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汉坦病毒肺综合征疾病

疾病别名:
汉坦病毒肺综合症,汉坦病毒心肺综合征
就诊科室:
[内科] [传染病科] [呼吸内科] [传染科]
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疾病介绍

自从1993年5月美国西南部新墨西哥、科罗拉多、犹他和亚利桑那四个洲交界的四角地区暴发以急性呼吸衰竭为主要表现的汉坦病毒肺综合征(Hantavirus pulmonary syndrome,HPS)以来,目前美国30个州均有病例发现。除美国外美洲的加拿大、巴西、巴拉圭、阿根廷、智利、玻利维亚以及欧洲的德国、前南斯拉夫、瑞典、比利时等国均报告了发生HPS的病例。随着HPS病例的增加,各国对这种病死率极高的疾病进行一些研究。鉴于本病除肺水肿外可以出现心力衰竭,所以北美等国又称本病为汉坦病毒心肺综合征(Hantavirus cardiopulmonary syndrome,HCPS)。我国是汉坦病毒感染的高发区,是否存在此病值得警惕。现将近年来国外研究情况作一简述。

病因

汉坦病毒肺综合征是由什么原因引起的?

(一)发病原因

美国CDC等单位的科研人员应用IFA和ELISA方法从患者血清中检出可以和汉坦病毒抗原起反应的IgM和IgG抗体。后应用普马拉病毒(Puumala virus)和汉坦病毒(Hantavirus)的核苷酸序列设计的引物,应用反转录聚合酶链反应的方法(RT-PCR),从患者的肺及其他器官组织中扩增出汉坦病毒的核苷酸序列,证实本病病原是一种新的汉坦病毒。以后又应用Vero-E6细胞从患者尸检标本中分离出病毒。根据最早发现该病毒的地区而将病毒命名为四角病毒(Four corners virus),后来又重新命名为辛诺柏病毒(Sin Nombre virus,SNV),亦有称为无名病毒。SNV电镜检查是一种粗糙的圆球形,平均直径112nm,有致密的包膜及细的表面突起,7nm长的丝状核壳存在于病毒颗粒内。病毒包涵体存在于感染细胞质中。

对SNV的进一步研究发现基因重排在SNV中亦常见,因此SNV存在着不同的亚型。应用定量PCR的方法测定SNV的L、M、S片段mRNA的转录,发现三个片段mRNA转录开始的时间不同,达到峰值和持续时间均不同。根据病毒核苷酸序列的测定,目前认为引起汉坦病毒肺综合征的病原至少有六型汉坦病毒属相关病毒,除辛诺柏病毒外,还包括纽约病毒(New York virus,NYV)、纽约1型病毒(NYV-1)、长沼病毒(Bayou virus,BAYV)、黑港渠病毒(black creek canal virus,BCCV)以及安第斯病毒(Andes Virus)等。

以上六种汉坦病毒肺综合征相关病毒的免疫原性,与引起肾综合征出血热的普马拉病毒和希望山病毒有弱的中和反应,但与汉坦病毒(HTNV)和汉城病毒(SEOV)却很少有交叉中和反应。

(二)发病机制

汉坦病毒肺综合征的发病机制尚未做深入研究,目前认为肺脏是本病的原发靶器官,而肺毛细血管内皮细胞是HPS相关病毒感染的主要靶细胞,这些内皮细胞被严重感染,虽不引起细胞坏死,但在感染后引起的各种细胞因子的作用下导致肺毛细血管通透性增加,引起大量血浆外渗,进入肺间质和肺泡内,引起非心源性肺水肿,临床上出现呼吸窘迫综合征。组化检查发现病毒抗原广泛分布于肺毛细血管内皮细胞及心、肾、胰、肾上腺和骨骼肌等细胞内,因此一般认为其发病机制是病毒对细胞的直接损害作用或病毒介导的免疫反应导致细胞受损。此外,多种细胞因子及化学因子在HPS发生中亦起重要作用。

