严家新
如何应对中国已发现的蝙蝠狂犬病毒IRKV的风险? 精选
2019-8-13 09:37
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标签:蝙蝠, 狂犬病毒, IRKV, 风险


军事医学科学院军事兽医研究所(长春)的扈荣良教授等2012年中国首次从蝙蝠中分离到新型狂犬病毒--伊尔库特(Irkut)病毒(简称IRKV[参见:中国首次从蝙蝠分离到狂犬病毒---伊尔库特(Irkut)病毒(基因4型狂犬病毒)

中国也曾报告过两例与蝙蝠相关的人类狂犬病病例,这两个病例于2002年2010年分别发生在吉林省的通化县和龙井市(参见:中国的蝙蝠狂犬病毒也能感染人?)。

目前在狂犬病毒属(也称丽沙病毒属)中,除了经典的狂犬病毒RABV外,共发现了十多种新型狂犬病毒。一般来说,接种当前使用的人用狂犬病疫苗后产生的抗体对属于遗传谱系1 (phylogroup 1)所有类型的狂犬病毒都具有交叉中和活性IRKV也属于遗传谱系1

然而,对于IRKV感染在动物模型中,几种目前常用的狂犬病生物制剂针对IRKV感染的保护作用都很有限只有常规的预防性处置PrEP (3剂疫苗,第0728)才能对IRKV感染产生较强的保护作用。而PEP的动物实验中,只有非常高剂量的RABV免疫球蛋白才能对IRKV感染提供部分的保护作用,而常规的PEP 方案(20 IU /公斤体重HRIG注射一次,伴随2-1-1疫苗接种方案)却对动物的IRKV感染没有任何保护作用。

利用贝叶斯推理(Bayesian inference重建所有具有代表性的丽沙病毒遗传关系图(见下图)。从图中可见,尽管中国大陆发现的IRKV与广泛分布的经典的狂犬病毒RABV同属于遗传谱系 1,但从系统发育关系来看IRKV更接近欧洲蝙蝠丽沙病毒1型(EBLV-1Duvenhage病毒(DUVV)。从图中可见,在遗传谱系1中,RABVIRKV是相距最远的。

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201311月,扈荣良教授等又发表论文:《评估狂犬病生物制剂对我国分离的伊尔库特病毒(Irkut Virus的效用( Evaluation of Rabies Biologics against Irkut Virus Isolated in China》,在动物模型中进行了一系列暴露前预防(PrEP)暴露后预防(PEP)的试验,评价了中国市场上的狂犬病生物制剂和实验性生物制剂针对狂犬病毒(RABV)IRKV的保护能力(论文发表的期刊为:Journal of Clinical Microbiology. 2013.  51 (11): 3499-3504.)。

下面介绍扈荣良教授等这篇论文的主要内容。

摘要

在仓鼠模型中,通过暴露前预防(PrEP)暴露后预防(PEP)实验,评价中国市场上的狂犬病生物制剂实验性生物制剂针对狂犬病毒(RABV)IRKV的保护能力。结果表明,单剂量的狂犬病疫苗IRKV感染没有足够的保护作用。然而,常规的暴露前三剂疫苗接种可完全预防IRKV感染。和预防RABV感染相比,在PEP期间需要更高剂量的RABV免疫球蛋白干扰素来保护仓鼠抵抗IRKV含有IRKV糖蛋白的实验重组疫苗所能提供的针对IRKV感染的保护比其所能提供的针对RABV感染更可靠。这些发现可能是由于RABVIRKV之间只有有限的交叉中和作用 (通过体外试验得到证实),而且它们之间的抗原距离较大。这些结果表明,需要开发和评价用于PrEPPEP的新生物制剂,以确保在该病毒存在的中国和其他地区对IRKV感染能提供足够的保护。

 

狂犬病是一种急性进行性脑脊髓炎,由来自丽沙病毒属的单股负链RNA病毒引起。目前(2013年),该属包括12已确定的病毒种和3待分类鉴定的病毒。其中,经典狂犬病毒(RABV)的分布最为广泛,导致全球99%的人丽沙病毒病例。几乎所有中国丽沙病毒分离物都属于来源于食肉动物经典的狂犬病毒(RABV。然而,在中国也报告了几例蝙蝠起源人类狂犬病病例,但对其致病病毒并未进行鉴定。

