【病原体科普】2026-09-11 水痘-带状疱疹病毒(VZV)感染详解

一、概述

水痘（varicella, chickenpox）和带状疱疹（herpes zoster, shingles）是由同一种病原体——水痘-带状疱疹病毒（Varicella-Zoster Virus, VZV; 又称 Human alphaherpesvirus 3, HHV-3）——在不同时期、不同免疫状态下引起的两种临床表现。原发感染表现为水痘,病毒随后在三叉神经节、背根神经节及自主神经节中终身潜伏,数十年后在细胞免疫功能下降时再激活则表现为带状疱疹。人类是 VZV 的唯一自然宿主。

按 WHO《水痘与带状疱疹疫苗立场文件（2014 年 6 月）》（WER No. 25, 2014, 89, 265–288）所给数据,全球每年 VZV 相关疾病最低估计为 1.4 亿例水痘、420 万例严重并发症（住院）和 4 200 例死亡[1]。在疫苗前时代,温带地区人群至成年期 VZV IgG 血清阳性率约为 95%–98%[2][3]。美国 1995 年引入水痘疫苗后,据 US CDC 监测数据,2018–2019 年 4 个长期监测州的发病率较疫苗前下降超过 97%,39 个州 + 哥伦比亚特区数据合计 2 剂时代水痘发病率整体下降约 89%[2]。

二、形态学与分类特征

VZV 在病毒分类学上的位置：

• 科：疱疹病毒科（Herpesviridae）
• 亚科：α 疱疹病毒亚科（Alphaherpesvirinae）
• 属：水痘病毒属（Varicellovirus）
• 种：Human alphaherpesvirus 3（HHV-3）

病毒颗粒呈典型疱疹病毒形态：有包膜、直径约 150–200 nm、二十面体衣壳（T=16）；衣壳内为线性双链 DNA 基因组,大小约 125 kb,G+C 含量约 46%,编码约 70–71 个蛋白,其中约 6 个为 VZV 独有、与单纯疱疹病毒（HSV）无明显同源[4][5]。

基因组结构独特之处在于：唯一长区（UL）和唯一短区（US）两侧均有末端重复序列（TRL/IRL/TRS/IRS）,存在 2 个主要的内部重复区（R1、R2）以及一个来源于宿主细胞的颠倒重复序列（IR_cs）,后者在 DNA 复制中可作为模板。基因组合码的蛋白包括 gB、gE、gH、gI、gK、gL、gM、gN 等包膜糖蛋白,以及即刻早期（IE）转录激活因子 ORF4、ORF62/63、ORF61 等[4]。

三、毒力因子与致病机制

（一）主要毒力因子

VZV 的致病性由病毒编码的多种糖蛋白与调控蛋白协同决定[5][6]：

• 糖蛋白 gE（ORF68）：是包膜中最丰富的糖蛋白,与 gI 形成 Fc 受体复合物,帮助病毒逃避宿主抗体介导的免疫清除,并参与细胞间传播与神经细胞感染。
• 糖蛋白 gB、gH/gL：介导病毒与宿主细胞膜融合及穿入,gB 是中和抗体的主要靶点。
• 即刻早期蛋白（IE62 / ORF62、IE63 / ORF63）：调控病毒基因级联转录,是病毒在感觉神经元中建立潜伏的关键调控因子。
• ORF61 蛋白：与 IE62 反向作用,参与潜伏-激活平衡。
• 皮层蛋白（tegument proteins）：在病毒进入细胞后立即释放,调控早期宿主应答。

（二）原发感染（致水痘）的致病过程

1. 入侵：经呼吸道黏膜上皮细胞原发感染,随后在局部淋巴结（如扁桃体）短暂复制,约 2–4 天。
2. 第一次病毒血症（接种后 4–6 天）：感染 T 淋巴细胞（主要 CD4⁺ T 细胞）扩散至全身单核-巨噬系统。
3. 第二次病毒血症（接种后 10–14 天）：感染皮肤内皮细胞与上皮细胞,引起典型"斑疹-丘疹-水疱-结痂"多形性皮疹,通常在 4–7 天内分批出现[2][3]。
4. 潜伏建立：病毒经感觉神经末梢逆行转运至 背根神经节（DRG）、三叉神经节（TG）以及肠神经节 等外周自主神经节,以环状双体（episome）形式持续存在,病毒基因组可在生前 9 h 内取材的尸检神经节中检出[6]。

