美国婴幼儿肠道病毒病原体（2017–2020）

标题：Enteric Viral Pathogens in Infants in the United States: 2017–2020

译文：2017–2020 年美国婴幼儿肠道病毒病原体研究

Jennifer L. Cannon, PhD,¹,ᵃ Julia M. Baker, PhD,²,ᵃ Claire P. Mattison, MPH,²,³ Hannah Browne, BS,² Kenny Nguyen, BS,² Rachel M. Burke, PhD,² Slavica Mijatovic-Rustempasic, MS,² Mary C. Casey-Moore, PhD,² Rashi Gautam, PhD,² Eddie Bartlett, BS,²,³ Shane Embury, BS,¹ Allison Burrell, MS,⁴ Shannon Conrey, PhD,⁴ Umesh D. Parashar, MBBS,² Daniel C. Payne, PhD,²,⁵,⁶ Mary Allen Staat, MD,⁴ Ardythe L. Morrow, PhD,² Jan Vinjé, PhD²

美国轮状病毒疫苗的广泛应用显著降低了轮状病毒疾病负担，而其他导致急性胃肠炎（AGE）的病毒病原体相对负担有所上升。本研究旨在明确美国出生队列在出生后 2 年内，社区层面肠道病毒病原体的疾病负担。

在 PREVAIL 队列（儿童呼吸道与肠道病毒感染及免疫发生纵向研究）中，从出生至 2 岁，每周收集母婴对的粪便样本与急性胃肠炎症状调查数据。对粪便样本检测 5 种肠道病毒病原体，将相同基因型的连续病毒检测结果归为一次感染，计算感染率与急性胃肠炎症状发生率。

2017–2020 年，共随访 245 名儿童，检测 13944 份粪便样本，记录 836 次急性胃肠炎发作。儿童每年人均肠道病毒感染 3.8 次，超过 2/3 的儿童在 2 岁前发生过至少 1 次有症状肠道病毒感染。

诺如病毒 GII 组（每年人均 0.4 次）与札幌病毒（每年人均 0.2 次）的有症状感染发生率最高，其次为星状病毒、轮状病毒、诺如病毒 GI 组、肠道腺病毒 40/41 型（均≤每年人均 0.1 次）。

约2/3 的肠道病毒感染为无症状感染，90% 未就医。6 月龄前有症状感染较少见。

本研究显示，美国低龄儿童有症状肠道病毒感染（尤其是诺如病毒）负担高，且无症状感染极为常见，有助于深化对婴幼儿肠道病毒感染流行病学与临床表现的认知。

在轮状病毒疫苗效果良好的国家，诺如病毒、札幌病毒等急性胃肠炎相关病毒病原体的相对疾病负担上升。但美国低龄儿童在社区层面的上述病原体负担尚未被完整阐明。

在该美国出生队列中，几乎所有儿童在 2 岁前均发生过肠道病毒感染。诺如病毒 GII 组与札幌病毒是急性胃肠炎高负担病原体；无症状感染检出率高，尤其在 6 月龄前。

引用：Cannon JL, Baker JM, Mattison CP, et al. Enteric Viral Pathogens in Infants in the United States: 2017–2020. Pediatrics. 2026;157(5):e2025072461

期刊：《儿科学》2026 年第 157 卷第 5 期

5 岁以下儿童中，急性胃肠炎（AGE）是全球发病与死亡的主要原因之一。截至 2024 年，轮状病毒仍是全球急性胃肠炎的首要病因。

在美国，轮状病毒疫苗（Rotarix 与 RotaTeq）上市后，轮状病毒相关住院率较疫苗上市前下降80%。与此同时，诺如病毒及其他肠道病毒病原体的相对疾病负担显著升高。

仅诺如病毒每年就导致美国儿童约 420 万例急性胃肠炎、81.5 万次门诊、13 万次急诊、2.46 万次住院，其中 5 岁以下儿童疾病负担最高。

诊断技术的进步提高了札幌病毒、星状病毒、肠道腺病毒 40/41 型等其他肠道病毒的检出率，引发了对其在整体急性胃肠炎疾病负担中贡献的关注。

出生队列研究极大提升了对肠道病毒感染疾病负担与自然史的认知。墨西哥一项出生队列研究证实，自然感染可对轮状病毒胃肠炎产生保护作用，为现有获批轮状病毒疫苗的研发奠定基础。

