相信从事实验动物行业的你对淋巴脉络丛脑膜炎病毒(Lymphocytic Choriomeningitis Virus,LCMV)一定不陌生,翻开国家标准《GB 14922.2-2011实验动物微生物等级及监测》,我们发现在大鼠、小鼠、豚鼠和地鼠的病毒检测项目中该病毒都赫然在列。
但是在实际检测中,遇到这个病毒的概率又非常非常低,很多人常常会思忖这个病毒究竟是何方神圣,今天我们就一起揭开它的神秘面纱。
病原介绍
淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒在分类上属于沙粒病毒科,是一种单股RNA病毒,直径约50-300nm,呈圆形、卵圆形或多形性,病毒内部含有数量不等的大小约20-25nm的电子致密颗粒,形似病毒内部嵌入沙粒。
由查尔斯·阿姆斯特朗(Charles Armstrong)于1933年在圣路易斯进行的一次流行病研究中首次分离得到;随后Rivers等人也从两名无菌性脑膜炎患者分离到该病毒;Traub发现小鼠也可感染LCMV,并确定家鼠是该病毒的自然宿主。
LCMV对乙醚和去污剂敏感,极不耐热,56℃ 20分钟即可灭活,偏酸或偏碱、0.1%甲醛、紫外线灯也可将其灭活。
LCMV和啮齿类动物
啮齿类动物中小家鼠(Mus musculus),家鼠(Mus domesticus)和仓鼠(Syrian hamster)等是LCMV的储存宿主,LCMV是沙粒病毒科中唯一在全球都有分布的病毒(南极洲除外)。野鼠种群的感染率因地理位置而异,据美国CDC估计,美国有5%的野鼠携带LCMV。因而野鼠是LCMV的主要传染源。宠物鼠中也有一定感染率。
近年随着实验动物设施管理水平的提升,世界各地的实验动物LCMV检出率都非常低。
据2009年Charles River检测实验室公布的数据显示,北美地区五年中实验小鼠LCMV阳性率约为0.1%,欧洲地区三年中小鼠的阳性率约为0.2%。亚洲地区,日本2006-2011年间没有从实验小鼠中检测到LCMV;台湾2004-2007年仅检测到一例小鼠抗体阳性;韩国有研究者的数据显示1999-2003年间,屏障设施的小鼠没有检出LCMV阳性,但普通设施的小鼠LCMV阳性率高达15%。我国第三方检测机构苏州西山生物技术有限公司近三年的检测中没有发现LCMV阳性的实验小鼠。
小鼠感染后的临床症状可分为两大类
一类是持续耐受感染:主要经胎盘传播,一般在出生后一周内感染。感染动物终身维持病毒血症并通过尿液、唾液等排毒。
第二类是急性感染:此类感染主要发生在出生一周后获得感染的小鼠中,产生病毒血症后,要么在数天内死亡,要么在清除病毒后恢复。成年小鼠感染LCMV后以无症状者最为普遍。由于很少有LCMV在小鼠群内自然感染和爆发的报道,此类临床症状数据主要来自实验室感染。
仓鼠感染后通常为亚临床症状。但有研究者报道仓鼠感染后由于病毒血症存在,常导致肾小球肾炎和产仔减少。其他先天感染LCMV的动物也会表现为发育不全。
LCMV的致病性和毒株株型、动物种类、品系、年龄、易感性、遗传等多种因素相关。
尽管存在持续感染,且动物可长期通过尿液等体液排出大量病毒,但是LCMV的传播效率并不高,甚至在实验动物设施中广泛使用的脏垫料哨兵鼠方案也难以捕捉到被监测动物的感染证据。
Fumio Ike等人的研究结果显示,在长达十年的监测中,法国巴斯德研究所的脏垫料哨兵鼠方案都未能检出该所MAI/Pas小鼠种群中持续存在的LCMV感染,而且感染也没有传播到同房间的其他品系小鼠中或其他房间中。
而能检测到LCMV持续感染的方式包括:通过直接接触法设置哨兵鼠后四周,可从哨兵鼠中检测到LCMV抗体;通过PCR方法检测动物的肾脏、尿液等样本,可检测到LCMV核酸;接受感染小鼠的胚胎移植的代孕母鼠中也可检测到LCMV抗体。有意思的是,直接用血清学方法检测持续感染的小鼠,很可能检不出LCMV抗体。
