病因
由CMV引起的先天性或後天性感染,CMV是雙鏈DNA病毒,屬於皰疹病毒群,僅在人與人間傳播,其形態與其他皰疹病毒相似,對宿主或組織培養細胞有明顯的種屬特異性,人類CMV僅能在人胚纖維母細胞中分離、培養。
1.傳染源
患者和不顯性感染者可長期或間歇從唾液、淚液、宮頸分泌物、尿液、精液、糞便、血液或乳汁中排出此病毒,成為傳染源。
2.傳播途徑
(1)先天性感染 孕婦感染CMV後,通過胎盤將此病毒傳播給胎兒,母親在感染後可產生抗體,以後再次生育胎兒受感染的機會較少或症狀較輕,甚至無症狀,但不能完全阻止垂直傳播的發生。
(2)後天獲得性感染包括圍產期新生兒經產道或母乳感染。密切接觸感染,主要通過飛沫或經口感染,經輸血、器官移植感染。
3.人群易感性
年齡愈小,易感性愈高,症狀也愈重,年長兒多呈不顯性感染。CMV為細胞內感染,雖血中有抗體。也不能避免細胞內此病毒的持續存在,故初次感染後,CMV很難被宿主完全清除。
臨床表現
大多CMV感染是不顯性的。感染後的表現多種多樣。有症狀者分為兩個類型:
1.先天性感染
部分患兒在出生後有明顯症狀,表現為肝脾腫大、持續性黃疸、皮膚瘀點、小頭畸形、脈絡膜視網膜炎、智力低下和運動障礙等。上述任何項表現都可單獨存在,並可伴有生長緩慢、煩躁、有時發熱,體溫自微熱至40℃。但因出生時僅有小部分患兒有臨床症狀,故多數不能確定診斷。如生後數月至數年才出現症狀者,也可表現為聽力喪失,輕度神經系統症狀及發育障礙,以致影響學習。先天性巨細胞包涵體病患兒,可出現各種先天畸形,可有痙攣狀態、兩側癱瘓、癲癇樣抽搐、視神經萎縮、耳聾(少數患兒發生耳聾),並可對細菌感染的敏感性增加。有的無症狀先天性CMV感染的患兒,雖體格發育正常,仍可有先天畸形及聽力損害,但其發生率和嚴重程度均低於有症狀的患兒。
2.獲得性感染
本病為自限性疾病,臨床表現一般較輕,雖然多數嬰兒為亞臨床感染,但其症狀的發生率仍較成人為高,表現為肝、脾和淋巴結腫大、皮疹支、氣管炎或肺炎等,也可出現肝炎。與先天性感染患兒不同者為神經系統極少被侵犯。兒童期感染常通過呼吸道獲得,常為不顯性,但成為長期帶毒者,偶可出現遷延性肝炎或間質性肺炎。多次接受新鮮血液輸血的患兒,也可發生此病,其表現可酷似傳染性單核細胞增多症,但EB病毒衣殼抗原的嗜異凝集反應和IgM抗體始終陰性,也可引起溶血性貧血或感染性末梢神經炎。免疫功能正常的青少年和成人感染後多為隱形感染,偶有單核細胞增多症樣表現(發熱、皮疹、肝功能損傷,常無咽峽炎,嗜異凝集試驗陰性)。
檢查
要進行病毒學和血清學檢測才能明確診斷。
診斷
單靠臨床表現不能診斷CMV感染,從臨床標本中分離出病毒,同時抗體呈出4倍以上增加或持續抗體滴度升高,將有助於診斷。
一、病毒分離
最好用唾液、尿液、生殖道分泌物、乳汁和白細胞,接種到人的成纖維細胞內繁殖和分離,細胞病變效應在1天或數周后出現,經固定和HE染色後可觀察到巨細胞,核內有內包涵體,核周暈圈及嗜酸性胞漿內包涵體,很象“貓頭鷹眼”(owl′s eye)亦可用單克隆或多克隆抗體的螢光染色等方法檢查。
二、血清抗體檢測
最常用的有補體結合試驗、間接免疫螢光試驗、免疫酶試驗、間接血凝試驗和放射免疫試驗等檢測CMV-IgG和IgM抗體。當單份血清標本已確定既往有CMV感染時,應當立即留血清標本,以及間隔2周、4周、8周再留血清標本,結合病毒分離可作原發感染診斷。
