病毒病流行病学
病毒病流行病学研究病毒在人和动物群中传播和持续存在的规律。病毒感染除遵循一般传染病共有的流行病学规律外,还具有某些特殊性表现。
1. 病毒生物学特性的流行病学意义: 病原体的特性不仅对疾病的发生和经过具有决定性作用,也是影响流行过程的重要因素。
(1) 细胞内寄生性: 病毒需要在易感宿主某种活的组织细胞内增殖。这对病毒在宿主体内的定位及其传播机理具有决定性作用,表现为有较多的不显性感染,较强的组织嗜性及对外环境的抵抗力较低。大量不显性感染的存在,使健康人群中存在许多难以发现的病毒携带者,另一方面,广泛发生的不显性感染,又可使疫区居民较普遍地产生免疫,而使一些病毒感染变为儿童时期特有的传染病。病毒对宿主组织的不同嗜性决定不同病毒在宿主体内的特殊定位,而后者又决定其所致疾病的传播机理(包括排出,在外环境停留及传递,以及侵入新的易感宿主)。病毒对外环境的抵抗力低,难以长时间在外界停留及在较长距离间传播,因此通过虫媒及直接接触传播的病毒种类较多。已发现和确定的虫媒病毒多达400余种,而主要经粪便污染传播的脊髓灰质炎病毒和甲型肝炎病毒,都具有明显的接触传染性。
(2)免疫性: 急性病毒感染多具有良好的免疫性,通过连续多年的广泛传播,多数人群在其幼年即受感染获得免疫,因而使一些病毒的传播限制于儿童或主要发生在儿童时期。流感免疫持续时间较短,但因传播迅速,短期内使广大居民较普遍感染而获得免疫,因而可限制病毒的进一步传播而使流行自然终止。
(3) 变异性: 病毒的结构简单,较易发生变异。病毒的抗原性变异和毒力变异均可对病毒病的流行过程产生重大影响,如甲型流感病毒的抗原性变异是决定其流行表现的主要因素之一,每一次大的抗原性变异都引起世界性大流行。流感病毒不断的抗原性变异也给其特异预防带来困难。
病毒的变异性使同类病毒中存在许多不同的抗原型别,对流行病学的分析、疾病的鉴别诊断以及感染的控制都带来巨大困难。同一种疾病可由不同型的病毒所引起,而同一型病毒感染又可能引起不同的疾病表现,使问题更加复杂。
(4) 干扰现象: 病毒间的干扰为常见现象,型别多而分布又极为广泛的呼吸道病毒之间及肠道病毒之间存在的干扰现象尤其具有重要的流行病学意义。例如,据调查在一个地区连续数年内甲、乙型流感病毒的分离率存在一种负相关现象,就可能是干扰现象所引起的。干扰现象对特异性免疫,特别是活疫苗的使用 (如口服脊髓灰质炎疫苗) 可能产生明显的不良影响。
2. 病毒的传播: 一般包括从机体排出,通过外环境及侵入新的易感宿主三个步骤。排出和侵入主要经过皮肤、呼吸道粘膜和消化道粘膜,另外还有生殖泌尿道粘膜及眼结膜。多数病毒只有一种排出和侵入途径,但也有一些病毒可经多种途径。病毒传播通过什么样的外环境,取决于病毒的排出和侵入途径,特别是排出途径。病毒通过外环境传递的方式是多种多样的。直接接触包括接吻,性生活,哺乳以及患者与易感者面对面谈话,啼哭、咳嗽或打喷嚏时由口鼻排出物的直接传递。间接接触是指病毒排出后在外环境经过长短不等的一段时间停留后,经飞沫、尘埃、衣物、饮食物、苍蝇及手等进行传播。节肢动物叮咬传播,不论是机械性传播还是生物性传播,其性质亦属间接性的。除通常的几种传播途径外,病毒感染还有两种特殊的传播方式,即垂直传播(从母体经生殖细胞、胎盘或乳汁直接传给其后代)及自身感染(体内潜伏病毒活化)。可经卵细胞和经胎盘传递的人类病毒有风疹病毒和巨细胞病毒。单纯疱疹病毒则可经母亲唾液传给婴儿。水痘-带状疱疹病毒可能有相似的垂直传播。近年研究证实有从生殖细胞质的垂直传播。某些病毒具有反转录酶,可使病毒染色体的DNA复制物整合到宿主细胞的染色体中,并以此下传。这方面的研究对肿瘤病毒病因的探讨有一定意义。
