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莱姆病螺旋体


录入时间:2011-7-20 15:01:33 来源:生物秀

1 历史回顾与国内外流行现状
莱姆病 (Lyme disease ,LD)是20世纪70年代发现的一种以蜱作为传播媒介, 由伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferei ,BB)感染所致的人畜共患传染病[1]。1975年11月, 美国康涅狄格洲卫生部得知该洲Old Lyme镇及附近地区有许多孩子患幼年类风湿性关节炎, Steere等在对此病进行流行病学调查中发现其与欧洲发生的慢性游走性红斑(Erythema Chronicum Migrrans , ECM)极为相似。Steere 认为此病与ECM相关, 且传播模式相似。他们以Lyme关节炎报道了此病,1978年改称为LD。1977年,Steere发现了鹿蜱是引起欧洲ECM的媒介。Burgdorfer(1982)对鹿蜱成虫进行研究发现, 鹿蜱消化道研碎物内有许多外形不规则的螺旋体,用纯培养后的螺旋体检验LD患者血清,呈现明显的抗体反应。感染螺旋体的蜱叮咬兔使其出现了类似ECM的病变,兔皮肤病料可检出螺旋体。1982年夏, 纽约州卫生部和耶鲁大学的研究人员从LD患者的血液, 皮肤病灶和脑脊髓液中也分离出了和上述形态一致的螺旋体。明尼苏达大学医学院的Russell C. Johnson及其同事根据该螺旋体的DNA将它鉴定为疏螺旋体属 (Borrelia)的一个新种, 1984年将这个新种命名为伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi ,Bb)。莱姆病在世界上分布广泛,30多个国家存在本病流行或发现本病,主要分布在美国东北部、中西部、西部,加拿大东南部,欧洲中及北部,亚洲东部[1,2]。全世界每年发病人数在30万人左右[3]。我国1986~1987年相继在黑龙江省和吉林省发现此病, 现在已证实27个省(市、区)有此病发生[4]。 张哲夫等1987—1996年对我国22个省(市、区)的60个县、区进行的莱姆病调查表明, 人群莱姆病血清阳性率平均为5. 06 %(1724/34104),病原学证实17个省(市、区)存在莱姆病自然疫源地[5]。
 
