肺炎病毒和腺病毒

The Pneumoviruses and Adenoviruses

凯特·凯兰

1955年,在美国沃尔特·里德陆军研究所,一群黑猩猩开始出现呼吸道症状——流鼻涕、打喷嚏、充血和咳嗽。在分离出一种病毒后,该研究所的科学家将其确定为黑猩猩感染的原因,并将其命名为黑猩猩柯里扎病毒,或CCA病毒。

一年左右的时间里,一位名叫罗伯特·查诺克(Robert Chanock)的医生分离出了一种几乎完全相同的病毒,他当时正在治疗患有严重呼吸道症状的婴儿。查诺克和他的合作研究员在1957年的一篇论文中写道:“从这些发现中可以清楚地看出,与CCA病毒难以区分的病毒能够感染人类”。

因为查诺克和他的团队还发现,感染这种病原体的人类细胞与其他感染细胞融合,形成被称为合胞体的大细胞,他们决定将其重命名为人类呼吸道合胞病毒,或RSV。

此后,RSV被认为是一种普遍存在的病原体,在世界范围内,几乎所有的婴儿和儿童在两岁前都会感染至少一次,有时甚至两次。

呼吸道合胞病毒被归类为肺病毒家族的成员,肺病毒是一组与腺病毒家族有一些相似性的病毒。虽然这两个家族都被认为在疫情病毒潜在性方面风险相对较低,但它们内部的病毒会导致人类疾病和死亡的重大负担——这使它们成为最受通缉的病毒之一。

compilation of photos about RSV virus

亲密无间的大家庭?

不完全是,不。尽管两个病毒家族都导致人类呼吸系统疾病,但它们的基因构成和特征非常不同。虽然肺炎病毒是RNA病毒,有包膜或外衣,但腺病毒是无包膜的DNA病毒。腺病毒还可以导致更广泛的疾病,包括结膜炎、肠胃炎、肝炎和心肌炎,尽管它们最常见的感染是呼吸道感染。主要嫌疑人

这两个家族中最臭名昭著和最多产的病毒攻击者是呼吸道合胞病毒。肺病毒家族中的另一个主要怀疑对象是人类偏肺病毒,它会导致呼吸道感染,有点像普通感冒,但也可能导致支气管炎、细支气管炎和肺炎。在腺病毒家族中有几个嫌疑分子,它们都有相同的名字——人腺病毒,但却有不同的物种名称。例如,人类B型腺病毒引起呼吸道疾病和结膜炎,而人类F型腺病毒感染与肠胃炎有关,特别是在幼儿中。疾病侦探已经确定了大约50种可以感染人类的腺病毒,但其中只有一小部分会导致严重的疾病。

昵称和别名

对人类疾病构成威胁的肺炎病毒和腺病毒主要通过它们的首字母缩写而为人所知:RSV代表呼吸道合胞病毒,hMPV代表人类偏肺病毒,HAdV代表各种人类腺病毒。

显著的特征

腺病毒是DNA病毒,在电子显微镜下观察时具有独特的外观。它们是具有二十面体形状的无包膜病毒,这意味着它们有20个三角形面。腺病毒病毒体或病毒颗粒的直径通常在70到100纳米之间。

肺炎病毒如呼吸道合胞病毒是有包膜和多形性的,这意味着它们周围有一层外衣或脂肪膜,并且可以具有各种形状。大多数情况下,它们是球形的,或者像RSV一样,细长丝状。球形肺炎病毒颗粒的直径约为200纳米。因为病毒的包膜上布满了糖蛋白,所以病毒的表面看起来像是覆盖着小而突出的尖刺。

scientific illustrations of example viruses

来源:SwissBioPics的病毒地带

作案手法

RSV通过首先使用糖蛋白或G蛋白附着在人类细胞表面来感染人类细胞。一旦附着,病毒表面的融合或F蛋白帮助病毒包膜与宿主细胞膜融合,允许病毒RNA进入。一旦进入细胞,病毒RNA就会劫持细胞的机器来产生病毒蛋白质,并复制其RNA来制造新的病毒颗粒。