3. 病毒感染的宿主和储存宿主: 病毒感染或寄生的对象称为宿主。在流行病学上称传染源,病毒的储存宿主则指在两次流行中间病毒的储存场所,也是流行中首批患者感染的来源。
(1)单宿主病毒感染: 可能通过在易感宿主群体中连续传递或者在宿主体内适应下来,成为潜伏感染(如水痘-带状疱疹病毒),在其重新被活化时进行传递,借此使病毒得以在自然界生存。最常见的是单纯疱疹病毒,儿童时期初次感染恢复后在机体内潜伏下来,当机体抵抗力减弱 (如患其他热性病时)病毒被活化而引起复发。这种由潜伏病毒活化造成的感染,属于自身感染。
(2)多宿主病毒感染: 虫媒病毒在自然界存活方式有两种:一是不存在储存宿主,如有的蚊媒病毒靠在 “蚊——鸟(或人)——蚊”之间连续传播而维持其生存。温带地区媒介蚊冬眠使传播中断,病毒不能存活下去,其出现需来年再次从外地传入,如Murray山谷脑炎、城镇型黄热病及登革热等病毒。二是病毒借某种储存宿主保存而度过非流行季节或传播中断时期,如蜱媒脑炎及乙型脑炎等病毒。
许多虫媒病毒的媒介经证明可长期携带病毒,而其中有些并可携带病毒越冬,将病毒带到下一个媒介活动季节而继续传播。乙型脑炎病毒和美洲的几种马脑炎病毒可能存在这种情况。有些虫媒病毒,特别是某些蜱媒病毒可以由媒介的雌虫经卵传到后代,森林脑炎病毒和Colorado壁虱热病毒是两个典型的例子。近年的研究进一步证明,在一定条件下,某些蚊媒病毒(如乙型脑炎病毒和黄热病毒)有可能经卵传递。此外,白蛉热病毒也能由媒介生物经卵传递。这样,媒介生物就不仅起传播病毒的作用,同时成为病毒在自然界存活不可缺少的储存宿主。
脊椎动物成为急性病毒感染储存宿主的可能性很小,如乙型脑炎病毒感染小猪或小鸡,因很快产生抗体,只能引起短暂的病毒血症。但是,某些恒温动物(如鸟类及蝙蝠) 和变温动物(如蛇或青蛙)存在有虫媒病毒的潜伏感染或可能产生此种感染,因此有可能成为长期携带病毒的储存宿主。冬眠的脊椎动物适宜于长期携带病毒,因冬眠时体温降低,代谢率极低,抗体产生受抑制。如蝙蝠在人工冬眠状态下可携带乙型脑炎病毒107天、委内瑞拉马脑炎病毒90天,移放温暖环境后即出现病毒血症而起传播作用。有人曾在不同季节捕捉的蝙蝠分离到乙型脑炎病毒和圣路易脑炎病毒。怀孕蝙蝠还能将病毒传给后代。
实验证明,西部马脑炎病毒不仅可由人工冬眠状态的蛇携带越冬,在英国和加拿大曾捕到自然感染的蛇,并发现有些自然感染的蛇的后代是受感染的,说明有可能存在先天性传递。此外,东部马脑炎病毒感染蛇及青蛙也可引起持续性病毒感染。
由感染的宿主或媒介将马脑炎病毒引进一个新地区可能造成传播。有证据表明,由候鸟在每年流行季节将病毒重复引进可能维持一个疫区的存在,除西部马脑炎和东部马脑炎病毒证明有此可能外,在地中海及亚洲地区的调查发现,其他病毒也有类似情况。单靠候鸟周期性引进维持一个地方性疫区存在是困难的,但它有可能作为疫区存在复合机理的一种。
有些动物病毒有可能在动物体内寄生的线虫中长期保存,从而使线虫成为一种特殊类型的储存宿主。典型的例子是猪肺虫作为猪流感病毒的储存宿主。猪肺虫在猪肺中受到流感病毒感染后,病毒传给猪肺虫卵,卵由猪粪便排出,被蚯蚓吃下,猪肺虫卵在蚯蚓体内发育到第三期幼虫;猪因吃蚯蚓受到带病毒第三期肺虫幼虫的感染。如此周而复始,完成一个完整的生活周期。猪流感病毒在肺虫卵及幼虫体内潜伏存在,在某种刺激影响下(如猪流感嗜血杆菌),病毒被活化而使猪发生流感。猪霍乱病毒也可能有类似的循环。