（三）再激活（致带状疱疹）的机制

细胞介导免疫（CMI）随年龄增长而下降（免疫衰老）、或因 HIV 感染、糖皮质激素使用、化疗、器官移植等免疫抑制因素,潜伏的 VZV 可被再激活,沿感觉神经顺行至皮肤,引起 单侧、沿皮节分布的成簇水疱——即带状疱疹[6][7]。约 1/3 的血清阳性者在一生中至少发生一次带状疱疹,美国 ≥ 80 岁人群带状疱疹发病率约 10/1 000 人年,终身罹患率约 30%[7]。

四、所致临床疾病

（一）原发感染——水痘

典型病程[2][3]：

• 潜伏期：10–21 天,平均 14–16 天。
• 前驱期（成人多见）：低热、乏力、纳差、头痛 1–2 天。
• 出疹期：皮疹首发于头皮、面部或躯干,向心性分布；同一部位可同时存在"斑疹、丘疹、水疱、结痂"4 期病变（"四世同堂"）；通常 4–7 天内分批出齐,水疱液初透明后浑浊,结痂后无传染性（疫苗接种者可能只有斑丘疹而无水疱,称为"突破性水痘"）。
• 传染期：出疹前 1–2 天至所有水疱结痂。
• 传染力：未免疫家庭接触者 继发感染率可达 90%（R₀ ≈ 10–12）[2]。

（二）再激活——带状疱疹

• 典型表现：单侧、沿单一皮节分布的疼痛性簇集水疱,以胸背部（Th3–L2）和三叉神经眼支最常见。
• 50 岁以上发病率显著升高。
• 最常见并发症是带状疱疹后神经痛（PHN）——皮疹消退后持续 ≥ 90 天的神经病理性疼痛,60 岁以上患者发生率约 10%–15%[7]。
• 其他并发症：眼部带状疱疹、Ramsay Hunt 综合征（面神经受累）、VZV 脑炎、脊髓炎、脑血管炎（granulomatous arteritis）、Guillain-Barré 综合征等[6][7]。

（三）高危人群与并发症

• 孕妇：妊娠前 20 周感染水痘,胎儿发生 先天性水痘综合征 风险约 0.4%–2.0%,表现为皮节性皮肤瘢痕、四肢发育不全、小头畸形、眼部及神经系统异常[2][3]。
• 免疫抑制人群（HIV、化疗、器官移植、长期糖皮质激素）：可发生重型水痘、出血性水痘、肺炎、脑炎、肝炎,病死率显著升高。
• 新生儿：母亲分娩前 5 天至产后 2 天内发病,新生儿病死率可达 30%,因胎盘未及时传递母体抗体。

五、流行病学

（一）血清流行率与感染率

• 在疫苗前时代,全球温带地区约 95%–98% 的成人在 40 岁前血清阳性[2][3]；热带地区血清阳性率较低、初次感染年龄较大。
• WHO 估计全球每年水痘最低 1.4 亿例新发、420 万例严重并发症、4 200 例死亡[1]。
• 美国疫苗前时代每年约 400 万例水痘、11 000–13 500 例住院、100–150 例死亡；疫苗时代下降至每年 9 000 余例住院[2][3]。

（二）季节与人群分布

• 温带：水痘呈明显季节性,冬春季高发（11 月–次年 5 月）；发病高峰年龄 1–4 岁（疫苗前约 90% 病例在 15 岁前发生）[2]。
• 热带：发病年龄后移,青少年与成人比例较高,临床表现相对更重[3]。

