狂犬病病毒：揭秘神经元杀手
狂犬病病毒：揭秘神经元杀手
近日，国际分子科学杂志发表了一项关于狂犬病病毒（RABV）感染导致神经细胞焦亡的新研究。这项研究揭示了狂犬病病毒通过诱导细胞焦亡，对神经元造成严重损伤的机制，为狂犬病的治疗提供了新的思路。
狂犬病病毒属于单股负链病毒目（Mononegavirales）弹状病毒科（Rhabdoviridae）狂犬病病毒属（Lyssavirus）。病毒颗粒一端呈平坦或略凹状，另一端呈半圆形或子弹状。直径约75～80nm，长度约170～180nm。病毒具囊膜，表面有长约6～7nm的棘状突起，系由病毒糖蛋白（Glycoprotein，G蛋白）三聚体组成。囊膜内层是间质蛋白（Matrix protein，M蛋白）。中央为紧密的螺旋状核衣壳，直径约50nm，由单链RNA基因组、核蛋白（Nucleoprotein，N蛋白）、大蛋白（Large protein，L蛋白）和磷酸化蛋白（Phosphoprotein，P蛋白）组成。
狂犬病毒（Rabies Virus，RV）基因组为单股负链RNA，长约12 kb，由3′端至5′端依次排列着N、P、M、G和L共5个狂犬病毒的结构基因，分别编码核蛋白、磷蛋白、基质蛋白、糖蛋白和多聚酶大蛋白。
为了阐明RABV诱导的神经元损伤的分子机制，研究团队选取了三种不同毒力的RABV株：rRC-HL（低毒力）、GX074（中等毒力）和CVS-24（高毒力），分别感染小鼠。根据组织化学和透射电子显微镜(TEM)扫描，证实了RABV感染诱导了神经元的严重损伤。
通过分析感染4天和7天后小鼠脑组织的转录组表达谱，发现与焦磷酸途径相关的多个基因显著上调，包括gasdermin D (Gsdmd)、Nlrp3、caspase-1和IL-1β，以及趋化因子基因Ccl2、Ccl3、Ccl4、Ccl5、Ccl7、Ccl12和Cxcl10。尤其是Gsdmd蛋白的表达水平在感染不同RABV株的神经元中都显著上调。
在分离的神经元细胞中，研究团队同样观察到了与细胞焦亡相关的基因表达上调。尤其在强毒CVS-24感染组，Gsdmd、Nlrp3、IL-1β和casp1基因的mRNA水平在7 dpi时显著增加，而rRC-HL感染组未见显著变化，这与整体脑组织中的发现相一致，表明细胞焦亡不仅在整体水平上被激活，也在神经元细胞中特异性发生。
狂犬病是由狂犬病病毒（Rabies Virus）引起的人畜共患的传染病。早在1884年病毒发现之前，法国科学家巴斯德就发明了狂犬疫苗。狂犬病毒含5种蛋白，即糖蛋白（G）、核蛋白（N）、双聚酶（L）、磷蛋白（NS）及基质（M）等。后二者为小分子蛋白。G可导致体内形成中和抗体，可对抗病毒攻击。N导致的抗体但不具中和力，可用检测浆内包涵体。
狂犬病毒具有两种主要抗原：一种是病毒外膜上的糖蛋白抗原，能与乙酰胆碱受体结合使病毒具有神经毒性，并使体内产生中和抗体及血凝抑制抗体，中和抗体具有保护作用；另一种为内层的核蛋白抗原，可使体内产生补体结合抗体和沉淀素，无保护作用。患者和患病动物体内所分离到的病毒，称为自然病毒或街毒（streevirus），其特点是毒力强，但经多次通过兔脑后成为固定毒（fixedvirus），毒力降低，可以制做疫苗。狂犬病毒不耐热，在56℃时15~30分钟或100℃时2分钟即可灭活；对酸、碱、新洁尔灭、福尔马林等消毒药物敏感；日光、紫外线、超声波、70%酒精、0.01%碘液和1%-2%的肥皂水等亦能使病毒灭活，但在冷冻或冻干状态下可长期保存。狂犬病毒进入人体，沿周围传入神经而到达中枢神经系统，因此头、颈部、上肢等处咬伤和创口面积大而深者发病机会多。狂犬病毒主要存在于患病动物的延脑、大脑皮层、小脑和脊髓中。唾液腺和唾液中也常含有大量病毒，人被患狂犬病的动物咬伤、抓伤或经粘膜感染均可引起狂犬病，在特定条件下也可以通过呼吸道气溶胶传染。在狂躁型狂犬病患者中，可出现恐水和/或怕风症状，故又称“恐水症”（hydrophobia）。
狂犬病的发病过程可分为三个阶段：
- 局部组织内繁殖期：病毒自咬伤部位侵入后，在伤口的横纹肌肌梭感受器神经纤维处聚集繁殖，以后再侵入附近的末梢神经。从局部伤口至侵入周围神经的间隔时间一般为3日以内，也有认为病毒在入侵处可停留2周之久，甚或更长（占潜伏期的大部分时间）。
- 侵入中枢神经期：病毒沿周围神经的轴索浆向心性扩散，其速度约每小时3mm。到达背根神经节后，病毒即在其内大量繁殖，然后侵入脊髓和整个中枢神经系统，主要侵犯脑和小脑等处的神经元。
- 向各器官扩散期：病毒自中枢神经系统向周围神经离心性扩散，侵入各组织与器官，其中尤以唾液神经核、舌咽神经核和舌下神经核受损，临床上可出现恐水、呼吸困难、吞咽困难等症状。唾液分泌和出汗增多乃交感神经受刺激所致，迷走神经节、交感神经节和心脏神经节受损时可引起病人心血管功能紊乱或突然死亡。