在中低收入国家开展的出生队列研究显示，诺如病毒、札幌病毒、星状病毒、轮状病毒、腺病毒 40/41 型等已知肠道病毒是低龄儿童腹泻的主要病原体。

这些病毒病原体在高收入国家是否同样导致高急性胃肠炎负担尚不明确。澳大利亚近期一项出生队列研究发现，几乎所有入组儿童在 2 岁前均发生过至少 1 次肠道病毒感染。

但美国尚未开展聚焦急性胃肠炎的出生队列研究。

PREVAIL（儿童呼吸道与肠道病毒感染及免疫发生纵向）出生队列研究旨在明确美国儿童肠道与呼吸道病毒感染的自然史及感染后的免疫应答。本文报道 PREVAIL 队列儿童的肠道病毒感染负担。

2017 年 4 月至 2018 年 7 月，招募居住在美国俄亥俄州辛辛那提市的母婴对进入 PREVAIL 队列。儿童从出生随访至 2 岁，数据收集于 2020 年 7 月结束。

研究设计、招募策略、纳入标准、数据与样本收集方法已在既往文献报道。

在儿童 6 周龄、4 月龄、6 月龄、12 月龄、18 月龄、24 月龄时收集托育信息（如地点、每周天数）与母乳喂养时长。

本研究经美国疾病控制与预防中心（CDC）、辛辛那提儿童医院医学中心及招募医院的伦理委员会批准。

母亲每周收集儿童粪便样本；儿童出现急性胃肠炎症状时额外收集。

急性胃肠炎定义：24 小时内腹泻≥3 次，或呕吐≥1 次。

母亲通过短信调查或病历提取报告症状、就医情况、症状起止日期。

使用商用试剂盒提取粪便样本核酸，采用逆转录 – 聚合酶链反应（RT-PCR）检测诺如病毒 GI 组、GII 组、札幌病毒、星状病毒、轮状病毒。

RT-PCR 检测流程及采用 Luminex xTAG 胃肠道病原体 panel 检测肠道腺病毒 40/41 型、9 种肠道细菌、3 种原虫的方法见补充方法与补充图 1。

病原体阳性定义：任意检测方法在粪便中检出其核酸。

对诺如病毒 GI/GII、札幌病毒、星状病毒、轮状病毒阳性粪便进行基因分型。

排除轮状病毒疫苗株排毒，仅纳入野生型轮状病毒检测结果。

肠道病毒感染定义：30 天内检出相同基因型病毒归为一次感染（补充图 2）。

首次阳性粪便采集于症状开始前 4 天至症状开始后 7 天内，判定为有症状感染；

首次阳性粪便前 4 天至后 14 天无任何症状报告，判定为无症状感染；

症状调查不完整或症状已归为前一次不同病毒感染，判定为症状状态未知（补充图 3）。

除计算 6 月龄、1 岁、2 岁时至少发生 1 次病毒感染的儿童比例及粪便病毒排毒时长外，使用全队列数据。

上述计算使用高依从性子集：提交至少 70% 每周粪便样本，且完成至少 18 个月随访。

排除混合感染（同日感染≥1 种病毒病原体，或症状期检出非病毒病原体），确保结果针对病毒病原体。

采用卡方检验或 Fisher 精确检验比较粪便阳性率与亚组比例差异；采用 Wilcoxon 秩和检验比较病毒排毒中位时长、首次无症状与有症状感染的年龄。

病毒感染发生率（IR）以每名受试者提交粪便样本的周数（风险周数）为分母，不做扣除，因儿童可同时发生不同肠道病毒或不同基因型的重叠感染。

所有统计分析采用 R 4.4.0 软件完成。

共 245 对母婴对符合研究入组标准（图 1）。

高依从性（n=101，41%）与低依从性（n=144，59%）子集的母婴对人口学、社会经济学特征、母乳喂养起始与时长存在差异（补充表 1）。

92% 的儿童接种轮状病毒疫苗，高依从性子集（95%）与低依从性子集（90%）接种率相近（补充表 1）。

高依从性母亲提交 70% 粪便样本（13944 份中 9754 份），第二年收集粪便样本的 80%（5990 份中 4791 份）（补充图 4）。

高依从性母亲症状调查完成率中位数 99%（IQR 96–100%），低依从性为 73%（IQR 57–91%）。

总体检测的 13944 份粪便中，91%（12697 份）有症状调查或病历记录。

总队列共检出904 次肠道病毒感染：25% 有症状（222/904）、63% 无症状（570/904）、12% 症状状态未知（112/904）。

总队列中90% 儿童发生过至少 1 次肠道病毒感染。

总队列病毒感染与有症状病毒感染发生率分别为每年人均 3.8 次与0.9 次（表 1）。

高依从性子集中，97% 儿童（98/101）在 2 岁前发生至少 1 次肠道病毒感染，71%（72/101）发生至少 1 次有症状感染（图 2，补充图 5）。

高依从性子集 2 岁前有症状感染比例（71%）高于总队列（54%）（补充图 5）。

诺如病毒 GII 与札幌病毒是最常见感染（表 1）。

总队列诺如病毒 GII 感染发生率为每年人均 1.3 次，有症状感染 0.4 次（表 1）；高依从性子集 80% 儿童（81/101）在 2 岁前至少感染 1 次，50%（50/101）发生有症状感染（图 2）。

