诺如病毒所致急性胃肠炎的检验诊断

诺如病毒是全球急性胃肠炎散发病例和暴发疫情的主要致病原，疾病负担严重。2013年以来，我国其他感染性腹泻病暴发多以诺如病毒暴发疫情为主，尤其是2014年冬季以来，诺如病毒暴发疫情大幅增加，显著高于历年水平。

诺如病毒变异快、环境抵抗力强、感染剂量低，感染后潜伏期短、排毒时间长、免疫保护时间短，且传播途径多样、全人群普遍易感，因此，诺如病毒具有高度传染性和快速传播能力。诺如病毒感染发病的主要表现为腹泻和/或呕吐，国际上通常称之为急性胃肠炎。我国一直将其列入丙类传染病中“其他感染性腹泻病(除霍乱、细菌性和阿米巴性痢疾、伤寒和副伤寒以外的感染性腹泻病)”进行报告管理，这在一定程度上影响了以呕吐为主要症状的诺如病毒感染病例及其暴发的报告。

一、病原学

1968年，美国诺瓦克镇一所小学发生急性胃肠炎暴发。1972年, Kapikian等科学家在此次暴发疫情的患者粪便中发现一种直径约27nm 的病毒颗粒, 将之命名为诺瓦克病毒（Norwalk virus）。此后, 世界各地陆续从急性胃肠炎患者粪便中分离出多种形态与之相似但抗原性略异的病毒颗粒，统称为诺瓦克样病毒（Norwalk-like viruses , NLVs）。由于此病毒呈圆形，无包膜，表面光滑，也称作小圆状结构病毒(small round structured viruses，SRSVs)。

1992年，诺瓦克病毒的全基因组序列被解析。此后根据基因组结构和系统发生特征，诺瓦克病毒归属于杯状病毒科（Caliciviridae family）。2002年8月，第八届国际病毒命名委员会统一将诺瓦克样病毒改称为诺如病毒，并成为杯状病毒科的一个独立属——诺如病毒属 (Norovirus) 。

（一）病毒结构

诺如病毒为无包膜单股正链RNA病毒，病毒粒子直径约27-40nm，基因组全长约7.5-7.7kb，分为三个开放阅读框(Open Reading Frames, ORFs)，两端是5'和3'非翻译区（Untranslated region, UTR），3'末端有多聚腺苷酸尾（PolyA）[4]。ORF1编码一个聚蛋白，翻译后被裂解为与复制相关的7个非结构蛋白（Non-structural polyprotein），其中包括RNA依赖的RNA聚合酶（RNA dependent RNA polymerase, RdRp）。ORF2和ORF3 分别编码主要结构蛋白（VP1）和次要结构蛋白（VP2）。病毒衣壳由180个VP1和几个VP2分子构成，180 个衣壳蛋白首先构成90 个二聚体，然后形成二十面体对称的病毒粒子。根据蛋白在衣壳中的位置，每个衣壳蛋白可分为两个主要区域，分别为壳区（Shell domain，S 区）和突出区（Protruding domain，P区），二者之间是由8 个氨基酸组成的铰链区（Hinge）连接。S 区由衣壳蛋白的前225 个氨基酸组成，形成病毒内壳，围绕病毒RNA。P 区由剩余的氨基酸组成，进一步分为两个亚区P1 区和P2 区。P 区通过二聚体相互作用增加衣壳稳定性并形成电镜下可见的病毒粒子突出端。P2 区高度变异，包含潜在的抗原中和位点和受体组织血型抗原（histoblood group antigens，HBGAs）识别位点。VP2位于病毒粒子内部，被认为参与衣壳聚集。

（二）基因分型

诺如病毒目前还不能体外培养，无法进行血清型分型鉴定。根据基因特征，诺如病毒被分为6个基因群（Genogroup，GⅠ-GⅥ），GⅠ和GⅡ是引起人类急性胃肠炎的两个主要基因群，GⅣ也可感染人，但很少被检出。GⅢ、GⅤ和GⅥ分别感染牛、鼠和狗。根据衣壳蛋白区系统进化分析，GⅠ和GⅡ进一步分为9个和22个基因型，除GⅡ.11、GⅡ.18和GⅡ.19基因型外，其他可感染人。GⅣ分为两个基因型，GⅣ.1感染人，GⅣ.2感染猫和狗。

