Nature:新冠病毒四大特性被发现,有助于防控策略改变

2020-04-09 MedSci MedSci原创

4月1日,德国慕尼黑、柏林和英国剑桥团队在Nature上发表了《Virological assessment of hospitalized patients with COVID-2019》一文。德

4月1日,德国慕尼黑、柏林和英国剑桥团队在Nature上发表了《Virological assessment of hospitalized patients with COVID-2019》一文。德国科学家克里斯钦·特劳森(Christian Drosten)和他的团队对一批慕尼黑的新冠肺炎住院患者样本进行了分析,论文详细介绍了患者体内新冠病毒的病毒学特征。

该研究不仅揭示了新冠病毒与SARS病毒的多处不同,还发现新冠病毒的脱落高峰发生在早期的上呼吸道感染时,这表明病毒携带者在出现轻微症状或几乎无明显症状时,可能最具传染性。专家表示,研究首次详细分析了轻症新冠肺炎患者的病毒感染动态,并强调了感染早期的传染风险性,具有十分重要的意义。

在中国最初爆发的病例中,13.8%为重症病例,6.1%为危重病程。这种重症的表现形式与主要在肺部表达的病毒受体的使用相对应。通过引起早期的严重症状,这种相同的受体受体倾向性被认为决定了严重急性呼吸道综合征(SARS)的致病性,但也有助于控制。然而,有报告显示COVID-19病例有轻度上呼吸道症状的报告,提示有可能是前期或无症状传播。

研究所用样本是来自德国慕尼黑一家医院的9名成年患者,症状都相对较轻,接受了轻微上呼吸道症状治疗。研究人员在临床过程中采集患者咽喉和肺部样本、痰(呼吸道的粘液)和粪便、血液和尿液进行了分析。

研究人员对患者在临床过程中采集样本进行了分析。

这些患者最早的口咽拭子或鼻咽拭子样本于出现症状的第一天采集,此时,患者症状非常轻微或为前驱症状。所有患者在第1天至第5天采集的拭子样本检测结果均为阳性,在此期间,新冠病毒的RNA水平处于高位,每份拭子的平均病毒RNA载量为6.76x105份,最高的一份为7.11X108份。第5天后,采集的拭子样本平均病毒载量为3.44x105份/拭子,检出率为39.93%。在患者的痰液中,研究人员同样检测出了新冠病毒的RNA。

患者第1天至第5天采集的拭子样本均呈现阳性,在此期间,新冠病毒的RNA水平处于高位。

为了了解病毒的传染性,研究人员多次尝试从临床样本中分离活病毒(具有传染性的病毒)。结果发现,在症状出现的第一周,从相当一部分样本(16.66%拭子样本,83.33%痰液样本)中很容易分离出病毒,然而从第8天后的样本中,尽管样本中的病毒载量不断升高,但未分离出活病毒。

在症状出现的第一周,咽部病毒的脱落率非常高(每根咽拭子的RNA拷贝数达到7.11×108个,第4天达到峰值)。尽管病毒RNA浓度很高,但从咽喉和肺部样本中很容易分离出传染性病毒,而从大便样本中则没有。血液和尿液中从未产生病毒。喉部样本中的病毒复制RNA中间体证实了喉部的主动复制。在同一患者的咽喉和肺部样本中一致检测到序列区分的病毒种群,证明了独立复制。痰液中的病毒RNA脱落超过了症状结束的时间。50%的患者在7天后发生血清转化(全部14天),但病毒载量没有迅速下降。COVID-19可表现为轻度上呼吸道疾病。

研究人员指出,高病毒载量和从早期咽喉拭子中成功分离出病毒表明,新冠病毒可能在上呼吸道组织中进行复制。而为了得到确凿的证据,他们进行了RT-PCR(逆转录-聚合酶链反应)测试,以直接在临床样本中识别病毒的亚基因组(sgRNA)——一种只在受感染的细胞中转录的特殊RNA,可表明病毒的复制活跃程度。结果表明,在出现症状的前5天,新冠病毒可在咽部活跃复制,此后的咽喉拭子中没有检测到sgRNA。

不仅如此,研究人员还进一步对所有患者的病毒基因组进行了测序。结果发现,患者咽拭子和痰液样本中的新冠病毒存在独立的基因型,该结果有力地支持了他们的推测,即病毒是在咽喉中独立传播,而不是被动地从肺中排出。

此外,研究人员未在患者血液或尿液样本中检测到新冠病毒,而在粪便样本中,尽管病毒RNA浓度很高,但并未发现病毒的复制活动,这支持了新冠病毒可能无法通过粪便传播的理论。需要在更大的样本中进行更多的研究来进一步调查这种可能的传播途径。

该研究拿新冠病毒和SARS病毒做对照的方式,显示了新冠病毒与SARS病毒的许多不同。

1:无症状和轻症状患者可能具有很强的传播性。

感染新冠病毒的患者,出现轻微症状后的五天内,病毒可在病人的咽喉以及肺部活跃复制。而且,在患者的整个病程中,这五天最具有传染性。在患者出现症状9天后,尽管患者的样本里还能够验出相当高的病毒量,不过再也不能成功分离出有传染性的新冠病毒。也就是说,新冠病毒感染者在出现症状9天后,即使核酸检测是阳性的,但是,该患者很可能已经没有传染性了。

我们知道,同样作为冠状病毒的SARS病毒。SARS病毒感染者,一般在出现症状7-10天后,患者样本中检测到的病毒量才会达到最高峰。也就是说,SARS病毒感染者,一般在出现症状7-10天后传染性才达到高峰。

