冠状病毒可引起多种动物的多系统感染。在此之前已有6种冠状病毒可以感染人类,它们主要引起人类的呼吸道感染:两种高度致命性的冠状病毒,即严重急性呼吸道综合征(SARS)冠状病毒(SARS-CoV)和中东呼吸综合征(MERS)冠状病毒(MERS-CoV);4种可导致温和的上呼吸道疾病的冠状病毒,即HCoV-OC43、HCoV-229E、HCoV-NL63和HCoV-HKU1。
基于此次疫情给中国和全世界带来严重的危害,小编针对近期2019-nCoV/COVID-19研究取得的进展进行一番梳理,以飨读者。
我国科学家两篇Lancet论文揭示武汉新型冠状病毒类似于SARS病毒
doi:10.1016/S0140-6736(20)30183-5; doi:10.1016/S0140-6736(20)30154-9
两项新的研究表明一种在中国和附近国家快速传播的称为2019-nCoV的新型冠状病毒引发的症状似乎与2003年严重急性呼吸综合征(SARS)冠状病毒(SARS-CoV)爆发时观察到的症状相似。
相关研究结果于2020年1月24日在线发表在Lancet期刊上,论文标题分别为“Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China”和“A familial cluster of pneumonia associated with the 2019 novel coronavirus indicating person-to-person transmission: a study of a family cluster”。
这两项新的研究是针对受到2019-nCoV感染的患者开展的首批临床研究。这种冠状病毒起源于中国中部城市武汉。截至本周五(2020年1月24日)早上,在中国有830例与这种冠状病毒相关的确诊病例,其中26例死亡。
图片来自Lancet, 2020, doi:10.1016/S0140-6736(20)30154-9。
在第一项新的研究中,中国中日医院呼吸与危重症医学科二部主任曹彬(Bin Cao)教授及其课题组和中国医学科学院的王建卫(Jianwei Wang)教授及其课题组查看了2019年12月16日至2020年1月2日期间在武汉入院的首批41名感染者的临床记录、实验室结果、影像学发现和流行病学数据。患者通常是中年人(平均年龄49岁),他们中的四分之三是男性,三分之二的人去过当地的海鲜市场。据信这种新型冠状病毒起源自这个海鲜市场。与2003年中国爆发SARS相似,大多数感染这种新型冠状病毒的患者都健康,没有任何慢性的健康问题。
曹斌教授及其研究团队表示,这些患者的症状也类似于SARS。所有住院患者均出现肺炎,几乎所有患者(98%)发烧,四分之三的人出现咳嗽,44%的人感到疲劳,55%的人呼吸短促。但是,头痛或腹泻等症状很少见。
在第二项新的首次涉及基因分析的研究中,中国香港大学深圳医院的袁国勇(Kwok-Yung Yuen)教授课题组追踪了一个7人家庭的2019-nCoV病程。这个家庭的5个成员近期去武汉旅行,被发现感染了这种病毒,而且还有一位未与他们一起旅行的家庭成员也被感染。在武汉期间,这5个被感染的家庭成员没有去过食品市场,也未接触动物,这表明人与人之间的传播在发挥作用。这个家庭的第7个成员是一个孩子没有感染这种病毒。袁国勇教授团队还说,这个家庭的另一个孩子被感染,但没有表现出这种疾病的临床症状。
他们表示,这意味着2019-nCoV可能能够在人们没有意识到自己被感染的情形下在人与人之间传播。袁国勇教授说,“我们的发现与这种新型冠状病毒在医院和家庭环境中的人与人之间传播以及其他国家对被感染旅行者的报道相一致。由于可能出现无症状感染,对这种流行病的控制也将取决于隔离患者,尽早追踪和隔离接触者,对公众进行食品和个人卫生教育,并确保医护人员遵守感染控制措施。”
在研究这个家庭的各个成员的病程后,在与患病个体接触后的几天内,症状似乎开始出现。基因测试显示,这个家庭的5个成员感染的2019-nCoV具有一类允许这种病毒入侵健康细胞的蛋白。袁国勇教授团队还能够使用来自两名患者的样本来绘制2019-nCoV的完整基因组图谱。
Lancet:我国科学家探寻2019年新型冠状病毒的潜在起源
