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熟悉又陌生的“致命病毒”:人类偏肺病毒(HMPV)

日期:2023-06-13 11:09:09

根据美国疾病控制和预防中心(CDC)的呼吸道病毒监测系统显示,自今年春季开始,人类偏肺病毒(HMPV)在美国各地区呈高发态势,该病毒席卷了美国各大医院的重症监护室和儿科医院。此次病毒爆发导致的感染人数在三月中旬达到顶峰,近11%的检测样本呈HMPV阳性,此数据比疫情前季节性高峰期7%的检测阳性率高出约36%。那么这个鲜为人知的病毒到底是什么?有何症状和危害?如何预防和治疗?


1. 什么是人类偏肺病毒?

人类偏肺病毒(Human Metapneumovirus,简称HMPV)是一种单股负链RNA病毒,属于副粘病毒科。该病毒并非新型病毒,早在2001年荷兰就出现了感染HMPV的患者,并将其确认为引起人类呼吸道感染的病原体。此后,英国、芬兰、挪威、加拿大、肯尼亚、澳大利亚、中国(北京、重庆、深圳等地区)也曾发现儿童感染该病毒的病例。


2. 人类偏肺病毒的基因组和结构

HMPV病毒的结构如图一所示,基质蛋白(M)位于病毒的脂质双层内侧,病毒颗粒含有三种膜表面糖蛋白,分别是融合(F)蛋白、糖蛋白(G)和短输水蛋白(SH)。在病毒包膜内部封装的是由螺旋状基因组RNA包裹的核蛋白(N)、病毒RNA依赖的RNA聚合酶(L)、磷蛋白(P)和基质2蛋白(M2)组成的核酸蛋白复合体(RNAP)。

人偏肺病毒(HMPV)病毒粒子示意图

图1. 人偏肺病毒(HMPV)病毒粒子示意图 [1]


3. 人类偏肺病毒的发病机制

HMPV通过空气飞沫或者通过直接接触感染个体。病毒首先感染呼吸道上皮细胞。病毒表面的融合蛋白(F protein)和糖蛋白(G protein)与宿主细胞膜上的受体结合,进入细胞内。病毒进入细胞后,释放其基因组,该基因组是一条负链RNA。RNA被转录为mRNA后翻译为病毒蛋白。这些蛋白会帮助病毒复制其RNA基因组,形成新的病毒粒子。新形成的病毒粒子离开被感染的细胞,进一步感染呼吸道上皮细胞,传播病毒。

为助力HMPV致病机理及防治的相关研究,j9九游会登录入口首页生物紧急响应,整理了一系列的HMPV研究相关的科研试剂。

货号 产品名称 靶点 种属
CSB-CF011621HU Recombinant Human Interleukin-1 receptor type 1(IL1R1) IL1R1 Human metapneumovirus(strain CAN97-83)(HMPV)
CSB-EP751042HDAM Recombinant Human metapneumovirus Nucleoprotein(N) N Human metapneumovirus(strain CAN97-83)(HMPV)
CSB-EP761526HDAM Recombinant Human metapneumovirus Matrix protein(M) M Human metapneumovirus (strain CAN97-83) (HMPV)
CSB-EP804307HDAM Recombinant Human metapneumovirus Phosphoprotein(P) P Human metapneumovirus(strain CAN97-83)(HMPV)
CSB-BP761526HDAM Recombinant Human metapneumovirus Matrix protein(M) M Human metapneumovirus (strain CAN97-83) (HMPV)
CSB-YP761526HDAM Recombinant Human metapneumovirus Matrix protein(M) M Human metapneumovirus (strain CAN97-83) (HMPV)
CSB-CF751041HDAMa2 Recombinant Human metapneumovirus Fusion glycoprotein F0(F) F Human metapneumovirus(strain CAN97-83)(HMPV)
CSB-EP751041HDAM1 Recombinant Human metapneumovirus Fusion glycoprotein F0(F),partial F Human metapneumovirus (strain CAN97-83) (HMPV)

4. 人类偏肺病毒的症状和流行病学

4.1 感染HMPV的症状

HMPV一般会导致上呼吸道感染和下呼吸道感染,其症状与其他呼吸道病毒感染相似。以下是HMPV感染的常见症状:

上呼吸道感染症状:喉咙痛、鼻塞、流鼻涕、打喷嚏、咳嗽、咳痰等。

下呼吸道感染症状:发热、呼吸困难、胸闷、气喘,严重时发展成肺炎、支气管炎。

4.2 HMPV的流行病学及传播

HMPV的流行病学特征:

年龄群体:任何年龄段的人群都可能感染HMPV,其中儿童和老年人最容易受到感染,特别是5岁以下的婴幼儿和65岁以上的老年人。

传播途径:HMPV主要通过空气飞沫传播,当感染者咳嗽、打喷嚏或与他人密切接触时,病毒可以传播给他人。此外,接触污染的表面或物体也可能被感染。

病毒持久性:HMPV的潜伏期为3-6天,具有较高的传染性,病毒颗粒在环境中可以存活数小时到数天,在密闭的集体环境中更易于传播。

季节性流行:HMPV在冬季和春季通常呈现高发态势。

免疫状况:免疫系统较弱或存在慢性呼吸道疾病的人群更容易感染HMPV,并且病情可能更严重。

由于HMPV的传染性较强,全球感染负担较大。研究人员估计,大约10%到12%的儿童呼吸道疾病与HMPV有关,其中大多数病例症状较轻,但约5%至16%的儿童会出现肺炎等下呼吸道感染的症状。《柳叶刀全球健康》2020年发布的一项研究显示,2018年,5岁以下儿童约有1400多万人感染HMPV病毒,其中60多万名人住院,超1.6万人死亡。


5. 人类偏肺病毒的诊断和治疗

5.1 诊断方法

临床症状评估:医生会通过患者的病史以及呼吸道感染相关的症状进行诊断。HMPV感染的症状与其他呼吸道病毒感染(如流感病毒)相似,因此临床症状并不能明确诊断HMPV感染,需要进行实验室检测以确认。

实验室检测:通过呼吸道标本(如鼻拭子、咽拭子、痰液)进行分子检测,如聚合酶链反应(PCR)或实时荧光定量PCR,通过检测和鉴定HMPV的RNA从而确认感染。

5.2 治疗方法

对症支持治疗:大多数HMPV感染的患者采取对症治疗措施,包括休息、保持水分摄入、退烧药(如对乙酰氨基酚)用于缓解发热、止咳药(根据医生建议)用于缓解咳嗽症状。

氧疗:对于病情严重的患者可能需要氧疗来帮助缓解呼吸困难和低氧血症。

免疫增强治疗:免疫功能低下的患者可能需要采取额外的治疗措施来增强免疫功能,如使用免疫球蛋白(IVIG)或其他免疫增强药物。

抗病毒药物:

目前尚无特定的抗HMPV药物可供使用。值得注意的是,一些HMPV疫苗和抗HMPV药物的研发已经被提上日程。Patsnap数据库显示,由Moderna公司研究的两款HMPV疫苗mRNA-1653和mRNA-1365均处于临床I期阶段。

对于抗HMPV药物的研究也有了一些新进展。Bergh [2]等人的研究鉴定出11个具有剂量依赖性抑制HMPV感染活性的药物候选物,其中,麦考酚酸(mycophenolic acid)显示出最高水平的抑制作用,因为它能阻断细胞内鸟苷酸的合成。此外,mycophenolic acid能在批准的人类口服剂量下达到抑制水平,因而具有很大的药物再利用潜力。

此前,在HRSV和HMPV感染的小鼠模型中,人单克隆抗体MPE8和54G10被证明可降低病毒肺滴度 [3,4]。近期,Fausther-Bovendo [5]的一项研究表明,mAb 100能够降低HRSV或HMPV攻击小鼠的肺部病毒滴度,成为第三个被证明可以阻止这两种病毒在体内复制的人类单克隆抗体。


6. 如何预防人类偏肺病毒?

目前并没有专门的抗病毒疗法来治疗HMPV,也没有预防HMPV的疫苗。但也不必过度焦虑,只要做到以下几点预防措施,就能极大降低感染HMPV的风险:

(1)勤洗手,做好个人卫生;

(2)注意咳嗽和打喷嚏礼仪;

(3)保持室内通风;

(4)保持健康的生活方式,增强自身免疫力;

(5)预防接种流感疫苗和肺炎球菌疫苗可能有助于减轻疾病的严重程度和并发症风险。


参考文献:

[1] J V Williams, R G Cox. Breaking In: Human Metapneumovirus Fusion and Entry[J]. Viruses, 2013, 5(1).

[2] A V D Bergh, P Guillon, M V Itzstein, et al. Drug Repurposing for Therapeutic Discovery against Human Metapneumovirus Infection[J]. Antimicrobial agents and chemotherapy, 66(10).

[3] D Corti, S Bianchi, F Vanzetta, et al. Cross-neutralization of four paramyxoviruses by a human monoclonal antibody. Nature 2013, 501, 439–443.

[4] J E Schuster, R G Cox, A K Hastings, et al. A Broadly Neutralizing Human Monoclonal Antibody Exhibits In Vivo Effificacy Against Both Human Metapneumovirus and Respiratory Syncytial Virus. J. Infect. Dis. 2014, 211, 216–225.

[5] H Fausther-Bovendo, H MarieEve, J Carbonneau, et al. A Candidate Therapeutic Monoclonal Antibody Inhibits Both HRSV and HMPV Replication in Mice[J]. Biomedicines, 2022, 10(10).