关于汉坦病毒如何进入人体相关细胞,Gavrilovskaya等进行了实验,他们应用人的脐静脉上皮细胞和Vero-E6细胞作靶细胞,在体外培养并感染汉坦病毒。他们发现若培养液中加入β3整联蛋白的抗体则病毒不能感染和进入细胞内,他们应用鼠-人杂交β3整联蛋白特异Fab片段,既能抑制HTNV,SEOV和PUUV对细胞的感染,也能抑制引起HPS的SNV和纽约1型病毒(NYV-1)对细胞的感染。因而认为汉坦病毒进入细胞内是通过存在于血小板、内皮细胞及巨噬细胞表面的β3整联蛋白。Mackow等亦认为β3整联蛋白存在于血小板和内皮细胞等组织表面,起作调节血小板功能和维持毛细血管完整性作用,同时也是黏附受体。汉坦病毒通过与这些受体的结合,然后才进入细胞内。

至于HPS相关病毒在HPS发病中的作用,研究很少,新近Terajima等为了解病毒载量在HPS发病中的作用,他们应用定量RT-PCR法检测26例HPS患者外周血中SNV的量。所用引物为S片段,RT-PCR产物经Southern blot验证。结果26例中有20例病毒RNA阳性。其中9例垂危而最后死亡患者中有7例阳性。17例最后存活患者中13例阳性。垂危病人的病毒定量为106.7±1.4Copies/ml,存活病人为105.8±1.3Copies/ml。该作者认为病毒血症的水平与肺细胞感染的病毒抗原水平相关,这种高水平的病毒血症亦能触发免疫病理发病。研究结果提示死亡患者比存活者有较高的病毒RNA拷贝水平。而且他们还发现病毒RNA的拷贝量与患者血小板减少和血液浓缩的程度相关。

关于免疫发病机制,Koster等注意到汉坦病毒肺综合征患者发生肺水肿前,血循环中已存在抗SNV的IgM和IgG抗体。为此他们对11个病例进行血循环免疫复合物的检查,但全部阴性,仅一例检出抗血小板糖蛋白的IgG,血浆中C3a、C4a和C5a等补体成分是正常或稍高。而在不同病期外周血进行涂片作淋巴细胞计数,表明多数是CD3,CD8和CD4淋巴细胞。说明患者的病变是T细胞介导的免疫反应,并非B细胞介导的。Ennis等从汉坦病毒肺综合征患者外周血中分离单个核细胞,用白细胞介素-2(IL-2)或能表达SNV蛋白的重组痘苗病毒进行刺激后再培养。结果发现这些患者CD8和CD4T淋巴细胞克隆株,能识别不同分离株中汉坦病毒的高保守区域,有些则能识别由靶细胞表达、其遗传距离较远的病毒株序列,因而认为汉坦病毒肺综合征发病机制中,T细胞表位的交叉反应可能是很重要的。Van Epps等认为HPS的发病机制,像其他许多病毒感染性疾病一样,CTL的反应既有清除病毒的作用,又能诱导免疫病理作用。此外Koster等检测了HPS患者的HLA分型,发现HLA-B35的组织分型与SNV引起的重型HPS相关。提示T淋巴细胞在加重疾病中的作用,同时支持细胞免疫反应在HPS发病中的作用。

Mori等为了解细胞因子在HPS发病机制中的作用,应用免疫组化染色法从尸检组织中观察和计算细胞因子产生细胞。包括单核因子IL-lα、IL-lβ、IL-6及TNFα和淋巴因子IFNγ、IL-1、IL-4及TNFβ。结果发现HPS患者肺和脾脏组织中存在大量产生细胞因子的细胞,而肝脏和肾脏却是少量。死于非HPS的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)患者,肺部产生细胞因子的细胞仅中度增加,而死于非ARDS患者的肺部却很少或没有检出这些细胞,因而认为局部细胞因子产物可能在HPS发病机制中起重要作用。

关于体液免疫反应是否介导病毒的清除和促进机体恢复,Bharadwa等对26例SNV感染者的系列标本进行重组病毒核壳蛋白(NP)及糖蛋白G抗原的IgG、IgA和IgM检测。同时也测定SNV的中和抗体。结果发现进院时重型患者较轻型患者IgG和中和抗体均明显降低,因而认为中和抗体是一种有效清除SNV的抗体。同时预示可以应用SNV的中和抗体进行被动免疫治疗HPS。