札幌病毒感染发生率为每年人均 0.9 次，有症状感染 0.2 次（表 1）；高依从性子集 74% 儿童（75/101）至少感染 1 次，30%（30/101）发生有症状感染（图 2）。

总队列中其他肠道病毒的单独感染发生率均≤每年人均 0.5 次，有症状感染≤0.1 次（表 1）。

1 岁时，约 80% 高依从性儿童发生至少 1 次肠道病毒感染，1/3 发生有症状感染（图 2）。

总队列 0–5 月龄婴儿肠道病毒感染发生率（每年人均 2.4 次）与有症状感染（0.4 次）低于 6–11 月龄（分别为 4.9 次与 1.2 次）（补充表 2）。

诺如病毒 GII、札幌病毒、星状病毒、诺如病毒 GI 均呈此规律，轮状病毒与腺病毒 40/41 型除外（补充表 2）。

诺如病毒 GII、札幌病毒、腺病毒 40/41 型的首次无症状感染发生年龄显著早于首次有症状感染；轮状病毒、诺如病毒 GI、星状病毒差异无统计学意义（图 3）。

总队列中，单一病原体肠道病毒感染64% 无症状（548/863）、24% 居家护理、10% 就医（图 4A）。

总队列有症状肠道病毒感染中，约 1/3 就医（35%，73/209）：诺如病毒 GII 37%、札幌病毒 28%、星状病毒 30%、轮状病毒 43%、诺如病毒 GI 31%、腺病毒 50%（图 4B）。

共发生 24 次急诊（诺如病毒 GII 15 次，札幌病毒、星状病毒、轮状病毒、诺如病毒 GI 各 2 次，腺病毒 1 次），3 次住院（诺如病毒 GII 2 次，轮状病毒 1 次）。

症状因病原体而异，总体上急性胃肠炎发作期52% 儿童同时呕吐与腹泻，30% 仅腹泻，18% 仅呕吐（图 5）。

总队列儿童 2 岁前共发生 836 次急性胃肠炎发作，84% 儿童（205/245）至少发作 1 次。

人均急性胃肠炎发作中位数 3.0 次（IQR 1.0–5.0）。

76% 发作（639/836）在症状期或症状后 7 天内收集到粪便样本。

38% 急性胃肠炎发作（242/639）的粪便检出肠道病毒（图 6），其中诺如病毒 GII 最常见（18%，115/639）（图 6）。

就医发作中，34%（82/244）检出肠道病毒，最常见为诺如病毒 GII（16%，39/244），其他或混合病毒≤5%（图 6）。

部分急性胃肠炎发作粪便检测显示，3%（15/491）为单一非病毒肠道病原体（补充结果，补充表 3）。

单一病原体感染中，高依从性儿童（n=101）肠道病毒排毒中位时长 6.0 天（IQR 1.0–16.0）；诺如病毒 GII 排毒长于其他病毒（札幌病毒、星状病毒、轮状病毒、腺病毒 40/41 型），诺如病毒 GI 除外（补充表 4）。

诺如病毒 GII 有症状感染排毒时长（中位 18 天，IQR 10.0–29.0）长于无症状感染（中位 12.0 天，IQR 1.0–22.0）（P<0.01）；轮状病毒、札幌病毒呈相同规律，其他病毒无此规律（补充表 4）。

诺如病毒 GII 呈冬季流行，感染高峰在 11 月至次年 3 月（补充图 6）。

札幌病毒 2018–2019 季呈相似规律，2019–2020 季高峰移至秋末冬初（补充图 6）。

星状病毒、轮状病毒、诺如病毒 GI 主要在冬末春初检出，腺病毒 40/41 型无明显季节性（补充图 6）。

PREVAIL 研究随访 245 对母婴对，收集近 14000 份粪便样本，90% 样本匹配症状调查与病历，全面评估了美国 2 岁以下儿童肠道病毒感染的流行病学与临床表现。