doi:10.1016/S0140-6736(20)30251-8
在一项新的研究中,来自中国疾病预防控制中心(China CDC)和中国科学院等多家中国研究机构的研究人员报道对来自中国武汉的9名患者的10个新型冠状病毒(2019-nCoV)基因组序列进行了新的遗传分析,发现这种病毒与两种蝙蝠来源的SARS-CoV(严重急性呼吸道综合征冠状病毒)样冠状病毒存在最为密切的亲缘关系。
相关研究结果于2020年1月30日在线发表在Lancet期刊上,论文标题为“Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding”。论文通讯作者为中国的武桂珍(Guizhen Wu)教授、Weijun Chen教授、Weifeng Shi教授和Wenjie Tan教授。
在这项研究中,这些研究人员报道了9名被确诊为原因不明的病毒性肺炎的患者的流行病学数据。从这些患者肺部采集的细胞和分泌物样本以收集2019-nCoV病毒样本,然后对这些病毒样本进行分析以确定这种病毒的起源以及它如何进入人细胞。在这9名患者中,8人去过华南海鲜市场。剩下的一名患者从未去过这家市场,但是在病发之前住在这家市场附近的一家旅馆里。
这些研究人员在从这些患者身上采集的全部10个遗传序列--包括8个完整的基因组和2个部分基因组---中发现了2019-nCoV。这些遗传序列几乎相同(它们的基因组序列具有99.98%以上的相似性),这表明这种病毒是最近出现在人体内的。
通过将2019-nCoV基因组序列与病毒文库进行比较,这些研究人员发现与这种病毒亲缘关系最为密切的病毒是两种蝙蝠来源的SARS-CoV样冠状病毒:bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21,它们具有88%的基因组序列相似性。2019-nCoV与人类SARS-CoV(具有大约79%的基因组序列相似性)和中东呼吸综合征(MERS)冠状病毒(MERS-CoV)(具有大约50%的基因组序列相似性)具有相对较远的亲缘关系。
通过研究这种病毒的刺突蛋白(它如何结合并进入人细胞),这些研究人员发现2019-nCoV和人SARS-CoV具有相似的结构,不过也存在一些细微差异。为此,他们提出2019-nCoV可能使用与SARS(称为ACE2的受体)相同的分子入口---人细胞表面上的ACE2受体---进入人细胞,但请注意,这将需要确认。
Lancet:我国科学家详细描述武汉市99名2019-nCoV肺炎患者的流行病学和临床特征
doi:10.1016/S0140-6736(20)30211-7
自2019年12月8日以来,中国湖北省武汉市报告了几例病因不明的肺炎。大多数患者在当地的华南海鲜批发市场工作或附近居住,那里还出售活体动物。在这种肺炎的早期阶段,严重的急性呼吸道感染症状出现了,一些患者迅速发展为急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)、急性呼吸衰竭和其他的严重并发症。
2020年1月7日,中国疾病预防控制中心(China CDC)从患者的咽拭子样本中鉴定出一种新型冠状病毒,随后被世界卫生组织(WHO)命名为2019-nCoV。
目前,关于由2019-nCoV引起的肺炎的流行病学和临床特征的信息十分稀少。在一项新的研究中,来自中国武汉金银潭医院、上海交通大学医学院和中国科学院的研究人员对99名确诊患上2019-nCoV肺炎并入住武汉金银潭医院的患者的流行病学和临床特征进行了综合探索。武汉金银潭医院收治了首批2019-nCoV肺炎患者。
相关研究结果于2020年1月30日在线发表在Lancet期刊上,论文标题为“Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a descriptive study”。
图片来自CC0 Public Domain。
这些研究人员取得的发现如下所示:
(1)在这99名2019-nCoV肺炎患者中,49人(49%)有接触华南海鲜市场的历史;
(2)这些患者的平均年龄为55.5岁,包括67名男性和32名女性;
(3)通过实时RT-PCR在所有这些患者中检测到2019-nCoV;
