感染性疾病的检验诊断(第2版)
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第一节 流行性感冒

流行性感冒(influenza)简称流感,是由流行性感冒病毒引起的一种传染性强、流行面广、发病率高、传播很快的急性呼吸道传染病。以起病急、发热、头痛、全身酸痛、疲乏等全身中毒症状显著,咳嗽、流鼻涕及咽痛等呼吸道症状轻微为特征。流感病毒分甲型、乙型和丙型,以甲型威胁最大。

(一)疾病概况
【病因】

流感病毒属正黏病毒科,分甲、乙、丙3型,呈球形或丝状,直径80~120nm。3型病毒具有相似的生化和生物学特征。病毒由3层构成,内层为病毒核衣壳,含核蛋白(NP)、P蛋白和RNA。NP是可溶性抗原(S抗原),具有型特异性,抗原性稳定。P蛋白(P1、P2、P3)可能是RNA转录和复制所需的多聚酶。中层为病毒囊膜,由一层类脂体和一层膜蛋白(MP)构成,MP抗原性稳定,也具有型特异性。外层为两种不同糖蛋白构成的辐射状突起,即血凝素(hemagglutinin,H)和神经氨酸酶(neuraminidase,N)。H能引起红细胞凝集,是病毒吸咐于敏感细胞表面的工具,N则能水解黏液蛋白,水解细胞表面受体特异性糖蛋白末端的N-乙酰神经氨酸,是病毒复制完成后脱离细胞表面的工具。H和N均有变异特性,故只有株特异的抗原性,其抗体具有保护作用。

根据NP抗原性,将流感病毒分为甲、乙、丙3型。按H和N抗原不同,同型病毒又分若干亚型。流感病毒的抗原性变异就是指H和N抗原结构的改变,主要是H抗原发生变异。在亚型内部经常发生小变异称为抗原漂移(antiganic drift)。甲型流感病毒的抗原变异较快,2~3年可发生一次,乙型流感病毒的抗原变异很慢。大的抗原变异出现的亚型称抗原转变(antiganic shift),H和(或)N都发生了大的变异,由此而产生新的亚型,可引起世界性大流行。变异的病毒株称为变种。甲型流感病毒大约每隔十几年发生一次大变异。乙型流感病毒间同样有大变异与小变异,但未划分成亚型转变。丙型流感病毒尚未发现抗原变异。流感病毒不耐热、酸和乙醚,对甲醛、乙醇与紫外线等均敏感。

【流行病学】
1.传染源

流感患者和隐性感染者是流感的主要传染源。从潜伏期末到发病的急性期都有传染性。成人和年龄较大的儿童患季节性流感(无并发症)期间,病毒在呼吸道分泌物中一般持续排毒3~6天。住院的成人患者可以在发病后持续一周或更长的时间散播有感染性的病毒。

2.传播途径

流感主要通过空气飞沫传播,也可通过口腔、鼻腔、眼睛等处黏膜直接或间接接触传播。接触患者的呼吸道分泌物、体液和污染病毒的物品也可能引起感染。传播速度和广度与人口密度有关。

3.人群易感性

人群普遍易感,以儿童和少年为多,5~20岁发病率最高。感染后对同型病毒可获免疫力,型与型之间无交叉免疫性。抗体于感染后1周出现,2~3周达到高峰,4~8周后开始下降。

4.流行特征

突然发生,迅速蔓延,一般总是先城市后农村,先平原后山区,沿交通线路发展。发病率高和流行过程短是流感的流行特征。流感在世界各地均可发生,但各地之间的发病率可有较大差异,这种地区分布的差异与病毒抗原的变异、人群密集程度、交往频度、传染源数量、人群免疫状况及防疫措施等有关。在温带和寒温带地区,流行通常发生在冬春季,而在热带和亚热带地区,则更多是在夏季流行。大流行时,季节性不明显。由于甲型流感病毒抗原的易变性,人类对流感免疫的不持久性及流感疫苗效果的有限性,致使流感流行呈现周期性,一般3~4年一次小流行,10~15年一次大流行。乙、丙型周期性不明显。