最近,与我省临近的四川、贵州、广西均已分离出莱姆病病原体。马海滨[6]等通过血清流行病学调查发现云南7个县 (市)暴露人群存在莱姆病螺旋体抗体,9个县在鼠类查出莱姆病抗体,并根据流行病学、临床学、血清学确诊莱姆病典型病人7例,疑似病人22例,首次证实云南存在莱姆病。张媛春[7]等在云南玉溪地区进行的血清流行病学调查结果为:新平县阳性率为11. 43 % ,元江县为8.18 % ,通海县为6. 06 % ,峨山县为4. 90 % ,玉溪县为3.43 % ,易门县为2. 41 %。但至未见云南莱姆病的分子流行病学调查资料,也未在云南成功分离鉴定莱姆病病原体。 我国流行病学和媒介生物学调查表明,全沟硬蜱是我国北方林区伯氏疏螺旋体的主要传播媒介,南方的粒型硬蜱和二棘血蜱可能氏传播本病的重要媒介,姬鼠可能是主要储存宿主。目前已从病人、蜱或动物体内分离出130多株莱姆病螺旋体,将其与北美株比较时发现,中国菌株的SDS-PAGE蛋白谱、质粒谱和DNA限制酶谱均与北美株明显不同[8]。
2 基因组学与基因型
1997年Fraser等在《Nature》上报道了伯氏疏螺旋体B31株的基因组全序列,表明B31株基因组由一个910kb的线形染色体和21个线形和环状质粒组成。其基因组独特之处是仅有1个rRNA基因操纵子,由单拷贝的16s基因和双拷贝的23s(23sA~23sB)及5s(5sA~5sB)组成。应用5sA~23sB间隔区限制酶谱分析可有效区分不同种的伯氏螺旋体。伯氏疏螺旋体含有100多种蛋白质,其中所含脂蛋白达50种。一些有重要的结构和功能蛋白包括:41kd的鞭毛蛋白,30kd的ospA,34-36kd的ospB,20-25kd的ospC,39kd的bmpA。中国菌株主要蛋白有高度多态性和独特构成模式,与北美株有较大差别,而与欧洲株近似。ospA为伯氏螺旋体主要外膜蛋白,但在哺乳类宿主体内不表达,而在体外和蜱体内高表达;ospC具有高度异质性和强抗原性,能在感染后引起早期免疫反应;bmpA是主要菌体蛋白,有强抗原性,其抗体的产生可作为早期感染标志之一。
41kd鞭毛蛋白伯氏螺旋体有属特异性和强免疫原性,其抗体出现也是早期感染指标之一,但与其它疏螺旋体有交叉反应[4,5]。 近几年根据DNA-DNA杂交和5S- 23SrRNA基因间隔区MseⅠ限制性酶谱,Borrelia burgdorferi至少可被分为12个基因种或基因群,包括: (1)B.buredorferi sensu stricto,(2)B.garinii, (3)B.afzelii,(4)B.japanica,(5)B.valaisiana,(6)B.1usitaniae,(7)B.andersonii,(8)B.tanulkii,(9)B.turdi,(10)B. bissetii,(11)B. hermsii,(12)B. sinica。原来代表整个莱姆病螺旋体类别名称的Borrelia burgdorferi改称为 Borrelia burgdorferi sensu lato。上述12个基因种群中有三个基因种是有致病性,即B.burgdorferi ss, B.garinii及B.afzelii[9]。
3 传播方式与致病机理
莱姆病是由蜱传播的伯氏蜱疏旋体引致的炎症性疾病,由通常侵袭啮齿类(鼠)及鹿的蜱传播给人类。被蜱叮咬、吸血几小时,方可感染本病,因此长时间在室外活动的人有较大的危险。无证据表明人与人之间传播。莱姆病症状常在被叮咬后一个月以内出现。被蜱叮咬后,首先在蜱叮咬处或周围出现鲜红、环形红斑,同时发热、头痛、疲乏。在几周到数月后可有神经、心脏及关节并发症。临床症状可分三期。
第一期:主要表现为皮肤的慢性游走性红斑,见于大多数病例。初起常见于被蜱叮咬部位出现红斑或丘疹,逐渐扩大,形成环状,平均直径15厘米,中心稍变硬,外周红色边界不清。病变为一处或多处不等。多见于大腿、腹股沟和腋窝等部位。局部可有灼热及痒感。病初常伴有乏力、畏寒发热、头痛、恶心、呕吐、关节和肌肉疼痛等症状,亦可出现脑膜刺激征。局部和全身淋巴结可肿大。偶有脾肿大、肝炎、咽炎、结膜炎、虹膜炎或睾丸肿胀。皮肤病变一般持续3~8周。
第二期:发病后数周或数月,约15%和8%的患者分别出现明显的神经系统症状和心脏受累的征象。神经系统可表现为脑膜炎、脑炎、舞蹈病、小脑共济失调、颅神经炎、运动及感觉性神经根炎以及脊髓炎等多种病变,但以脑膜炎、颅神经炎及神经根炎多见。病变可反复发作,偶可发展为痴呆及人格障碍。少数病例在出现皮肤病变后3~10周发生不同程度的房室传导阻滞、心肌炎、心包炎及左心室功能障碍等心脏损害。心脏损害一般持续仅数周,但可复发。此外,此期常有关节、肌肉及骨髓的游走性疼痛,但通常无关节肿胀。
第三期:感染后数周至2年内,约80%左右的患者出现程度不等的关节症状如关节疼痛、关节炎或慢性侵蚀性滑膜炎。以膝、肘、髋等大关节多发,小关节周围组织亦可受累。主要症状为关节疼痛及肿胀,膝关节可有少量积液。常反复发作,少数患者大关节的病变可变为慢性,伴有软骨和骨组织的破坏。此期少数患者可有慢性神经系统损害及慢性萎缩性肢端皮炎的表现[1,3]。 莱姆病的发病机理尚不完全清楚。莱姆病菌血症期短而且血液中菌量较少,但可引起多器官多系统损伤。根据近期研究,可能与下列几种因素有关[1,2]。
(1)不同基因种的因素:伯氏疏螺旋体的不同的基因种可引起不同的临床表现,B.burgdorferi sensu stricto基因种与关节炎有密切联系;B.garinii常从脑脊液分离出来;B.afzelii主要侵犯皮肤组织。三个基因种均可引起EM。北美基因种比较单一,主要是B. burgdorferi ss。而中国和欧洲基因种比较复杂,以B.garinii和B.afzelii基因种比较多见。
