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复旦大学余宏杰课题组在手足口病的临床和病毒学领域取得系列进展

更新日期:2021/07/26 | 点击数:859

近期,复旦大学余宏杰课题组在手足口病的特异性抗体动力学、长期临床预后结局和肠道病毒的遗传变异特征研究领域取得系列进展,3篇论文分别发表在EbioMedicine, Emerging Microbes & Infections和Virologica Sinica上。

特异性抗体动力学

中和抗体是评价体液免疫应答的重要指标之一。EV-A71感染所致手足口病患者发病后中和抗体何时升高、应答水平及其持续时间等问题,目前尚不清楚。此外,用于血清学诊断的急性期和恢复期血清的具体采集时间尚无明确定义,且缺乏有力的实验室证据。为此,余宏杰课题组开展了一项EV-A71感染所致手足口病住院病例的抗体应答动态变化的研究,研究成果以“Kinetics of the neutralising antibody response in patients with hand, foot, and mouth disease caused by EV-A71: A longitudinal cohort study in Zhengzhou during 2017-2019”为题,发表在EBioMedicine   https://authors.elsevier.com/sd/article/S2352396421001912)。

研究结果显示,手足口病住院病例的EV-A71中和抗体滴度随病后时间推移而迅速升高。住院期间,69.1%患者的中和抗体滴度达到512及以上;11.8%的患者抗体滴度达到4096及以上。45.9%的患者在病后2个月内抗体滴度升高了至少4倍。模型拟合显示,EV-A71所致手足口病患者中和抗体滴度在发病当天为40,第3天升高到402,第13天可达到峰值2417,此后维持在1240以上直至病后第26个月(图1)。根据抗体水平的变化规律,若以抗体滴度达到4倍及以上升高为标准,对于EV-A71感染的手足口病患者,急性期血清应在病后4天内采集,相应的恢复期血清应在发病14.9天后采集。

本研究首次系统阐述了EV-A71感染所致手足口病住院患者发病后长达两年时间血清中和抗体的应答水平及其动态变化。研究结果提示EV-A71感染可诱导有效且持久的体液免疫应答。同时,本研究为确定EV-A71感染所致手足口病血清学诊断的双份血清采集时间提供了科学证据。复旦大学公卫学院博士生邱琪、周嘉欣与河南省儿童医院成怡冰为共同第一作者,余宏杰为通讯作者。

 

图1:手足口病住院患者EV-A71中和抗体动态变化

长期临床预后结局

既往研究显示EV-A71感染引起的手足口病合并神经系统并发症的病例,可能出现肢体无力、吞咽困难、认知功能降低、注意缺陷/多动障碍、严重呼吸衰竭等长期后遗症。但EV-A71感染对儿童的适应行为、语言理解和肺功能的影响,以及CVA16感染后的后遗症尚不清楚。为此,余宏杰课题组自2017年3月在河南省儿童医院开展了一项基于医院的回顾性队列研究,评价了2010-2016年确诊EV-A71或CVA16感染的176例手足口病合并神经系统并发症的病例的长期临床预后,中位随访时间为4.3年(范围:1.4-8.3),研究成果以“Long-term neurodevelopment outcomes of hand, foot and mouth disease inpatients infected with EV-A71 or CV-A16, a retrospective cohort study”为题,发表在Emerging Microbes & Infections (https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/22221751.2021.1901612)。

研究结果表明,随访对象的神经系统异常比例从出院的25%下降到随访时的10%,肌无力是出院和随访时的主要缺陷(图2)。在认知、动作、语言和适应行为功能方面,随访对象低于常模均值一个标准差的异常率分别为25%、41%、35%和18%。对于住院期间接受过机械通气的儿童,41%的随访对象有阻塞性通气功能障碍,1例儿童存在混合性通气功能障碍。CVA16感染后患者的预后较EV-A71感染患者的预后好,但CVA16合并严重并发症的患者仍可能存在较差预后。

此研究提示手足口病伴有神经系统并发症的患儿,可能在神经系统、运动、语言、认知、适应行为和呼吸功能等方面存在异常,有必要对儿童的神经发育和呼吸功能进行长期随访。余宏杰课题组的博士生梁露、河南省儿童医院成怡冰和中国疾控中心李昱为共同第一作者,余宏杰和四川大学栾荣生教授为共同通讯作者。

 

注:CNS: 中枢神经系统,ANS: 自主神经系统失调,CRF: 心肺衰竭

图2:患者出院时和随访时神经系统异常情况比较

、遗传变异特征分析

手足口病主要由多种A组肠道病毒血清型感染所致,以往引起手足口病流行的主要血清型为EV-A71和CVA16。EV-A71疫苗上市后,可能会引起循环的肠道病毒优势血清型的变化。因此,除EV-A71和CVA16外,对其他肠道病毒血清型的监测显得尤为重要。既往针对手足口病相关肠道病毒的病原谱进行全面系统的研究较少,为分析引起肠道病毒的遗传变异特征,加强对手足口病病原体的认识,余宏杰课题组于2013-2016年在湖南省安化县开展了前瞻性肠道病毒学监测项目,研究结果以“Genetic Variation of Multiple Serotypes of Enteroviruses Associated with Hand, Foot and Mouth Disease in Southern China”为题,以封面文章发表在Virologica Sinica(https://www.virosin.org/article/doi/10.1007/s12250-020-00266-7)。

研究结果表明,2013-2016年在湖南省安化县流行的肠道病毒主要血清型为CVA16, CVA6和EV-A71,其主要流行株分别是CVA16 B1b, CVA6 D3a和EV-A71 C4a分支;少见血清型为CVA2, CVA4, CVA5, CVA8, CVA10, CVB2, CVB5和E18等,分别为D, I-A, II, D, C, D2, E和5.3基因型单支流行,提示肠道病毒主要血清型的遗传变异相对稳定(图3)。本研究获得的VP1序列未发现重组现象。氨基酸序列分析揭示在EV-A71, CVA16和CVA6的VP1区域(与原型毒株BrCr, G10和Gdula相比),分别存在30、29和44个突变位点。此外,发现大部分EV-A71毒株(87.5%)都存在与病毒高毒力和嗜神经性相关的氨基酸突变位点D31N。

 

图3:2013-2016年湖南省安化县手足口病相关肠道病毒血清型的分布情况

本研究丰富了对肠道病毒主要血清型的遗传特性的认识,但仍需进一步实验研究验证肠道病毒氨基酸突变位点的功能和作用。复旦大学公卫学院博士后周永红为第一作者,余宏杰为通讯作者。

以上 3 项研究得到国家自然科学基金委国家杰出青年科学基金(81525023)等项目的资助。