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发布日期:2023/8/2 19:09:00

1921年,时年39岁的Franklin D. Roosevelt(后当选为美国第32任总统)被确诊为小儿麻痹症(脊髓灰质炎)患者。其症状包括发烧、胃肠道问题、麻木、腿部及面部瘫痪。该疾病使得罗斯福总统腰部以下部位出现瘫痪,因此需依靠轮椅和腿部支架方可活动。

脊髓灰质炎病毒感染所致瘫痪可影响控制呼吸的不随意肌,因此使用铁肺维持患者呼吸,直至患者感染消除。

1952年,脊髓灰质炎疫情最为严重,当时美国有3000多人死于脊髓灰质炎,且疫情还造成2万人瘫痪。当时拍摄的照片显示,部分儿童在医院特殊病房可怕的铁肺中接受治疗,而“康复后”儿童则戴着腿部支架在医院场地上玩耍。

1938年,罗斯福创建美国国家脊髓灰质炎基金(March of Dimes),用于资助索尔克脊髓灰质炎疫苗研发工作。1955年,索尔克疫苗问世2年后,美国脊髓灰质炎病例减少90%。事实上,近40年来,美国均未出现过脊髓灰质炎的持续传播;据美国疾病防控中心提供信息,美国最后1例野生脊髓灰质炎病毒病例发生于1979年。

 

但是,这一情况于2022年6月发生变化,该月纽约罗克兰县一名成年男性出现发烧、无力和麻痹等症状。7月该男性被确诊为脊髓灰质炎,针对采集自废水处理厂的260份样本(用于SARS-CoV-2检测)检测结果表明,21份样本呈脊髓灰质炎病毒阳性。在5月、6月和7月收集的废水样本中,有20份样本与患者粪便样本中的病毒存在基因联系。因此,近40年来,脊髓灰质炎病毒首次于美国境内持续传播。此外,基因分析结果还表明,美国病例与近期耶路撒冷和伦敦发现的疫苗衍生病毒有关。

 

脊髓灰质炎病毒是什么?

 

脊髓灰质炎病毒是一种肠道病毒属病毒。肠道病毒一般存在于(或至少短暂存在于)胃肠道中,这些病毒经口-粪途径传播。肠道病毒是由单正链RNA基因组和形成二十面体的无包膜蛋白衣壳组成的小病毒。脊髓灰质炎病毒共分为3种血清型(PV1、PV2和PV3)。对其中1种血清型病毒产生免疫并不会导致对其他2种血清型病毒产生免疫。因此,必须接种所有3种血清型病毒疫苗。脊髓灰质炎仅感染人类,且儿童感染比例显著高于成人。

脊髓灰质炎病毒是如何重现于西方和纽约?

多个因素导致了脊髓灰质炎重现西方。在美国境内,脊髓灰质炎病毒疫苗接种率约为90%,因此脊髓灰质炎病毒传播的风险极低。然而,有些地区的疫苗接种率却较低。纽约州罗克兰县便是接种率较低的地区之一。这些疫苗接种不足的地区很容易爆发在疫苗接种率高的社区很罕见的传染病。此外,过去2.5年间,由于新冠肺炎疫情所致封锁以及疫苗接种和公共医疗服务的政治化程度提高,因此常规免疫接种速度呈放缓趋势。事实上,联合国儿童基金会报告称,2019至2021期间,全球疫苗接种持续下降幅度为30年来之最。

 

约70%脊髓灰质炎病毒感染者为无症状感染者。一般来说,1例瘫痪病例确诊时,可能已有100~1000人感染。纽约州罗克兰县患者于2022年6月出现症状,但直至约1个月后才被正式确诊。在此期间,病毒可能经该患者粪便、鼻和咽部感染其他人。

 

