廖玉蓉，范 濤綜述，王國剛審校

（敘永縣人民醫(yī)院兒科，四川瀘州646400）

兒童輪狀病毒特點(diǎn)及發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展

廖玉蓉，范 濤綜述，王國剛審校

（敘永縣人民醫(yī)院兒科，四川瀘州646400）

輪狀病毒感染； 兒童； 腹瀉； 綜述

輪狀病毒（RV）是一種呼腸病毒科的病毒，其組成是一種雙股RNA（dsRNA）。RV是引起兒童腹瀉的主要病原體。根據(jù)國外統(tǒng)計(jì)，幾乎所有5歲以內(nèi)的兒童都由于各種原因感染過RV，并且感染率最高為6個(gè)月至2歲的幼兒[1]。RV不僅會(huì)引起患兒出現(xiàn)腹瀉，嚴(yán)重者甚至?xí)滤?，特別是在發(fā)展中國家。每年在發(fā)展中國家所有因?yàn)槟c炎而住院的患兒中，有30%~70%是因?yàn)镽V感染，其中約有44萬RV感染患兒死亡[2]。據(jù)可靠統(tǒng)計(jì)，我國每年因患RV而導(dǎo)致腹瀉的嬰幼兒在1 800萬左右，其中因?yàn)閲?yán)重病變導(dǎo)致的死亡竟高達(dá)3×104~4×104，嚴(yán)重影響了兒童健康發(fā)展[3]。因此，對(duì)RV感染的預(yù)防和發(fā)病機(jī)制需要得到足夠的重視。本研究通過對(duì)目前國內(nèi)外較新的研究成果加以分析及綜合利用，對(duì)兒童RV感染的特點(diǎn)以及發(fā)病機(jī)制作一綜述，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 RV的顯微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及作用

RV由雙鏈RNA組成，其分為11的節(jié)段共編碼6個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白（包括VP1~VP4、VP6、VP7）及6個(gè)非結(jié)構(gòu)蛋白（包括NSP1~NSP6）[4]。其中VP1~VP3為RV的核心蛋白，VP4及VP7為外殼蛋白，VP6為內(nèi)殼蛋白。目前得知，結(jié)構(gòu)蛋白在RV的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及病毒致病中發(fā)揮了相當(dāng)重要的作用，其中VP1發(fā)揮類似RNA聚合酶的作用，在VP2的幫助能夠以自身RNA作為催化模板，合成新的RNA[5]；VP3是合成雛形mRNA后再修飾，是mRNA成熟的標(biāo)志，其具有鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶的活性，能夠與三磷酸鳥苷結(jié)合。VP4蛋白是一種呈針尖狀分布于RV最外層的外殼蛋白，與VP5相互協(xié)同參與對(duì)RV的形成，同時(shí)還會(huì)與VP7協(xié)同參與對(duì)宿主細(xì)胞的入侵[6]。

RV入侵宿主細(xì)胞主要與VP4及VP7相關(guān)。具體過程至今未有明確說法，目前主要傾向于2種途徑。（1）受體介導(dǎo)的內(nèi)吞途徑：RV在感染機(jī)體后，首先脫下VP4及VP7外殼，形成活性較大的病毒顆粒（DLP），RV與細(xì)胞結(jié)合的同時(shí)致使細(xì)胞膜通透性增加，RV通過內(nèi)膜異位到細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中[7]。（2）RV直接入侵：細(xì)胞受到感染后細(xì)胞膜通透性增高，RV借助于VP4外殼附著然后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。

