麻疹是怎么引起的?
麻疹病毒属于副粘病毒科和麻疹病毒属,与其他副粘病毒不同,它没有特殊的神经氨酸酶活性。麻疹病毒是单链负链RNA病毒,比较大,显微镜下一般呈球形,直径150 ~ 300 nm,形状多变,有时呈丝状。病毒中心由核糖核酸和对称的螺旋衣壳组成,外壳为脂蛋白囊,有短突起和血凝素,能凝集猴红细胞。最早分离的麻疹病毒Edm株的基因测序显示其基因组不分节,其长度约为15893bp。* * *有六个结构基因,编码六种结构蛋白。从3’端开始,核蛋白(N)的分子量为60×103,磷蛋白(P)为72×103,膜蛋白(M)为37×103,溶血素(F)为60×103。分子量为78× 103 ~ 80× 103,RNA依赖的RNA聚合酶-大蛋白(L)分子量为210×103,其中N、P、L蛋白与病毒RNA结合,另外三种M、H、F蛋白与病毒包膜结合。n蛋白是麻疹病毒的主要蛋白,以磷酸化形式存在,在基因包装、复制和表达中起主要作用,也参与RNA结合和核膜结构的形成。P基因可以编码三种不同长度的蛋白,分别是P、C、V蛋白。p蛋白是一种磷酸化的聚合酶结合蛋白,与N和mRNA结合形成复合物,参与RNA包裹,调节N蛋白的细胞定位。v蛋白和C蛋白可能具有调节复制和转录的功能。L基因编码的蛋白质与一般依赖RNA的RNA聚合酶相同。p与L蛋白和核衣壳形成核蛋白复合物。M基因编码的膜蛋白位于病毒包膜和核壳之间,是一种非糖基化蛋白,形成病毒包膜内层,维持病毒颗粒的完整性,作用于病毒繁殖,与病毒组装和出芽有关。f基因编码一种融合蛋白,这是一种糖基化蛋白。在包膜表面,其前体F0没有生物活性,只有裂解成F1和F2蛋白时才有活性。f蛋白与病毒的溶血活性和细胞膜融合活性有关。当病毒传播时,它将细胞与细胞融合。h基因编码血凝素,血凝素是一种糖基化的表面蛋白,具有血凝作用,是血凝素,在病毒粘附宿主细胞时发挥作用。已知H蛋白含有细胞受体结合位点,可与存在于宿主细胞表面的麻疹病毒受体(CD46)结合,启动病毒感染宿主的过程。感染麻疹时,人体可以产生针对这三种包膜复合蛋白的抗体。f蛋白和H蛋白是麻疹病毒接触人体免疫系统,引起机体产生抗体反应的主要病毒抗原。有人认为缺乏F蛋白抗体可导致临床上的非典型麻疹,而缺乏M蛋白抗体与麻疹亚急性硬化性全脑炎(SSPE)的发病有关。
麻疹病毒可适应人、猴、犬的组织细胞培养,在鸡胚细胞中也易于培养和传代。一般来说,原代人胚胎肾或猴肾细胞在从患者标本中分离病毒方面最为成功。细胞培养有两种病理变化:一是发生细胞融合,形成巨大的融合细胞,可含10 ~ 130多个细胞核,并有核内包涵体;另一个病理变化是细胞变成梭形或线形。人类是麻疹病毒的唯一自然宿主,猴子也可感染,症状轻微。麻疹病毒的野生株不能感染实验动物,但麻疹病毒的疫苗株可以通过脑注射感染新生乳鼠。
麻疹病毒不稳定,在体外容易灭活,对热、干燥、紫外线、乙醚、氯仿等脂肪溶剂极其敏感。所以容易被煮沸、阳光、一般消毒剂灭活,56℃30分钟即可灭活。该病毒在pH7时存活良好,而pH
多年来,人们一直认为麻疹病毒具有遗传性和抗原性稳定性,只有一个血清型。然而,与20世纪50、60年代相比,世界各地分离的麻疹病毒野毒株在生物学特性和抗原性方面存在诸多差异,主要表现为血凝性和血液吸附性消失、细胞培养敏感范围变窄和抗原漂移。通过对各地流行的麻疹野病毒株基因序列的测定,发现存在多种遗传变异。2001,世卫组织将其分为八个基因组(A,B,C,D,E,F,G,H)和二十多个基因型(A,B1-3,C1-3,D1-9,E,F)。A型最早分离于1954,在世界范围内广泛分布,几乎包括所有疫苗株。B型首先在非洲被分离出来,C型在70年代的美国被分离出来,然后在欧洲流行起来。近年来,它在免疫率高的地区引起了几次爆发。