(4)50名(51%)患者患有慢性疾病;
(5)这些患者的临床表现为发烧(82 [83%]患者),咳嗽(81 [82%]患者),呼吸急促(31 [31%]患者),肌肉疼痛(11 [11%]患者),精神错乱(9名[9%]患者),头痛(8名[8%]患者),喉咙痛(5名[5%]患者),鼻涕(4名[4%]患者),胸痛(2名[2%]患者),腹泻(2 [2%]例),恶心和呕吐(1 [1%]例);
(6)根据影像学检查,74名(75%)患者表现出双侧肺炎,14名(14%)患者表现出多发斑片状阴影和磨玻璃样阴影,1名(1%)患者患有气胸;
(7)17名(17%)患者发展为ARDS,其中11例(11%)患者在短时间内病情恶化并死于多器官功能衰竭。
这项研究有几个局限性。首先,仅纳入了99名确诊为2019-nCoV感染的患者;在分析中排除了可疑但未诊断的病例。最好在武汉、中国其他城市甚至其他国家尽可能多地纳入患者,以便更全面地了解2019-nCoV。其次,在分析时无法获得更详细的患者信息,尤其是有关临床结果的信息;然而,这项研究中的数据允许对中国武汉市2019-nCoV肺炎的流行病学和临床特征进行早期评估。
NEJM:高福院士发表新型冠状病毒感染肺炎论文
doi:10.1056/NEJMoa2001017
2019年12月30日,从武汉金银滩医院收集了3份支气管肺泡灌洗液样本。从患者的支气管肺泡灌洗液中提取的RNA用作模板,结合Illumina测序和纳米孔测序对基因组进行克隆和测序。从单个标本中获得了超过20,000个病毒读数,并且大多数重叠群与beta冠状病毒属B的基因组相匹配-与蝙蝠SARS样冠状病毒(bat-SL-CoVZC45,MG772933.1)的同一性超过85%基因组先前已发表。使用实时RT-PCR测定RNA靶向泛β-CoV的共有RdRp区也获得了积极的结果(尽管对于检测到的样品,其循环阈值高于34)。使用人气道上皮细胞以及Vero E6和Huh-7细胞株从临床标本中分离病毒。分离出的病毒命名为2019-nCoV。
为了确定是否可以在2019-nCoV感染的人气道上皮细胞中看到病毒颗粒,接种后第6天每天用光学显微镜和透射电子显微镜检查模拟感染和2019-nCoV感染的人气道上皮培养物。接种人气道上皮细胞表面层96小时后观察到细胞病变作用。用光学显微镜在焦点中心观察到缺乏纤毛的跳动。直到接种后6天,在Vero E6和Huh-7细胞系中都没有观察到特异性的细胞病变作用。
为了进一步确定病毒特征,对患者临床标本(肺泡灌洗液)和人类呼吸道上皮细胞分离到的病毒用Illumina和Nanopore 进行了测序分析。从这3位患者体内都分离到了新型冠状病毒。
从肺泡灌洗液中获得了2个全长的冠状病毒序列(BetaCoV/Wuhan/IVDC- HB-04/2020, BetaCoV/Wuhan/IVDC-HB-05/2020|EPI_ISL_402121),和一位患者体内分离到的病毒全长基因序列(BetaCoV/Wuhan/IVDC-HB-01/2020|EPI_ISL_402119)。这3个新型冠状病毒全基因组序列已经上报给GASAID组织。(BetaCoV/Wuhan/IVDC-HB-01/2019, accession ID: EPI_ISL_402119; BetaCoV/Wuhan/IVDC-HB-04/2020, accession ID: EPI_ISL_402120; BetaCoV/Wuhan/IVDC-HB-05/2019, accession ID: EPI_ISL_402121)且86.9%核酸序列与之前报道过的蝙蝠体内分离到的SARS样冠状病毒(bat-SL-CoVZC45, MG772933.1)有高度一致性。
这3个新型冠状病毒基因汇总形成了Sarbe冠状病毒亚属中的独立分枝,显示了典型的乙型冠状病毒属结构:一个5′非翻译区(UTR)、复制酶复合物(orf1ab)、S基因、E基因、M基因、N基因、3′UTR和几个未识别的非结构开放读码框。
尽管2019-nCoV与在蝙蝠中检测到的某些β-冠状病毒相似,但它与SARS-CoV和MERS-CoV不同。来自武汉的三种2019-nCoV冠状病毒与两种蝙蝠衍生的SARS样菌株ZC45和ZXC21共同构成了sarbecovirus亚种B系。