三、DNA探針
已廣泛套用於檢測CMV,其中以32P標記的探針敏感性最高,對某些標本來說,雜交方法可能比病毒分離更敏感。
四、聚合酶鏈式反應
(一)標本的採集及處理
採集的標本包括患者的血液、尿,以及腺體組織等。由全血製備的血沉棕黃層(buffy coats)可保存於-80℃;尿液標本可保存於液氮中。凍存標本應避免反覆凍融。
尿液標本經2500r/min離心10min,以除去細胞碎片,收集上清液。由於尿液中含有PCR抑制劑,因此需用聚乙二醇(PEG6000)進行預處理:50μl尿上清與50μl 20%PEG6000和25μl 2mol/L NaCl混合,置冰浴中6h;15000r/min離心30min收集沉澱。再於6400r/min離心3min;儘可能吸去上清,將沉澱懸浮於蒸餾水中。該懸液可直接用於PCR擴增;擴增時應於100℃加熱10min,迅速置冰浴中冷卻。
(二)模板DNA的製備
1、由血液標本製備模板DNA
方法A:向血清中加入NaCl使最終濃度為150mmol/L;取10μl 此血清於70℃處理45s後即可直接進行PCR擴增。
方法B:由血沉棕黃層(BCP)製備:
② 加入500μl 6mol/L鹽酸胍,勻漿。
③ 加入30μl 10mmol/L EDTA,10mmol/L NaCl,30μl20% Sarcosyl和5μl蛋白酶K(10mg/ml),混合均勻,60℃反應1h。
④ 加入1130μl 的乙醇,-20℃沉澱1~2h。
⑤ 離心收集DNA沉澱。⑥ 用70%乙醇洗兩次,最後將沉澱懸浮於少量10mmol/L Tris-HCl,1mmol/L EDTA中。置4℃備用。
2、由冰凍組織標本製備模板DNA:
① 用恆冷切片機切取一塊5~10μm冰凍組織塊,置於1.5ml塑膠管中。
② 加入10%用緩衝液配製的福馬林。
③ 10min後離心1~2min輕輕傾去上清液,沉澱用乙醇洗2次。
④ 於室溫乾燥10~60min。⑤ 加入抽提緩衝液(100mmol/L Tris-HCl,4mmol/L EDTA、pH8.0,400μg/ml蛋白酶K),使剛好浸沒沉澱物(約50~100μl );將沉澱搗碎。福馬林固定的或石蠟包埋組織經脫蠟和乾燥後也可按此處理。
⑥ 37℃放置過液。
⑦ 置沸水中7min滅活蛋白酶K。
⑧ 離心收集上清,取1~10μl 即可進行PCR擴增。
3、由尿液標本製備模板DNA:
①100μl 尿上清液與100μl 6mol/L異硫氰酸胍,7μl 2mol/L NaCl和20μl玻璃粉懸液(DNA PREP,Asahi Glass Co,Tokyo)混合。
② 室溫放置10min後,6400r/min離心2min,收集沉澱。
③ 沉澱用50%乙醇,10mmo/L Tris-HCl、pH7.4, 50mmol/L NaCl洗一次,6400r/min離心1min。
④ 同樣洗滌沉澱2次,收集沉澱。
⑤ 加入50μl 蒸餾水,於55℃作用15min。
⑥ 15000r/min離心2min,收集上清(含HCMV DNA),進行PCR擴增,將此懸液於100℃加熱10min,並迅速於冰浴中冷卻。
