博卡病毒与儿科感染
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文中多次出现的缩写:
人博卡病毒:HBoV
在之前的推送中,我们报道了2019版儿童CAP指南中新添加了博卡病毒([专家讲坛]李福海教授:2019版社区获得性肺炎诊疗规范解读),今天,我们就借一篇柳叶刀的文章来了解一下博卡病毒。
人类博卡病毒1型(Human bocavirus 1,以下简称HBoV1)属于细小病毒科,在2005年,发现于儿科呼吸道感染患者的鼻咽吸液中。与HBoV1亲缘关系最近的病毒是在动物身上发现的,而儿科医生比较熟悉的容易导致传染性红斑的人细小病毒B19与博卡病毒的亲缘关系则比较遥远。自2005年以来,已经获得了越来越多的证据,支持HBoV1是一种真正的人类病原体,可导致儿童轻度至重度呼吸道感染。
由于HBoV1的主要宿主是儿童,所以动物模型比较少,证据主要源于流行病学和临床,这些研究使用严格的诊断标准,HBoV1可在多达四分之一的上呼吸道或下呼吸道感染儿童的呼吸道样本中检测到。自2009年以来,又有三种博卡病毒HBoV2、HBoV3、HBoV4已经被发现。这些病毒主要在粪便样本中检测到,检出率根据病情不同从1%到40%以上不等。HBoV的DNA可以在血清、脑脊液、尿液、扁桃体组织、肿瘤组织中可以检测到,甚至在河水和下水道中也能检测到。不过在呼吸道外的博卡病毒临床意义并不明确。
从临床角度看,HBoV1似乎是博卡病毒中最重要的一个,应该成为儿科呼吸道感染住院患者的检测项目。不过HBoV1在无症状者的呼吸道中也可以检测到,这就导致PCR检测的特异性较低,所以HBoV1应检测RNA或直接检测抗原。尽管儿童HBoV1感染的发病率很高,但许多临床医生仍未意识到其重要性。
流行病学
通过在几项世界范围的临床研究,HBoV1已被确定为幼儿呼吸道感染中最常见的病毒之一。在检出HBoV1的患者中,0.7~25%的儿童患有上呼吸道感染,0.8~23%的儿童患有下呼吸道感染,还有一部分康复后的患者依然能检测到博卡病毒的DNA。HBoV1 DNA主要在5岁以下儿童中检测到,有无症状都可能检测到,未发现明显的季节性。在大多数研究中,成年患者的检出率不到1%。
HBoV2-4 DNA主要在粪便样本中检测。然而,在没有腹泻的患者中,博卡病毒的检出率与胃肠道疾病患者相似,所以检测意义不明。在粪便中也会检测到HBoV1,这可能是儿童呼吸道分泌的病毒通过肠道排出。
在一项研究中,90%的3个月以下儿童存在母体抗体,3个月以后儿童的血清阳性率下降,6至12个月之间的儿童抗体检出率较低。婴儿期后直至6岁,HBoV血清阳性率不断增加,90%以上的6岁以上儿童血清抗体阳性,HBoV1的血清阳性率已经达到80%左右,HBoV2为50%,HBoV3为10%,HBoV4接近于零。HBoV1的IgG抗体浓度在成年期仍然很高,这可能是循环引起的免疫增强。根据血清学诊断,HBoV1 DNA阳性患者中急性感染不超过20-25%。
多重检测
在儿童呼吸道多重病原检测中,博卡病毒常于其他病毒一起被检测到,多达四分之三的HBoV1 DNA阳性呼吸道样本中,可以检测到一种以上其他呼吸道病原体。首次感染后,病毒可存在数月。一项对婴儿唾液的纵向研究表明,1/3首次接触HBoV1的婴儿不会引发咳嗽和鼻涕。由于HBoV1脱落时间较长且2岁以下的儿童每年可能有6到10次呼吸道感染,HBoV1的DNA可能经常与其他病原同时检测,也可在无症状儿童中观察到。
然而,即使在含有转录活跃的HBoV1的呼吸道样本中,也在近60%的病例中发现了其他病毒。那么问题来了,HBoV1在多重呼吸道感染中是否更活跃或具有协同作用?然而,研究呼吸道病毒之间的相互作用是很困难的一件事,因为几乎无法保证有足够的样本包含每种病毒组合,简单地说,没有这么多的患者和对照组。只有一项研究表明,HBoV1抑制与鼻病毒相关的免疫反应:HBoV1可降低鼻病毒在急性感染后长达2年的新喘息发作的可能性(见下图)。
在肠道中可检测到HBoV2和HBoV3的患者也更容易检测到其他肠道病毒,检出率为44-100%,但还是因为存在时间较长,无法确认感染的因果关系。目前所做的研究中HBoV4的发生率过低,无法得出任何结论。
传播
HBoV1 DNA主要在呼吸道样本中检测到,很可能通过呼吸道传播。HBoV2-4可在粪便样本中检测到,并极有可能通过粪-口途径传播。博卡病毒从母体到胎儿的垂直传播尚未得到证实。从健康儿童和成人(包括献血者)的血浆中可检测到HBoV DNA,然而,这种检测代表可传播病毒或非传染性循环病毒还有待确定。在另一项研究中,48批次凝血因子产品中均未检出HBoV DNA。
发病机制
由于用细胞系培养复制病毒的多样性,以及缺乏模拟感染的实验动物模型,博卡病毒的发病机制一直缺乏研究。然而,研究已经明确了HBoV1在人类细胞中的感染机制。HBoV1已被证明可破坏上皮屏障功能并诱导DNA损伤反应。