来自人类的SARS-CoV病毒株和从中国西南地区收集的蝙蝠的遗传相似的SARS样冠状病毒形成了sarbecovirus亚属内的另一个进化枝。由于保守复制酶结构域(ORF 1ab)中的序列同一性在2019-nCoV和乙型冠状病毒的其他成员之间小于90%,因此2019-nCoV-武汉病毒性肺炎的可能病原体-是一种新的乙型冠状病毒,属于 冠状病毒科的sarbecovirus亚属。
我们报告了一种新的CoV(2019-nCoV),该病毒已于2019年12月和2020年1月在中国武汉的住院患者中鉴定出。该病毒的存在包括通过全基因组测序在三名患者的支气管肺泡灌洗液中进行鉴定,直接PCR和培养。该冠状病毒可能引起的疾病被称为“新型冠状病毒感染的肺炎”(NCIP)。完整的基因组已提交给GASAID。
系统发育分析表明,2019-nCoV属于beta冠状病毒属,其中包括在人,蝙蝠和其他野生动物中发现的冠状病毒(SARS-CoV,蝙蝠SARS状CoV等)。对其特定细胞病变效应和形态的初步描述。
虽然我们的研究没有完全遵循科赫法则,但我们的分析提供了武汉暴发2019-nCoV的证据。我们还需提供有关2019-nCoV引起武汉疫情的其他证据,包括在患者的肺组织中用免疫组化方法检测到2019-nCoV抗原,从同一患者两个时间点的血清标本中检测出可证实血清转化的抗病毒IgM和IgG抗体,以及来自动物(猴子)实验的致病性证据。
至关重要的是进行流行病学调查,以确定感染的传播方式、繁殖间隔期和感染的临床症状谱,从而为制定预防、控制和制止2019-nCoV传播的战略提供指导。
NEJM:我国科学家揭示2019年新型冠状病毒在中国武汉的早期传播动态
doi:10.1056/NEJMoa2001316
自2019年12月以来,在中国中部一个拥有1100万人口的大城市武汉,已经发现了越来越多的新型冠状病毒(2019-nCoV)感染性肺炎(NCIP)病例。2019年12月29日,首次报道的前4例病例都与武汉华南海鲜批发市场有关,是当地医院通过使用病因不明肺炎监测机制识别出的,这种监测机制是2003年严重急性呼吸道综合征(SARS)疫情爆发后建立的,旨在允许及时识别出诸如2019-nCoV之类的新型病原体。最近几天,在中国其他城市和世界上十几个国家中也发现了2019-nCoV感染。
在一项新的研究中,来自中国疾病预防控制中心(China CDC)、多家省级、市级或区级疾病预防控制中心和香港大学的研究人员对针对武汉市首批425例实验室确诊病例的数据进行了分析,以描述2019-nCoV肺炎的流行病学特征和传播动态。
相关研究结果于2020年1月29日在线发表在NEJM期刊上,论文标题为“Early Transmission Dynamics in Wuhan, China, of Novel Coronavirus–Infected Pneumonia”。
中国武汉首批425例确诊2019-nCoV肺炎病例的发病情况,图片来自NEJM, 2020, doi:10.1056/NEJMoa2001316。
这些研究人员检查了10例确诊病例的暴露数据,估计平均潜伏期为5.2天(95%CI,4.1至7.0);这种数据分布的第95个百分位数为12.5天(95%CI,9.2至18)。他们获得了5组病例的信息。根据这些病例中6对病例的发病日期,他们估计序列间隔分布的平均值(±SD)为7.5±3.4天(95%CI,5.3至19)。在截至2020年1月4日的流行曲线中,流行病增长率为每天0.10(95%CI,0.050至0.16),而倍增时间为7.4天(95%CI,4.2至14)。通过使用上面的序列间隔分布,他们估计R0为2.2(95%CI,1.4到3.9)。
据估计,2020年1月1日之前发病的45名患者从发病到首次就诊的持续时间平均为5.8天(95%CI,4.3至7.5),与2020年1月1日和2020年1月11日之间发病的207名患者相似,后者的这一数字为4.6天(95%CI,4.1至5.1)。在2020年1月1日之前发病的44名患者中,据估计从发病到入院的平均持续时间为12.5天(95%CI,10.3至14.8),比2020年1月1日和2020年1月11日之间发病的189名患者的平均持续时间更长(平均9.1天;95%CI,8.6至9.7)。