不同病毒引起的汉坦病毒肺综合征,其病理变化有所差异。SNV引起的HPS有严重的肺水肿和胸膜渗液,但没有腹膜渗出。显微镜检可见肺泡内水肿,有少至中等量的透明膜。肺间质有水肿并可见少到中等量的淋巴细胞浸润。少数患者脾脏轻度肿大,脾小动脉及红髓区可见异型淋巴细胞,多数患者在肺、骨髓、淋巴结、肝、脾能发现大量免疫母细胞型细胞。肾脏、心脏和脑部肉眼观正常,显微镜检无明显异常。少数患者有胃肠出血。而由长沼病毒引起HPS病理检查除肺水肿和肺不张外,可见严重胸膜渗液、腹膜和心包渗液以及脑水肿。显微镜检可见间质性肺炎、肺泡内外有单核细胞和中性粒细胞浸润,肺泡内可见大量水肿液和纤维素,并可观察到肺泡Ⅱ型细胞增生。肾脏病变与早期肾小管坏死相一致。

症状

汉坦病毒肺综合征有哪些表现及如何诊断?

至于本病的潜伏期。Young等对自然感染HPS的病例进行潜伏期的测定,他们对来自美国30个州200例患者中的11例进行细致再检查和分析,包括对接触的啮齿类动物进行病毒分离等。最后认为HPS的潜伏期是9~33天,平均14~17天。本病病程分为三期,即前驱期、呼吸衰竭期和恢复期。患者发病多急骤,发病之初有前驱症状,如畏冷、发热、肌痛、头痛、乏力等中毒症状。亦可伴有恶心、呕吐、腹泻、腹痛等胃肠症状。发热一般为38~40℃,以上症状持续短者12h,长者数日,多数2~3天后迅速出现咳嗽、气促和呼吸窘迫而进入呼吸衰竭期,此期为非心源性肺水肿。体检:可见呼吸增快,常达20~28次/min以上,心率增快,达120次/min,肺部可闻及粗大或细小湿?音,少数患者出现胸腔积液或心包积液。重症患者可出现低血压、休克、心力衰竭以及窦性心动过缓或窦性心动过速等心律失常。仅少数患者发现睑结膜充血、球结膜水肿、皮肤黏膜出血点或出血斑。

由辛诺柏病毒、纽约病毒和纽约1型病毒所引起者一般没有肾损害。而由长沼病毒和黑港渠病毒所引起者则伴有肾损害,因而可以出现少尿。一般呼吸衰竭持续1周左右,能渡过呼吸衰竭期的患者逐渐进入恢复期,此时呼吸平稳,缺氧纠正,惟少数患者仍可见持续低热,体力尚有段时间恢复。但亦有部分患者无肺综合征表现。Kitsutani等报告5例急性辛诺柏病毒感染者,有特征性前驱症状,但没有严重的肺部表现。因而认为需要扩大此类患者的监视。

1.临床诊断 主要根据有发热、肌痛、头痛、乏力等中毒症状和迅速出现咳嗽、气促、呼吸频率和心率明显增快,缺氧等呼吸窘迫症,亦可存在血压偏低或休克。实验室检查白细胞计数升高,核左移,并可见异型淋巴细胞。血红蛋白和红细胞升高,血细胞比容增大,血气分析动脉氧分压降低,X线胸片示间质性肺水肿。

2.特异性诊断 目前常应用HPS相关病毒感染Vero-E6细胞的病毒抗原来检测患者特异性IgM和IgG。为了解各种抗体出现的情况,新近Bostik对22例急性期HPS患者的血清标本进行SNV抗体检测,发现SNV特异性IgM是100%阳性,而特异性IgA阳性率为67%,至于恢复期特异性IgG出现最高的是IgG3(97%),继之为IgG1(70%),IgG2为30%而IgG4为3%。

为快速、准确诊断HPS,Pudula等应用阿根廷HPS的主要病原Andes病毒重组的核壳蛋白作抗原,采用固相酶免疫试验检测特异性IgG和IgA,应用捕捉ELISA法检测IgM,对135例RT-PCR认可的HPS病例,77例其他呼吸道感染的病例和957例来自疫区和非疫区的健康居民进行检查。结果HPS的早期患者均有很强的特异性IgM、IgG和IgA反应,IgM最早出现在发生症状后第1天,IgG在第7天,IgA在第1天。IgM抗体在所有病人的第一次标本中均阳性。IgM和IgG的特性和敏感性均为100%。特异性IgA抗体也在急性HPS病人的唾液中检出。

病毒RNA检查:RT-PCR法能检出急性期患者血清、血浆和单个核细胞中的病毒RNA。恢复期患者一般血液中RNA不能再检出。但亦有报告病程23天仍在患者血液中检出病毒RNA者。

检查

汉坦病毒肺综合征应该做哪些检查?

