诺如病毒
人类杯状病毒科中诺如病毒属的原型代表株
诺如病毒(Norovirus,NoV),又称诺瓦克病毒(Norwalk Viruses,NV),属杯状病毒科,诺如病毒属,是一组形态相似、抗原性略有不同的病毒颗粒。
1968年该病毒首次从美国诺瓦克市一名急性腹泻患者的粪便中分离出来。此后,世界各地陆续在胃肠炎患者粪便中分离出多种形态与之相似但抗原性略异的病毒样颗粒,均以发现地点命名。1990年,诺瓦克病毒的全基因组序列被解析,根据基因组结构和系统发生特征,将诺瓦克病毒归属于杯状病毒科(Caliciviridae Family)。2002年8月,第八届国际病毒命名委员会统一将诺瓦克样病毒改称为诺如病毒,并成为杯状病毒科(Human Calicivirus,HuCV)的一个独立属——诺如病毒属。
诺如病毒会引起胃肠道感染,症状多表现为呕吐、腹泻。潜伏期多在24~48h,最短12h,最长72h。感染者发病突然,主要症状为恶心、呕吐、发热、腹痛和腹泻。儿童患者呕吐普遍,成人患者腹泻为多,24h内腹泻4~8次,粪便为稀水便或水样便,无黏液脓血。原发感染患者的呕吐症状明显多于续发感染者,有些感染者仅表现出呕吐症状。此外,也可见头痛、寒战和肌肉痛等症状,严重者可出现脱水症状。截至2023年尚无有效的针对性“特效药物”和新型冠状病毒疫苗
命名
1968年,美国诺瓦克镇一所小学发生急性胃肠炎暴发。1972年, Kapikian等科学家在此次暴发疫情的患者粪便中发现一种直径约27nm的病毒颗粒, 将之命名为诺瓦克病毒(Norwalk virus)。 此后, 世界各地陆续从急性胃肠炎患者粪便中分离出多种形态与之相似但抗原性略异的病毒颗粒,统称为诺瓦克样病毒(Norwalk‐like viruses , NLVs)。由于此病毒呈圆形,无包膜,表面光滑,也称作小圆状结构病毒(small round structured viruses,SRSVs)。 1992年,诺瓦克病毒的全基因组序列被解析。此后根据基因组结构和系统发生特征,诺瓦克病毒归属于杯状病毒科(Caliciviridae family)。2002年8月,第八届国际病毒命名委员会统一将诺瓦克样病毒改称为诺如病毒,并成为杯状病毒科的一个独立属——诺如病毒属 (Norovirus) 。
历史
20世纪70、80年代世界上发生的非细菌性腹泻暴发中19%~42%系NV所致。在美国流行更加严重,1976~1981年美国成人非细菌性急性胃肠炎暴发流行中有42%是由NV引起的,1996年1月~1997年6月美国疾病控制与预防中心收到的90起非细菌性胃肠炎暴发中,96%是NV引发。荷兰英国日本澳大利亚等国家也都得到类似结果。
诺如病毒变异速度快,每隔2-3年即可出现引起全球流行的新变异株。1995年至今,已有6个GII.4基因型变异株与全球急性胃肠炎流行相关,包括95/96 US株(1996年)、Farmington Hills株(2002年)、hunter株(2004年)、Den Haag株(2006年)、New Orleans株(2009年)以及Sydney 2012株(2012年)。中国自2014年冬季以来,GII.17变异株所致的爆发疫情大幅增加。
分类
根据基因特征,诺如病毒被分为6个基因群(Genogroup, GI-GVI),GI和GII是引起人类急性胃肠炎的两个主要基因群,GIV也可感染人,但很少被检出。GIII、GV和GVI分别感染牛、鼠和狗。根据衣壳蛋白区系统进化分析,GI和GII进一步分为9个和22个基因型,除GII.11、GII.18和GII.19基因型外,其他可感染人。GIV分为两个基因型,GIV.1感染人,GIV.2感染猫和狗。
病原学
病毒结构