VP4通過水解生產(chǎn)的VP5片段，其包含的內(nèi)部疏水區(qū)域能夠改變細(xì)胞的通透性，方便病毒進(jìn)入。VP8的對(duì)病毒附著細(xì)胞起到介導(dǎo)作用，其N末端能夠與唾液酸相互作用。同樣，VP5也可以通過與熱休克蛋白及整合素相互作用，對(duì)病毒后期的附著起重要作用。VP7是由326個(gè)氨基酸組成的一組糖蛋白，其氨基序列里有9個(gè)高變區(qū)。高變區(qū)與抗原位點(diǎn)的形成的有關(guān)，并且能夠通過病毒的抗原性來決定G血清類型。目前發(fā)現(xiàn)的G血清型大概有24種之多，其中有10種具有感染性，包括最常見的G1~G4及G9[8]。Hoshino等[9]發(fā)現(xiàn)世界上人感染的RVG血清型主要是G1型，大概占全部感染型的2/3，其次為G2，占12.1%左右，G9比例最小，為2.7%。我國的檢測結(jié)果與國際略有不同，主要分為2種結(jié)果：2001年前是以G1和G3型為主，而2001年之后的記錄數(shù)據(jù)表明人感染型號(hào)主要為G3[10]。病毒在不同時(shí)間不同地點(diǎn)的不同株型號(hào)對(duì)生產(chǎn)抗RV疫苗產(chǎn)生了一定的影響。另外，VP7還是一種鈣離子結(jié)合蛋白，其75位及279位上的脯氨酸能夠與鈣離子結(jié)合。故可以得知的是鈣離子濃度能夠影響VP7三聚體對(duì)病毒外層的穩(wěn)定性及病毒對(duì)宿主細(xì)胞侵襲的能力。將細(xì)胞外游離鈣離子濃度提高能夠?qū)е虏《镜腣P4和VP7外殼蛋白3層顆粒結(jié)構(gòu)變異，阻止其形成有轉(zhuǎn)錄活性的DLP結(jié)構(gòu)。已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)使用質(zhì)子泵抑制劑能夠?qū)е录?xì)胞內(nèi)鈣離子濃度上升，從而影響病毒的侵襲，而酸性環(huán)境有利于鈣離子濃度降低，助病毒3層顆粒結(jié)構(gòu)順利失去外殼蛋白重新恢復(fù)DLP的轉(zhuǎn)錄活性[11]。

2 RV感染機(jī)制及引起腹瀉的原因分析

RV感染多發(fā)生于秋冬季節(jié)，病毒通過患兒飲用被污染食物后進(jìn)入小腸，在小腸胰液作用下，RV的VP4融合素蛋白會(huì)分解為1個(gè)帶羧基末端的VP5及1個(gè)帶氨基末端的VP8。RV進(jìn)入小腸后，通過VP5及VP8能夠主動(dòng)附著在腸道上皮細(xì)胞上，隨后非結(jié)構(gòu)NSP4蛋白糖基化致使被感染細(xì)胞的細(xì)胞膜通透性增高，鈣離子進(jìn)入致使細(xì)胞液內(nèi)鈣離子升高，促進(jìn)病毒的VP4和VP7從外殼蛋白3層顆粒結(jié)構(gòu)脫落，使病毒形成有轉(zhuǎn)錄活性的DLP結(jié)構(gòu)，病毒毒性顯露。

對(duì)于RV感染引起患者腹瀉的機(jī)制，臨床上還未有明確定論。目前主要集中在2個(gè)假說：NSP4致腹瀉假說及腸道神經(jīng)系統(tǒng)紊亂致腹瀉假說。目前對(duì)NSP4引起腹瀉的機(jī)制上，主要說法為其能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外鈉離子、鈣離子及氯離子轉(zhuǎn)運(yùn)及引起細(xì)胞通透性改變，從而引起腹瀉。有研究通過對(duì)幼鼠腹腔內(nèi)注射攜帶NSP4編碼的RNA環(huán)發(fā)現(xiàn)，幼鼠均產(chǎn)生了腹瀉的癥狀，猜測腹瀉與NSP4相關(guān)[12]。

胃腸道的活動(dòng)受腸神經(jīng)系統(tǒng)的支配，因而當(dāng)各類因素引起腸神經(jīng)過分激活都會(huì)引起腸道對(duì)水分和電解質(zhì)的過分分泌導(dǎo)致神經(jīng)性腹瀉。Lundgren等[13]利用利多卡因、美卡拉明及河豚毒素對(duì)感染RV的小鼠腸神經(jīng)功能進(jìn)行抑制后發(fā)現(xiàn)，腸上皮細(xì)胞的跨膜電位明顯下降，這樣有效解釋了關(guān)于感染RV后腸黏膜上皮細(xì)胞未受損卻出現(xiàn)腹瀉的奇怪現(xiàn)象。當(dāng)腸黏膜細(xì)胞在受到RV侵襲后，一方面其作為感應(yīng)器將刺激呈遞給上一級(jí)神經(jīng)，最終直達(dá)支配腸的中樞神經(jīng)；另一方面，受感染刺激的腸嗜鉻細(xì)胞還會(huì)分泌5-羥色胺同樣也會(huì)激活腸神經(jīng)系統(tǒng)。整個(gè)的腸神經(jīng)系統(tǒng)受到激活，腸蠕動(dòng)加快，分泌增多引起腹瀉。