HBoV1 DNA可在原发感染后12个月的鼻咽样本中检测到。然而,HBoV1是通过整合到宿主细胞基因组或作为一个外泌体而建立潜伏期仍不清楚。呼吸道病毒的长期存在可能是大多数临床研究中发现的健康儿童高检出率的原因之一。在免疫功能正常和免疫功能低下的儿童中,已记录到原发性感染后HBoV1的长期和间歇性脱落。不过HBoV1的持续、再活化和再感染机制尚不清楚。研究表明,HBoV1 DNA在扁桃体肥大儿童的扁桃体组织中很常见。扁桃体和扁桃体增生可能是HBoV1长期脱落的原因,它们可能是未来HBoV1研究的主要目标。
诊断
急性病毒性呼吸道感染的诊断通常依赖于PCR,即在呼吸道样本中检测病毒基因。对于HBoV1感染的诊断这样的检测方法却是不可行的,因为HBoV1 DNA在气道中的长期存留使阳性检测结果的解释变得非常复杂。检测HBoV1 IgM和IgG的增加或血清转化似乎是个好办法,IgM阳性IgG亲和度低或IgG滴度增加4倍,是急性HBoV1感染的特异性诊断的标准。然而,一方面这种检测并不能区分博卡病毒的血清型,另一方面由于IgM和IgG产生的时间较晚,这种诊断方法更适合回顾性诊断和流行病学调查,难以用于早期诊断。一些研究试图通过DNA的定量检测来解决早期诊断的问题,但多项研究的结果互相矛盾。所以DNA、IgM、IgG都没有实质性的意义。所以想检测博卡病毒,只能靠mRNA了。研究表明以HBoV1 mRNA作为定量PCR(> 10⁶拷贝数/mL),灵敏度为100%,特异性93–99%,阳性预测值(PPV)56-87%。
此外,存在于血浆或血清中的HBoV1 DNA(DNAemia)似乎是急性HBoV1感染的特异性因子。对照组中很少检测到DNAemia。但有研究发现其敏感性低于HBoV1mRNA检测,因为急性感染期间,DNAemia持续时间较短。
所以比较靠谱的检测方法只有rt-PCR和抗原检测。对HBoV1 mRNA检测的研究表明,HBoV1在上下呼吸道感染的儿童中具有较高的特异性。抗原检测通常比核酸检测灵敏度低。HBoV2-4在胃肠道疾病中的作用尚未阐明,因此不能对这些病毒给出诊断建议。
临床表现
HBoV1引起的呼吸道感染的临床表现与其他呼吸道病毒引起的呼吸道感染非常相似,最常见的是咳嗽、发烧、感冒、呼吸困难、腹泻和呕吐。最常见的诊断是鼻炎、急性中耳炎、肺炎、细支气管炎和哮喘加重。在一项报道了17例严重、危及生命甚至死亡的呼吸道HBoV1感染病例中,患者大多是在2岁以下儿童,他们患有下呼吸道感染和呼吸衰竭。其中10名儿童早产,7名儿童此前没有已知的疾病或风险因素。HBoV1是所有病例中唯一检测到的病毒。HBoV1最常见的临床表现为阻塞性下呼吸道感染(见下图)。其中两名儿童死于呼吸衰竭。此外,HBoV1可加重慢性肺疾病,如哮喘、慢性阻塞性肺疾病和囊性肺破裂。
C反应蛋白浓度和白细胞计数通常在正常浓度范围内,或者在急性HBoV1感染期间轻微升高。由于成年人HBoV抗体的高携带率,原发性感染在妊娠期极为罕见。在死胎积水中未发现HBoV感染。
风险因素
与严重HBoV1感染相关的风险因素与呼吸道病毒感染的风险因素类似:潜在的慢性疾病,如心脏或肺部疾病、伴有慢性肺病的早产、癌症或免疫抑制。在无免疫缺陷儿童的血液中也可检测到HBoV1 DNA。
低龄被认为是感染HBoV1的风险因素,特别是2岁以下儿童,不过出生时从母体中获得的抗体可以保护6个月以下的胎儿,也就是说,6-24个月的儿童是HBoV1感染的高危人群。其他风险因素还包括母亲吸烟、冬季出生、家族哮喘史等。过敏性反应与哮喘儿童HBoV1感染无关。前面提到过在污水和河水中也发现了博卡病毒,所以接近污水可能是另一个风险因素,不过其临床意义尚未阐明。
治疗
HBoV感染还没有经过批准的特异性治疗方法,也没有对抗病毒药物进行过比较研究。强的松龙在一项随机对照试验分析中没有被发现有效。因此,治疗的选择是支持性护理,以及为患有严重细支气管炎、哮喘或肺炎的儿童提供呼吸支持。尽管HBoV1与急性呼吸道感染有关,但该病往往是自限性的,并不复杂。没有特别的预防措施。
小结
目前看来,HBoV1感染是一种不怎么严重的自限性疾病,最常见诊断是中耳炎,其症状与其他呼吸道病毒感染并没有明显差异。虽然没有特效药,但由于HBoV1感染并不严重,开发特效治疗方法的需求并不迫切。问题在于我们怎么知道患者是HBoV1感染,而不是流感病毒、呼吸道合胞病毒等可能导致较严重后果的病毒感染。目前看来,抗原检测是可行的早期检测手段,rt-PCR则是最被看好的检测方法。
Christensen A, Kesti O, Elenius V, et al. Human bocaviruses and paediatric infections. Lancet Child Adolesc Health. 2019 Apr 1.pii: S2352-4642(19)30057-4.
[专家讲坛]李福海教授:2019版社区获得性肺炎诊疗规范解读