（三）病毒变异

诺如病毒变异速度快，每隔2-3年即可出现引起全球流行的新变异株。1995年至今，已有6个GⅡ.4基因型变异株与全球急性胃肠炎流行相关，包括95/96 US株（1996年）、Farmington Hills株（2002年）、Hunter株（2004年）、Den Haag株（2006年）、New Orleans株（2009年）以及Sydney 2012株（2012年）。我国自2014年冬季以来，GⅡ.17变异株所致的暴发疫情大幅增加。

（四）理化特性

诺如病毒在氯化铯（CsCl）密度梯度中的浮力密度为1.36-1.41g/cm3，在0℃-60℃的温度范围内可存活，且能耐受pH 2.7的环境室温下3小时、20%乙醚4℃18小时、普通饮用水中3.75-6.25 mg/L的氯离子浓度（游离氯0.5-1.0 mg/L）。但使用10 mg/L的高浓度氯离子（处理污水采用的氯离子浓度）可灭活诺如病毒，酒精和免冲洗洗手液没有灭活效果。

（五）免疫保护与宿主易感性

一项志愿者人体试验研究表明，诺如病毒的免疫保护力可持续6-24个月，即使先前感染过诺如病毒，同一个体仍可重复感染同一毒株或不同毒株的诺如病毒。

部分人群即使暴露于大剂量诺如病毒仍不会感染，这可能与先天宿主因素和后天获得性免疫有关。组织血型抗原（HBGAs）包括H型、ABO血型和Lewis抗原被认为是诺如病毒的可能受体。1,2-岩藻糖转移酶基因突变导致组织血型抗原缺乏表达者（非分泌型），可能不容易感染诺如病毒。

（六）病毒核酸排出规律

诺如病毒主要通过病人的粪便排出，也可通过呕吐物排出。病人在潜伏期即可排出诺如病毒，排毒高峰在发病后2-5天，持续约2-3周，最长排毒期有报道超过56天，在免疫抑制病人中更长。诺如病毒感染剂量为18-2800个病毒粒子。

二、临床特征

（一）潜伏期

诺如病毒的潜伏期相对较短，通常12-48小时。瑞典曾对一起食源性传播引起的涉及30家托幼机构和学龄儿童托管机构的暴发数据进行分析，潜伏期中位数为34小时（范围：2-61小时）。一篇系统综述总结了GⅠ和GⅡ基因群诺如病毒的潜伏期，其中位数分别为1.1天 (95% CI：1.1-1.2天)和1.2天(95%CI：1.1-1.2 天)，不同基因群的潜伏期没有显著差异。

（二）轻症病例临床表现

诺如病毒感染发病以轻症为主，最常见症状是腹泻和呕吐，其次为恶心、腹痛、头痛、发热、畏寒和肌肉酸痛等。有两项研究对不同年龄组病例的腹泻和呕吐症状进行比较。其中一项研究发现成人中腹泻更常见（72% VS 52%），而儿童比成人更容易出现呕吐（81% VS 64%）；而另一项研究显示，<1岁婴幼儿（95%）和≥12岁组（91%）出现腹泻的比例高于1–4岁（84%）和5-11岁组（74%），而5-11岁组出现呕吐的比例最高（95%），其次分别是≥12岁组（82%）、1–4岁（75%）和<1岁婴幼儿（59%）。

诺如病毒感染病例的病程通常较短，症状持续时间平均为2-3天，但高龄人群和伴有基础性疾病患者恢复较慢。研究结果显示，40%的85岁以上老年人在发病4天后仍有症状，免疫抑制病人平均病程为7天。然而，荷兰一项基于社区的前瞻性随访研究对诺如病毒感染的自然史进行了研究，发现病程中位数为5天，且年龄越小病程越长，其病程明显高于其他研究结果，可能与循环的诺如病毒毒株和研究设计不同有关。该研究还发现多数病例仅在病程第一天出现恶心、呕吐和发热，而腹泻持续时间较长。

