SARS發病原因

　　（一）流行病學

　　經典冠狀病毒感染主要發生在冬春季節，廣泛分布于世界各地。該病毒包括三個群，第一、二群主要為哺乳動物冠狀病毒，第三群主要包括禽類冠狀病毒。人冠狀病毒有兩個血甭型（HCo-229E，HCoV-OC43），是人呼吸道感染的重要病原，人類20%的普通感冒由冠狀病毒引起。冠狀病毒也是成人慢性氣管炎急性加重的重要病因之一。基因組學研究結果表明，SARS-CoV的基因與已知三個群經典冠狀病毒均不相同，第一群病毒血清可與SARS-CoV反應，而SARS患者血清卻不能與已知的冠狀病毒反應。因此，作為一種新的冠狀病毒，SARS-CoV可被歸為第四群。

　　（二）形態結構

　　SARS-CoV屬冠狀病毒科冠狀病毒屬，為有包膜病毒，直徑多為60-120nm，包膜上有放射狀排列的花瓣樣或纖毛狀突起，長約20nm或更長，基底窄，形似王冠，與經典冠狀病毒相似。病毒的形態發生過程較長而復雜，成熟病毒呈圓球形、橢圓形，成熟的和未成熟的病毒體在大小和形態上都有很大差異，可以出現很多古怪的形態，如腎形、鼓槌形、馬蹄形、鈴鐺形等，很容易與細胞器混淆。在大小上，病毒顆粒從開始的400nm減小到成熟后期的60-120nm。在患者尸體解剖標本切片中也可見到形態多樣的病毒顆粒。

　　（三）生物學特性

　　病毒在細胞質內增殖，由RNA基因編碼的多聚酶利用細胞材料進行RNA復制和蛋白合成，組裝成新病毒并出芽分泌到細胞外。與以往發現的冠狀病毒不同，利用Vero－E6或Vero（綠猴腎細胞）細胞很容易對SARS-CoV進行分離培養，病毒在37℃條件下生長良好，細胞感染24小時即可出現病變，可用空斑進行病毒滴定，早期分離株的培養滴度一般可達1?106pfu/ml左右。在RD（人橫紋肌腫瘤細胞）、MDCK（狗腎細胞）、293（人胚腎細胞）、2BS（人胚肺細胞）等細胞系上也可以培養，但滴度較低。

　　室溫24℃下病毒在尿液里至少可存活10天，在腹瀉患者的痰液和糞便里能存活5天以上，在血液中可存活15天，在塑料、玻璃、馬賽克、金屬、布料、復印紙等多種物體表面均可存活2-3天。

　　病毒對溫度敏感，隨溫度升高抵抗力下降，37℃可存活4天，56℃加熱90分鐘、75℃加熱30分鐘能夠滅活病毒。紫外線照射60分鐘可殺死病毒。

　　病毒對有機溶劑敏感，乙醚4℃條件下作用24小時可完全滅活病毒，75％乙醇作用5分鐘可使病毒失去活力，含氯的消毒劑作用5分鐘可以滅活病毒。

　　（四）分子生物學特點

　　病毒基因組為單股正鏈RNA，由大約30000個核苷酸組成，與經典冠狀病毒僅有約60％同源性，但基因組的組織動工與其他冠狀病毒相似。基因組從 5'到3'端依次為：5’-多聚酶-S-E-M-N-3'。5'端有甲基化帽子結構，其后是72個核苷酸的引導序列。基因組RNA約2/3為開放新聞記者框架（ORF）1a/1b，編碼RNA多聚酶（Rep），該蛋白直接從基因組RNA翻譯，形成多蛋白前體，后者進一步被病毒主要蛋白酶3CLpro切割，主要負責病毒的轉錄和復制。Rep的下游有4人ORF，分別編碼S、E、M和N四種結構蛋白，它們從亞基因組mRNA中翻譯，亞基因組mRNA以不連續轉錄的機制合成，其轉錄由轉錄調控序列（TRS）啟始，后者的保守序列為AAACGAAC。基因組3'端有polyA尾。