(2)炎性细胞因子产生:伯氏疏螺旋体可以刺激单核细胞产生白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)。IL-1和TNFα可诱导滑膜细胞产生胶原酶和前列腺素,这在关节炎的形成和加重上起重要作用。TNF-α和硝基酪氨酸对神经鞘细胞和轴索有直接损伤。
(3)自身免疫因素:Steere很早就提出比较难治的关节炎可能是伯氏疏螺旋体的外膜蛋白与关节中某些组织细胞成分相类似而引起的免疫性疾病。最近研究表明人类LFA-1与伯氏疏螺旋体外膜表面抗原A (ospA)肽链有部分同源性。还有人研究表明伯氏疏螺旋体鞭毛蛋白(41KD)与人神经轴突存在部分共同或相似抗原。多种蜱均具有传播不同病原体包括细菌、真菌、病毒和原虫的能力[1]。近年来,蜱传病原体感染的研究取得一系列进展,对蜱传病原体混合感染的研究也得到不少有价值的发现。目前,大多数有关蜱传病原体混合感染研究的主要对象是伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi, BB,莱姆病病原体)、微小巴贝虫(Babesia microti,BM)、埃立克体(Ehrlichia)和嗜吞噬细胞无浆体(Anaplasma phagocytophilum,AP, 包括嗜粒细胞埃立克体)。我们应用动物模型探讨蜱传病原体伯氏疏螺旋体和噬吞噬细胞无浆体混合感染对组织螺旋体载量、莱姆关节炎严重性、宿主免疫功能的影响。建立伯氏疏螺旋体和噬吞噬细胞无浆体混合感染和伯氏疏螺旋体单一感染小鼠模型,在不同时间点研究各组小鼠组织中的螺旋体载量、关节炎严重性和血清IgG效价,并对数据进行统计学分析。与单一感染组相比,在螺旋体感染后18和30天,混合感染组小鼠组织螺旋体载量显著增高,关节炎明显严重,血清IgG效价显著偏低。伯氏疏螺旋体和噬吞噬细胞无浆体混合感染显著增加小鼠组织螺旋体载量、加重关节炎症状和病理改变、抑制体液免疫功能[10]。
4 实验室诊断
莱姆病实验窒诊断方面,分离培养出病原体是传染病诊断的金指标,病人血液中伯氏疏螺旋体数量少,螺旋体生长缓慢,对大部分病人来说仍难做到。美国疾病控制中心提出一个方案,即二步血清法,第一步,血清标本用 ELlSA或IFA检查,呈现阳性或可疑的标本再用蛋白印迹(Western blotting)来检验。病程在一个月内可检查出IgM、IgG抗体,病程在一个月以上IgG抗体应出现阳性。蛋白印迹标准:IgM阳性, 21—24KD、39KD、41KD三个蛋白带中有二个带呈阳性即可判为阳性。IgG阳性,18KD、21KD、28KD、 30KD、39KD、41KD、45KD、58KD、66KD、93KD 10个蛋白带中有5个带呈阳性即可判为阳性。近年来,伯氏疏螺旋体的分子诊断逐渐普及,PCR和实事荧光定量PCR技术应用日趣广泛, 在分子流行病学和现场流行病学调查中日趋重要[3, 11]。
5 预防与治疗
莱姆病的预防和治疗方面,预防对策主要是保护易感人群。个体防护对在疫区野外工作或旅行人员很重要,定时检查衣服和体表,及时去掉蜱是简单易行的方法。应用安全有效的菌苗是重要措施,目前,莱姆病疫苗正在进行评估,美国研制的重组ospA疫苗对莱姆病疫区21000人进行了试验观察,皮下注射首剂后一个月再注射一次,第12个月后再加强注射一次,结果表明68%~100%个体在注射二次后血清可检出特异性抗体。试验人群仅个别出现局部或全身轻度自限性不良反应。证实该疫苗在预防人群莱姆病有良好前景。其机制可能是抗ospA抗体可有效阻止蜱中肠内螺旋体进入血腔,从而阻断其传播途径,起到免疫预防作用。在治疗方面,选用适当的抗生素,及时治疗早期莱姆病可迅速控制症状和防止晚期病变。早期慢性游走性红斑在成人首选药物是四环素,250mg,口服,每日4次。孕妇、 哺乳期妇女和8岁以下儿童宜用青霉素治疗。儿童按每日每公斤体重30—50mg,分3次服,对青霉素过敏者可服红霉素,儿童按每日每公斤体重30mg,分 3次服,疗程10—20天。大约10—20天。疾病后期通常需要经胃肠外的抗生素治疗。对莱姆心病炎可使用第三代头孢毒素如头孢噻肟三嗪,每日2g,静脉点 滴,疗效14天。其他有类似疗效的药物如青霉素,每日2000万U,静脉点滴,疗程14天,羟氨苄青霉素500mg,口服,每日3次,连服14—21天; 强力霉素100mg,口服,每日2次,连续服14—21天。有高度房室传导阻滞或P—R间期延长的患者需要心脏监护。对完全性房室传导阻滞或充血性心力衰 竭患者,如果单独用抗生素治疗24小时无改善,加用糖皮质激素可能有帮助。对莱姆神经病变如面神经麻痹,可采用口服抗生素治疗方案,疗程至少21天。莱姆脑膜炎以头孢噻肟三嗪,每日2g,1次静脉点滴,疗程14—21天,或用青霉素每日2000万U,分次静脉点滴,疗程10—21天。对莱姆病关节以强力霉素100mg,口服,每日2次,疗程30天;或以羟氨苄青霉素500mg,每日4次,并用丙磺舒500mg,每日4次,疗程30 天;或以青霉素2000万U,每日分次静脉点滴,疗程4—21天。50%关节炎患者经过治疗可获莸治愈。关节腔内注射类固醇制剂不仅对关节炎无益,还可能 导致抗生素治疗的失败。严重的关节炎对抗生素治疗无反应者,滑膜切除可能成功。对患病的孕妇,在疾病早期用羟氨苄青霉素500mg,口服,每日3次,连用21天,在疾病晚期以青霉素2000万U,每日1次或分次静脉点滴,疗程14—21天。对无症状的血清抗体阳性者不需要治疗[11]。

 

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