3 兒童RV感染與細(xì)胞因子相關(guān)性

許多細(xì)胞因子參與了RV感染引起的炎性反應(yīng)，主要包括白介素家族（IL-1、IL-6、IL-8、IL-10等）、干擾素（IFN）、生長轉(zhuǎn)化因子（TGF）、腫瘤壞死因子（TNF）等。有研究通過對(duì)RV感染的患兒的糞便檢測發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于健康兒童，其血清及大便中IL-1β水平都有明顯的上升，說明IL-1β參與了RV感染患兒的炎性反應(yīng)[14]。Azevedo等[15]發(fā)現(xiàn)，RV豬血清中IL-6水平與腹瀉研究程度呈正相關(guān)，說明IL-6參與RV炎性反應(yīng)。

在健康人體中，僅僅存在少量的TNF-α，而當(dāng)RV侵入人體后，患兒血清中的TNF-α便大量上升，并且上升的程度與病情嚴(yán)重性相關(guān)，故TNF-α能夠反映感染患兒的機(jī)體免疫程度[16]。目前對(duì)于TNF-α的免疫作用尚不清楚。

RV感染刺激產(chǎn)生的細(xì)胞因子不僅僅作用于腸道局部，其往往會(huì)對(duì)兒童全身產(chǎn)生影響。有研究發(fā)現(xiàn)，在RV感染引起的IFN-γ升高的小鼠中，出現(xiàn)了肝外膽道的炎癥及彈道纖維梗阻，提示IFN-γ可能與RV致使的膽道疾病相關(guān)[17]。此外，IL-6與患兒急性期的發(fā)熱反應(yīng)有關(guān)，其可以與一氧化氮及TNF協(xié)同作用促進(jìn)輔助性T淋巴細(xì)胞大量增殖與分化。致使T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生大量的抗體，形成免疫復(fù)合物沉積于血管內(nèi)皮等。

4 幼兒RV感染特點(diǎn)及危險(xiǎn)因素探討

幼兒消化系統(tǒng)相對(duì)于成人尚未成熟，其腸道表現(xiàn)為腸壁薄、腸通透性高、腸黏膜富含大量血管非常容易導(dǎo)致病毒、細(xì)菌穿過腸黏膜屏障感染腸上皮細(xì)胞。另外，幼兒防范意識(shí)差，極易接觸污染物從而導(dǎo)致RV感染。

RV的傳播途徑主要包括排泄物傳播、母乳傳播、呼吸道傳播、胎盤傳播、醫(yī)源性傳播以及動(dòng)物-人途徑傳播等。其中排泄物傳播是RV的主要傳播途徑[18]。對(duì)于0~3歲的幼兒來說，以上途徑都會(huì)感染到RV，故應(yīng)對(duì)這些途徑進(jìn)行早期的阻斷及預(yù)防，從而降低幼兒患病的概率。

感染RV的幼兒，主要表現(xiàn)為發(fā)熱及腹瀉，新生兒還會(huì)出現(xiàn)吐奶表現(xiàn)。但是與大于3歲兒童不同的是，許多幼兒由于受到母體來源的抗體保護(hù)，在感染后開始并無癥狀或者僅有輕度發(fā)熱及吐奶等癥狀，容易被其監(jiān)護(hù)者及醫(yī)務(wù)人員所忽視，故對(duì)于出現(xiàn)上述輕癥的患兒應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。

