本文譯自美國醫學協會雜誌(JAMA)網刊登的最新文章Coronavirus Infections,作者是美國過敏和傳染病研究所、美國衛生研究院、賓州大學的幾位冠狀病毒專家。我對他們的中文翻譯作了訂正,請點繫鏈接對照,歡迎病毒專業人員指正。
人類冠狀病毒(HCoV)長期以來是不受重視的病原體,因為在健康人群中只是引起“普通感冒”而已。然而在21世紀,兩種高度致病的HCoV —重度急性呼吸綜合症的冠狀病毒(SARS-CoV),和中東呼 吸綜合症的冠狀病毒(MERS-CoV)—從動物宿主中出現,引起全球流行,其發病率和死亡率令人咂舌。2019年12月,另一種導致嚴重疾病和死亡的HCoV病原體,2019年新型冠狀病毒(2019-nCoV),在中國武漢識別出來,情勢演變迅速,目前尚不清楚這次疾病突發的最終範圍和影響。
冠狀病毒是大型帶包膜的正鏈RNA(核糖核酸)病毒。它可分為4類:α,β,δ 和 γ,其中 α和 β冠狀已知可以感染人類。1 有四種冠狀病毒(HCoV 229E、NL63、OC43、和HKU1)在全球流行,占成人上呼吸道感染的10%至30%。冠狀病毒在生態上多種多樣,蝙蝠具有最多種類的冠狀病毒,表明蝙蝠是許多這類病毒的載體。2 人類牧養的牲畜可以作病毒的中間宿主,促進病毒的重組和變異,擴大基因的多樣性。病毒的表面刺圖(S)糖蛋白聯結宿主細胞受體,對感染至關重要,我們相信是限制宿主感染範圍的決定性因素。1
直到近年,人們不重視HCoV,因其在人體致病的表現型是輕度的。這情形於2002年變了,一種嚴重的非典型肺炎病例在中國廣東地區傳播開來,引起世界的關注,因為疾病藉著國際旅行傳播到20多個國家。2 新的疾病被稱為重度急性呼吸綜合症(即SARS),是一種β冠狀病毒引起的,用SARS-CoV表示。由於早期病例都有活的野生動物市場接觸歷史,因此強烈懷疑該病毒是人畜共通傳染。3 最初以為SARS的動物載體是果子狸和貉,然而,隨著越來越多的病毒序列數據出現,人們達到共識,蝙蝠才是SARS-CoV的天然宿主。
SARS的常見症狀包括發燒、咳嗽、呼吸困難、以及偶爾有水狀腹瀉。2 在感染患者中,20%至30%需要使用呼吸機,10%死亡,老年人和有併發症的患者死亡率更高。它在人與人之間的傳播有了記錄,主要是在醫院裡。院內傳播的基本病毒學解釋是:SARS S 糖蛋白的主要受體是人的血管緊張素轉換酶(ACE2),它主要集中在下呼吸道,而不是上呼吸道。受體如此分佈可能解釋了缺乏上呼吸道症狀的現象,而大量的病毒繁衍脫殼出現在晚期(≈10 天),患者已經住院。SARS 護理常需要進行插管這樣的氣霧輸送治療,這也許引起了醫院內感染。
感染社區的事件也確實有,發生了好幾起。例如,香港京華國際酒店特色鮮明的小型爆發,受感染的顧客借旅行將SARS病毒感染帶到其它國家。另一起爆發事件發生在淘大花園的住宅區,超過300名居民被感染,提供了SARS-CoV 有時可能會借空氣傳播的證據。4 現在過了 20 年,我們對 SARS-CoV 感染的相關因素(包括從自限動物到人類傳播,到人類超級傳播事件)仍然知之甚少。
最終SARS的流行是以傳統的公共衛生措施終結,但已有 8098 名患者受到感染,774人死亡。2 那次感染流行給世界經濟造成的損失估計在300億至1000億美元之間。1 SARS-CoV病毒告訴我們,動物的冠狀病毒可以翻越物種屏障--這擴大了我們對病毒流行危險的認識。
2012年,另一種高度致病的β病毒出現在中東呼吸綜合症(MERS),是跳躍變異的病毒。研究人員從一名死於呼吸道衰竭的沙特男子痰液中,識別出MERS-CoV病毒,3 這病毒在全球範圍內迅速擴散傳播。與在相對較短的時間內被遏制和消除的SARS-CoV不同,MERS發悶燒,特徵是零散的人畜共患傳染和有限的人類傳播鏈。MERS-CoV 病毒尚未引起持續的社區傳染,但有爆炸性的院內感染事件發生。在某些情況下,它與單個超級擴散相關,對醫療保健系統具有災難性的破壞。據世界衛生組織(WHO)稱,截至2019年11月,MERS-CoV共導致2494個感染病例,其中858例死亡,大部分在沙特阿拉伯。MERS-CoV病毒的自然宿主推測為蝙蝠,但人類傳染主要歸因於中間宿主,即單峰駱駝。