腺病毒感染人类细胞,首先利用其纤维蛋白附着在细胞表面,纤维蛋白与特定受体结合。附着后,病毒首先被宿主细胞吞噬,然后劫持细胞的机器进行复制并产生新的病毒粒子。

帮凶

肺病毒和腺病毒家族中的所有人类病毒都具有高度传染性,但它们不使用载体或媒介从一个人传播到另一个人。相反,它们可以通过受感染者咳嗽和打喷嚏时产生的飞沫在空气中传播,也可以通过密切的个人接触或接触受污染的表面传播。

 

普通受害者

人类肺炎病毒和腺病毒对婴儿、老年人和免疫系统脆弱或受损的人构成了显著增加的风险。这些人群更有可能因RSV感染而出现严重并发症,如肺炎或细支气管炎,如果感染腺病毒,则出现更严重的眼部感染或肠胃炎。

polaroid photos of people

臭名昭著的爆发

呼吸道合胞病毒

呼吸道合胞病毒是世界各地婴儿、儿童和老年人疾病的主要原因。疾病专家估计,仅这种肺炎病毒每年就导致全球20万人死亡。

除了死亡和疾病人数,RSV也是医疗基础设施和支出的沉重负担。例如,在美国,其估计的经济负担超过每年60亿美元。尽管大多数人在出生后的头两年感染了RSV,但在一生中一次又一次的再次感染是非常常见的——即使是在同一季节,有时也是同一菌株。

line chart showing positive tests for respiratory viruses

数据来源于CDC国家呼吸道和肠道病毒监测系统

常见危害

RSV感染可以对其受害者造成全方位的伤害,从相对轻微的普通感冒症状,如流鼻涕,到流感样症状,包括发烧,咳嗽和喉咙痛,到严重的毛细支气管炎或肺炎,伴有呼吸困难,胸痛和急性呼吸衰竭。

腺病毒感染通常会带来较轻的症状,但它们的范围也很广,这取决于攻击的是哪种腺病毒。最常见的呼吸道症状包括咳嗽、流鼻涕、喉咙痛、发烧、支气管炎和肺炎。一些腺病毒感染会导致结膜炎等眼部症状,也称为红眼病,而其他腺病毒感染会导致腹泻、胃痛、恶心和呕吐等胃肠道症状。

scientific illustrations of symptoms of RSV and adenovirus

调查线索

疾病侦探开发呼吸道合胞病毒疫苗的努力涉及数十年的研究和多种调查。他们在20世纪60年代的最初尝试是使用灭活疫苗,但这种方法被放弃了,因为人们发现这种方法会在接种疫苗后暴露于病毒的婴儿中导致一种被称为“疾病加重”的危险现象。

直到20世纪80年代,RSV疫苗研究人员才能够向前迈出一大步——当他们发现母亲传给婴儿的抗体能够保护或部分保护免受RSV感染。

虽然仍然需要另外四十年的专门研究和开发工作,但世界上第一个安全有效的RSV疫苗终于在2023年获得美国药品监管机构的批准,可用于60岁及以上的人群。第二年,第二种RSV疫苗获准在老年人和孕妇中使用,以帮助保护他们的婴儿。此后,RSV疫苗已被批准用于50多个国家的高危人群,包括日本和整个欧洲。

在一些富裕国家,如美国,也有一种针对RSV的批准的单克隆抗体治疗,其被许可用于两岁以下特别容易被感染的婴儿的预防性治疗。

腺病毒经常被用作开发其他疾病疫苗的“载体”,部分原因是它们非常擅长感染人类细胞并产生免疫反应。但是,除了一种仅被许可非常有限地用于防止美国新兵中爆发腺病毒感染的疫苗之外,目前没有批准的腺病毒疫苗。

compilation of images related to RSV vaccinations

编者按:
将病毒命名和分类为不同的科和亚科是一个不断发展的、有时有争议的科学领域。

随着科学认识的深入,目前被归类为一个家族成员的病毒可能会被转换或被另一个家族接受,或者被放入一个完全属于自己的新家族。

CEPI的病毒通缉犯系列试图反映关于病毒家族及其成员的最广泛的科学共识,并与国际病毒分类委员会(ICTV)的最新报告交叉引用。

 

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