【发病机制】

带有流感病毒颗粒的飞沫吸入呼吸道后,病毒的神经氨酸酶破坏神经氨酸,使黏蛋白水解,糖蛋白受体暴露。甲、乙型流感病毒通过HA结合上皮细胞含有唾液酸受体的细胞表面启动感染。流感病毒通过细胞内吞作用进入细胞。在病毒包膜上含有M2多肽的离子通道在胞内体中被酸性pH激活,使核衣壳蛋白释放到细胞质(脱壳)。核衣壳蛋白被转运到宿主细胞核,病毒基因组在细胞核内进行转录和复制。病毒核蛋白在细胞质合成后,进入胞核和病毒RNA结合形成核壳体,并输出到细胞质。病毒膜蛋白经完整加工修饰后,嵌入细胞膜内。核壳体与嵌有病毒特异性膜蛋白的细胞膜紧密结合,以出芽方式释放子代病毒颗粒(芽生)。NA清除病毒与细胞膜之间以及呼吸道黏液中的唾液酸,以便于病毒颗粒能到达其他的上皮细胞。最后,宿主的蛋白酶将HA水解为HA1和HA2,使病毒颗粒获得感染性。流感病毒成功感染少数细胞后,复制出大量新的子代病毒颗粒,这些病毒颗粒通过呼吸道黏膜扩散并感染其他细胞。病理变化主要表现为,呼吸道纤毛上皮细胞呈簇状脱落、上皮细胞的化生、固有层黏膜细胞的充血、水肿伴单核细胞浸润等病理变化。致命的流感病毒性肺炎病例中,病理改变以出血、严重气管支气管炎症和肺炎为主,其特点是支气管和细支气管细胞广泛坏死,伴随有纤毛上皮细胞脱落、纤维蛋白渗出、炎细胞浸润、透明膜形成、肺泡和支气管上皮细胞充血、间质性水肿、单核细胞浸润的病理改变。后期改变还包括弥漫性肺泡损害,淋巴性肺泡炎,化生性的上皮细胞再生,甚至是组织广泛的纤维化。严重者会因为继发细菌感染引起肺炎,多为弥漫性肺炎,也有局限性肺炎。流感死亡病例中常伴随其他器官病变,尸体解剖发现,1/3以上病例出现脑组织弥漫性充血、水肿以及心肌细胞肿胀、间质出血,淋巴细胞浸润、坏死等炎症反应。

【临床表现】

潜伏期最短数小时,最长4天,平均1~3小时。各型流感病毒所致症状,虽有轻重不同,但表现基本相同。

1.单纯型流感

最常见。突然起病,高热,体温可达39~40℃,可有畏寒、寒战,多伴头痛、全身肌肉关节酸痛、极度乏力、食欲减退等全身症状,常有咽喉痛、干咳,可有鼻塞、流涕、胸骨后不适等。颜面潮红,眼结膜外眦轻度充血。如无并发症呈自限性过程,多于发病3~4天后体温逐渐消退,全身症状好转,但咳嗽、体力恢复常需1~2周。轻症者如普通感冒,症状轻,2~3天可恢复。

2.中毒型流感

极少见。表现为高热、休克及弥散性血管内凝血(DIC)等严重症状,病死率高。

3.胃肠型流感

除发热外,以呕吐、腹泻为显著特点,儿童多于成人。2~3天即可恢复。

人群出现流感样症状后,以下人群较易发展为重症病例,应给予高度重视:①妊娠期妇女;②伴有以下疾病或状况者:慢性呼吸系统疾病、心血管系统疾病(高血压除外)、肾病、肝病、血液系统疾病、神经系统及神经肌肉疾病、代谢及内分泌系统疾病、免疫功能抑制(包括应用免疫抑制剂或HIV感染等致免疫功能低下)及集体生活于养老院或其他慢性病疗养机构的被看护人员、19岁以下长期服用阿司匹林者;③肥胖者;④年龄<5岁的儿童;⑤年龄≥65岁的老年人。

(二)实验室诊断
1.外周血检查

外周血白细胞总数常减少,淋巴细胞百分比相对增多,嗜酸性粒细胞常消失。合并细菌感染时,白细胞总数和中性粒细胞百分比增高。

2.病毒抗原的直接检查
(1)直接检查呼吸道脱落上皮细胞内抗原:

由于流感病毒的主要感染部位是在呼吸道上皮细胞,因此在患者呼吸道标本的脱落细胞中含有流感病毒抗原,通过直接检查脱落上皮细胞内抗原即可诊断。检查方法可采用免疫荧光法,一般于3~4小时内即可完成,而且可以直接定型。