如需净化感染的小鼠,剖腹产是不可行的,胚胎移植则可能成功,但是净化后的小鼠需要制定可靠的检测计划以确保病毒被彻底清除。
LCMV和人
LCMV之所以作为我国实验动物等级微生物标准中的一项,是由于它是一种人兽共患病原体。
现有的从动物传播的案例是在人与小鼠或仓鼠之间发生的,也有数个案例是通过器官移植在人与人之间传播。人类主要通过吸入感染的动物的尿液,粪便或唾液的感染性雾化颗粒,摄入被病毒污染的食物,粘膜或伤口暴露于带病毒的污染源而被感染。
在北美洲和南美洲,欧洲,澳大利亚和日本,都报告了淋巴细胞脉络丛脑膜炎的病例。只要有被感染的啮齿动物宿主存在,就可能发生感染。
美国人群中LCMV抗体阳性率约达0.7-4.7%,且在社会经济地位较低的人群中更常见,可能是由于这些人群与野鼠有更频繁和直接的接触。
先天性LCMV感染
如果孕妇发生LCMV原发性感染,对其自身健康而言威胁较小,但孕早期(特别是第一个月)感染可造成流产或胎儿死亡,此后感染,病毒则可垂直传播给胎儿,也有较小概率在分娩过程中使新生儿接触LCMV病毒,导致婴儿的先天性LCMV感染,并会造成发育异常。与几乎所有其他先天性感染不同,LCMV通常不会引起全身表现,这是由于LCMV具有强烈的神经系统趋向性。
先天性LCMV感染的主要表现是视力损害和脑功能减退。有临床研究检查了先天性LCMV感染儿童,发现虽然临床表现相对广泛,但其共同表现是脉络膜视网膜炎,所有已知的先天性LCMV感染的儿童都有视力损伤。先天性LCMV感染还可能会诱发包括小脑畸形、脑室周围钙化、脑积水、小脑发育不全、局灶性脑破坏和脑回发育不良在内的多种病理表现,这些损伤及其严重程度因病例而异。
总体而言,先天性感染LCMV的婴儿死亡率可达35%,幸存者中也有三分之二存在神经系统发育异常。
但由于LCMV不是孕期致畸五项(TORCH:弓形虫、风疹病毒、巨细胞病毒、单纯疱疹病毒和其他)检查的对象,也缺乏系统的流行病学调查,先天性LCMV感染的实际发生率尚不清楚。
后天LCMV感染(获得性LCMV感染)
LCMV感染发生在儿童和成年期的称为获得性LCMV感染。获得性LCMV感染通常表现比较轻微。在三分之一的获得性LCMV感染者中,感染是无症状的,而典型的症状通常为短暂的发热或感冒样疾病,并可完全恢复。整个病程通常为1-3周,但也可能持续数月。在疾病初期,实验室检查可能发现白细胞减少、血小板减少、肝酶轻度升高等异常。在疾病的第二期---中枢神经系统阶段,即发展为脑炎或脑膜炎,其标志性异常是脑脊液白细胞增多症。脑脊液中的白细胞,特别是淋巴细胞的浓度超过了大多数由病毒引起的脑膜炎。
大多数因LCMV而发展为无菌性脑膜炎或脑炎的患者可以存活。目前还没有关于人类慢性感染的报告,在疾病的急性期之后,病毒会从体内清除。然而,正如所有中枢神经系统感染,特别是脑炎,LCMV感染可能会造成暂时或永久性的神经损伤,神经性耳聋和关节炎也有报道。一般而言,死亡率低于1%。
预防
目前还没有预防LCMV感染的疫苗。然而,可以采取措施,降低实验动物和人类的LCMV感染风险。
实验动物感染LCMV的主要途径是与野鼠的直接接触,因而实验动物生产和使用设施应有系统的、完善的措施防止野鼠进入设施;未经检测的细胞系、肿瘤、课题组间交流的小鼠也有相当的感染风险,应对其进行必要的检测后再允许进入设施。
在动物设施或研究机构的实验室工作人员应佩戴手套、防护服和口罩,做好个人防护,以避免潜在的LCMV病毒暴露。
LCMV研究彩蛋
曾经是一名兽医的彼得·杜赫提(Peter Doherty)和他的搭档罗夫·辛克纳吉(Rolf Zinkernagel)因合作研究感染LCMV的小鼠,发现杀伤性T细胞抗病毒的作用机制而共同获得了1996年的诺贝尔生理学或医学奖。
(图片来自网络)
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