(三)引物及探針
引物及探針的設計是根據已發表的CMV的直接早期蛋白基因的啟動子區和開始的4個外顯子序列、晚期抗原gp64基因以及磷酸化蛋白pp71基因序列。常用的引物和探針列在表3中。
(四)PCR擴增步驟
1、10×反應緩衝液:100mmol/L Tris-HCl、pH8.4,500mmol/L KCl,25mmol/L MgCl2,2mg/ml明膠。
Taq DNA 聚合酶:5U/μl 。
10×dNTP:4種dNTP各2.0mmol/L。
引物:100pmol/L。
2、常規PCR擴增
10×dNTP 5μl
模板DNA 5μl
Taq DNA聚合酶 0.2μl (IU)
引物各0.5μl
蒸餾水3.8μl
加1~2滴礦物油。
將反應混合物於94℃加熱5min;然後於95℃ 30s,55℃ 40s,72℃ 60s,擴增35~40循環。
3、套式(nested)PCR擴增:①反應混合物的組成同(2),僅引物為IE2a和IE4b(包括了整個外顯子3,共721b),各100pmol。於94℃ 60s,52℃150s,72℃ 480s,擴增20循環。② 取2μl 上述擴增產物,各加100pmol的引物IE3a和IE3b補加其他試劑。然後,於94℃ 60s,52℃150s,72℃180s,擴增20循環。
(五)產物鑑定
擴增產物的分析可採用固相(濾膜)雜交和液相雜交試驗。
1、固相雜交:
① 預雜交液為3×SSPE,5×Denhardt,0.5%SDS和25%甲醯胺.含有擴增產物的濾膜於42℃預雜交30~60min。
② 加入標記探針(10cpm/μg,2ng/ml),雜交30~60min。
③ 用0.2×SSPE,.01%SDS分別於室溫洗滌濾膜3次,5min/次;於60℃洗一次,10min/次;再於室溫洗一次以上,5min/次。
④ 自顯影。
2、 液相雜交及電泳分析:
① 取1/10體積的擴增產物與0.5~1.0pmol末端記的探針混合。
② 加入最終濃度為150mmol/L NaCl,10mmol/L磷酸鈉及1mmol/L EDTA溶液,使總體積為20μl 。
③ 95℃ 10min,然後於56℃ 60min。
④ 離心10s加入樣品緩衝液,於8%聚丙烯醯胺凝膠中進行電泳。
⑤ 電泳畢,用溴化乙錠染色,然後對X線片曝光,自顯影。
HCMVDNA分子很大,其鹼基序列尚未全部搞清。雖然它的DNA的限制性內切酶片段長度具多形性,但是對其基因組的離散性還不清楚。用單一引物對進行PCR擴增,可鑑定90%的HCMV野型分離株;而採用針對不同HCMV序列的兩套以上的引物對,則可檢測幾乎所有的病毒株。因此,可根據情況使用兩對或兩對以上的位於基因組不同區域的引物進行PCR檢測。
在HCMV模板DNA製備過程中,有時會產生一些小片段DNA,在PCR反應時常導致一定水平的本底產物,從而影響對結果的判定。在這種情況下可採用套式PCR法,其基本原理就是靶DNA的擴增分為兩步:首先利用一對引物,擴增包括靶DNA在內的長片段DNA;然後取少量的擴增產物,利用只針對靶DNA的引物再進行第二次擴增。通過控制每步中的擴增循環數,即可防止由小片段DNA引起的假陽性。這種方法也可避免產生假陰性結果。