诺如病毒为无包膜单股正链RNA病毒,病毒粒子直径约27-40nm,基因组全长约7.5-7.7kb,分为三个开放阅读框(Open Reading Frames, ORFs),两端是5'和3'非翻译区(Untranslated region, UTR),3'末端有多聚腺酸尾(PolyA)。ORF1编码一个聚蛋白,翻译后被裂解为与复制相关的7个非结构蛋白(Non-structural polyprotein),其中包括RNA依赖的RNA聚合酶(RNA dependent RNA polymerase, RdRp)。ORF2和ORF3分别编码主要结构蛋白(VP1)和次要结构蛋白(VP2)。病毒衣壳由180个VP1和几个VP2分子构成,180个衣壳蛋白首先构成90个二聚体,然后形成二十面体对称的病毒粒子。根据蛋白在衣壳中的位置,每个衣壳蛋白可分为两个主要区域,分别为壳区(Shell domain,S区)和突出区(Protruding domain,P区),二者之间是由8个氨基酸组成的链区(Hinge)连接。S区由衣壳蛋白的前225个氨基酸组成,形成病毒内壳,围绕病毒RNA。P区由剩余的氨基酸组成,进一步分为两个亚区P1区和P2区。P区通过二聚体相互作用增加衣壳稳定性并形成电镜下可见的病毒粒子突出端。P2区高度变异,包含潜在的抗原中和位点和受体组织血型抗原(histoblood group antigens, HBGAs)识别位点。VP2位于病毒粒子内部,被认为参与衣壳聚集。
病毒特征
诺如病毒目前还不能体外培养,无法进行血清型分型鉴定。根据基因特征,诺如病毒被分为6个基因群(Genogroup, GI-GVI),GI和GII是引起人类急性胃肠炎的两个主要基因群,GIV也可感染人,但很少被检出。GIII、GV和GVI分别感染牛、鼠和狗。根据衣壳蛋白区系统进化分析,GI和GII进一步分为9个和22个基因型,除GII.11、GII.18和GII.19基因型外,其他可感染人。GIV分为两个基因型,GIV.1感染人,GIV.2感染猫和狗。诺如病毒变异速度快,每隔2-3年即可出现引起全球流行的新变异株。1995年至今,已有6个GII.4基因型变异株与全球急性胃肠炎流行相关,包括95/96 US株(1996年)、Farmington Hills株(2002年)、Hunter株(2004年)、Den Haag株(2006年)、New Orleans株(2009年)以及Sydney 2012株(2012年)。我国自2014年冬季以来,GII.17变异株所致的爆发疫情大幅增加。
免疫学特征
诺如病毒在氯化铯(CsCl)密度梯度中的浮力密度为1.36-1.41g/cm,在0℃-60℃的温度范围内可存活,且能耐受pH2.7的环境室温下3小时、20%乙醚4℃18小时、普通饮用水中3.75-6.25mg/L的氯离子浓度(游离氯0.5-1.0mg/L)。但使用10mg/L的高浓度氯离子(处理污水采用的氯离子浓度)可灭活诺如病毒,乙醇和免冲洗洗手液没有灭活效果。一项志愿者人体试验研究表明,诺如病毒的免疫保护力可持续6-24个月,即使先前感染过诺如病毒,同一个体仍可重复感染同一毒株或不同毒株的诺如病毒。部分人群即使暴露于大剂量诺如病毒仍不会感染,这可能与先天宿主因素和后天获得性免疫有关。组织血型抗原(HBGAs)包括H型、ABO血型和Lewis抗原被认为是诺如病毒的可能受体。1,2-岩藻糖转移酶突变导致组织血型抗原缺乏表达者(非分泌型),可能不容易感染诺如病毒。
病毒排出规律
诺如病毒主要通过病人的粪便排出,也可通过呕吐物排出。病人在潜伏期即可排出诺如病毒,排毒高峰在发病后2-5天,持续约2-3周,最长排毒期有报道超过56天,在免疫抑制病人中更长。诺如病毒感染剂量为18-2800个病毒粒子。
传播机制