他们没有为2020年1月12日或之后发病的患者绘制这些分布图,这是因为迄今为止尚未发现那些近期发病且发病持续时间更长的患者。
在这项研究中,这些研究人员提供了2019-nCoV肺炎传播动力学和流行病学特征的初步评估。尽管大多数最早的病例与华南海鲜批发市场有关,并且这些患者可能是通过人畜共患病或环境暴露而感染的,但是如今很明显,人与人之间的传染已在发生,并且这种流行病最近几周正在逐步蔓延。他们的发现为包括评估控制措施的影响以及对未来感染传播的预测在内的进一步分析提供了重要参数。
总之,这些研究人员发现在这个阶段,武汉市2019-nCoV肺炎病例数量大约每7.4天就增加一倍。自从2019年12月中旬以来,人与人之间的传播就在密切接触者中发生,并在随后的一个月内逐步向外传播。下一步的紧急措施包括确定最有效的控制措施,以减少社区中的传播。随着更多地了解流行病学特征和疫情动态,可能需要完善对有效病例的定义。
应当继续监测病例的特征,以发现流行病学的任何变化,比如,年龄较小的人群或医务工作者中感染的增加。未来的研究可能包括对流行趋势的预测以及对家庭或其他地方人与人之间传播的专门研究,以及确定亚临床感染的发生率将是有价值的血清学调查。
科学家们集中研究新型冠状病毒2019-nCoV的潜伏期
新闻来源:Scientists Zero in on the Novel Coronavirus’s Incubation Period
上周末(2020年1月25日),中国国家卫生委员会主任马晓伟(Ma Xiaowei)宣布,研究人员认为新型冠状病毒2019-nCoV的潜伏期(incubation period)---感染者出现症状所需的时间---可长达14天。他还表示,在这种潜伏期内,似乎至少有一些患者可以传播这种病毒。
在一项新的研究中,来自德国慕尼黑大学附属医院、慕尼黑施瓦宾医院、柏林大学和德国联邦国防军微生物学研究中心的16名医生描述了一个涉及一名德国患者的病例,这名患者明显是从上海来访的一个无症状的商业伙伴那里感染了这种病毒(2020年2月5日编者注:最新新闻表明,这些研究人员并未与这名从上海来访的商业伙伴联系过,实际上这名商业伙伴在德国就已出现相关症状,因此,并不是无症状感染者)。
相关研究结果于2020年1月30日以通讯文章(Correspondence)的形式发表在NEJM期刊上,论文标题为“Transmission of 2019-nCoV Infection from an Asymptomatic Contact in Germany”。
要引起感染,病毒必须侵入细胞并开始复制。病毒在体内传播的速度取决于病毒的生命周期。研究过2003年严重急性呼吸道综合征(SARS)疫情的美国北卡罗来纳大学教堂山分校流行病学家Tim Sheahan说,“对于SARS-CoV病毒而言,它的生命周期不到24小时:病毒颗粒可以影响宿主细胞,然后在不到一天的时间里就会释放数千个后代。这就是这种病毒能够进行指数生长的方式。”
最终,这种病毒导致细胞膜重新排列并促使多个细胞融合在一起。这会对宿主组织造成足够的损伤,从而破坏免疫系统,并在患者开始抵抗感染时触发引起症状的反应。
在一篇于2020年1月30日发表在预印本服务器medRxiv上的标题为“The incubation period of 2019-nCoV infections among travellers from Wuhan, China”的文章中,来自荷兰国家公共卫生与环境研究所的研究人员基于武汉市以外的34位患者的数据,估计这种病毒的潜伏期从1天到11天以上不等,平均约为6天。但是,科学家们有几个问题,这些问题只有在能够研究真实的病毒后才能加以解答。
2019-nCoV有可能通过多种途径入侵人体。你可能会认为这是一种仅影响呼吸道的疾病。这种因为这种病毒主要引起呼吸道症状。但实际上,它可能通过任何粘膜表面进行感染。人们不知道基于不同途径感染的潜伏期有何不同。
科学家们还计划在人呼吸道细胞系中研究这种病毒如何与免疫系统相互作用。他们希望通过开展体外实验确定这种病毒使用什么工具来逃避免疫系统,以及人体需要多长时间来发起免疫反应。他们将根据这些问题的答案来确定他们是否可以在暴露于感染之前激发免疫系统,这是开发疫苗的关键。