（三）疫苗时代流行病学变迁

• 美国 1 剂时代（1995–2006）：发病率较疫苗前下降约 85%,但突破性水痘（breakthrough varicella）增多。
• 美国 2 剂时代（2006/2007 起）：39 州 + DC 合计发病率再下降约 89%,5–14 岁组下降最显著（92%–95%）[2]。
• 日本：2014 年 10 月起将水痘疫苗从自愿改为 常规 2 剂免疫程序（≥ 3 个月间隔,≤ 3 岁前完成）[8]。
• 中国：目前水痘疫苗为非免疫规划疫苗（自愿、自费接种）,但已在部分省市开展 2 剂程序。中国 CDC 公示的国产水痘疫苗 Ⅲ 期临床数据显示,对 1–12 岁健康儿童接种 1 剂后 6 个月内预防水痘保护效力 87.1%（95% CI 69.7%–94.5%）[9]。

（四）监测要求

水痘目前 不在 WHO《国际卫生条例（IHR）》或 JRF 全球强制报告范围 内；中国将其列入 丙类传染病（传染病防治法分类）,部分省市（如北京、上海、广东）已要求医疗机构按周/月上报[1][10]。

六、实验室诊断

典型水痘临床诊断较易,但在以下情况仍需实验室确认[11][12]：

• 突破性水痘（轻症、不典型）
• 接种过疫苗的医务人员暴露后
• 鉴别单纯疱疹病毒（HSV）、手足口病（肠道病毒）、立克次体痘、猴痘等出疹性疾病
• 妊娠期、围产期、免疫抑制人群

（一）PCR（首选）

• 金标准,可在 24 h 内出结果；最适标本为水疱液、结痂、丘疹刮取物。
• 检测靶基因常用 ORF29、ORF62、gB、gE 等,可同时区分 野毒株 vs Oka 疫苗株[11][12]。
• 灵敏度近 100%,优于 DFA 和病毒分离[11]。

（二）直接免疫荧光（DFA）

• 取新鲜水疱基底细胞涂片,用 VZV 特异性单抗标记；
• 特异性较好、速度快,但灵敏度低于 PCR（约 77%）[11]。

（三）病毒分离培养

• 可用 人胚肺成纤维细胞（HFF） 或 Vero 细胞,出现典型 CPE（多核巨细胞、嗜酸性核内包涵体）；
• 但耗时长（5–7 d）、灵敏度低,已不作为常规首选。

（四）血清学（辅助）

• IgG：用于评估免疫状态（疫苗前/后、孕前筛查、暴露前筛查）；双份血清 4 倍以上升高对诊断现症有意义,但单份 IgG 阳性仅提示既往感染。
• IgM：商业试剂盒灵敏度与特异度参差不齐,不推荐作为现症诊断首选,但结合典型皮疹可提示急性感染[11][12]。

七、治疗与抗生素耐药

（一）抗病毒治疗

• 阿昔洛韦（Acyclovir）：人工合成的脱氧鸟苷类似物,在 VZV 感染的细胞内被病毒胸苷激酶（TK）磷酸化为三磷酸活性形式,选择性抑制病毒 DNA 聚合酶。
• 口服：成人 800 mg × 5 次/d,儿童 20 mg/kg × 4 次/d（最大 800 mg/次）,疗程 5–7 d,最好在 皮疹出现 24 h 内 给药[13][14]。
• 静脉：免疫抑制者、重症、出血性或播散性水痘推荐 IV 10 mg/kg（或 500 mg/m²）q8h × 7–10 d[15]。
• 1992 年 FDA 批准口服阿昔洛韦用于健康儿童水痘；1980 年代早期 IV 制剂已用于免疫抑制者[13]。
• 伐昔洛韦（Valacyclovir） 与 泛昔洛韦（Famciclovir）：阿昔洛韦的前药或同类物,生物利用度更高（2–3 倍）,成人及 ≥ 3 月龄 HIV 感染儿童轻症亦可使用[15]。
• 孕妇：美国儿科学会（AAP）不推荐孕妇常规口服阿昔洛韦;并发肺炎等重症时考虑 IV 阿昔洛韦[13]。

（二）耐药情况

• TK 突变：免疫抑制、长期/反复抗病毒治疗者可出现 TK 突变株,临床表现为治疗失败。最常见突变位于 UL36（TK 基因）。
• 耐药株处理：可换用 膦甲酸（Foscarnet） 或 西多福韦（Cidofovir）,两者不依赖 TK 磷酸化激活[15]。
• 健康儿童原发性水痘几乎不发生耐药。