　　病毒包膜為雙層脂膜，外膜蛋白包括糖蛋白S、M和小衣殼E蛋白。M糖蛋白與其他冠狀病毒糖蛋白不同，僅有短的氨基末端結構域暴露于病毒包膜的外面。長而彎曲的螺旋狀核衣殼結構由單一分子的基因組RNA、多分子的堿性N蛋白以及M蛋白的羧基末端組成。S蛋白負責細胞的黏附、膜融合及誘導中和抗體，相對分子質量大約150000-180000，包括胞外域、跨膜結構域以及短羧基末端的胞質結構域。在經典冠狀病毒中，E蛋白和M蛋白可能組成最小的裝配單位，E蛋白對病毒的組裝發揮關鍵作用，M蛋白對于病毒核心的穩定發揮重要作用。與其他冠狀病毒不同的是，在S和E之間（X1-274aa，X2-154aa）以及M和N（X3-63aa，X4－122aa，X5-84aa）之間有多于50個氨基酸的多肽潛在編碼序列，M和N之間還有少于50個氨基酸的多肽潛在編碼序列。同源性搜索結果表明，這些潛在多肽與任何其他蛋白都沒有序列的相似性。

　　目前，國內外科學家已經報道了多株SARS－CoV的全基因組序列，發現其變異程度不高，來自新加坡4株、加拿大1株、美國1株、我國香港2株、北京4株和廣東1株共13個病毒株中發現了129處變異。根據其進化樹，可以將目前的流行株分為2個基因組：一組包括我國北京4個毒株（BJ01－BJ04）、廣州1株（GZ01）和香港中文大學測定的1個毒株（CUHK），其他毒株屬于另外一組。分析病毒的變異特征，有可能為追蹤病毒來源提供線索。

　　（五）免疫學特征

　　大多數情況下，SARS－CoV感染時，人體免疫系統能夠激發體液免疫和細胞免疫反應并逐漸控制感染、清除病毒。有許多證據表明，SARS－CoV感染時，人體免疫系統能夠激發體液免疫和細胞免疫反應并逐漸控制感染、清除病毒。有許多證據表明，SARS－CoV可以直接侵犯免疫系統，導致患者淋巴細胞、白細胞減少和外周淋巴組織的病理損傷。多數SARS患者外周血白細胞計數正常或降低，而CD3＋、CD4＋、CD8＋、T淋巴細胞較正常人明顯降低，病情越重，T淋巴細胞計數下降越明顯，SARS患者恢復后 ，T淋巴細胞的數量和功能逐漸恢復正常。SARS-CoV核酸一般在臨床癥狀出現后5天可以從患者鼻咽抽取物中檢出，第10天左右達到高峰，然后開始降低；21天，47%的患者鼻咽抽取物為陽性，67%糞便標本為陽性，21%尿液標本為陽性。N蛋白能誘發較強的免疫反應，因此可用于抗體檢測。對抗體的檢測表明，一般發病后1周，患者體內IgM開始產生，最多可持續3個月；7-10天左右IgG開始產生，隨后逐漸升高，1具月左右抗體滴度達到高峰并全部陽轉，至患者恢復后6個月仍持續高水平陽性。SARS是一種新發疾病，人群普遍易感，流行病學資料表明，SARS-CoV主要引起顯性感染，尚缺少亞臨床感染的證據。本次SARS流行后，并未在人群中形成免疫保護屏障，人群仍普遍易感，檢測患者血清中SARS-VoV特異性抗體有助于臨床診斷。

　　SARS是一種新近由SARS-CoV引起的傳染病，人們對其發病機制的了解還不清楚，所得到的一些線索主要來自SARS死亡病例的尸體解剖資料、超微結構研究、核酸水平的SARS-CoV檢測和SARS患者的臨床資料。認識的許多方面仍屬推測，而且不可避免地還會受到治療措施的影響。