儿童患者标本最好采用负压抽吸法收集呼吸道分泌物,成人标本最好采用鼻咽洗液。可将每份标本分为双份,一份低温冻存备作病毒分离,一份用pH 7.2磷酸缓冲液(PBS),将黏液吹打散,1500rpm离心15分钟去除上清液,沉淀物用PBS洗1~2次,滴加于玻片上,干燥后冷丙酮固定。分别加入适当稀释度的抗甲型和乙型流感型特异性单克隆抗体,置湿盒中于37℃放置1小时。洗涤后加适当稀释度的兔抗鼠荧光素结合物,置37℃1小时。洗涤后于荧光显微镜下观察结果,观察到3个以上细胞质内或胞核内荧光阳性细胞即可判为阳性。

(2)标本经敏感细胞增殖1代后查抗原:

患者呼吸道标本经接种敏感细胞(犬肾传代细胞,MDCK)增殖1~3天后,将细胞消化分散制成抗原片,再用免疫荧光法或免疫酶染法检查细胞内抗原。由于标本中的病毒在敏感细胞增殖后查抗原,能明显提高其诊断的敏感性,可在细胞病变出现以前查到抗原,可以直接定型,而且比常规鸡胚分离病毒法要快得多,一般24~72小时即可诊断。检查方法可采用间接免疫酶染法或间接免疫荧光法。于倒置显微镜下观察到棕红色深染细胞。以观察到“+”以上深染细胞判为阳性;有时可观察到单个深染细胞被无色或淡红色细胞所包围,而正常对照细胞呈无色或淡红色,亦可判为阳性。

3.病毒的分离鉴定
(1)标本的收集和处理:

标本收集时间应于发病早期(1~3天内),越早越好。儿童患者的标本采集常用棉拭子擦抹法,采集时将灭菌棉拭子用无菌的标本收集液(pH 7.2~7.6含20%~40%灭菌肉汤的生理盐水或Hanks液或生理盐水)蘸湿,在患者咽部反复擦拭数次,取出后将棉拭子放入装有上述收集液的无菌试管中塞上棉塞。成人患者的标本采集常用咽喉洗漱法,采集时先让患者咳嗽,然后用10ml左右的收集液反复洗漱咽喉部约1分钟,吐入管内。如有条件,儿童标本用负压抽吸法抽取鼻咽分泌物,成人标本用鼻咽洗液,可提高分离的阳性率。标本采集后置冰壶中尽快送实验室。

(2)标本的处理:

用吸管反复吹打标本液(如为咽拭子标本,先反复挤压咽拭子后弃之),将黏液打散,于4℃静置5~10分钟,待自然沉淀后取3ml上清液,按每毫升加青霉素1000U和链霉素1000μg,混匀置4℃处理2~4小时即可接种。如标本污染较重,可置4℃过夜处理。如预计标本在48小时内不能完成接种时,应将标本置-70℃保存。

(3)接种及培养法:

常用鸡胚培养法和组织培养法。①鸡胚培养法:取9~11天龄鸡胚,将处理过的标本0.2ml接种羊膜腔和尿囊腔,每份标本接种3~4只鸡胚,置33~35℃温箱培养3天,然后将鸡胚放置4℃冰箱过夜分别收获尿液和羊水,并作初步血液凝集试验估计病毒数量,如血凝试验结果为“+++”~“++++”时,再按系列倍比稀释测定其血凝滴度,如具有一定血凝滴度即可鉴定。如血凝阴性,可盲传2代,如仍为阴性则弃之;②组织培养法:取0.2ml处理过的标本接种于原代人胚肾或MDCK,每份标本接种4管,培养7~10天,逐日观察细胞病变。从第3天开始每隔1天用0.4%鸡或豚鼠红细胞对培养管做红细胞吸附试验,如阳性则测定上清液的血凝滴度。如阴性则用已收获的上清液盲目传代2代,仍为阴性则弃之。

(4)新分离株的鉴定:

新分离流感病毒可用血凝抑制、补体结合、中和以及血细胞吸附抑制等试验方法进行鉴定。最常用和最简单的方法是血凝抑制试验,必要时采用补体结合试验。

1)血凝抑制试验:

一些动物红细胞(如鸡、豚鼠等)以及人“O”型血红细胞上有流感病毒受体,与流感病毒结合可产生红细胞凝集现象,简称血凝。若将特异性抗体与流感病毒(血凝素)预先作用后再加入红细胞则不产生凝集,称为血凝抑制现象。用定量血凝素与不同稀释度血清抗体作用后,能完全抑制血凝的最高稀释度,即为血凝抑制抗体滴度。用当前流行的甲3、甲1及乙型流感病毒代表株的免疫血清与新分离流感病毒株进行血凝抑制试验,观察新分离株能否被免疫血清所抑制,用于新分离病毒株的鉴定。

2)红细胞吸附抑制试验:

