其从维护公众健康的角度,以医学病毒学和流行病学为基础,借助免疫学、分子生物学等,检测临床、流行病学现场以及环境标本,确定样品中病毒种类及数量,追溯病毒来源,监测和预测病毒变迁的技术。其为人群中病毒性疾病的预防和控制提供技术支撑的一门学科,是卫生检验与检疫专业的必修课之一。
日常用语中提及病毒学检验时,具有两种不同的含义:一种是指病毒学检验这门科学,另一种是指病毒学检验的实践活动。涉及病毒学检验相关工作的机构包括:国家、省、自治区、直辖市、区县等各级疾病预防控制中心,国家和国际通航的港口、机场、陆地边境和国界江河的口岸检验检疫部门。与医学病毒学及其检验相比,卫生检验中的病毒学检验,除了针对感染者确定感染的病毒种类外,重点是为追溯病毒来源,监测和预测病毒的变迁,进而协助发现病毒性疾病可能发生、发展及其流行的规律。因此,检验范围更广、检验对象和样品种类更多、需要的检验技术和分析手段更复杂。
卫生检验中的病毒学检验工作任务主要有四个方面:①确定重要病毒性传染病病原,包括新发传染病病毒,调查其来源,为防控策略提供支撑,如2013年在中国发现首例H7N9禽流感病例,通过检验,首先确定患者感染的病原体是H7N9禽流感病毒,再通过检测动物和环境中的病毒,并分析比对动物和人源病毒株的基因序列,确定人感染的病毒来源于鸡,通过采取关闭活禽市场的措施,使疫情得到了控制。进一步研究发现,人感染的H7N9是东亚鸟流感病毒与上海等地鸡和鸭群中的流感病毒基因重组形成的新毒株。②对人群中重要病毒性传染病进行确证,如人类免疫缺陷病毒(HIV)感染的确诊,就是在疾病预防控制中心实验室进行的。③防止病毒性病原输入输出进行的口岸检验,如2008年中国广东出入境检验检疫局首次从2名回国人员血清中检出基孔肯雅病毒。④日常监测某些病毒在人和动物中的流行毒株及人群抗体水平,为病毒性疾病预警和预测提供技术支撑,如不少疾病预防控制中心参与调查鸡、鸭所携带的流感病毒亚型种类、调查人群麻疹抗体水平等。
卫生检验中的病毒学检验,样本来源广,包括人、动物及环境,既有血液、尿、粪便、组织液和生物组织,也有各种动物标本、水样、物体表面擦拭物,甚至空气样品;人群范围广,不仅仅是病人,还可能包括吸毒人群、同性恋人群、从事性交易人群、从事饮食及服务行业人群、献血员以及正常人群。根据病毒的感染途径和相应感染性疾病的性质将病毒分为九类:呼吸道感染病毒、胃肠道感染病毒、皮肤和黏膜感染病毒、眼部及性血管感染病毒、肝炎病毒、出血热病毒、虫媒病毒、反转录病毒及朊粒。检验人员将根据不同类型病毒感染的特点抵抗力,决定采样的类型。病毒学检验过程中涉及的一些病毒具有很强的传染性和致病性,因此要采取相应的防护和管理措施来保障生物安全。必须遵守《实验室生物安全手册》(世界卫生组织,2004年第3版)、《微生物和生物医学实验室生物安全通用准则》(WS 233—2002)、《实验室生物安全通用要求》(GB 19489—2008)、《病原微生物实验室生物安全管理条例》(国务院令第424号)等相关法律法规和标准。不同的病原体,在不同的生物安全防护水平(BSL[注])级别实验室中进行实验(见实验室生物安全)。如埃博拉病毒、马尔堡病毒、拉沙病毒应在BSL-4(防护水平最高)实验室进行;人免疫缺陷病毒分离培养、东方马脑炎病毒、高致病性情禽流感病毒、基孔肯尼亚病毒等在BSL-3实验室进行;人免疫缺陷病毒血清学检测、肝炎病毒、轮状病毒、登革病毒等检测在BSL-2实验室进行。此外,依据《中华人民共和国传染病防治法》《中华人民共和国突发事件应对法》《国家突发公共卫生事件应急预案》等建立《实验室污染及安全事故应急处理预案》对从事病毒学检验的实验室进行严格管理和防控。
病毒学检验涉及的病毒种类多样,可以结合病毒的致病特征、流行病学特点及生物学特性,来选择适当的检验方法,以检出病原体为目的。病毒学检验可分为直接检测和间接检测两种类型。直接检测方法包括电子显微镜技术、细胞病理学检测——病毒包涵体(核内包涵体、细胞质内包涵体)的病变组织或脱落细胞染色后光学显微镜观察、病毒蛋白检测、病毒核酸检测(聚合酶链反应技术、核酸杂交技术、基因芯片技术、基因序列测定技术)。间接检验方法依托于血清学和免疫学试验,如中和试验、血凝和血凝抑制试验、补体结合试验、免疫荧光试验、免疫过氧化物酶染色试验、酶联免疫吸附法、免疫胶体金技术、固相放射免疫测定蛋白印迹法等。此外,病毒分离培养法仍是诊断病毒感染的金标准,使用敏感的细胞、鸡胚和实验动物,针对可进行培养的病毒,此方法可检测各类病毒,包括可能存在的新病毒。由于病毒培养只能通过细胞培养、鸡胚培养和动物实验,而且病毒培养耗时长、培养条件要求高,因此,核酸检测技术,特别是PCR技术,在病毒检验中发挥着重要的作用,另外,随着核酸测序技术的进步和廉价化,将会在病毒检验中使用更多。
公共卫生领域的病毒学检验,在维护公众健康中发挥了重要的作用,特别是在近年中国应对新发突发病毒性传染病的行动中,成效显著。例如:2013年3月,在上海和安徽两地率先发现H7N9型禽流感,该亚型是全球首次发现的新亚型流感病毒;2015年5月,由广东省疾病预防控制中心和国家疾病预防控制中心确认首例由韩国输入中国的中东呼吸综合征病例;2016年2月,由中国疾病预防控制中心确诊首例寨卡病毒感染患者输入中国;2016年9月,中国疾病预防控制中心病毒病研究所与云南省疾病预防控制中心和华大基因/团合作,从云南西双版纳采集棕果蝠的直肠拭子样本中鉴定出一种跨科重组新型蝙蝠冠状病毒等。然而由于病毒的变异、生态环境的破坏、交通方式的改变、城镇化和全球化趋势,由病毒引起的新发传染病不断发生,为公共卫生和预防医学带来很大的挑战,认识新发传染病发生的自然规律,了解影响新发传染病和自然和人为因素,通过样品采集、分离病毒和鉴定病毒来发现传染病病原体,并寻找病毒与疾病间的因果关系,在预防和控制新发传染病扮演着重要的角色。