轮状病毒感染的实验室诊断

腹泻是全世界范围内婴幼儿最常见的疾病之一。在发展中国家是婴幼儿死亡的主要原因之一。1973年Bishop等人首先报道了从患急性腹泻而住院治疗的儿童十二指肠黏膜上皮细胞中发现病毒颗粒,l因这些病毒颗粒形似车轮,l而将其命名为轮状病毒(Rotavirus,lRV)。在我国,l每年秋冬季节均有婴幼儿腹泻的发病高峰,l病原学研究证实,l这些病例的40%~60%是由轮状病毒感染引起的。

【病毒特征】

轮状病毒是呼肠孤病毒科中的一个属,l病毒基因组含11个分节段的双链RNA片断(dsRNA)。根据血清学反应的不同,l将RV分为不同的组,l迄今已报道有7个轮状病毒组(A~G组),l其中A组RV是引起婴幼儿重症腹泻的病原。

【临床表现】

轮状病毒腹泻通常发生于6个月至2岁的要幼儿,l新生儿RV感染常无症状,l可能与存在母传抗体有关。1岁以下婴儿的发病人数较多,l这可能是由于婴儿期胃肠道缺乏SIgA(分泌型抗体),l抵抗力低下,l对病原微生物易感性高。随着年龄的增长,l体内逐渐产生SIgA抗体,l且抗体效价不断升高达正常水平,l机体对病原微生物的抵抗力增强。轮状病毒感染的潜伏期为1~3天,l起病急,l先有发热、i呕吐,l继而腹泻,l大便呈水样,l乳白色或淡黄色,l无脓血,l排便急、i量多、i胃纳差,l因此很容易发生脱水和代谢性酸中毒。轮状病毒腹泻与其他感染引起的婴幼儿腹泻单凭临床表现不易鉴别,l须依靠实验室检查以确诊。病毒排出的高峰为病后3~51日,l以后会逐渐下降。第1至第4天是收集标本检测轮状病毒最理想的时同,l此时RV检出率最高,l并以水状便或蛋花汤样便检出率最高。所以标本的性状与采集时间是RV抗原检出的重要影响因素。

【实验室诊断】

1.直接电镜法(electron1microscopy,lEM)11免疫电镜法(immune1electron1microscopy,l1EM)

由于患儿在发病初期粪便中可排出轮状病毒,l且RV具有特殊的形态、i结构,l因此可以直接利用电镜观察作出特异性诊断。

将粪便标本低速离心30分钟,l取上清液滴一滴于石蜡板上,l用磷钨酸(PTA)染色并直接在电镜下观察标本。此方法敏感,l可确诊,l阳性率可达70.6%。

用轮状病毒特异的免疫血清,l可进行免疫电镜诊断,l轮状病毒颗粒可在免疫血清的作用下发生凝集,l在电镜下清晰可见,l并可据此判断轮状病毒的组或血清型,l比直接电镜技术具有更高的灵敏度和特异性。

由于病毒颗粒易于降解,l常常影响正确诊断,l且电镜设备昂贵,l一般基层单位不易普及,l故电镜技术的应用受到限制。

2醇联免疫吸附法(ELISA)

(1)检测抗原:i将粪便标本用生理盐水稀释后,l加一滴(约50μ1)于酶标板中(阴阳性对照各加一孔),l再加入一滴酶标记物,l摇匀后室温静置10分钟;加人一滴洗涤液,l立即甩掉,l再用清水洗涤10遍,l在吸水纸上拍于;加入底物液A、iB各一滴,l室温反应5分钟。肉眼观察结果:i标本孔显示兰色即可判断为阳性,l无色判为阴性。

此法操作简便,l敏感性、i特异性较强,l在发病早期即能检测出病毒抗原,l适合于基层医务单位使用。但由于粪便标本中成分复杂,l存在其他抗原成分,l有些成分可能干扰轮状病毒抗原抗体特异性结合,l出现假阳性,l从而影响其检测结果。尽管国内外均报道ELISA法检测大便RV-Ag有假阳性,l但该法仍是目前较简便、i价廉的方法,l粪便中RV-Ag阳性,l即可诊断为轮状病毒性腹泻。