1988年,世界卫生大会发起全球消灭脊髓灰质炎行动倡议。鉴于脊髓灰质炎病毒仅可感染人类,因此全球疫苗接种和监测计划应可消除该病毒。目前,野生脊髓灰质炎病毒仅在两个国家(巴基斯坦和阿富汗)传播。脊髓灰质炎病毒疫苗有效性极高,且此类口服疫苗给药方式简单(无需注射)、生产和储存成本低廉,因此可实现发展中国家和全球偏远地区的疫苗接种。世界许多地区所用疫苗为含减毒(弱化)脊髓灰质炎活病毒的口服疫苗。接种疫苗个体可能排出此减毒病毒,且若排出病毒仍为减毒病毒,则可使得未接种疫苗个体产生免疫力。虽然口服疫苗具备前述优点,但是此类疫苗也存在一定风险。排出的减毒病毒可能发生基因变化,从而导致病毒活力恢复,进而造成严重感染。若出现这些情况,则未接种疫苗个体可能感染疫苗衍生脊髓灰质炎病毒(VDPV)。分子分析结果表明,罗克兰县感染患者的病毒为疫苗衍生病毒(PV2血清型)。因此,存在服用口服疫苗个体相关传播链。但是,追踪传播链的可能性不大,这是因为分子分析结果表明,罗克兰县感染患者的VDPV2毒株存在基因突变,表明该病毒可能已持续传播长达1年。

 

鉴于全球卫生当局已于2016年决定撤销PV2血清型口服疫苗,因此罗克兰病例指出VDPV2传播链的意义重大。2015年,宣布已消灭野生PV2血清型病毒。但是,鉴于口服疫苗中不再含PV2血清型病毒,因此于2016年及后续时间接种疫苗的个体存在感染VDPV2风险。对于世界绝大部分地区而言,VDPV2感染均不是问题,但是非洲和亚洲境内部分地区仍存在VDPV2持续感染情况。

美国依靠灭活病毒进行疫苗接种,而且美国人群的疫苗接种率在90%以上,正因如此疫苗衍生病毒感染在美国社区极为罕见。这也意味着美国并未采任何系统性手段(例如废水监测计划)积极监测脊髓灰质炎疫情。其他国家正监测废水,检测脊髓灰质炎在其社区内传播情况。自2016年以来,英国便一直监测废水。正因为他们所作的努力,他们在瘫痪病例出现前便检测到潜在病毒。他们立即开展运动,敦促尚未完成所有疫苗接种的五岁以下儿童进行接种,从而防止疫情爆发。自1989年以来,以色列便一直致力于监测废水中的病毒,于2013年检测到该病毒并成功阻止野生脊髓灰质炎疫情的爆发。

通过废水监测进行系统监测的优势

通过对SARS-CoV-2的废水检测来跟踪和预测COVID-19大流行的波动,让人们意识到传染病废水监测的重要性,为改进检测过程和进行常规检测带来机遇和资金。传染病爆发废水监测对于追踪传染病传播(大多数情况下为无症状)至关重要。此外,这些检测方法基于qPCR或核酸测序等分子技术,因此可快速调整这些方法并将其用于新病原体的检测。况且,一般来说,同一份样本可同时用于检测多种病原体。能够在出现症状和诊断前检测到社区中传染性生物的存在,可为制定公共卫生措施和当地医疗服务人员提供有利信息。

 

了解废水监测如何帮助公共卫生官员充分了解新冠肺炎疫情。

 

废水监测是一种公共卫生工具,该技术手段已被证明对许多情况具有一定价值,且还可持续为监测传染病爆发提供有用信息。新冠肺炎疫情爆发前,以色列等国便一直采用废水监测手段控制该国境内脊髓灰质炎和甲型肝炎的爆发。纽约州卫生部和纽约市卫生与心理卫生部于今年7月开始采用废水监测手段追踪脊髓灰质炎病毒。下水道冠状病毒警报网络(乔治亚州亚特兰大埃默里大学和加利福尼亚斯坦福大学合作项目)已开始针对加利福尼亚废水处理厂进行SARS-CoV-2、呼吸道合胞病毒和猴痘病毒的每日监测。

 

参考文献

 

1. Anthes, E. (2002) Polio May Have Been Spreading in New York Since April. New York Times Aug 16.

2. Branswell, H. (2022) U.S. Polio Case Tied to Viruses Detected in U.K., Israel, Suggesting Silent Spread. STAT News July 29.

3. Branswell, H. (2019) “The Switch Was Supposed to Be a Major Step Toward Eradicating Polio. Now It’s a Quandary. STAT News Sept. 13

4. Centers for Disease Control (2022) Poliomyelitis: For Healthcare Providers 

5. Fields, R. (2022) How Polio Crept Back Into the U.S. ProPublica July 26. Internet: Accessed Sept. 6, 2022.

6. Link-Gelles, R. et al (2022) Public Health Response to a Case of Paralytic Poliomyelitis in an Unvaccinated Person and Detection of Poliovirus in Wastewater —New York , June–August,  2002 Morbidity and Mortality Weekly Report August 19 71:1065-68.

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