（三）对症支持

• 皮肤护理（剪指甲、防抓挠）；
• 继发细菌感染（最常见并发症）按经验选用覆盖金黄色葡萄球菌、A 群链球菌的抗生素；
• 发热可用对乙酰氨基酚,避免使用阿司匹林（雷伊综合征风险）。

八、预防与控制

（一）疫苗（Oka 株减毒活疫苗）

• 由日本大阪大学 Biken 研究所的 高桥理明（Michiaki Takahashi） 团队于 1974 年 从一例典型水痘患儿的疱液中分离,经豚鼠胚胎成纤维细胞和人二倍体细胞多次传代减毒而成,因患儿姓"Oka"而得名 Oka 株[8][16][17]。
• 这是 第一个、也是目前唯一 一个获批上市的疱疹病毒疫苗[16]。
• 美国 1995 年、日本 1987 年（自愿,2014 年 10 月改为常规）、中国 2000 年前后陆续批准上市。
• 接种程序：12 月龄–12 岁 1 剂；2006/2007 年起美国改为 2 剂程序（首剂 12–15 月龄,第 2 剂 4–6 岁）。WHO 2014 立场文件建议资源充足的国家引入 2 剂程序[1][8]。
• 有效性：1 剂对中重度水痘保护效力约 85%,对任何型水痘约 70%；2 剂对任何型水痘保护效力 ≥ 90%[2][9]。
• 安全性：免疫健康者大多数反应轻微（注射部位红肿、低热、短暂皮疹）。

（二）暴露后预防

• VZV 免疫球蛋白（VariZIG）：免疫抑制者、孕妇、新生儿（母产前 5 天–产后 2 天发病）、早产儿等暴露后 96 h 内（可放宽至 10 天） 肌注,可减轻或预防重症。
• 暴露后疫苗：健康易感者暴露后 3–5 d 内 接种仍可减轻病情或预防发病[2]。
• 暴露后抗病毒：HIV 感染等高危者可在暴露后 7 d 开始口服阿昔洛韦 7 d[15]。

（三）医院感染防控

• 负压单间或同病种同室隔离；
• 医务人员普遍认为 1980 年前出生于美国可视为有免疫[11],但孕妇和免疫抑制者不论出生年份均需筛查；
• 病室及空气消毒；出院后终末消毒。

九、总结

• 水痘-带状疱疹病毒（VZV, HHV-3）是高度宿主特异的人类 α 疱疹病毒,原发感染致水痘,再激活致带状疱疹。
• 病毒基因组 125 kb,编码约 70–71 个蛋白；关键毒力因子包括 gE（Fc 受体）、gB、IE62/IE63 等。
• 全球每年至少 1.4 亿例水痘、4 200 例死亡（WHO, 2014）[1]；疫苗前时代成人血清阳性率 ≥ 95%。
• Oka 株减毒活疫苗（1974 年高桥理明研制）使美国发病率下降 ≥ 97%、日本常规免疫后突破病例显著减少；国产疫苗 1 剂保护效力 87.1%（95% CI 69.7%–94.5%）[9]。
• 实验室诊断以 PCR 为金标准；治疗首选 阿昔洛韦,皮疹 24 h 内给药效果最佳。
• 临床与公共卫生意义：尽管疫苗可显著降低疾病负担,但 VZV 潜伏与再激活机制仍未完全阐明,带状疱疹随人口老龄化呈上升趋势,仍需进一步研究潜伏调控与新型疫苗（如 Shingrix 重组亚单位疫苗）。

参考文献

[1] WHO. Varicella and herpes zoster vaccines: WHO position paper, June 2014[J]. Weekly Epidemiological Record, 2014, 89(25): 265–288. https://www.who.int/publications/i/item/who-wer-8925-265-288.

[2] Marin M, Seward JF, Gershon AA. Chapter 17: Varicella[M]//Manual for the Surveillance of Vaccine-Preventable Diseases. US CDC, updated 2024. https://www.cdc.gov/surv-manual/php/table-of-contents/chapter-17-varicella.html.