　　SARS-CoV由呼吸道進入人體，在呼吸道黏膜上皮內復制，進一步引起病毒血癥。被病毒侵染的細胞包括氣管支氣管上皮細胞、肺泡上皮細胞、血管內皮細胞、巨噬細胞、腸道上皮細胞、腎臟遠段曲管上皮和淋巴細胞。肺泡上皮細胞和肺血管內皮細胞受累可損傷呼吸膜血氣屏障的完整性，同時伴有炎癥性充血，引起漿液和纖維蛋白原的大量滲出，滲出的纖維蛋白原凝集成纖維素，進而與壞死的肺泡上皮碎屑共同形成透明膜。

　　機體對SARS-CoV感染的反應可表現為肺間質內有巨噬細胞和淋巴細胞滲出，激活的巨噬細胞和淋巴細胞可釋放細胞因子和自由基，進一步增加肺泡毛細血管的通透性和誘發成纖維細胞增生。受損的肺泡上皮細胞脫落到肺泡腔內可形成脫屑性肺泡炎，且肺泡腔內含有多量的巨噬細胞。增生脫落的肺泡上皮細胞和巨噬細胞可形成巨細胞。就巨細胞表型來說，主要為肺泡上皮細胞源（AE1/AE3陽性），少數為巨噬細胞源（CD68陽性）。巨細胞的形成可能與SARS-CoV侵染有關。因為體外實驗證明，SARS-CoV感染可使Vero細胞融合形成合體細胞。肺臟的以上改變符合彌漫性肺泡損傷（diffuse alveolar damage，DAD)的滲出期變化。病變嚴重或恢復不良的患者隨后出現DAD的增殖期和纖維細胞，并產生Ⅰ型和Ⅲ型膠原纖維。腸道上皮細胞和腎臟遠段曲管上皮細胞被SARS-CoV侵染，一方面可解釋部分臨床患者的消化道癥狀，另一方面也可能在疾病的傳播途徑方面有一定意義。

　　由于DAD和彌漫性肺變致的血氧飽和度下降，以及血管內皮細胞損傷等因素所引起的彌溫性血管內凝血，常常造成多器官功能衰竭而導致患者死亡。

　　SARS患者末梢血淋巴細胞減少，特別是CD4 細胞數減少，而且有證據表明SARS-CoV直接感染淋巴細胞，可能與SARS-CoV的細胞毒性作用以及誘導細胞凋亡作用有關。kjqdSARS患者的體液免疫反應似乎正常，但從SARS患者恢復期血清有明顯的治療作用的角度看，SARS－CoV感染也會不同程度地影響體液免疫反應。SARS-CoV影響細胞免疫和體液免疫反應在SARS發生發展過程中起一定作用，至少意味著細胞免疫和體液免疫損傷的患者預后較差。

　　有關SARS活檢和尸檢的材料有限，故對其病理改變的認識還很有限。基于目前的尸檢材料和少量支氣管活檢，SARS主要累及肺和免疫器官如脾和淋巴結。其他臟器如心、肝、腎、腎上腺、腦等也可見出現不同程度的損害。

　　肺：一般均明顯膨隆，腫大，重量增加。除繼發感染者外，胸膜一般尚較光滑，暗紅色或暗灰褐色。胸腔可無或有少量積液。肺組織切面以均勻變者居多，可累及全肺各葉，似大葉性肺炎的肝樣變期。色紅褐或暗紫。繼發感染者可有大小不等的膿腫形成。肺血管內可見血栓，部分病例可出現局部區域的肺梗死。在部分病例中可見肺門淋巴結腫大。