狂犬病潜伏期通常为2-3个月，短则不到一周，长则一年，这取决于狂犬病毒入口位置和狂犬病毒载量等因素。狂犬病最初症状是发热，伤口部位常有疼痛或有异常或原因不明的颤痛、刺痛或灼痛感（感觉异常）。随着病毒在中枢神经系统的扩散，发展为可致命的进行性脑和脊髓炎症。可能出现以下两种情况：狂躁性狂犬病患者的症状是机能亢进，躁动，恐水，有时还怕风。数日后患者因心肺衰竭而死亡。麻痹性狂犬病约占人类死亡病例总数的20%。与狂躁性狂犬病相比，其病程不那么剧烈，且通常较长。从咬伤或抓伤部位开始，肌肉逐渐麻痹，然后患者渐渐
狂犬病的传播方式主要有两种：
- 通过破损的皮肤和黏膜感染：包括咬伤或抓伤、在猫、犬等动物的宰杀及剥皮的过程中感染、猫、犬等动物舔伤口或者肛门时感染、猫、犬等动物排出带有病毒的污染物刺伤皮肤感染、护理病人时被唾液污染手经伤口感染、亲吻猫、犬等动物通过口腔黏膜感染等。
- 经呼吸道感染
狂犬病的病理变化主要为急性弥漫性脑脊髓炎，尤以与咬伤部位相当的背根节及脊髓段、大脑的海马体以及延髓、脑桥、小脑等处为重，脑膜通常无病变。脑实质呈充血血、水肿及微小出血，镜下可见非特异性变性和炎症改变、如神经细胞空泡形成、透明变性和染色质分解、血管周围单核细胞浸润等。以上病变均属非特异性，而在80%患者的神经细胞胞质中，则可发现一种特异而具诊断价值的嗜酸性包涵体，称为内基氏小体（Negribody）。内基氏小体呈圆形或椭圆形，直径约3～10nm，边缘整齐，内有1-2个状似细胞核的小点，最常见于海马及小脑浦肯野组织的神经细胞中；亦可在大脑皮层的锥细胞层、脊髓神经细胞、后角神经节、视网膜神经细胞层、交感神经节等处检出。内基氏小体实为病毒的集落，电镜下可见小体内含有杆状病毒颗粒。唾液腺肿胀，质柔软，腺泡细胞明显变性，腺组织周围有单核细胞浸润。胰腺腺泡和上皮、胃粘膜壁细胞、肾上腺髓质细胞、肾小管上皮细胞等均可呈急性变性。
近年来，得益于我国动物致伤防治领域的发展，我国狂犬病发病率呈下降趋势。2024年上半年中国狂犬病发病人数持续下降，比上年同期减少4人，同比下降6.25%，占法定传染病总发病人数的比重不足0.001%。从死亡人数来看，2017-2023年中国狂犬病死亡人数呈现下降趋势，从2017年的502人下降至127人，占法定传染病总死亡人数的比重也从2.54%下降至0.44%。2024年上半年中国狂犬病死亡人数持续下降，比2023年上半年的59人减少了12人，同比下降20.34%；占法定传染病总死亡人数的比重达到0.37%。虽然我国狂犬病死亡人数持续下降，但对比发病人数来看，狂犬病的致死率较高，一旦发病，致死率可达100%。2023年中国狂犬病死亡人数达127人，而发病人数就有131人，两者只差4人，这表明我国在狂犬病治疗方面还有待进一步研究。
现阶段，对于狂犬病发病并无有效的治疗手段，多是进行预防，如伤口处置、接种疫苗、被动免疫治疗等。但由于部分患者对狂犬病相关知识认识不足，并未意识到做预防接种的重要性，导致狂犬病暴露患者全程接种疫苗依从性较低，这在一定程度上增加狂犬病的死亡人数。从各月度数据来看，部分月份环比仍有所增加，如2023年3月、2023年6-7月、2023年10-12月、2024年3-5月，其中2023年3月狂犬病死亡人数环比增加9人、2023年10月狂犬病死亡人数环比增加5人。但从整体上来看，中国各月度狂犬病死亡人数保持在20人以下，保持较低水平，这表明中国在狂犬病防控方面取得一定的成效，预计未来在国家各项政策和措施的支持下，中国狂犬病死亡人数有望进一步下降。
数据显示，2020-2021年我国狂犬病疫苗批签发批次数量保持上升趋势，但随后2022-2023年中国狂犬病疫苗批签发批次数量呈现下降状态，从2021年最高点983批次下降到2023年的703批次。2024年上半年中国狂犬病疫苗批签发批次数量仍持续下降，同比下降16%至307批次。这是因为随着狂犬病疫苗的广泛接种，狂犬病的发病人数和死亡人数持续下降，这直接导致了狂犬病疫苗需求的减少，从而影响了疫苗的批签批次。
目前，我国批准的狂犬疫苗包括人二倍体细胞疫苗、鸡胚细胞纯化疫苗、Vero细胞纯化疫苗和地鼠肾细胞纯化疫苗，其中人二倍体细胞疫苗和Vero细胞纯化疫苗目前应用比较多。在2023年国内人用狂犬疫苗批签发中，Vero细胞型批签发597批次，占比最高，为85%；人二倍体细胞型批签发79批次，排名第二，占比达到11%；地鼠肾细胞型占比最低，为4%。在2024年上半年国内人用狂犬疫苗批签发中，主要包括Vero细胞型和人二倍体细胞型，其中Vero细胞型仍占据主导地区，市场占比达到91%。而地鼠肾细胞型在2024年上半年无批签发。