诺如病毒传播途径包括人传人、经食物和经水传播。人传人可通过粪口途径(包括摄入粪便或呕吐物产生的气溶胶)、或间接接触被排泄物污染的环境而传播。食源性传播是通过食用被诺如病毒污染的食物进行传播,污染环节可出现在感染诺如病毒的餐饮从业人员在备餐和供餐中污染食物,也可出现食物在生产、运输和分发过程中被含有诺如病毒的人类排泄物或其它物质(如水等)所污染。牡蛎科等贝类海产品和生食的蔬果类是引起暴发的常见食品。经水传播可由桶装水、市政供水、井水等其他饮用水源被污染所致。一起暴发中可能存在多种传播途径。例如,食物暴露引起的点源暴发常会导致在一个机构或社区内出现续发的人与人之间传播。
临床表现
诺如病毒感染性腹泻是一种急性肠道传染病,由“诺如病毒”引发,具有发病急、传播速度快、涉及范围广等特点,症状多表现为呕吐、腹泻。潜伏期多在24~48h,最短12h,最长72h。感染者发病突然,主要症状为恶心、呕吐、发热、腹痛和腹泻。儿童患者呕吐普遍,成人患者腹泻为多,24h内腹泻4~8次,粪便为稀水便或水样便,无黏液脓血。大便常规镜检WBC<15,未见RBC。原发感染患者的呕吐症状明显多于续发感染者,有些感染者仅表现出呕吐症状。此外,也可见头痛、寒颤和肌肉痛等症状,严重者可出现脱水症状。其引发疾病病程自限,一般为2~3天,恢复后无后遗症。然而不能喝足够多水来补充呕吐、腹泻丢失水分的人可能出现脱水,需要特殊的医学观察。这些人包括儿童、年老者和不能自理的所有年龄段人。
病例定义
疑似病例
即急性胃肠炎病例,定义为 24 小时内出现排便≥3 次且有性状改变(呈稀水样便),和/或 24 小 时内出现呕吐≥2次者。
临床诊断病例
在诺如病毒感染引起的聚集性或暴发疫情中,满足疑似病例定义,且与实验室诊断病例有流行 病学关联的病例。
实验室诊断病例
疑似病例或临床诊断病例中,粪便、肛拭子或呕吐物标本经诺如病毒核酸检测阳性,或 ELISA 抗原检测阳性者。
聚集性疫情和暴发判定标准
聚集性疫情
3天内,同一学校、托幼机构、医疗机构、托老所、工厂、建筑工地、游轮、社区/村庄等集体单位或场所,发生5例及以上有流行病学关联的诺如病毒感染病例,其中至少2例是实验室诊断病例。
暴发
7天内,同一学校、托幼机构、医疗机构、养老院、工厂、建筑工地、游轮、社 区/村庄等集体单位或场所,发生20例及以上有流行病学关联的诺如病毒感染病例,其中至少2例是实验室诊断病例。如不具备诺如病毒实验室检测能力,或在疫情发现早期,若符合以下卡普兰标准(Kaplan Criteria)的4项特征,可判定为疑似诺如病毒感染聚集性疫情或暴发:①一半以上患者出现呕吐症状;②平均潜伏期24‐48小时;③平均病程12‐60小时;④排除细菌、寄生昆虫及其他病原感染。卡普兰标准识别诺如病毒暴发的灵敏度为68%,特异度99%。
疫情发现、核实与报告
(一)学校、托幼机构、医疗机构、托老所、工厂、建筑工地、游轮等集体单位或场所发现急性胃肠炎聚集性疫情或暴发,应立即以电话或传真的方式向属地县/区级疾病预防控制中心报告。
(二)属地疾病预防控制中心接到疫情报告后应及时开展调查,根据疫情流行病学、病例临床表现及实验室检测结果等对疫情进行核实。
(三)凡实验室确诊的诺如病毒感染暴发事件,应严格根据病例定义统计病例数,包括以呕吐症状为主的病例。符合《国家突发公共卫生事件相关信息报告管理工作规范(试行)》报告标准的诺如病毒感染暴发,属地疾病预防控制中心应通过突发公共卫生事件管理信息系统进行相关信息的报告。
实验诊断
标本采集
粪便标本应在发病首日采集,至多不能超过发病急性期(48~72h),此时为稀、软便,病毒排出量最多。一次流行,至少采集10例患者粪便,每份标本量约1~5ml,成形便和肛拭子诊断意义很小。标本置4℃可存放2~3周,运送也要低温条件。病人呕吐物是粪便标本的最佳补充,有助于病原的诊断。该标本的采集、储存和运送条件同于粪便。从流行病学角度出发,在水、食物或其它外环境标本中检出NV意义重要。需注意检测技术要锁定在高度怀疑的传播媒介上,尽早采样并置4℃存放,若是饮用水,需用大容量(5~100L)浓集病毒后检测。