MERS與SARS具有許多共同的臨床特徵,比如嚴重的非典型肺炎。但也有明顯的重要差異:MERS患者具有明顯的胃腸道症狀,並經常出現急性腎衰竭。這可能是由於主要在下呼吸道的MERS-CoV S糖蛋白與胃腸道和腎臟中的DPP4相結合,引起症狀。3 MERS有50%到89%的患者需要呼吸機,死亡率為 36%。2
雖然MERS並未引起SARS那樣的國際恐慌,但這是第二次高度致病的人畜共患病冠狀病毒出現,表明該種病毒的威脅。2017年,世界衛生組織(WHO)將 SARS-CoV和MERS-CoV列入優先研究的病原體,希望能激發對抗冠狀病毒的研究。
世界衛生組織(WHO)的行動實有先見之明。2019年12月31日,中國當局報告了在中國武漢出現的一系列肺炎病例,其中大多數患者報告接觸過一個出售各種活體動物的野生和海鮮市場,他們懷疑另一種致病性的人畜共患冠狀病毒出現。2020年1月10日,上海公共衛生臨床中心和公共衛生學院的研究人員與合作者向公共數據庫發佈了一份完整的2019-nCoV基因組序列,分享了初期爆發病例的即時數據。初步分析表明,2019-nCoV與SARS-CoV具有一些胺基酸同源性,可能會利用ACE2作為感染受體--這對病毒流行的潛力預測有著重要影響。現在2019-nCoV病毒在迅速蔓延,目前病例計數已增加到數百人。武漢市一家醫院的15名醫療保健從業人員感染,證明了2019-nCoV病毒的人與人之間傳播,而其可能的持續流行嚴重程度仍是一個懸而未決的關鍵問題。到目前為止,2019-nCoV死亡率低於SARS-CoV和MERS-CoV;然而,爆發的最終範圍和影響尚未可知。
根據既往的人畜共有冠狀病毒爆發的經驗,中國的公共衛生當局已啟動了備災和應對措施。武漢領導已經關閉並消毒了第一個確定的市場。美國和其他幾個國家已開始在主要入境口岸對武漢的客人進行入境篩查。在中國其他城市、泰國、日本和韓國,衛生從業者及時識別出與旅行相關的病例,將其隔離和作進一步護理。美國確認首例與旅行相關的病例是1月21日,患者是一名曾到訪武漢的年輕中國男子。
此外,生物醫學研究人員正在以SARS-CoV和MERS-CoV的研究為基礎,對2019-nCoV病毒進行對策研發。例如他們迅速調整病毒的診斷平台,來包括2019-nCoV,以便儘早識別和隔離病例。廣譜的抗病毒藥物,例如稱為remdesivir的一種RNA聚合酶抑制劑,以及lopinavir/ritonavir和β干擾素, 在動物試驗中表現出對抗MERS-CoV的希望,現正評估其對抗2019-nCoV的活性。5 並且我們正在沿著應對SARSCoV或MERS-CoV病毒的方法尋求開發疫苗。例如,美國國家過敏和傳染病疫苗研究中心的科學家們使用了核酸疫苗平台的方法。6 在SARS流行期間,研究人員從獲取SARS-CoV基因組序列,到第一期臨床試驗,共花了20個月的時間,後來已在其它的病毒染病研究上將這時間段壓縮為3.25個月。對於2019-nCoV病毒,他們希望藉著使用信使核糖核酸(mRNA)的疫苗技術,進一步加快速度。還有其他研究人員也正在採用相似的方式來構建病毒載體和亞基疫苗。
雖然這次病毒染病爆發軌跡無法預測,我們仍需要從傳統的公共衛生策略角度出發,儘快採取有效的應對措施,並及時制定和實施有效對策。曾被認為是相對良性的病毒類病原體引起了又一次人類疾病爆發,這次爆發突顯了應對新傳染病的長期挑戰,以及持續防備的重要性。
文中數字是參考文獻的編號:
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6. Graham BS, Mascola JR, Fauci AS. Novel vaccine technologies: essential components of an adequate response to emerging viral diseases. JAMA. 2018;319(14):1431-1432. doi:10.1001/jama.2018.0345