嬰幼兒RV感染的主要基因型為G1P[8]、G2P[4]、G3P [8]、G4P[8]、G9P[8]。近年來G9P[6]也在嬰幼兒中開始流行[19]。幼兒感染RV的基因型會(huì)因?yàn)槟攴菁暗貐^(qū)不同而不同，許多國家及地區(qū)都報(bào)道過各自兒童感染RV的基因型或者基因型流行特點(diǎn)。比如澳大利亞在1974~1984年挑選墨爾本市感染RV的患兒進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)主要流行特點(diǎn)為G3P[6]型。荷蘭在1999年曾經(jīng)暴發(fā)過RV感染，幾乎有88.5%的兒童感染到RV，并且毒株的基因型為G9P[6]。2002年7月至2003年6月韓國8家醫(yī)院檢測數(shù)據(jù)表明，在小于5歲的RV感染的嬰幼兒中，G4P[6]為主要的株型。目前任務(wù)，P[6]型是毒性最弱的一種型號(hào)的病毒，多為醫(yī)院內(nèi)感染并且多與G4及G9結(jié)合。中國對(duì)嬰幼兒感染RV的研究正規(guī)是從20世紀(jì)90年代開始，有研究隨機(jī)抽取1990年10月至1992年9月住院的新生兒244例中，有159例出現(xiàn)RV感染，占65.2%，其中有82例出現(xiàn)腹瀉癥狀，占全部研究者的48.4%[20]。而在2006年，傅燕等[21]發(fā)現(xiàn)寧波醫(yī)院內(nèi)感染新生兒的基因分型為G1，并且沒有檢測到相關(guān)P基因型。上海復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院感染科收集的2006年11月至2008年1月的52例RV感染腹瀉新生兒發(fā)現(xiàn)其基因型為G1，P分型為P[8][22]。而對(duì)2000~2013年武漢地區(qū)腹瀉兒童發(fā)現(xiàn)，大概有21.55%的患兒腹瀉由RV感染引起，并且新變種G3P呈上升趨勢[23]。以上資料表明，在國內(nèi)兒童患RV感染的基因型呈多樣性且復(fù)雜性，并且相對(duì)于國外，國內(nèi)正規(guī)大型；RV研究較少，偏向發(fā)病后治療，缺乏預(yù)防性治療。

對(duì)兒童感染RV的獨(dú)立危險(xiǎn)因素分析上，本研究發(fā)現(xiàn)，其獨(dú)立危險(xiǎn)因素為發(fā)病前去過醫(yī)院門診看病。RV感染的主要途徑為經(jīng)口傳播，幼兒的手在接觸過污染物后通過拿取食物或吮吸極易感染RV。而醫(yī)院往往是RV集中分布的地方，醫(yī)務(wù)人員在診治感染或者攜帶RV的兒童后，手未經(jīng)過消毒或者消毒不徹底接著診療下一位兒童便極易引起其感染。證據(jù)顯示，通過醫(yī)院內(nèi)感染RV占總感染比例高達(dá)34.29%，說明醫(yī)療機(jī)構(gòu)是兒童感染RV的重要場所[24]。該研究還發(fā)現(xiàn)，監(jiān)護(hù)者或者兒童具有良好的衛(wèi)生習(xí)慣能夠有效地降低患兒RV感染，比如喂食或者吃飯前洗手、對(duì)奶具或者餐具進(jìn)行消毒等。另外，經(jīng)母乳喂養(yǎng)能夠有效減少幼兒患RV的概率，特別是小于6個(gè)月的嬰兒。

參考文獻(xiàn)

[1]Centers for Disease Controland Prevention（CDC）.Rotavirussurveillance——worldwide，2009[J].MMWRMorb MortalWkly Rep，2011，60（16）：514-516.

[2]Liu N，Xu Z，Li D，et al.Update on the disease burden and circulating strains of rotavirus in China：a systematic review and meta-analysis[J]. Vaccine，2014，32（35）：4369-4375.

[3]湯晶晶，韓新民.小兒輪狀病毒腸炎研究進(jìn)展[J].遼寧中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，15（4）：223-225.

[4]Panda S，Deb AK，Chawla-SarkarM，etal.Factorsassociated with diarrhoea in young children and incidence of symptomatic rotavirus infection in ruralWestBengal，India[J].Epidemiol Infect，2014，142（9）：1848-1858.

[5]Wolf M，Vo PT，Greenberg HB.Rhesus rotavirus entry into a polarized epithelium isendocytosis dependentand involves sequential VP4 conformationalchanges[J].JVirol，2011，85（6）：2492-2503.

[6]李明，何海洋，徐廣振，等.SA11株輪狀病毒VP3基因的克隆表達(dá)及致病機(jī)制的初步研究[J].免疫學(xué)雜志，2011，27（6）：466-469.

[7]KulkarniR，Arora R，Arora R，etal.Sequence analysisof VP7 and VP4 genesofG1P[8]rotaviruses circulatingamong diarrhoeic children in Pune，India：A comparison with Rotarix and RotaTeq vaccine strains[J].Vaccine，2014，32 Suppl1：A75-83.