（三）重症临床表现和相关危险因素

尽管诺如病毒感染主要表现为自限性疾病，但少数病例仍会发展成重症，甚至死亡。一篇系统综述对843起诺如病毒暴发数据进行分析，住院和死亡病例的比例分别为0.54% 和0.06%，并利用poisson回归模型分析住院、死亡与暴发环境（医疗机构或社区）、病毒株和传播途径的相关性，发现GⅡ.4基因型诺如病毒引起的暴发中住院和死亡比例更高，而医疗机构暴发出现死亡的风险更高。

重症或死亡病例通常发生于高龄老人和低龄儿童。1999-2007年，诺如病毒感染暴发与荷兰85岁以上老年人超额死亡显著相关，期间恰好出现了诺如病毒新变异株，此年龄组老年人中诺如病毒相关死亡占全死因的0.5% 。2001-2006年，在英格兰和威尔士≥65岁的人群中，诺如病毒感染占感染性肠道疾病所致死亡的20%（95%CI:13.3%-26.8%）。2008-2009年，北欧地区82例社区获得性诺如病毒感染发病者（年龄中位数77岁）在一个月内死亡的比例高达7%。而新生儿感染诺如病毒后，除出现与其他年龄组儿童同样的症状和体征外，还可能发生坏死性小肠结肠炎等严重并发症，如有报道1998年1月费城一家医院的新生儿ICU中8名早产儿（平均胎龄28周）于出生后第5至38天内出现坏死性小肠结肠炎，其中2例死亡，6名早产儿的粪便标本中诺如病毒阳性。新生儿坏死性小肠结肠炎主要累及小肠，但有一篇报道，3名早产新生儿仅出现结肠缺血，没有小肠病变。

健康人感染诺如病毒后偶尔也会发展为重症。2002年5月13日至19日，驻阿富汗英国军人中诺如病毒暴发，29人患病，最先发病的3名患者不仅出现胃肠道症状及发热，同时还伴有头痛、颈强直、畏光以及反应迟钝，其中一名患者出现弥漫性血管内凝血，另两名患者需要呼吸机辅助支持。

（四）隐性感染

根据已有文献报道，隐性感染的研究设计包括志愿者人体试验、横断面调查和随访研究。50名志愿者人体试验中，41人（82%）感染了诺如病毒，其中32%表现为无症状感染。

几项横断面调查对5岁以下儿童的隐性感染比例进行研究，研究对象主要来自社区中抽取的健康儿童，少数研究选自在医院就诊的无胃肠炎表现的患病儿童。研究结果显示隐性感染比例相差较大：英国一项大型研究（2205人）和布基纳法索研究发现隐性感染比例超过24%，尼加拉瓜、法国等研究在8%-11.7%，而我国和越南的研究仅为2.7-2.8 %。但健康儿童和非急性胃肠炎患病儿童的隐性感染比例没有明显差异。研究结果差异较大可能与研究时间不同等因素有关。有研究显示，诺如病毒流行季节的隐性感染比例明显高于非流行季节。少数几项研究对5岁以上人群的隐性感染比例进行调查，结果在1.0-12 %，其中有两项专门针对食品从业人员的调查，其隐性感染比例为1.0-3.7 %。

巴西于2009年10月-2011年10月期间对一所托幼机构进行了两年随访，期间诺如病毒隐性感染比例为37.5%，而墨西哥的一项研究对6-22月龄的儿童随访三个月，49.2%的儿童出现了隐性感染。