几乎所有高依从性儿童在 2 岁前均发生至少 1 次肠道病毒感染，2/3 发生至少 1 次有症状感染。

儿童每年人均发生 3.8 次肠道病毒感染，其中 0.9 次为有症状感染。

2 岁前，80% 高依从性儿童感染诺如病毒 GII，74% 感染札幌病毒，半数感染星状病毒、轮状病毒、诺如病毒 GI 或腺病毒 40/41 型。

尽管有症状感染发生率高，但多数肠道病毒感染为无症状感染，仅 10% 就医，凸显低龄儿童轻中度与隐性感染的普遍性。

诺如病毒 GII 与札幌病毒是婴幼儿期最常见肠道病毒感染，与澳大利亚出生队列及其他国家研究结果一致。

诺如病毒（GI/GII）与 21% 急性胃肠炎发作、18% 就医发作相关，与美国一项 2 岁以上儿童人群研究报道的 23% 接近。

该研究中，札幌病毒、轮状病毒、星状病毒在就医急性胃肠炎中的检出率分别为 7%、3%、3%，本研究分别为 5%、4%、3%。

本队列轮状病毒疫苗接种率高（92%），既往已证实对轮状病毒疫苗产生稳健但复杂的免疫应答。

仅 13% 高依从性儿童在 2 岁前发生至少 1 次有症状轮状病毒感染，9% 轮状病毒感染就医。

PREVAIL 后续研究正在评估轮状病毒疫苗接种、野生型感染的纵向应答及影响免疫力的母婴特异性宿主因素。

6 月龄内有症状肠道病毒感染少见，此后诺如病毒 GII 与札幌病毒有症状感染发生率急剧上升，提示早期存在保护作用，随后母源抗体与母源免疫细胞水平下降，同时婴儿与环境接触增多。

评估母源抗体传递对婴儿感染风险及自然感染 / 疫苗接种后应答的影响，对优化疫苗接种时机至关重要。

一款在 5 月龄左右婴儿中接种的诺如候选疫苗在研究终点表现不佳，可能与母源抗体干扰或首次不相关感染导致的免疫印迹有关。

鉴于轮状病毒疫苗的成功与儿童诺如病毒急性胃肠炎的高负担，推进儿科疫苗研发具有重要公共卫生意义。

PREVAIL 正在开展诺如病毒特异性母源与儿童抗体（包括中和抗体）的研究。

本研究优势：粪便收集与检测频率高，克服了粪便检测频率低的出生队列研究与仅依赖就医病例研究的局限（后者会低估轻症与无症状感染）。

无症状携带导致病毒持续传播，可能造成易感人群感染与新毒株出现扩散。

无症状感染与症状后排毒已引发诺如病毒暴发与家庭传播。

此外，无症状或轻症感染可能启动免疫系统，预防后续暴露后的重症，这一假说将在 PREVAIL 后续血清学研究中验证。

本研究存在局限性：

高依从性与低依从性母亲的特征差异（健康社会决定因素、母乳喂养起始与时长）限制了结果在暴露与急性胃肠炎感染方面的外推性。

除对结果准确性要求高的分析外，使用全队列数据，但仍需更能代表广泛人群的研究。

无法确定感染确切起止日期，影响粪便排毒时长结果。

COVID-19 防控措施可能影响样本提交与报告，但研究儿童在 2020 年 3 月初已完成至少 20 个月随访。

腺病毒 40/41 型检测使用多病原体 panel，第二年检测所有样本成本过高；且急性胃肠炎发作样本的亚组检测显示细菌与原虫病原体流行率低。

多重定量 RT-PCR 是低成本替代方法，现有诺如病毒 GI/GII 双检试剂盒；本团队正在研发可同时检测腺病毒 40/41 型、札幌病毒、星状病毒的方法，将覆盖约 80% PREVAIL 肠道病毒感染。

本研究深化了对肠道病毒病原体流行病学、症状与疾病负担的认知，拓展了对儿童早期症状谱的理解。

有症状病毒性急性胃肠炎感染（尤其诺如病毒 GII 与札幌病毒）高发，凸显研发儿科诺如病毒疫苗的必要性，并提示应重视札幌病毒。

无症状感染更为常见，但其在传播中的作用程度尚不明确。

本研究全面阐述了低龄儿童肠道病毒感染负担，为更完整理解急性胃肠炎流行病学、感染与免疫奠定基础。

感谢 PREVAIL 出生队列家庭的参与；感谢辛辛那提大学、辛辛那提儿童医院、辛辛那提基督医院的研究人员；感谢 PREVAIL 团队的辛勤工作。

Staat 博士与 Payne 博士与默克、Cepheid 公司有合同或咨询关系；Payne 博士另为 Moderna 公司提供咨询。其他作者无利益冲突。

PREVAIL 队列由美国 CDC 合作协议（IP16–004）资助；血清学检测额外获流感 IMPRINT 队列（U01AI144673）资助。

另获儿童环境健康分子流行病学培训项目（5 T32 ES 10957–18）、辛辛那提大学与辛辛那提儿童医院医学中心临床与转化科学培训中心（2UL2TR001425-05A1）支持。

CDC 合作协议主要研究者负责研究设计与实施，其他资助方未参与研究设计与实施。

Enteric Viral Pathogens in Infants in the United States: 2017-2020.
PEDIATRICS.2026V157N5:(P41951227)