[8]Mullick S，Mandal P，Nayak MK，etal.Hospital based surveillance and genetic characterization of rotavirus strains in children（＜5 years）with acute gastroenteritis in Kolkata，India，revealed resurgence of G9 and G2 genotypesduring2011-2013[J].Vaccine，2014，32Suppl1：A20-28.

[9]Hoshino Y，JonesRW，Ross J，etal.Rotavirus serotype G9 strainsbelonging to VP7 gene phylogenetic sequence lineage 1may bemore suitable for serolype G9 vaccine candidates than thosebelonging to lineage2 to3[J]. JVirol，2004，78（14）：7795-7802.

[10]Liu N，Xu Z，Li D，et al.Update on the disease burden and circulating strains of rotavirus in China：a systematic review and meta-analysis[J]. Vaccine，2014，32（35）：4369-4375.

[11]Ward P，Poitras E，Leblanc D，etal.Comparison ofdifferentRT-qPCR assays for the detection ofhuman and bovine group A rotavirusesand characterization by sequencesanalysisofgenesencoding VP4 and VP7 capsid proteins[J].JApplMicrobiol，2013，114（5）：1435-1448.

[12]Ousingsawat J.Rotavirus toxin NSP4 induce diarrhea by actination of TMEM16A and inhibition of Na+absorption[J].Pflugers Arch，2011，461（5）：579-589.

[13]Lundgren O，Svensson L.Pathogenesis of rotavirus diarrhea[J].Microbes Infect，2001，3（13）：1145-1156.

[14]Xia Q，Chen LJ.Research advance in the association between rotavirus infection and cytokines[J].Zhongguo Dang Dai Er Ke Za Zhi，2009，11（1）：78-81.

[15]Azevedo MS，Yuan L，Pouly S，et al.Cytokine responses in gnotobintic pigsafter infectionwith virulentor attenuated human rotavirus[J].JVirol，2006，80（1）：372-382.

[16]Azim T，ZakiMH，Podder G，etal.Rotavinxs-specific subclass antbody and cymkine respouses in Bangladeshi children with rotavirus dianhoea[J]. JMed Virol，2003，69（2）：286-295.

[17]Holloway G，Dang VT，Jans DA，et al.Rotavirus inhibits IFN-induced STATnuclear translocation by amechanism thatactsafter STAT binding to importin-α[J].JGen Virol，2014，95（Pt8）：1723-1733.

[18]Das JK，Salam RA，Bhutta ZA.Global burden of childhood diarrhea and interventions[J].CurrOpin InfectDis，2014，27（5）：451-458.

[19]Kiulia NM，NyagaMM，SeheriML，etal.RotavirusG and P types circulating in theeastern region of Kenya：predominanceofG9 and emergenceof G12 genotypes[J].Pediatr InfectDis J，2014，33Suppl1：S85-88.

[20]吳建春，付萬海，姬毅，等.廣州地區(qū)住院新生兒輪狀病毒感染的季節(jié)性及其臨床分析[J].中國優(yōu)生與遺傳雜志，1999，7（5）：83-84.

[21]傅燕，高紅，劉健毅.寧波市一起新生兒輪狀病毒腹瀉爆發(fā)的調(diào)查[J].中國疫苗和免疫，2008，14（1）：15-17.

[22]張玉俠，朱啟镕，曾玫.上海地區(qū)嬰幼兒院內(nèi)感染輪狀病毒致腹瀉病的分子流行病學(xué)調(diào)查[J].中華傳染病雜志，2009，27（1）：18-22.

[23]Wang YH，Pang BB，Ghosh S，et al.Molecular epidemiology and genetic evolution of thewholegenomeofG3P[8]human rotavirusinWuhan，China，from 2000 through 2013[J].PLoSOne，2014，9（3）：e88850.

[24]Zhu M，CuiS，Lin L，etal.Analysisof theaetiology of diarrhoea in outpatients in 2007，Henan province，China[J].Epidemiol Infect，2013，141（3）：540-548.

10.3969/j.issn.1009-5519.2015.07.016

：A

：1009-5519（2015）07-1002-03

2014-08-19

2014-11-21）

廖玉蓉（1968-），女，四川瀘州人，主治醫(yī)師，主要從事兒科臨床工作；E-mail：20732573@qq.com。