小儿麻痹症病毒

脊髓灰质炎病毒基因组由7.5-8千个核苷酸组成的单链非片段化RNA组成，其分子量为2.5 MD。病毒体RNA的组织结构具有以下特征，这些特征决定了其在细胞中的行为性质：

• 编码序列约占总长度的90%；
• 在阅读框架的5'端和起始之间是所谓的5'非翻译区，约占RNA长度的10%；该区域包含6至12个AUG起始密码子；
• 脊髓灰质炎病毒基因组 RNA 在 5' 端不含有帽子；相反，一种小的病毒特异性糖蛋白共价连接到 RNA 的 5' 端，该糖蛋白在翻译前被细胞酶裂解；
• 在病毒RNA的影响下，细胞中启动帽子依赖性翻译所必需的蛋白质因子的合成受到抑制，结果病毒蛋白质的帽子独立翻译非常活跃地发生；
• 脊髓灰质炎病毒RNA的5-非翻译区含有一个特殊的调控元件，可确保其不依赖帽子的翻译。病毒的神经毒力与该调控元件的活性程度之间存在关联，该活性决定了病毒蛋白质的合成强度，尤其是在神经细胞中。

病毒粒子质量为8-9 MD。病毒呈球形，对称类型为立方体。病毒衣壳由四种蛋白质组成，每种蛋白质有60个拷贝。其中三种——VP1、VP2、VP3——构成衣壳的外表面，VP4——构成衣壳的内表面，因此从外部不可见。

病毒包膜由12个紧密的结构（称为五聚体）组成，因为每个五聚体包含5个蛋白质分子。五聚体排列成山形，顶部是VP1，底部是VP4；VP2和VP3蛋白交替环绕山脚。病毒基因组紧密地包裹在其中央腔内。包膜蛋白负责识别宿主细胞受体、将病毒附着在其上以及在细胞内释放病毒RNA。病毒不具有血凝特性。脊髓灰质炎病毒导致瘫痪的能力显然也与其中一种包膜蛋白有关。这些蛋白质也决定了病毒的免疫原性。根据抗原特征，脊髓灰质炎病毒分为三型：I型、II型和III型。

I型脊髓灰质炎病毒对人类的致病性最强：所有重大脊髓灰质炎疫情均由该型引起。III型脊髓灰质炎病毒引发疫情的几率较低。II型脊髓灰质炎病毒更常导致潜伏感染。

病毒在细胞内繁殖。病毒与细胞的相互作用包括以下阶段：

• 病毒吸附；
• 病毒进入细胞，伴随衣壳的破坏和基因组RNA的释放。

VRNA是阳性的，它直接翻译成病毒特异性蛋白质。这些非结构性蛋白质之一就是RNA复制酶，在它的参与下，vRNA的复制按照以下方式进行：

VRNA -> cRNA -> vRNA。

所有四种结构蛋白均以初始单肽链的形式合成，然后经历一系列蛋白水解反应，最终分裂成四种蛋白VP1-VP4。这种裂解显然是由病毒蛋白本身催化的，并且是新病毒体形成所必需的。新合成的vRNA被整合到衣壳中，病毒体形成完成。新合成的病毒体离开细胞。在细胞中，一个病毒体最多可合成15万个病毒体。

脊髓灰质炎（poliomyelitis）一词的俄语意思是大脑灰质的炎症（希腊语polios指灰质，myelitis指脊髓炎症）。事实上，脊髓灰质炎病毒最重要的生物学特性是其对神经组织的趋向性，它们会影响脊髓灰质的运动细胞。