(2)检测IgM/IgG抗体:i由于血清RV-IgM抗体在症状出现5~6天以后才表现出阳性,lRV-IgG抗体产生于患病的第二周,l该病病程较短,l故对临床诊断意义不大。

3.乳胶凝集实验(LAT)检测抗原

【实验操作规程】

将患儿粪便标本用稀释液稀释10倍,l充分混匀,l31000rpm离心10分钟,l在检测点的红色试剂点旁滴加一滴上清液(约50μl),l搅拌红色试剂点与标本上清液,l并覆盖整个圆圈,l同时做质控对照,l前后倾斜摇动旋转检测卡2分钟观察结果。

【结果判断】

实验圈出现凝集而质控圈不出现凝集为阳性,l实验圈和质控圈均不出现凝集为阴性。若质控圈出现凝集而实验圈不出现凝集,l则为非特异反应或是标本取样不正确。

【注意事项】

乳胶凝集试验易操作,l且无需昂贵的仪器和设备,l实验时间只需2~3分钟,l适合在基层医院使用,l但若标本中含有油脂或其他悬浮物无法离心干净,l形成非特异性凝集,l会干扰结果,l影响结果的可靠性。另外,l息儿标本中的肠道病原苗或白色念珠菌偶然会被检出,l以致结果出现假阳性,l此时需要与临床相结合。

国内外资料表明,l乳腔凝集实验检测粪便标本的敏感性为87%,l特异性为73%~80%。

4.轮状病毒基因检洲

(1)聚丙烯酰胺凝胶电泳(Potyacrylamide1gel1electrophoresis:iPAGE)取患儿粪便标本用1%SDS156℃作用30min,l以酚-氯仿抽提病毒RNA,l用10%不连续PAGE电泳后,l硝酸银染色可见清晰的典型的11个片段的dsRNA,l根据电泳图型的不同,l即可判断病毒的型别。

PAGE法检测的是RV独特的微量RNA片段,l并且硝酸银染色法对RNA十分敏感,l故不易出现假阳性与假阴性结果,l特异性与可靠性亦比ELISA法更强。轮状病毒RNA电泳图形在诊断轮状病毒感染、i确定流行期轮状病毒的种类、i研究病毒基因组漂移、i重排等均有重要的参考价值。但由于PAGE法需提取核酸和制备凝胶,l操作相对复杂,l基层医疗单位不宜使用,l而在有条件的情况下,lPAGE法可用于临床诊断或流行病学监测手段。

(2)PCR技术:i用于RV检测的逆转录PCR(RT-PCR),l可根据检测不同基因片段的需要设计引物,l从患儿粪便标本中直接扩增病毒的基因片段,l来区分病毒不同的血清型,l主要是定性诊断,l现在又发展了半定量、i定量PCR,l实时荧光定量PCR(FQ-PCR)等,l比普通PCR的特异性更强,l自动化程度更高。PCR方法可以对储存时间较长的标本进行检测而结果不受影响,l但其实验过程操作复杂,l耗时较长,l实验设备昂贵,l适合于轮状病毒基础研究。

5.细胞培养技术 用分离培养技术检测RV的灵敏度较低,l需要特殊培养条件,l且目前只有A组RV可以培养,l所以对RV的临床诊断价值有限。

近年来的研究发现,lRV感染还能够引起儿童肠道外的损伤,l如中枢抻经系统感染、i肠管外的器官和呼吸系统的损伤等。因此,l在流行季节,l选择适合的实验室检测方法,l准确地对患儿作出诊断,l及时治疗,l对于减少并发症的发生,l防止滥用抗生素,l降低婴幼儿死亡率有着极其重要的意义。