PCR檢測HCMV標本具有很高的敏感性。從HCMV感染的組織培養上清可檢測到相當於幾十個病毒的DNA分子或1~5PFU病毒的DNA序列。用非放射性寡核苷酸探針進行Southern雜交分析擴增產物,可從尿液標本中檢測到1pgHCMV DNA序列的水平;利用該系統,在4×104個細胞中只有一個病毒基因組即可檢測出,較斑點印跡雜交提高2×103倍。
PCR技術對HCMV感染的檢測具有臨床套用價值,因為體液中病毒DNA先於病毒感染的臨床症狀或血清學證據的出現,可作為HCMV感染的早期指標。由於HCMV可通過胎盤內感染、產道感染等途徑傳播,而且受感染的新生兒死亡率較高,因此利用PCR進行早期診斷及採取及時的治療措施,對優生優育也有重要意義。利用這種方法,還可鑑定器官或組織移植手術中供體是否為HCMV與許多嚴重病症的關係。再者,PCR檢測指標穩定,還可進行半定量分析,因此可作為評價各種抗病毒藥物療效的手段。
治療措施
巨細胞病毒感染的治療,可套用各種抗病毒製劑如GCV、抗巨細胞病毒的免疫球蛋白製劑、干擾素及轉移因子等。但這些藥物並不能解決根本問題,往往停藥後病毒又潛伏地回升,鑒於此種病毒可能作為愛滋病的病因之一,各國學者均在致力於控制其感染的研究。最近,美國學者研製出兩種活疫苗,初試後頗見效。一種是由AD169菌株研製成的;另一種是從TOWn菌株製成的,經非腸道給藥後,已明顯表現出有抗巨細胞病毒的效能,CMV抗體升高,導致免疫功能增強。
1.可套用各種抗病毒製劑如更昔洛韋、抗巨細胞病毒的免疫球蛋白製劑、干擾素及轉移因子等。
2.丙氧鳥苷有防止CMV擴散作用。如與高滴度抗CMV免疫球蛋白合用,可降低骨髓移植的CMV肺炎併發症死亡率。
3.要注意對症治療和護理工作,隔離病兒,對其排泄物要進行消毒。
發病機理
CMV感染可引起機體的免疫功能降低,特別是細胞免疫功能下降。CMV感染對胸腺發育及脾細胞、單核吞噬細胞、NK細胞及CTL細胞的功能有著顯著的影響。
一、對胸腺、脾臟的影響
實驗室急性CMV感染的新生豚鼠,胸腺發育受抑,T細胞數減少,成年鼠感染CMV後,88%胸腺可檢出CMV。
CMV感染致脾功能受影響,脾臟淋巴細胞對conA刺激的增殖下降,脾細胞產生的IL-2顯著降低。
二、對免疫細胞的影響
CMV感染引起的免疫抑制與病毒在細胞內的複製有關。CMV可以在單核吞噬細胞、T細胞、B細胞及一些尚未確定的單核細胞中複製,其中單核吞噬細胞最易感染CMV,淋巴細胞在免疫反應中具有重要的調節功能和效應功能。CMV感染後,可引起淋巴細胞的多種免疫功能受損。
CMV感染多表現為急性單核細胞增多症。外周血淋巴細胞對有絲分裂原、CMV抗原和HSV抗原增殖反應減弱,誘導干擾素水平下降,CD4/CD8比值從1.7±0.7下降為0.2+0.2,T細胞活性降低.這種變化有的可持續相當長時間,病後10個月,大多數患者T細胞亞群比例仍未完全恢復正常。
CMV感染的免疫抑制作用主要是被病毒感染的大單核細胞和CD8細胞的功能異常所致。單核吞噬細胞在抗CMV免疫中起著樞紐作用,不但可以直接吞噬、殺傷病毒,更重要的是可以處理、提呈抗原,分泌細胞因子,調控和擴大免疫反應。當CMV感染後,單核吞噬細胞功能受到影響,CMV感染巨噬細胞引起其吞噬功能降低,細胞內氧自由基產生減少,FC受體、補體受體的表達發生改變,且其抗原提呈功能降低,產生IL-1降低,對IL-1及IL-2的反應亦降低。Moses等用胸腺細胞增殖試驗檢測,IL-1活性降低,IL-1產生降低可引起TH/TS細胞比例失衡。