2012,首次在中国的吉林省从白腹管鼻蝠(Murina leucogaster bat)中分离获得一种新型丽沙病毒。该病毒被鉴定为Irkut 病毒(IRKV-THChina12)。系统发育分析显示,该病毒的结构蛋白与IRKV Ozernoe具有高度的序列同源性(>98%)后者2007从俄罗斯一起蝙蝠咬伤后的人类狂犬病病例中发现的。已有几项研究调查了丽沙病毒的血清学交叉反应性和商业上可用的RABV生物制剂RABV丽沙病毒的保护能力。一般来说,已经证明狂犬病生物制剂对来自遗传谱系I的丽沙病毒具有足够的保护作用。然而,一项较新的研究表明,在美国市场上现有的狂犬病生物制剂对几种非RABV丽沙病毒,包括IRKV,仅可产生部分保护作用

因此,有必要进一步评估RABVIRKV之间的血清学交叉反应特性,评估在中国和其它地方现有的狂犬病生物制剂是否能够提供针对IRKV感染的可靠保护。在本研究中,我们在动物模型中进行了一系列暴露前预防(PrEP)暴露后预防(PEP)的试验,以评估几种商用和实验性生物制剂对IRKV感染的保护作用。

结果

糖蛋白序列比较

比较推算出的氨基酸(aa)序列,显示RABV糖蛋白的膜外域(ectodomain)包含的N连接糖基化位点37158 (PV2061Flury-LEP) 247319位点,而IRKV仅在247319两个位点存在相应的糖基位点。比较主要抗原位点,证明RABV IRKV 膜外域抗原位点IIIIIIG1是不同的,而它们的抗原位点IVG5VIB细胞表位则是完全保守的。

狂犬病生物制剂针对IRKV感染的保护作用

构建了表达RABVIRKV糖蛋白的重组人腺病毒5,分别命名为和rHAd5-BD06-G和 rHAd5-THChina12-G,以对IRKVRABV的病毒糖蛋白的交叉免疫原性进行比较。

在用常规商用疫苗单剂量免疫实验中,除2rHAd5-TH12-G免疫的仓鼠外,其余仓鼠均在RABV攻击下存活;但只有80%的仓鼠在IRKV的攻击下存活。在传统的PrEP实验中,所有接种了3剂人类狂犬病疫苗的仓鼠在用RABV IRKV攻击后都存活。所有仓鼠血清中都产生了高滴度的病毒中和抗体 (VNAs),接种了3剂疫苗的仓鼠的VNA的滴度大于仅接种一剂疫苗的仓鼠的相应滴度。

重组疫苗rHAd5-TH12-G rHAd5- BD06-G的保护效果较差。虽然这些疫苗对同种病毒的保护性(80%)优于对异种病毒的保护性(20%),但单次接种都没有达到100%的存活率。但仓鼠接种3重组疫苗后在用RABVIRKV攻击时都幸存。在FAVN测试中,用3rHAd5-BD06-G免疫的地鼠的血清样本中和滴度与用3剂rHAd5-TH12-G免疫的仓鼠相比要高出大约27倍。

PEP实验中,在攻毒点注射20 IU/kg HRIG不能保护仓鼠抵抗IRKV感染,而80%的仓鼠在RABV攻毒后存活。经200  iu /kg HRIG处理后,对IRKV感染的防护率提高到60%20 IU/kg组与200 IU/kgVNA滴度差异有统计学意义。HRIGIFN- 2a联合治疗提高了生存率。

在预防方案中添加人用疫苗会降低感染IRKV组的VNA滴度和动物存活率;然而,添加重组疫苗却并没有显著降低VNA滴度或存活率。RABV感染仓鼠的潜伏期为813天,IRKV感染仓鼠的潜伏期为613天。潜伏期后,观察到类似狂犬病的症状,如嗜睡、肌肉无力和一只或两只后肢进行性瘫痪。

讨论

最近,通过开展狂犬病主动监测项目,中国首次从蝙蝠中分离出一株IRKV。尽管中国IRKV与广泛分布RABV属于同一遗传谱系 1,但从系统发育关系来看它更接近欧洲蝙蝠丽沙病毒1Duvenhage病毒。丽沙病毒之间的系统发育关系和遗传距离部分反映了它们之间血清学交叉反应相关程度。