　　光鏡觀察：肺的病變通常比較彌溫，幾乎累及所有肺葉。主要表現為彌溫性肺泡損傷的改變。依據病變時期的不同可有如下表現：病程10天左右的病例主要為肺水腫 、纖維素滲出、透明膜形成、肺泡腔內巨噬細胞積聚和增生的Ⅱ型肺泡上皮細胞脫落到肺泡內所形成的脫屑性肺炎及灶性肺出血等病變。這不僅在尸檢標本可見，而且在經纖維支氣管鏡肺活檢材料中亦有相同的病變變化。部分增生的肺泡上皮盯互融合，呈合體狀多核巨細胞。在增生的肺泡上皮及滲出的單核細胞的胞質內可見病毒包涵體。隨著病變的進展，在病程超過3周的病例常可見到肺泡內滲出物的機化、透明膜的機化和肺泡間隔的纖維母細胞增生。二者不斷融合，最終形成肺泡的閉塞和萎縮，導致全肺實變。僅部分病例出現明顯的纖維增生，導致肺纖維化甚至硬化。肺內小血管常可見到纖維素性微血栓。以上病變在不同的患者可有很大的差異，即使在同一患者的肺內亦可見到不同時期的病變。部分病例，尤其是長期治療的患者，常可見到散在的小葉性肺炎甚至大面積真菌感染，其中以曲霉菌感染最為常見。繼發性感染可累及到胸膜，造成胸腔積液、胸膜粘連，甚至發生胸膜腔閉塞。

　　淋巴結（腹腔淋巴結及肺門淋巴結）：部分病例可見到淋巴結腫大。鏡下幾乎所有檢查的淋巴結淋巴濾泡均有不同程度的萎縮或消失，淋巴細胞分布稀疏，數量減少。血管及淋巴竇明顯擴張充血，竇組織細胞明顯增生。部分病你可見出血及壞死。

　　（六）其他器官的改變

　　1、心：

SARS患者心臟的肥大比較常見，一般表現為左右心均勻性增厚。心肌間質水腫較明顯，間質可有散在淋巴細胞及單核細胞浸潤。部分病例可見到心肌細胞空泡變性，灶性心肌炎改變或心肌小灶性壞死。嚴重的繼發感染如真菌感染也可累及到心臟。

　　2、肝：

多數病例可見腎小球明顯充血，腎小管上皮細胞變性。部分病例明小球毛細血管內可見廣泛的纖維素性血栓，部分病例可見髓質內小灶狀壞死及淋巴細胞和單核細胞浸潤。腎間質血管擴張充血。部分病例可見到因繼發感染所致的小化膿灶，偶見血管炎。

　 3、腎上腺：

部分病例可見腎上腺皮髓質灶性出血、壞死、淋巴細胞浸潤、皮質束狀帶細胞空泡變性和/或類脂含量減少。

　　4、腦：

腦組織可見不同程度的水腫，部分病例腦內可見到散在的神經元因性改變，嚴重者甚至可見腦組織壞死。部分神經纖維可出現脫髓鞘現象。

　 5、骨髓

多數患者造血組織中粒系及巨核細胞系統細胞數量相對減少，部分病例紅系細胞呈小灶狀增生。

　　6、胃腸道：

胃、小腸和結腸各段黏膜下淋巴組織減少，淋巴細胞稀疏，間質水腫。部分病例胃可見表淺的糜爛或潰瘍。

7、胰腺：

間質血管充血，部分病例間質有輕度纖維組織增生和淋巴細胞浸潤。外分泌腺萎縮，酶原顆粒減少，部分胰島細胞變性。

　　8、膽囊：

未見明顯病變。

　 9、睪丸：

部分病例生精細胞變性，生精現象減少。可見間質血管擴張、出血。

　　10、前列腺、

子宮、卵巢及輸卵管：未見明顯病變。

　　除此之外，部分病例在肺、心、肝、腎、腦、腎上腺、橫紋肌等可見到以小靜脈為主的小血管炎病變。表現為血管壁及血管周圍的水腫、血管內皮細胞腫脹和凋亡、血管壁纖維素樣壞死、血管壁內及血管周圍單核細胞和淋巴細胞浸潤。