D1最早发现于1974年的英国,随后D3 ~ D5开始流行于亚洲,D3在中国台湾省也有零星出现,D3和D6近年来开始流行于南美和美洲。e型1971在美国发现,在德国也有,现在已经不流行了。F 1979型在西班牙的SSPE患者中发现,G 1983型在美国发现。1993和1994为国内首次报道麻疹野毒株的分子流行病学,从湖南、山东、河北、北京、海南、安徽等地分离到H1,随后从越南分离到H2。对上述麻疹野毒株进行分子流行病学研究,有助于找出麻疹病毒变异的因素;明确变异株及其来源和流行途径,对改进现有麻疹疫苗,更好更快地实现消除麻疹的世界目标至关重要。
(2)发病机理
1.发病机制通过动物实验和志愿者的试感染,我们对麻疹病毒的感染过程有了完整的认识,没有并发症。麻疹病毒随患者喷洒的飞沫侵入鼻咽等呼吸道部位或易感人群的眼结合膜,病毒在上皮细胞内生长繁殖,引起感染。发病机制见表1。
在感染后1 ~ 2天,病毒在侵入的局部粘膜细胞中迅速繁殖,侵入局部淋巴组织,进入白细胞,引起第一次病毒血症(1 ~ 3天)。病毒随血液循环由单核细胞和白细胞携带,扩散到网状内皮组织如肝、脾、骨髓、淋巴结和其他器官的淋巴组织,在那里大量繁殖和扩散,第3 ~ 7天出现第二次大量病毒血症。病毒主要侵入血液中的单核细胞和白细胞,病毒在T细胞和B细胞中也繁殖良好。身体的上皮细胞和内皮细胞都可以被病毒感染,引起炎症和坏死。感染组织广泛,包括肝脏、脾脏、胸腺、淋巴结、皮肤和结膜,整个呼吸系统从上呼吸道延伸到肺部。此时,临床症状达到高峰(前驱期)。呼吸道卡他症状出现1 ~ 3天后,口腔黏膜出现科普利克氏斑,皮肤出现斑丘疹。此时麻疹病毒在入侵细胞内增殖,破坏细胞,引起炎症,导致临床症状明显(第11 ~ 14天),症状也可能是炎症产物引起的过敏。皮疹和科赫氏斑的机制一般有三种解释:①病毒直接损伤粘膜皮肤的血管内皮细胞;②皮肤血管内皮细胞中的病毒抗原与机体抗体反应,激活不同的反应引起皮肤损伤;③皮肤血管内皮细胞中的T细胞诱导病毒抗原的迟发型超敏反应。临床上,T细胞缺乏的人在感染麻疹病毒后往往不会出现皮疹,而没有丙种球蛋白血症的患者在感染麻疹病毒后仍会出现皮疹。15 ~ 17天,随着体内特异性抗体的增加,器官和血液中的麻疹病毒量迅速下降,直至消失,基本进入恢复期。
2.病理变化麻疹病毒侵入各种组织细胞时,主要引起炎症,有广泛的单核浸润,细胞坏死融合形成多核巨细胞。这些巨细胞的大小和形状各不相同,可以包含超过65,438+000个细胞核。在细胞质和细胞核中都可以看到嗜酸性包涵体和聚合的病毒外壳,尤其是在细胞质中。单核吞噬细胞系统中见到的多核巨细胞称为Warthin-Finkeldeycell,广泛存在于咽淋巴组织、扁桃体、支气管旁淋巴结、肠系膜淋巴结、阑尾和肠壁淋巴组织中。在呼吸道和肠粘膜、皮肤上皮表面等组织中发现的融合多核巨细胞称为上皮巨细胞。呼吸道卡他症状明显时,呼吸道上皮巨细胞常从体表脱落,可见于呼吸道分泌物中,具有一定的诊断意义。
麻疹皮疹病理活检可见典型的上皮巨细胞,皮肤上皮细胞肿胀、空泡化、坏死,继而角质化、脱落。皮疹的真皮毛细血管内皮细胞肿胀增生,伴有淋巴细胞和组织细胞浸润,血管扩张,皮疹中还发现了病毒抗原。科氏斑病变类似皮疹,可坏死成小溃疡,多因病毒血症,而非原发性病变。
在单纯性麻疹的发病过程中,主要的病理损伤是呼吸系统、淋巴组织和粘膜皮肤。整个呼吸系统有明显病变,黏膜充血水肿,单核细胞浸润,甚至黏膜坏死,形成溃疡。间质性肺炎发生在肺部,主要是多核巨细胞病,称为麻疹巨细胞肺炎(Hacht巨细胞肺炎),尤其是免疫功能低下的患者。合并细菌感染时,可出现肺实质化脓性炎症。肠壁和小肠阑尾内淋巴细胞可见含包涵体的多核巨细胞和炎症改变。麻疹脑炎患者的脑和脊髓可肿胀充血,可见散在出血灶、血管周渗出和淋巴细胞浸润,后期可见中枢神经系统广泛脱髓鞘病变。
