脊髓灰质炎病毒Poliovirus

核心定义

病原学详细定义：脊髓灰质炎病毒（Poliovirus）

一、病原体基本信息

1. 分类与类型

• 分类：
  • 病毒科：小RNA病毒科（Picornaviridae）
  • 属：肠道病毒属（Enterovirus）
  • 种：脊髓灰质炎病毒（Poliovirus）
• 亚型/变种：
  • 三种血清型：Ⅰ型（PV1）、Ⅱ型（PV2）、Ⅲ型（PV3）
  • 其中Ⅰ型（PV1）传播能力最强，Ⅱ型已于2015年全球消灭，Ⅲ型于2019年宣布根除（仅实验室保留）。
• 血清分型：
  • 血清型由病毒表面抗原决定，三种血清型间无交叉免疫保护。

2. 形态与结构

• 形态特征：
  • 无包膜，直径约20-30纳米，呈二十面体对称结构。
  • 遗传物质：单链正链RNA（+ssRNA），约7,500个核苷酸，包含一个开放阅读框（ORF）。
  • 衣壳蛋白：
  • VP1、VP2、VP3：构成病毒外表面，决定血清型特异性。
  • VP4：位于衣壳内侧，参与病毒与宿主细胞受体的结合。
  • VP0（由VP2和VP4前体加工而来）、VP3、VP1共同形成病毒侵入宿主细胞的通道。
  • 关键结构域：
  • 衣壳表面的“峡谷”结构（由VP1和VP3的C末端形成），是病毒与宿主细胞受体（如CD155）结合的关键区域。

3. 传播途径

• 主要途径：
  • 粪-口传播：通过污染的水或食物摄入，病毒在肠道内繁殖后进入血液。
  • 呼吸道飞沫传播：少数情况下通过感染者咳嗽或打喷嚏的飞沫传播。
• 流行病学特点：
  • 宿主范围：仅感染人类。
  • 易感人群：5岁以下儿童发病率最高，但成人亦可感染。
  • 季节性：夏季和早秋为高发期。

二、致病机制

1. 宿主与靶细胞

• 宿主范围：仅感染人类。
• 靶向组织：
  • 初始感染部位：肠道（咽部和肠道淋巴组织）。
  • 靶细胞：中枢神经系统（CNS）的前角运动神经元，导致肌肉麻痹。

2. 感染过程

1. 病毒入侵：
   • 病毒通过肠道或呼吸道黏膜进入人体，在局部黏膜或淋巴组织中复制。
   • 通过“病毒血症”进入血液循环，进一步侵入中枢神经系统。
2. 神经入侵：
   • 病毒通过神经肌肉接头逆向轴浆运输，到达脊髓前角运动神经元。
   • 病毒在神经细胞内复制，破坏细胞结构，导致神经功能丧失。
3. 免疫逃逸：
   • 病毒利用宿主细胞的翻译系统合成自身蛋白，避免被宿主免疫系统识别。
   • 衣壳蛋白的抗原性可诱导中和抗体，但病毒血清型间的免疫保护不交叉。

3. 免疫逃逸

• 免疫抑制策略：
  • 病毒蛋白2A（2APro）具有蛋白酶活性，可切断宿主细胞翻译起始因子（eIF4G），抑制宿主蛋白合成，促进病毒RNA翻译。
  • 病毒复制依赖宿主细胞的RNA聚合酶，减少抗原暴露。

三、医学临床关联

1. 相关疾病

• 典型疾病：脊髓灰质炎（小儿麻痹症）。
• 临床表现：
  • 潜伏期：5-35天（平均7-14天），无症状。
  • 前驱期：发热、咽痛、恶心、呕吐、肌肉疼痛（持续1-4天）。
  • 瘫痪前期：发热加剧，颈部僵硬，反射亢进（持续1-2天）。
  • 瘫痪期：
  • 急性弛缓性麻痹（AFP），多累及下肢，表现为不对称性肌无力。
  • 严重时可侵犯呼吸肌或延髓，导致呼吸衰竭或死亡。
  • 恢复期：数月至1-2年，部分患者遗留永久性麻痹。

2. 诊断方法

• 实验室检测：
  • PCR核酸检测：
  • 使用脊髓灰质炎病毒RT-PCR试剂盒（如PV-1型试剂盒），特异性识别病毒RNA。
  • 灵敏度高，可检测粪便、咽拭子或脑脊液样本。
  • 病毒分离：
  • 从粪便或咽喉分泌物中分离病毒，接种于猴肾细胞或人源细胞培养。
  • 血清学检测：
  • 检测急性期和恢复期血清中特异性IgM/IgG抗体（如ELISA法）。

3. 治疗与预防

• 治疗：
  • 支持性治疗：
  • 呼吸肌麻痹时需机械通气。
  • 物理治疗预防肌肉萎缩。
  • 无特效抗病毒药物：目前无特效药，早期干扰素可能减轻症状。
• 预防措施：
  • 疫苗接种：
  • 灭活疫苗（IPV）：
    • 肌肉注射，诱导血清中和抗体，阻断全身感染。
    • 优点：安全，不会产生VDPV（疫苗衍生病毒）。
    • 缺点：需多次接种，不能阻断肠道病毒传播。
  • 口服减毒活疫苗（OPV）：
    • 含减毒的三种血清型病毒（如Sabin株），在肠道内复制，诱导黏膜免疫。
    • 优点：成本低，可阻断社区传播。
    • 缺点：极少数情况下可发生疫苗株逆转致病（VDPV）。
  • 卫生措施：
  • 饮用水消毒、食物卫生、勤洗手。
• 全球根除进展：
  • 通过全球疫苗接种计划，Ⅱ型于2015年、Ⅲ型于2019年宣布根除，目前仅保留实验室研究用毒株。

四、参考文献

1. World Health Organization (WHO). Poliovirus [Internet]. Geneva: WHO; 2022 [cited 2025 Apr 24]. Available from:
2. Sabin AB. Pathogenesis of poliomyelitis. J Infect Dis. 1956;98(2):1-12.
3. Minor PD. Poliomyelitis vaccine: past, present and future. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2013;368(1623):20120140.
4. Racaniello VR. Picornaviridae: The Viruses and Their Replication. In: Knipe DM, Howley PM, eds. Fields Virology. 6th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; 2013:794-835.

总结

脊髓灰质炎病毒通过粪-口或飞沫传播，感染中枢神经系统导致不可逆的瘫痪。疫苗接种是预防的关键，全球根除计划已成功消灭Ⅱ型和Ⅲ型病毒，但需持续监测防止Ⅰ型病毒卷土重来。