新冠病毒很特别,在出现症状的5天内,患者样本中的新冠病毒RNA量就到达巅峰值。相较SARS病毒,该峰值可以高出1000倍。此外,能从咽部样本中分离出新冠病毒也是一个显著区别,SARS病毒的分离很少成功。

新冠病毒在上呼吸道组织中复制活跃,而SARS病毒不会在上呼吸道组织中进行复制。这意味着,新冠病毒感染者会在症状出现的前5天内大量脱落或散播病毒,因此,轻微症状甚至是无症状感染阶段可能最具传染性。等出现明显症状后,病毒在上呼吸道的峰值甚至可能已经过去了。这个重大发现,就能说明为什么新冠病毒能有如此惊人的传染力。

2. 病毒RNA检测阳性与病毒具有活力是两回事。

就是在新冠肺炎患者样本中检测到了新冠病毒的RNA ,并不一定就表示患者具有传染性,并不一定表示该样本中具有感染活性的新冠病毒。

(1)、患者症状出现的时间。患者出现症状的前5天最有传染性。但是,患者出现症状9天后,就算样本中核酸阳性,也没有了传染性。

(2)、患者样本中的病毒量。研究者认为患者样本中病毒浓度1000000copies/ml或可作为取代PCR阴性反应作为的传染性的指征。

(3)、不同检体采集来源不同,传染性也不同。

很多不同检体中都能发现COVID-19病毒核酸,但样本的传染性不同。如果测得同样的病毒核酸量,痰液的传染性最高也最持续,相较之下、粪便中PCR病毒量虽能测得、但均未能分离出活性病毒。

因此、呼吸道保护、也就是戴口罩,仍可能是预防COVID-19感染的最重要关键因素。

(4)、抗病毒抗体阳性血清转换(seroconversion): 

患者血清中出现抗病毒抗体,不代表病毒已经消失,只能表示抗病毒抗体转阳后有助于患者体内病毒量下降加快。

要留意的是,患者没有临床症状,不一定代表他的体内新冠病毒量减少。这表示,无症状感染者仍旧会有很强的传染性。

(5)9名患者中有4名表现出味觉和嗅觉丧失,并描述这种丧失感比普通感冒更强烈、更持久。而味觉和嗅觉的障碍主要表现为上呼吸道组织感染。

这些发现表明,当患者症状仍然温和且刚出现上呼吸道感染症状时,通过活跃的咽部病毒脱落活动,新冠病毒能比SARS病毒更有效地传播扩散。在疾病后期,新冠病毒在下呼吸道的复制活动与SARS相似。作者还建议,进一步的研究可以帮助评估患者在症状第一周后病毒载量的增加是否意味着症状的加重。

3.血清抗体检测可能比核酸更重要。

可使用SARS-CoV抗体进行免疫萤光法IIF 及 IgG/IgM抗体量测定COVID-19病人产生血清转换。机体的免疫系统在受到抗原(包括细菌、病毒、甚至自身肿瘤细胞等)刺激后会产生抗体,我们从免疫细胞(B细胞)开始产生抗体算起,将血清中无法检测到抗体至能够检测到抗体的这个"转换点"定义为血清转换。简单地说,我们可以用SARS的检验试剂方法,可以检测COVID-19。这也是新冠肺炎病毒早期被检测机构检测为“SARS病毒”的原因。

新冠病毒感染者,感染7天时,用SARS的检验试剂方法检测到约50%的人新冠病毒阳性, 感染14天可用SARS的检验试剂方法检测到新冠病毒阳性。研究也显示其他4种Co-V抗体间也具有共通性。

4. 应该不用担心消化道传染

极高的病毒RNA浓度和粪便中含sgRNA细胞的假丝酵母显色平板(OCCA)检测表明,与SARS病毒相似,新冠病毒在胃肠道中存在活跃的复制。研究人员称,本次研究未能从粪便中分离出活的新冠病毒可能是由于病例的轻微病症,9例中仅有一例出现间歇性腹泻。因此,进一步的研究应该解决粪便中脱落的新冠病毒是否通过与肠道环境接触而变得不具备传染性。

在SARS时出现过一个病人感染后,通过下水道让整栋楼感染发生。新冠病毒感染时,不少患者的首发症状也是腹泻,同时,在大便中早就发现病毒核酸。但是,目前从流行病学来看,确实未发现通过消化道传播的情况,这也间接说明,有病毒RNA,不代表就有活病毒。

但这一初步结果表明,控制病毒传播的措施应该针对飞沫传播,而不是基于污染物传播。此外,根据本次对病毒在痰液中脱落活动的研究结果,如果患者在症状出现第10天后,每毫升痰中病毒RNA拷贝数少于10万个,则可以选择提前出院,随后进行家庭隔离。根据细胞培养,这两个标准都预示着感染性的残留风险很小。

这篇研究结果三大重要发现,有很重大的意义,参考文章来看,目前新冠病毒的临床诊疗决策以及防疫措施,需要一些改进了。

不过,梅斯医学小编也提醒,这仅是9例病人的研究结果,还很难概括全部的病人情况,新冠病毒的复杂特性一直备受关注,例如个别患者的长潜伏期等,未来还需要更多的病人数据进行确认。

原始出处:

Wölfel, R., Corman, V.M., Guggemos, W. et al. Virological assessment of hospitalized patients with COVID-2019. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2196-x 

 

注:本文内容来自网络多篇文章整合而成,感谢生物制品圈,白衣山猫等



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