢測最可靠的方法。為保證實驗結果的準確性,每次實驗均需同時測定陽性質控品、 臨界陽性質控品和陰性質控品。盡管如此,考慮到NV遺傳變異進展快,基于已有基因型的引物和探針設計,可能會造成變異株的漏檢。除此之外,商業化檢測平臺xTAG?GPP (加拿大)、FilmArray GⅠ Panel (美國)、Verigene Enteric Pathogens Test (美國) 相繼出現,可同時檢測多種胃腸道病原體,但檢測通量較低,一次只能檢測少數樣本,且無法進行定量檢測[26]。Aho-Laukkanen等[27]對Xpert Norovirus (瑞典) 和 RidaGene Norovirus (德國) NV核酸檢測試劑盒進行評估發現,二者的靈敏度和特異度分別為100%、98.1%和94.7%、97%,差異無統計學意義。
目前,針對NV尚無特異的抗病毒藥物和疫苗,主要采用非藥物性防控措施。
我國《諾如病毒感染暴發調查和預防控制技術指南(2015版)》[15]將NV暴發定義為:7 d 內,同一學校、托幼機構、醫療機構、養老院、工廠、建筑工地、游輪、社區/村莊等集體單位或場所,發生20例及以上有流行病學關聯的感染病例,其中至少2例是實驗室診斷病例。早期識別NV的暴發可為后期迅速采取控制措施提供時間保障。此外,盡早確定傳播途徑(食源性或水源性)有助于早期發現傳染源,有效切斷傳播途徑。
國內外指南建議,將NV感染者分為有癥狀者和無癥狀者。對于有癥狀感染者,應從急性期至癥狀完全消失后72 h進行隔離,輕癥者可居家或疫情發生機構就地隔離,重癥患者需送至醫療機構按腸道傳染病進行隔離治療。醫療機構應重視醫務人員作為傳播鏈的重要作用,防止院內傳播[28- 29]。建議無癥狀感染者應自NV核酸檢測陽性后72 h內進行居家隔離。對于從事食品加工崗位的患者及無癥狀感染者,需連續2 d糞便或肛拭子NV核酸檢測陰性后方可上崗。
保持良好的手衛生是預防NV感染及控制傳播的有效干預措施。應根據《醫務人員手衛生規范》,嚴格按照“七步洗手法”正確洗手,采用肥皂和流動水有效搓手時間20 s以上[30]。NV暴發期間洗手不便時可用含酒精的手消毒劑作為洗手輔助,但目前酒精類產品對消除NV的有效性暫不明確[31]。此外,應避免裸手接觸、制作即食食品。
發生NV聚集性感染時,需對環境和接觸頻率較高的物體表面如門把手、馬桶座、水龍頭、公用電話等進行清潔消毒。有效氯濃度大于1000 g/L的消毒液可有效滅活NV,清潔順序盡可能由低污染區過渡至高污染區,避免交叉污染[32]。有研究對氫氧化鈉、75%乙醇、異丙醇、季銨類物質及次氯酸鈉對于NV的消毒效果進行評價,發現氫氧化鈉(1 mol/L)和次氯酸鈉(160 mg/L)的效果較好,既能破壞病毒的衣殼蛋白,亦能降解病毒核酸,而75%乙醇僅能破壞病毒的衣殼結構,對病毒核酸的滅活能力仍有待考證[33- 34]。
定期開展NV感染防控相關知識宣傳教育非常重要,尤其在NV高發的秋冬季節。通過健康教育提高公眾的防控意識,養成勤洗手、不喝生水、生/熟食物分開、避免交叉污染等健康生活習慣。一旦出現惡心、嘔吐、腹瀉等可疑癥狀,應盡早到醫院進行NV相關檢測;對于NV檢測陽性的病例,應立即進行隔離,并對其使用過的物品進行有效消毒。
綜上,NV傳播途徑多樣,低載量即可引起人群感染;病毒基因組變異較快,感染后不能終身免疫,目前尚無疫苗和針對性的治療措施。因此,早期發現及防控尤為重要。我國亟需開展NV的病原學及流行病學監測,及時發現聚集性感染,及早查明感染源,切斷傳播途徑,有效控制疫情播散。
作者貢獻:周夢蘭負責查閱文獻,撰寫文章;徐英春、陳雨負責修改文章;吳潔、伊潔、孫芳艷負責審核文章。
利益沖突:無