NK細胞有拮抗CMV擴散的作用。NK細胞積極參與了抗CMV感染的全過程,但存在高的NK活力不一定是保護性應答,而是活動性感染的證明。NK細胞雖不能阻止原發性CMV感染的出現,但一旦存在感染後,NK細胞能在CMV感染早期出現,有限制擴散、使感染局限的作用。NK細胞、CTL細胞是抗CMV的重要效應細胞。在CMV複製早期,感染性病毒體產生前,它們能裂解感染細胞,使病毒在細胞間擴散流產。在小鼠模型中,病毒作用了3-5天時,抗病毒效應由NK細胞介導,NK細胞活性可由IFN增強。6-21天,脾、外周血存在CTL細胞的殺傷活性。NK細胞、CTL細胞活性的高低決定了機體對CMV感染的敏感性及感染恢復的難易性。但CMV感染時,NK細胞及CTL細胞活性亦受到嚴重影響。此外,特異性細胞免疫有阻止CMV感染再發作用。有人檢測了20個發生CMV感染腎移植受者T細胞應答,發現有14個有CMV細胞毒應答,而6個不出現細胞毒應答者有嚴重的臨床後果。因此,特異性T細胞存在,有阻止CMV感染再發的作用。
三、抗體有降低CMV感染的毒力作用
機體受CMV的感染後,可出現多種抗體。乳汁、宮頸分泌物、唾液中儘管有特異性抗體出現,包括中和抗體。但仍能檢出CMV,說明抗體並不能阻止病毒擴散。胎兒從母體被動獲得的抗體不能阻斷經宮內、產道或乳汁傳播的感染。研究證明,致死性CMV攻擊前,在小鼠腹腔或靜脈注入0.2ml高效價抗CMV球蛋白,可完全保護動物免於死亡。1個月後再用CMV等二次攻擊,動物仍全部存活,表明抗體有降低CMV的毒力作用。
初次感染後,CMV將在宿主細胞中無限期存在成潛伏狀態。可能累及多種組織器官,屍檢提示肺、肝、胰、唾液腺、中樞神經系統及腸也可能是病毒潛伏場所。先天性感染的嚴重程度,與缺乏產生沉澱抗體的能力和T細胞對CMV的應答有關。兒童和成年人感染CMV後,在外周血中出現具有抑制細胞毒表型的活化T淋巴細胞,如果宿主的T細胞功能受損,潛伏的病毒就可能復活並引起多種症候群。組織移植後發生的慢性刺激,為CMV活化,誘發疾病提供了條件。某些針對T細胞的強烈免疫抑制劑如抗胸腺細胞球蛋白,與臨床CMV症候群高發率有關。此外,CMV在功能上可作為輔助因子,使潛伏感染的HIV活化。
傳染源
傳染源是患者和無症狀的隱性感染者。他們可長期或間歇地自唾液、精液、尿液、乳液和子宮頸分泌物中排出病毒。如果與有巨細胞病毒感染的異性性交,而恰好此人此時處於排毒期,則可能被感染。如果孕婦在性生活時染上病毒,則可引起胎兒感染和圍產期感染。據統計,由原發性巨細胞病毒感染的孕婦所造成的新生兒的感染率可高達23%,而圍產期感染比宮內感染的百分率更高。有人報導約13%的母親的初乳和乳汁中有病毒排出。此外,輸血也常發生巨細胞病毒感染,感染的發生率與輸血的數量呈正比,尤其是當血清陽性的供血者給血清陰性的受血者輸血時,其感染的危險性最高。此外,長期接受免疫抑制劑治療的腎移植者中,有90%在尿中可查到病毒,或抗體明顯增高。愛滋病患者比正常人更易遭受病毒感染,或使原潛伏在體內的病毒復活。