本病多数患者白细胞计数升高,最高可达(30~65)×109/L,中性粒细胞明显升高,核左移,可以出现免疫母细胞型淋巴细胞、晚幼粒细胞和(或)中幼粒细胞,异型淋巴细胞亦常见,血小板明显减少,部分患者出现血液浓缩,红细胞和血红蛋白升高,血细胞比容增大。

有肾损害的患者,可出现尿蛋白和显微镜血尿,尿蛋白一般为 。血液生化检查ALT和AST升高和低蛋白血症,此外LDH和肌酸激酶常明显升高,有肾损害者尿素氮和肌酸酐升高,少数患者有代谢性酸中毒。Hallin等发现患者血气分析动脉血氧分压常<7.98kPa,肺泡动脉氧分压>3.19kPa以上。动脉导管检查肺动脉楔状压偏低,心脏指数明显减低,提示非心源性肺水肿。X线检查,可见双肺间质出现浸润影或间质和肺泡均出现浸润影,部分患者可见胸腔积液和心包积液。

Bustamanta等对HPS患者的胸腔积液进行检查发现早期为漏出液,后期为渗出液,胸腔积液蛋白/血清蛋白>0.5。显微镜检,有核细胞<170×106/L,主要是单核细胞。培养无细菌生长。胸腔积液蛋白质增高与毛细血管受损、蛋白质漏出有关。

Khan等对进院12天的HPS患者进行支气管镜检查发现气道正常,没有发现支气管黏膜损害,少数患者气道可见红斑。气管内吸出物总蛋白、清蛋白和乳酸脱氢酶测定,均明显增高,甚至达到或超过血清水平。

凝血功能检查:可以出现全血部分凝血活酶时间(WBPTT)和凝血酶原时间延长,少数患者纤维蛋白降解物升高,但纤维蛋白原正常。

鉴别

汉坦病毒肺综合征容易与哪些疾病混淆?

疾病早期需与流感、败血症、钩端螺旋体病等相鉴别。出现呼吸窘迫症时,需与心源性肺水肿、原发性急性呼吸窘迫综合征、细菌和病毒性肺炎、SARS及钩端螺旋体出血性肺炎等相鉴别。

Moolenaart等对24例HPS患者和33例流感患者进行对比,发现咽痛和咳嗽是流感患者最常见的症状,非常显著地高于HPS,而HPS则白细胞计数升高,核左移可以鉴别于流感。败血症和钩端螺旋体病均可以出现发热、头痛、肌痛和白细胞计数升高,但常规检查HPS常出现血液浓缩,血细胞比容增大和血小板减少可以区别。

本病与心源性肺水肿的区别在于前者是血管渗透性增高所致的肺水肿,因此肺动脉楔状压是低的,早期X线胸片检查是肺间质渗出为主。后者是肺静脉充血所致,因此肺动脉楔状压增高,胸片上可见肺上部肺野血管纹理增加和肺门阴影扩大。本病实验室检查,出现血液浓缩、血小板减少、白细胞增高、核左移,出现晚幼粒细胞和异型淋巴细胞,其中特别是血小板减少是心源性肺水肿和原发性呼吸窘迫综合征所没有的。

与细菌性或病毒性肺炎的鉴别在于后者为小叶渗出,因此X线检查是肺叶段病变,而本病为肺部弥漫性病变。

并发症

汉坦病毒肺综合征可以并发哪些疾病?

重症患者可出现低血压、休克、心力衰竭以及窦性心动过缓或窦性心动过速等心律失常。仅少数患者发现睑结膜充血、球结膜水肿、皮肤黏膜出血点或出血斑。

预防

汉坦病毒肺综合征应该如何预防?