[3] Ayoade F, Kumar S. Varicella Zoster Virus (Chickenpox)[M]//StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, 2023. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK448191/.

[4] Cohen JI. The varicella-zoster virus genome[J]. Curr Top Microbiol Immunol, 2010, 342: 1–14. DOI: 10.1007/82_2010_10. PMID: 20225013. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3413377/.

[5] Carpenter JE, Grose C. Varicella-zoster virus genome mapping[J]. Microbiol Spectr, 2014, 2(2): 1–16. DOI: 10.1128/microbiolspec.AID-0014-2014.

[6] Nagel MA, Gilden D. Complications of varicella zoster virus reactivation[J]. Curr Treat Options Neurol, 2013, 15(4): 439–453. DOI: 10.1007/s11940-013-0246-5. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6266119/.

[7] Oxman MN. Advances in the understanding of the pathogenesis and epidemiology of herpes zoster[J]. J Clin Virol, 2010, 48 Suppl 1: S2–S7. DOI: 10.1016/S1386-6532(10)70003-5. PMID: 20510263.

[8] Takahashi M, Okada S, Miyagawa H, et al. Development of varicella vaccine in Japan and future prospects[J]. Vaccine, 2016, 34(29): 3427–3433. DOI: 10.1016/j.vaccine.2016.04.007. PMID: 27160039.

[9] 中国疾病预防控制中心. 疫苗免疫预防——水痘[EB/OL]. 北京: 中国 CDC, 2026-06-22. https://www.chinacdc.cn/jkyj/mygh02/ymkyfjb/sd/202606/t20260622_1837288.html.

[10] 全国人民代表大会常务委员会. 中华人民共和国传染病防治法[Z]. 北京: 全国人大常委会, 2024 修订.

[11] US CDC. Laboratory Testing for Varicella-Zoster Virus (VZV)[EB/OL]. Atlanta: CDC, updated 2025-02-04. https://www.cdc.gov/chickenpox/php/laboratories/index.html.

[12] Minnesota Department of Health. Laboratory Testing for Varicella (Chickenpox) and Zoster (Shingles)[EB/OL]. Saint Paul: MDH. https://www.health.state.mn.us/diseases/varicella/hcp/labtesting.html.

[13] American Academy of Pediatrics. Prevention of varicella: recommendations of the Advisory Committee on Immunization Practices (ACIP)[J]. MMWR, 1996, 45(RR-11): 1–36. https://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/00042990.htm.

[14] Balfour HH Jr, Kelly JM, Suarez CS, et al. Acyclovir treatment of varicella in otherwise healthy children[J]. J Pediatr, 1990, 116(4): 633–639. DOI: 10.1016/s0022-3476(05)81618-x. PMID: 2156984.

[15] Panel on Opportunistic Infections in HIV-Exposed and HIV-Infected Children. Varicella-Zoster Virus[M]//Guidelines for the Prevention and Treatment of Opportunistic Infections in HIV-Exposed and HIV-Infected Children. NIH, updated 2024. https://clinicalinfo.hiv.gov/en/guidelines/hiv-clinical-guidelines-pediatric-opportunistic-infections/varicella-zoster-virus.

[16] Gershon AA. Live attenuated varicella vaccine[J]. J Infect Dis, 2021, 224(Suppl 4): S387–S397. DOI: 10.1093/infdis/jiaa545. https://academic.oup.com/jid/article/224/Supplement_4/S387/6378094.

[17] Takahashi M. 25 years' experience with the Biken Oka strain varicella vaccine: a clinical overview[J]. Paediatr Drugs, 2001, 3(4): 285–292. DOI: 10.2165/00128072-200103040-00005. PMID: 11354700.

[18] Weller TH, Witton HM, Bell EJ. The etiologic agents of varicella and herpes zoster; isolation, propagation, and cultural characteristics in vitro[J]. J Exp Med, 1958, 108(6): 843–868. DOI: 10.1084/jem.108.6.843. PMID: 13598816.

[19] 中华医学会. 带状疱疹和水痘,竟是同根生?[EB/OL]. 北京: 中华医学会, 2024-06-25. https://www.cma.org.cn/art/2024/6/25/art_4584_57201.html.