NEJM:美国首例2019-nCoV冠状病毒确诊病例治疗全记录
doi:10.1056/NEJMoa2001191
2019年12月31日,在中国湖北省武汉市华南海鲜批发市场有关的人群中报道了一批肺炎病例。2020年1月7日,中国卫生部门确认这批病例与新型冠状病毒2019-nCoV有关。虽然最初报道的病例与武汉的这家海鲜批发市场的暴露有关,但是当前的流行病学数据表明,2019-nCoV的人际传播正在发生。截至2020年1月30日,至少21个国家和地区共报告了9976例病例,包括2020年1月20日在美国报道的首例2019-nCoV感染确诊病例。为了更好地了解这种疾病的传播动态和临床表现,全球正在开展调查。
在一项新的病例报道中,来自美国华盛顿州2019-nCoV病例调查组的研究人员报道了在美国确诊的首例2019-nCoV感染病例的流行病学和临床特征,并描述了对这例病例的鉴定、诊断、临床病程监测和管理,包括在这名患者从最初的轻度症状到患病第9天时进展到肺炎。这例病例突显了临床医生与地方、州和联邦各级公共卫生当局之间密切协作的重要性,以及快速传播与这种新发感染患者的护理有关的临床信息的需求。
相关病例报道结果于2020年1月31日发表在NEJM期刊上,论文标题为“First Case of 2019 Novel Coronavirus in the United States”。
在这篇病例报道中,尽管基于这名患者的临床状况不断恶化而决定给予瑞德西韦,但是还需开展临床对照试验以确定瑞德西韦和任何其他的实验性药物治疗2019-nCoV感染患者的安全性和有效性。
Lancet:危言耸听还是哗众取宠?新研究估算武汉可能有多达75800人感染2019-nCoV冠状病毒
doi:10.1016/S0140-6736(20)30260-9
在一项新的模型研究中,来自中国香港大学的研究人员估算截至2020年1月25日,中国武汉市可能有多达75800个人感染了2019年新型冠状病毒(2019-nCoV)。他们提醒道,鉴于对疑似病例(suspected case)、极可能病例(probable case)和确诊病例(confirmed case)以及密切接触者(close contact)的记录没有一个可靠和详细的时间表,2019-nCoV疫情的真实规模及其大流行潜力仍不清楚。
相关研究结果于2020年1月31日在线发表在Lancet期刊上,论文标题为“Nowcasting and forecasting the potential domestic and international spread of the 2019-nCoV outbreak originating in Wuhan, China: a modelling study”。
2019-nCoV病毒向武汉以外地区传播的风险,图片来自Lancet, 2020, doi:10.1016/S0140-6736(20)30260-9。
论文通讯作者、香港大学李嘉诚医学院院长梁卓伟(Gabriel Leung)教授强调道,“并非每个感染2019-nCoV的人都需要或寻求医疗救助。在一种全新病毒迅速蔓延的紧急需求期间,特别是在系统容量不堪重负的情况下,一些感染者在官方登记中可能未被统计。”
他解释道,“我们对武汉市2019-nCoV感染的模型估算值与武汉确诊病例的实际数量之间明显存在差异,这可能还归因于其他一些因素。这些因素包括感染、症状发作和感染者就医之间的时间延迟,通过实验室测试确认病例所需的时间,这都可能影响总体记录和病例报告。”
这种新的估算还提示着中国多个主要城市可能已经从武汉引入了数十例2019-nCoV感染病例,病例数量足以引发局部疫情。
这些早期的估算结果强调,可能需要采取迅速和立即大规模的公共卫生控制措施,以预防武汉以外地区发生大规模流行病。进一步的分析表明,如果可以降低2019-nCoV的传播能力,那么就可以降低中国所有城市的局部流行病的增长率和规模。
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