三、流行病学特征

（一）疾病负担

近些年来，诺如病毒引发的重要公共卫生问题已越来越受到国际科学界的关注。基于对急性胃肠炎就诊患者中病原构成的认识和对暴发疫情的分析，可间接反映诺如病毒的严重疾病负担。例如，2014年发表的一项系统综述和Meta分析，纳入了48个国家报道的175篇文献，结果发现1/5的急性胃肠炎病例是由诺如病毒感染引起，在社区病例、门诊和住院病例中所占比例分别是24%、20%和17%。我国的研究也发现，儿科门诊和住院病人中诺如病毒感染的比例与全球水平相似（26%）。诺如病毒也是急性胃肠炎暴发疫情的主要病原体。美国和欧洲50%以上的急性胃肠炎暴发由诺如病毒所致（范围：36% – 59%）。2012年以来，诺如病毒已成为我国其他感染性腹泻病暴发的优势病原体（60% - 96%），尤其自2014年冬季起，诺如病毒感染暴发疫情大幅增加，2015年1月1日——11月15日通过突发公共卫生事件管理系统已报告88起，显著高于历年水平，主要发生在中、小学校。

现阶段，仅有少量文献测算了诺如病毒感染每年引起的病例数、住院数和死亡数等疾病负担指标。世界卫生组织估计全球每年因诺如病毒感染死亡的人数约3.5万人。美国每年约有1900-2100万诺如病毒胃肠炎病例，其中170-190 万病例医院门诊就诊，40万急诊就诊，5.6-7.1 万住院治疗，570-800 人死亡。英国于2008年4月至2009年10月开展了一项基于社区的队列研究，诺如病毒急性胃肠炎的发病率为47/1000人年，就诊率为2.1/1000人年，相当于每年300万病例和13万次全科医生就诊。我国至今尚未有关于诺如病毒疾病负担的相关报道。

（二）传播途径

诺如病毒传播途径包括人传人、经食物和经水传播。人传人可通过粪口途径（包括摄入粪便或呕吐物产生的气溶胶）、或间接接触被排泄物污染的环境而传播。食源性传播是通过食用被诺如病毒污染的食物进行传播，污染环节可出现在感染诺如病毒的餐饮从业人员在备餐和供餐中污染食物，也可出现食物在生产、运输和分发过程中被含有诺如病毒的人类排泄物或其它物质（如水等）所污染。牡蛎等贝类海产品和生食的蔬果类是引起暴发的常见食品。经水传播可由桶装水、市政供水、井水等其他饮用水源被污染所致。一起暴发中可能存在多种传播途径。例如，食物暴露引起的点源暴发常会导致在一个机构或社区内出现续发的人与人之间传播。

（三）季节性

诺如病毒具有明显的季节性，人们常把它称为“冬季呕吐病”。根据2013年发表的系统综述，全球52.7%的病例和41.2%的暴发发生在冬季（北半球是12月-次年2月，南半球是6-8月），78.9% 的病例和71.0%的暴发出现在凉爽的季节（北半球是10月-次年3月，南半球是4-9月）。

四、病例定义（诊断）

（一）疑似病例

即急性胃肠炎病例，定义为24小时内出现排便≥3次且有性状改变（呈稀水样便），和/或24小时内出现呕吐≥2次者。

（二）临床诊断病例

在诺如病毒感染引起的聚集性或暴发疫情中，满足疑似病例定义，且与实验室诊断病例有流行病学关联的病例。

（三）实验室诊断病例

疑似病例或临床诊断病例中，粪便、肛拭子或呕吐物标本经诺如病毒核酸检测阳性，或ELISA抗原检测阳性者。

五、聚集性疫情和暴发判定标准

（一）聚集性疫情：3天内，同一学校、托幼机构、医疗机构、养老院、工厂、建筑工地、游轮、社区/村庄等集体单位或场所，发生5例及以上有流行病学关联的诺如病毒感染病例，其中至少2例是实验室诊断病例。

（二）暴发：7天内，同一学校、托幼机构、医疗机构、养老院、工厂、建筑工地、游轮、社区/村庄等集体单位或场所，发生20例及以上有流行病学关联的诺如病毒感染病例，其中至少2例是实验室诊断病例