1.防鼠灭鼠 应用药物或机械等方法灭鼠,家庭内建立防鼠设施。

2.注意个人卫生 动物学家和现场生物工作者尽量不用手接触鼠类及其排泄物。医务人员接触患者时,应注意隔离。

3.疫苗 目前研制的汉坦病毒汉坦型和汉城型疫苗对汉坦病毒肺综合征的各型病毒之间,没有互相交叉免疫作用。因此需继续研制有效的疫苗。

治疗

汉坦病毒肺综合征治疗前的注意事项

(一)治疗

鉴于本病起病后病情进展迅速,病死率极高,因此对临床拟诊病例,应仔细监护,认真观察呼吸、心率和血压等情况。由于本病在阿根廷暴发流行时,流行病学研究曾提示存在着人与人之间传播,因此患者应严密隔离。

发病后应早期卧床休息,适当补充水分,可静脉滴注平衡盐注射液和葡萄糖盐水,高热患者以物理降温为主,亦可给予糖皮质激素静脉滴注。

治疗:鉴于汉坦病毒HTNV和SEOV型感染的肾综合征出血热,早期应用利巴韦林抗感染治疗有效,因此美国CDC批准本病早期亦可以试用利巴韦林。新近美国利巴韦林研究组总结了1993年6月~1994年9月利巴韦林治疗HPS效果,30病确诊HPS患者病死率为47%(14/30),与同期未进入研究的34例HPS患者相对比,不能提示利巴韦林有明显效果。因而认为需要一种随机、安慰剂作对照的试验来评价利巴韦林治疗HPS的效果。

其次是对症治疗:临床上出现呼吸困难或低血氧时,应及时给氧,可用鼻管或面罩吸氧。患者烦躁时给予镇静药。若病情加重或吸氧无效,动脉血氧持续低于8.0 kPa(60mmHg)以下,应及时改用机械通气。应用人工呼吸机进行呼气末正压呼吸,直到临床症状好转。此外主张应用大剂量糖皮质激素,以降低肺毛细血管通透性,缓解支气管痉挛,刺激Ⅱ型肺泡细胞合成和分泌肺表面活性物质,减轻肺泡萎缩。可应用地塞米松30~60mg/d,静脉滴注。

出现低血压休克时,应及时补充血容量,可应用平衡盐注射液,右旋糖酐40、甘露醇或人血白蛋白(白蛋白)。扩容期间应密切观察血压变化,调整输液速度,若经补容后血压仍不能维持者,应注意纠正酸中毒,必要时应用血管活性药如多巴胺等静脉滴注。血压正常后仍需维持输液24h以上。

新近Crowleg等报告,对3例伴有严重心肺功能衰竭的患者,进行体外模式人工氧合法(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)治疗。此3例患者至少符合很难存活标准中的两项,同时是应用最佳常规治疗失败的患者。第1例是在心跳停止时应用ECMO治疗,结果死亡。另2例接受ECMO治疗后存活,没有并发症发生。认为ECMO是对汉坦病毒肺综合征极期患者的一种有效治疗手段。有条件的单位,可以试用。

出现少尿和肾衰竭者,应限制入水量,每天进水量为前1天的出量(尿量+呕吐量)+700 ml。除应用5%碳酸氢钠注射液纠正酸中毒外,主要输注高渗葡萄糖注射液,以补充能量,降低体内分解代谢,控制氮质血症的升高。此外,可应用呋塞米静脉注射以促进利尿,若少尿持续4天或无尿24h以上,且尿素氮>28.56mmol/L者可以考虑进行血液透析治疗。

(二)预后

本病预后较差,病死率高达50%~78%。肺水肿和休克的病理生理变化是威胁生命的重要因素。经多因素统计分析认为血细胞比容增大及乳酸脱氢酶水平越高,病死率则越高;血细胞比容越大和全血部分凝血活酶时间越长,预后越差;白细胞计数越高和全血部分凝血活酶时间越长病死率也越高。亦有报告认为严重的低血压、低血氧和大量支气管渗液则预后差。

Crowleg等复习了以往HPS患者根据常规治疗结果,出现以下情况者很难存活:①心脏指数<2.5L/(min·m2)[正常2.6~4.0L/(min·m2)];②血清乳酸浓度>4.0mmol/L(正常0.5~22mmol/L);③较小的脉搏电位或出现室性心动过速、心室纤颤者;④难治性休克,尽管经输液补充血容量和应用血管活性药物治疗,休克仍不能纠正者。

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