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全文编译!香港大学发表Nature Medicine论文指出出现一种威胁人类健康的新型冠状病毒---SARS-CoV-2

来源:本站原创 2020-03-24 17:16

2020年3月24日讯/生物谷BIOON/---2019年12月下旬,中国武汉报道了一群病因不明的“非典型肺炎”患者。一种新型人类冠状病毒(如今暂时称为“SARS-CoV-2”),被确定为导致这种疾病(如今命名为“COVID-19”)的原因。

人们越来越认识到,冠状病毒可以引起重大的新兴病毒性疾病威胁,最近的两个例子就是严重急性呼吸综合征(SARS)和中东呼吸综合征(MERS),并且在过去的数百年中,两种在人类中流行的冠状病毒(229E和OC43)来自动物。冠状病毒SARS-CoV-2疫情始于2019年12月。世界卫生组织于2020年1月30日宣布这次疫情为国际关注的突发公共卫生事件(Public Health Emergency of International Concern)。已报道的COVID-19病例和死亡人数已超过SARS或MERS病例和死亡人数。在一项新的研究中,中国香港大学李嘉诚医学院公共卫生学院的Leo L. M. Poon和Malik Peiris重点介绍与这一全球流行病有关的一些近期重要发现。相关研究结果发表在Nature Medicine期刊上,论文标题为“Emergence of a novel human coronavirus threatening human health”。
图片来自John Nicholls (Department of Pathology)。

SARS-CoV-2可以很容易地从临床标本中培养出来,而且病毒分离株如今可以在中国大陆和其他地方获得。SARS-CoV-2在遗传上与Sarbecovirus亚属中的其他冠状病毒相类似,后者是由导致SARS的冠状病毒SARS-CoV和在在蝙蝠中发现的其他SARS-CoV样冠状病毒组成的一个β冠状病毒进化枝。冠状病毒之间的重组是常见的,SARS-CoV被认为是蝙蝠Sarbecovirus之间的重组体。有趣的是,SARS-CoV-2的整个基因组与2013年检测到的一种蝙蝠冠状病毒的基因组高度相似(>96%的序列一致性),这表明SARS-CoV-2的直接祖先已在蝙蝠中传播了至少几年。

对SARS-CoV-2的全基因组分析表明这种流行病是由一种人畜共患病的传入引起的,并且这种病毒在人类的遗传上相对稳定。据报道,第一个人类聚集性病例与一家以出售供食用的野生动物而闻名的海鲜市场的接触有关。正如在SARS疫情中所观察到的那样,SARS-CoV-2的人畜共患病传播可能涉及一个或多个中间宿主。但是,一些最早的病例在流行病学上并没有接触过这家海鲜市场。因此,尚不清楚最初的人畜共患病跳跃是直接从蝙蝠传染给人类,还是有中间的哺乳动物物种参与其中。确定早期人畜共患病源是非常重要的,这是因为除非最初人畜共患病事件的传播途径被确定和中断,否则很可能会发生进一步的人畜共患病传播事件。

先前对几种蝙蝠SARS-CoV样冠状病毒的研究已表明其中的一些病毒可以利用人类受体ACE-2进行感染。预计SARS-CoV-2的刺突蛋白在结构上与SARS-CoV的相类似,实际上,它可以被SARS-CoV刺突蛋白特异性的单抗结合。尽管与ACE-2结合必不可少的关键氨基酸残基在SARS-CoV-2的刺突蛋白中发生变异,但是这种新型冠状病毒在实验中能够使用人类、猪、蝙蝠和果子狸ACE-2,但不能使用小鼠ACE-2进入宿主细胞。从理论上说,SARS-CoV-2的刺突蛋白也可以与其他动物的ACE-2相互作用。

在针对最初的99例被确诊感染了SARS-CoV-2的患者的临床报道中,常见的症状为发烧和咳嗽(>80%)。在这些患者中也发现呼吸急促(31%)和肌肉疼痛(11%)。与感染导致普通感冒的人类冠状病毒的患者不同的是,流鼻涕和喉咙痛在住院患者中较少见(≤5%),但在病情较轻的患者中可能更常见。在以医院为基础的病例系列中,发现了双侧(75%)或单侧(25%)肺炎的放射学证据,有时伴有多发斑片状阴影(multiple mottling)和磨玻璃混浊(ground-glass opacities)。17%的患者出现了急性呼吸窘迫综合征,这种综合征有时导致多器官功能衰竭和死亡。大约75%的患者需要补充氧气,而13%的患者需要机械通气。这些患者的年龄从21岁到82岁不等,其中67%的患者年龄大于50岁,而51%的患者有潜在的合并症。他们的临床表现和进展与MERS或SARS患者相类似。