实验室检查
电镜法
直接电镜法(EM)和免疫电镜法(IEM),EM 法观察的灵敏度较低,要求每毫升粪便样品中至少有大约 106个病毒粒子,因此只能用于患病早期病毒大量排出时采集的样本检测。IEM 法比 EM 法的敏感性可提高 100 倍,主要应用患者恢复期血清捕捉同型抗原,从而增加检出率。电镜法的缺陷在于设备昂贵,不能广泛普及;检测结果与操作者的技能和经验有直接关系;灵敏度相对较低;不适于大规模流行病学调查。
免疫法
包括放射免疫法(RIA)、生物素-亲和素免疫法(Biotin-抗生物素蛋白 Immunoassy)和酶联免疫法(ELISA)。RIA法的灵敏度比IEM 法可 提高10~100倍,可以检测出抗体升高的水平,为流行病学提供更有参考价值的资料。RIA 法的不足之处在于它需要 6 d,且需要放射性同位素标记。为了简化方法,美国疾病控制与预防中心建立了生物素-亲和素免疫法,其灵敏度与 RIA 法相当,该方法已成为美国疾病预防控制中心检测NLV抗原和抗体的标准实验方法之一。1992年Jiang 等重组杆状病毒表达NV衣壳蛋白成功后,建立起的 NV 酶联免疫检测方法快速、灵敏、经济,其不足之处是免疫反应的株型特异性太强,所以应用范围还比较窄。酶链免疫法特异性强,灵敏度高,诊断迅速,且较经济,是可广泛应用的检测方法。由于NLV培养还未成功,原来用作试剂的病毒抗原数量受到限制,现在,用分子生物学技术已经可以人工重组NV的衣壳蛋白,从而解决了上述问题。
分子生物学检测方法
杂交技术和逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)除了能更准确、灵敏地检测标本中的NV,尤其是低浓度的NV感染外,最大的优点在于可以进一步对病毒进行基因型的研究,不会受到获得分型单克隆抗体的限制,对流行病学研究具有重要意义。
等温核酸扩增法 (NASBA)直接扩增核糖核酸 来检测 NV,样品中病原RNA得到指数级扩增,产物通过琼脂糖凝胶电泳或斑点印迹杂交鉴定结果。该方法的灵敏度略低于 RT-PCR 法;整个过程只有一步RNA扩增,避免了RT-PCR存在的RNA交叉污染;缩短了操作时间;假阳性率低。
食物中NV检测
RT-PCR检测食物中NV存在样品病毒量含量低,样品量大且成分复杂等问题,因此病毒富集浓缩、样品处理是检测的关键,其中有两个重要方面影响检测结果,一是样品中病毒浓缩后的回收率,二是抽提核酸的完整程度和纯度。
病毒浓缩
病毒浓缩 NV 浓缩方法一般分为两大类,一类为有机絮凝沉淀法,主要使用聚乙二醇(PEG)沉淀,PEG 是具有强烈吸水性以及凝聚和沉淀蛋白作用的有机高分子化合物聚合物,先改变样品 pH 值,使毒粒与样品微粒分开,PEG 把病毒沉淀下来,达到浓缩的目的。对于固体样品 PEG 沉淀法是最有效的浓缩方法。
膜过滤法是另一类有效浓缩病毒的方法,通过改变膜的pH值使之与带有电荷的毒粒结合捕捉病毒,这种方法通常用在浓缩大体积的黏度小、内容颗粒小的液体食品或水中。检测海水、生活污水中的NV曾用过这种方法,为瓶装水和其他饮料浓缩NV提供了参考。
核酸提取
食品样品成分复杂,所含有的脂肪、蛋白质、金属离子等物质都是 RT-PCR 反应抑制因子。NV是单链核糖核酸病毒,核酸提取方法的优劣取决于两个方面:核酸的质量和去除抑制因子的能力。应用较成熟广泛的是胍法 RNA 提取法,即(异)硫氰酸胍苯酚三氯甲烷联合裂解抽提法,该方法改进后制成市售的TRIzol、RNAzol、Ultraspec 等产品,与石英砂、磁珠等多孔颗粒相结合,已结合了poly(dT) 或特异探针的磁珠能较高程度的提纯mRNA,去除反应抑制因子。石英砂或磁珠纯化 RNA与传统的有机试剂2-丙醇乙醇)沉淀 RNA 相比起来,效果较好,只是成本偏高。