流感病毒感染的细胞表面有血凝素存在,可以与加入的红细胞结合,即为红细胞吸附试验阳性。在接种了标本的单层细胞培养瓶中加入已知型别的免疫血清室温作用30分钟后,再加入鸡或豚鼠红细胞,如果不发生红细胞吸附现象,即为红细胞吸附抑制试验阳性,表明细胞表面的血凝素被相应抗体所封闭。说明所分离的病毒与所用免疫血清型别相一致或接近。

3)补体结合试验:

如果用已知的甲型(甲3、甲1)或乙型或丙型流感病毒免疫血清对新分离病毒的血凝均不能抑制,则应考虑可能为甲型流感病毒的新亚型,可用针对甲型、乙型流感病毒核蛋白的免疫血清做补体结合试验定型。

4.血清学诊断
(1)血凝抑制试验:

于发病3天内采取急性期血清保存,于发病后2~4周采取恢复期血清,同时检测患者的双份血清中是否存在能抑制当前流行的甲3、甲1及乙型流感病毒代表株的血液凝集现象的抗体,以恢复期血清抗体滴度较急性期抗体滴度升高≥4倍为阳性,用于回顾性诊断具有确诊意义。

(2)型特异性补体结合试验:

甲、乙、丙型流感病毒各具有型特异的核蛋白抗原。当流感病毒出现很大的变异或出现新亚型而引起大流行时,由于来不及分离病毒株和充分掌握新病毒株的性状,常需同时采用补体结合试验和血凝抑制试验对新病毒株进行血清学诊断。结果判定:被检病毒抗原与甲型(或乙型)流感病毒免疫血清呈阳性反应则可诊断为甲型(或乙型)流感病毒;双份血清的抗体对甲型(或乙型)抗原有≥4倍升高,即可诊断为甲型(或乙型)流感病毒感染。均为阴性时,应考虑丙型流感病毒或其他病毒。正常人群补体结合抗体滴度一般≤1∶16,如单份恢复期血清抗体滴度≥1∶32时,结合临床症状可作为诊断的参考。

(3)神经氨酸酶抑制试验:

流感病毒的包膜上具有神经氨酸酶,经抗体结合后失去酶活性。神经氨酸酶抑制试验是用一定稀释度的流感病毒尿囊液作为标准剂量的抗原和系列稀释的被检血清和正常血清一起孵育,测定血清抑制神经氨酸酶活性的效价。

5.PCR方法检测流感病毒RNA

甲型流感病毒M基因的保守探针序列为:5’-CCATGAGAGCCTCAAGATCTGTGTTCTTCCCT-3’,引物的序列为:上游:5’-AAGCCGAGATCGCGCAGAGAC-3’;下游:5’-CCTTAGTCZGAGGTGACAGGATTGGTC-3’。

国内卢亦愚等用多重PCR方式扩增HA基因的HA1片段进行不同型别流感病毒的分子检测。在甲3型流感病毒HA基因的保守区域,设计多对引物:

FluA3(YG)F:5’-TGAACGCAGCAAAGCYTACA-3’,

FluA3(YG)R:5’-CGGATGGAGGCAACTAGTGACCTA-3’,

FluA3Probe:5’-ATGTGCCGGATTATGCCTCCC-3’;

甲1型:5’-CTCGAGAGCAAAAGCAGGGG-3’,5’-AGCTCCCTGGGGTGTTTG-3’;

甲3型:5’-CTCGAGAGCAAAAGCAGGGG-3’,5’-CTGCTATTGCGCTGAATAG-3’;

乙型:5’-CGAATCTGCACTGGGATAACATC-3’,5’-TGCACCATGTAATCAACAACAA-3’。

近年来推出用多重RT-PCR技术检测H1N1、H3N2与乙型流感病毒,不必经过标本浓缩可直接从患者的含漱液中检测出相应型别的流感病毒基因,特异性好,无交叉反应。

(三)诊断建议

在流行季节,一个单位或地区出现大量上呼吸道感染患者或医院门诊、急诊上呼吸道感染患者明显增加,临床表现起病急,全身毒血症症状而呼吸道症状相对较轻时,可作出临床诊断;确诊需病原学或血清学检查。

流感须与以下疾病进行鉴别诊断:普通感冒、急性扁桃体炎、细菌性肺炎、衣原体肺炎、支原体肺炎、病毒性肺炎、真菌性肺炎、肺结核等,流感还应与伴有发热,特别是伴有肺部阴影的非感染性疾病相鉴别,如结缔组织病、肺栓塞、肺部肿瘤等。