3.免疫响应
(1)特异性抗体的消长:麻疹病毒自然感染后4 ~ 10天血液中血凝抑制抗体和中和抗体开始上升,4 ~ 6周达高峰,1年后降至1/4,但几乎终生保持在一定水平。如果不再接触麻疹病毒,就是15年。补体结合抗体出现晚,持续时间短。初次感染后产生的抗体基本存在于IgM和IgG中。发热后2 ~ 3天可在血液中检测到IgM抗体,上升迅速,约10天达到高峰,其水平可达1∶65438+万,30 ~ 60天后逐渐下降消失,提示近期有感染。IgG抗体可与IgM同时或稍后出现,25-30天达到高峰,随后6个月内抗体水平逐渐下降至1/4-1/2,之后缓慢下降并维持在较低水平。阳性往往表示既往感染,呼吸道也可检测到sIgA分泌增多。一般在出疹后几天内,IgG抗体可高达1 ∶ 1万,血凝抑制抗体≥1∶512。患麻疹后长期保持对麻疹病毒免疫力的机制尚不十分清楚。有人认为与患病后反复接触麻疹病毒有关。再次接触麻疹病毒后,常表现为隐性感染,无明显症状,但体内抗体滴度可再次上升,以增强特异性免疫。此外,认为对麻疹病毒的细胞免疫在预防麻疹再感染中具有重要作用,即使抗体水平下降到最低水平,也能保护机体不被再感染。从麻疹病毒的分子生物学分析,观察到病毒各种基因编码的结构蛋白感染机体后可引起其相应的抗体,其消长动态也有所不同。比如麻疹爆发时可检测到抗N和抗P蛋白抗体,滴度上升很快,很快达到较高水平。抗H蛋白抗体可阻止病毒吸附到敏感宿主细胞上,在皮疹出现时也可检出,2 ~ 3周内滴度明显升高。抗F蛋白抗体能阻止病毒在细胞间传播,其在血液中的抗体效价始终处于较低水平。H血凝抑制抗体和F溶血抑制抗体都起到中和病毒的作用,是防止再感染的主要抗体。后者比前者更重要。只有50%的M-膜蛋白抗体患者在发病前3周呈阳性,抗体水平也较低。
(2)特异性细胞免疫反应:麻疹病毒感染可引起宿主细胞免疫反应,使T细胞致敏,并可能产生麻疹病毒特异性的ⅰ、ⅱ类细胞毒性T细胞,可引起细胞病变,释放淋巴细胞活性因子,导致单核细胞浸润、多核巨细胞形成和感染细胞坏死,也可终止病毒感染。在麻疹感染过程中,CD8+和CD4+T细胞被激活,参与清除病毒和引起皮疹的过程。
(3)干扰素的作用:感染麻疹病毒或接种麻疹活疫苗后6 ~ 11天血清中干扰素水平可上升,30天后消失。这种由麻疹病毒引起的干扰素具有保护作用。
(4)麻疹的恢复和抗麻疹病毒再感染的恢复主要依赖于细胞免疫、特异性抗体和干扰素的产生,它们在疾病的早、中、晚期有复杂的相互作用。如果单纯免疫球蛋白缺乏的人得了麻疹,其病程仍正常,痊愈后不存在反复感染;然而,细胞免疫力低下的人患麻疹,即使用大剂量免疫球蛋白治疗,麻疹的病程往往是严重的、持续的,而且往往是致命的。因此,认为在麻疹恢复过程中,细胞免疫可能比体液免疫起更重要的作用,但血清抗体在预防麻疹感染中起重要作用,被动免疫的机制就在这里。因此,对麻疹病毒的免疫反应应该是机体的综合免疫功能。
(5)非特异性免疫反应:麻疹伴有其他非特异性免疫反应:如急性期中性粒细胞的活动能力减弱,白细胞总数(包括中性粒细胞和淋巴细胞)减少,血小板减少。补体系统也受到抑制,C3、C4、C1q和C5减少,淋巴细胞转化反应受到抑制,T细胞和B细胞均减少。血清免疫球蛋白IgA下降,IgM上升,IgG变化不大。皮肤迟发型超敏反应在自然感染和接种疫苗后可减弱,可能与麻疹时的细胞免疫反应有关,常由抑制性细胞因子白细胞介素-4升高引起。由于麻疹病毒感染过程中各种免疫反应明显下降,患者原有的湿疹、哮喘、肾病综合征等疾病暂时缓解,但患者容易继发肺部感染,原有的结核病灶可能恶化。原本结核菌素反应阳性者,在麻疹期间或之后可能暂时转阴,伤口愈合往往较慢。