例如,丽沙病毒之间糖蛋白膜外域内72- 74%的氨基酸序列一致性可确保它们之间有充分的交叉中和反应活性。同样的结论也适用于狂犬病生物制剂(均基于几个充分鉴定过的RABV株)对非RABV丽沙病毒的保护作用。商用狂犬病生物制剂对一种与系统发育上密切相关的澳大利亚蝙蝠丽沙病毒高度有效。然而,在动物模型中,几种目前常用的狂犬病生物制剂对IRKV的保护作用有限

在这项研究中,确定了在中国市场可用的生物制剂在按常规的PrEP PEP方案接种后针对IRKV的保护效果。尽管单一剂量的狂犬病疫苗接种并未引起足够的针对IRKV感染的保护,但常规预防性接种PrEP (三剂疫苗,在07、和28日接种)能提供针对RABVIRKV感染的强力保护。

但是在PEP的动物实验中,只有非常高剂量的RABV免疫球蛋白才能对IRKV感染提供部分的保护作用,而常规的PEP 方案(20 IU /公斤体重HRIG只注射一次,伴随2-1-1疫苗接种方案)却对动物的IRKV感染没有任何保护作用。此外,与只注射HRIG的处置组相比,HRIG疫苗联合使用反而降低了仓鼠的VNA滴度和存活率,这可能是由于疫苗与免疫球蛋白之间存在干扰。在仓鼠模型中,短的潜伏期可能不能提供足够的时间来产生主动免疫反应,而针对感染的保护作用仅仅依靠被动地提供抗体。

这些抗体可能无法依靠非常有限的交叉中和活性来保护动物免受IRKV的感染。如果潜伏期较长,或涉及到现实生活中的实际暴露风险,采用PEP方案可能允许有足够的时间在接种疫苗后产生主动的免疫反应从而能针对IRKV感染对人和动物提供保护,得到在PrEP实验中同样的效果。然而,在现实生活中的暴露之后也可能潜伏期较短,这就增加了对开发新的免疫球蛋白制剂(包括单克隆抗体)的需求,以针对IRKV和其他非狂犬病毒丽沙病毒提供保护。(对于几种目前常用的狂犬病生物制剂按PEP方案人体使用后对IRKV的保护效果,目前还无肯定结论。)

干扰素可抑制体内狂犬病毒活性,且不干扰循环的VNAs。这在我们的PEP实验中得到了证实。也许在PEP方案中添加干扰素将增强人类对非狂犬病毒丽沙病毒的保护,尽管这必须在更高等级的哺乳动物模型和临床试验中进一步评估。

人类腺病毒5中衍生的复制缺陷载体被选择用于交叉免疫原性实验,因为它已经被证明能表达狂犬病毒蛋白,并在动物模型中进行了评估。在我们的实验中,表达IRKV糖蛋白的重组疫苗比表达RABV糖蛋白的重组疫苗在感染IRKV的动物中能提供了更好的保护效果。然而,它没有提供针对RABV攻击的可靠的保护。应该考虑采用分别来自RABVIRKV的部分基因构成的嵌合丽沙病毒糖蛋白,以同时实现对这两种病毒的保护。

中国目前对非狂犬病毒丽沙病毒的监测还非常有限,整个国家对新型狂犬病毒的鉴别和诊断能力也很有限。IRKV对动物和人类的威胁尚难以精确估计。虽然中国至少报告了两例与蝙蝠相关的人类狂犬病病例,但这些病例中都没有对IRKV或其他狂犬病毒进行鉴定,因为这些病例的诊断仅基于临床症状和接触史。

总之,目前商品狂犬病生物制剂对IRKV感染的保护不如对RABV感染的保护可靠。在开发新的生物制剂(如嵌合疫苗和单克隆抗体)之前,将更高剂量的RABV免疫球蛋白干扰素联合使用,可能是对暴露于IRKV和其他RABV丽沙病毒的有效治疗。此外,应进行积极的实地调查,更彻底地调查中国的IRKV流行和循环模式,以正确评估其对公共卫生和兽医的影响。  

相关链接:

台湾学者在东亚家蝠中发现新型狂犬病毒:台湾蝙蝠丽沙病毒(TWBLV)

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