最近的聚集性病例数据表明这种疾病的整体临床表现可能更为异质性。喉咙痛和鼻塞等上呼吸道症状以及腹泻,可在较轻的病例中出现。即使在无症状感染中也可能出现肺炎的放射学证据。这些聚集性病例还表明老年人与更严重的疾病有关,年轻人和儿童的病情严重性逐渐降低。在SARS中也观察到年龄相关的疾病严重性增加。

下呼吸道样本(比如痰液)似乎比上呼吸道样本(比如喉咙拭子)具有更高的病毒载量。在血液和粪便样本中也检测到病毒RNA,但是人们并不知道这些非呼吸道样本是否具有传染性。考虑到SARS患者的粪便样本在某些情况下具有传染性(比如,香港淘大花园事件),因此建议采取预防粪便-口传播的措施。

除了早期的一些COVID-19病例之外,随后的人类感染也是由可持续的人际传播引起的。Li等人通过使用武汉市首批425例确诊病例,估计SARS-CoV-2感染的平均潜伏期为5.2天(95%置信区间(CI),4.1~7.0),大约95%的病例在暴露后12.5天内出现症状,因此当前建议的14天医学观察或隔离是合理的。再生数(R0,在完全易感人群中预期的继发病例数)和疫情倍增时间(epidemic doubling time)估计分别为2.2(95%CI,1.4~3.9)和7.4天(95%CI,4.2~14)。其他人的研究也得出了大致相似的数值。这与SARS疫情期间观察到的情况相当。但是,SARS-CoV-2的传播可能发生在轻度疾病患者身上。在潜伏期后期是否会发生传播仍存在争议。这与SARS疫情期间观察到的传播方式形成鲜明对比:SARS传播在症状发作4~5天后才会发生,在此之前很少发生。综上所述,这些发现提示着成功中断SARS-CoV传播的公共卫生干预措施在当前的COVID-19疫情中不太可能同样有效。

Wu等人通过使用武汉市输出性病例数据和出行方式数据,估计在2019年12月1日~2020年1月25日之间,武汉有75000多名感染者。根据当前的趋势,并假设由于干预而导致的可传播性下降,他们预测武汉的疫情暴发将在2020年4月达到高峰。他们还预测,这种疫情将在武汉以外地区继续呈指数增长。他们的模拟进一步表明公共卫生干预措施可将这种疾病的传播减少50%,但是在不减少人口流动的情况下,也可将这种疾病的指数增长显著推迟至少几个月。虽然采取积极的疾病控制措施,比如学校停课和社会隔离,可能会推迟在有输入疾病风险的国家建立传播途径,但目前尚不清楚是否可以预防这种疾病的全球传播。

尽管在过去的几周里学到了很多东西,但是仍然存在许多关键的知识鸿沟,其中包括传播方式,这种病毒在环境中的稳定性,发病机理以及有效的治疗方法和疫苗。在当前情况下,最重要的问题是这种疾病的严重性。值得注意的是,在2009年H1N1流感病毒大流行的早期,据报道病例死亡估计高达10%。然而,基于人群的按年龄分层的血清流行病学研究表明,真正的总病例死亡率约为0.001%。因此,需要通过血清流行病学研究来可靠估计真实的疾病严重程度。过去的感染也可能会转化为人群免疫力(population immunity),这是这种病毒的未来传播模型中需要考虑的数据。需要注意的是,MERS-CoV感染或MERS疾病并不总是导致可检测到的抗体反应。如果SARS-CoV-2感染具有与MERS-CoV感染相类似的抗体反应动力学,那么这可能对血清流行病学和群体免疫力的产生有影响。因此,研究SARS-CoV-2的抗体动力学和细胞介导的免疫反应动力学是当务之急。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Leo L. M. Poon et al. Emergence of a novel human coronavirus threatening human health. Nature Medicine, 2020, doi:10.1038/s41591-020-0796-5.
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