鉴别诊断
NLV流行的临床和流行病学诊断标准:粪便细菌和寄生昆虫检测阴性;呕吐患者占病人半数以上;病程在12~60h;潜伏期在24~48h,近来又将潜伏期修改为12~36h,并补充发病急、恶心、呕吐、腹泻胃痛和少数病人发热、发冷等临床现象。
流行病学
诺如病毒感染性腹泻在全世界范围内均有流行。时间上全年均流行,但每年10月到次年3月是暴发流行的高发季,也被称为“冬季呕吐病”。冬季夏季是诺如病毒感染性腹泻的高发季节。感染对象主要是成人和学龄儿童。美国每年在所有的非细菌性腹泻暴发中,60-90%是由诺如病毒引起。荷兰英国日本澳大利亚等发达国家也都有类似结果。在中国5岁以下腹泻儿童中,诺如病毒检出率为15%左右,血清抗体水平调查表明中国人群中诺如病毒的感染亦十分普遍。
治疗方法
该病为自限性疾病,通常患者病程在48~72h,有的则更短。截至2023年尚无特效的抗病毒药物,不需用抗菌素,预后良好。治疗主要是对症治疗或支持疗法。脱水是NLV腹泻致死的主要死因,故对严重病例,尤其是幼儿及体弱者应及时输液、纠正水、电解质、酸碱平衡失调,或口服世界卫生组织推荐的口服补液盐
预防措施
为了防止诺如病毒感染性腹泻的发生,需要保持良好的卫生习惯,勤洗手,食用洗净或煮熟的食物,经常清洁衣物和物体表面,防止病从口入。一旦出现呕吐、腹泻等症状应及时就医。在诺如病毒的高发季节里,建议做好以下措施来预防病毒的传播和流行:
1.做好水源保护和饮用水消毒。
2.加强食品卫生法的执法力度,做好食品卫生监督管理工作。
3.做好肠道传染病的卫生防病宣传教育和动员工作,在发生流行时发动群众自觉停止一切宴请聚餐,发生吐、泻时及时到医院肠道门诊就医。
4.加强肠道门诊工作,作到逢泻必检,逢疑必报。对发现的病人及时隔离治疗。
5.加强饮食卫生,禁食生、半生食物。
6.加强个人卫生,及时用肥皂或洗手液洗手,待肥皂泡持续10秒后冲洗干净。
相关政策
2024年10月至11月,中国多地发生了诺如病毒群体感染事件,诺如病毒引起的急性感染性腹泻进入发病高峰期。11月30日,国家疾控局发布《学校等重点场所诺如病毒感染防控消毒技术指南》指导学校、托幼机构和养老机构等重点场所,在诺如病毒感染流行期间做好本单位预防性消毒工作,并提醒人们提高警惕。
相关事件
2024年12月31日,云南省临沧市易成实验学校(小学部)多名学生因腹痛、恶心、呕吐到医院就诊。事情发生后,临沧市、临翔区卫健部门指导医疗机构迅速启动应急预案,开通绿色通道、增加诊室及病区、增加医务人员,全力做好诊治工作。临沧市、临翔区疾控中心深入学校、医院开展流行病学调查,对学校环境进行采样检测。经检测,所有留样食品中诺如病毒和细菌学指标均为阴性,在呕吐物、粪便和学校环境样本中检测出Ⅱ型诺如病毒阳性;同时,临沧市、临翔区市场监管局抽取了学校大米、食用油、牛奶、苹果鸡蛋酱油等样品,并送市检验检测认证院进行检验,检验结果均合格。截至2025年1月3日,累计诊治符合诺如病毒感染疑似病例121例,所有就诊学生均已得到及时有效治疗,无重症病例,均已好转。
参考资料
病毒小百科:诺如病毒.中国科学院.2024-02-29
诺如病毒(诺瓦克病毒).西安电子科技大学.2024-02-18
诺如病毒(诺瓦克病毒).中国疾病预防控制中心.2024-03-01
诺如病毒感染进入高发期!国家疾控局紧急提醒.北京日报客户端-腾讯网.2024-12-03
目录
概述
命名
历史
分类
病原学
病毒结构
病毒特征
免疫学特征
病毒排出规律
传播机制
临床表现
病例定义
疑似病例
临床诊断病例
实验室诊断病例
聚集性疫情和暴发判定标准
聚集性疫情
暴发
疫情发现、核实与报告
实验诊断
标本采集
实验室检查
电镜法
免疫法
分子生物学检测方法
食物中NV检测
病毒浓缩
核酸提取
鉴别诊断
流行病学
治疗方法
预防措施
相关政策
相关事件
参考资料