脊髓灰质炎的发病机制和症状

脊髓灰质炎的感染点是咽喉、胃和肠道的黏膜。病毒在这些黏膜上进行原发性繁殖，因此感染几天后，即可在咽部黏液和粪便中检测到病毒。病毒在黏膜上皮细胞中繁殖后，会穿透局部淋巴结，进而进入血液。也就是说，在疾病的消化道阶段之后，会出现病毒血症，并伴有病原体的血源性播散。这两个阶段通常不会出现脊髓灰质炎的症状。只有少数病毒血症会伴有短暂的发热和轻微不适，这被称为“轻症”，最终会痊愈并形成感染后免疫力。然而，脊髓灰质炎病毒可以突破血脑屏障，穿透中枢神经系统，导致“重症”脊髓灰质炎的发生。病毒会导致脊髓前角运动神经元死亡，造成骨骼肌瘫痪，最终导致患者死亡或终身残疾。

脊髓灰质炎主要有四种临床类型：

• 流产（轻微疾病）；
• 非麻痹性（脑膜性），表现为浆液性脑膜炎；
• 瘫痪的；
• 不明显的（隐藏的）。

根据病变部位，麻痹类型分为脊髓型、延髓型、脑桥型和其他较为罕见的类型。

脊髓灰质炎的病程取决于感染剂量的大小、病毒的神经毒力程度和机体的免疫状态。病变位于脊髓前角，最常发生在腰椎扩张区、延髓和脑桥网状结构的运动细胞、小脑、大脑皮层的运动区和运动前区。

脊髓灰质炎免疫力

患病后（包括潜伏期），仍可保留强大的终生免疫力，这是由病毒中和抗体和免疫记忆细胞引起的。

脊髓灰质炎流行病学

传染源仅限于人类。尽管病毒在上呼吸道上皮和淋巴组织中繁殖，但由于缺乏卡他性症状，空气传播途径并不显著。主要感染途径是粪口传播。病毒在潜伏期末期（最后3-7天）至发病第40天，甚至在某些情况下，数月内都会随粪便排出。

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脊髓灰质炎治疗

急性脊髓灰质炎的治疗应综合考虑病情的阶段和类型。对于瘫痪型脊髓灰质炎，早期进行矫形治疗尤为重要。脊髓灰质炎治疗的关键在于正确且长期的体操训练。患有呼吸系统疾病的患者应接受专门训练的人员的监护。脊髓灰质炎目前尚无特效治疗方法。

脊髓灰质炎的具体预防

到20世纪中叶，脊髓灰质炎已成为一种可怕的流行病，周期性地影响着成千上万的人，其中约10%的人死亡，40%的人终身瘫痪。对抗这种疾病的唯一可靠武器只能是脊髓灰质炎疫苗，并借助疫苗建立群体免疫。为此，必须开发出能够使病毒积聚到所需数量的方法。科学家们的不懈努力终于取得了成果。在20世纪40年代末至50年代初，人们开发了获取单层细胞培养物（先用胰蛋白酶消化原代细胞，然后进行移植）的方法，这种方法被广泛用于培养病毒，从而为研制脊髓灰质炎疫苗创造了现实条件。值得注意的是，获取细胞培养物方法的开发对病毒学的发展至关重要。在20世纪50年代，人们研制出了两种脊髓灰质炎疫苗：

• J. Salk 的甲醛灭活疫苗。
• A. Sebin 的活疫苗，由减毒的 I、II 和 III 型脊髓灰质炎病毒株制成。

我国于20世纪50年代首次掌握了活疫苗的大规模生产。自1959年起，我国立即开始使用这种疫苗对儿童进行大规模脊髓灰质炎疫苗接种。两种疫苗——灭活疫苗和活疫苗——均十分有效，但在我国，我们更倾向于使用活疫苗，因为疫苗株在肠道上皮细胞中增殖，释放到外界环境中，并成群循环，取代脊髓灰质炎病毒的野生株。根据世界卫生组织的建议，脊髓灰质炎疫苗接种是强制性的，从3个月大到16岁都要进行。由于活疫苗虽然极其罕见，但会导致并发症，因此现在建议使用灭活的Salk疫苗进行接种。借助现有疫苗，世界各国的脊髓灰质炎发病率可以而且应该会降至零星病例，也就是说，大幅降低发病率已成为可能。