目录
- 要点
- 引言:COVID-19大流行及本研究的重要性
- 本专家综述的开展过程
- 关键发现概览
- 第一部分:理解病毒(病毒学)
- 第二部分:免疫系统对SARS-CoV-2的反应
- 这些发现对患者的意义
- 当前证据的局限性
- 患者建议
- 常见问题
- 来源信息
要点
- COVID-19的症状从无症到重症肺炎不等;10-20%的患者需要住院,2-4%的患者需要重症监护。
- 病毒借助ACE2受体进入细胞,并需要TMPRSS2和TMPRSS4酶的协助。
- 病毒在呼吸道样本中检出的中位时间为18天,重症病例比轻症病例持续时间更长。
- 尽管病毒可在粪便中检出长达22天,但粪口途径不太可能传播COVID-19。
- 抗体反应差异很大,因此必须谨慎解读抗体检测结果。
引言:新型冠状病毒感染大流行及本研究的重要性
由一种名为严重急性呼吸综合征相关冠状病毒2(SARS-CoV-2)的新型病毒引起的新型冠状病毒感染(COVID-19)的首例病例于2019年12月在中国被报告。几个月内,该疾病已蔓延至全球,并被正式宣布为大流行。在本综述撰写之时,全球已报告约650万至680万例COVID-19确诊病例,近40万例相关死亡。
尽管这些数字令人震惊,但可能低估了大流行的真实规模。作者解释说,由于诊断测试的局限性、各国检测范围和报告方式的差异,以及不同国家采用的社区缓解策略的类型和时机,实际感染人数可能更高。
COVID-19的症状表现广泛。与许多病毒感染一样,它可能是无症状的(无明显症状)、轻度、中度或重度。
- 约10-20%的患者需要住院
- 约2-4%的患者需要重症监护室(ICU)治疗
- 许多患者发展为肺炎,而其他患者则不会
- 无症状病例很常见,尽管目前尚未确定明确的比例
COVID-19被认为是一种人畜共患病,意味着它从动物传播给了人类。作者指出,在没有疫苗的情况下,根除SARS-CoV-2将几乎不可能。未来的关键挑战是学习如何应对这种病毒,因为COVID-19正成为许多国家发病和死亡的主要原因。本综述的主要目的是针对病毒学、免疫学、诊断、流行病学和治疗方面的紧迫问题提供简短的循证答案,特别关注大流行期间过敏性疾病的管理。
本次专家综述是如何进行的
本综述并非单一的实验室研究,而是一部汇编,即对年轻临床医生和科学家提出的140多个(标题中称为150个)紧迫问题的答案集合。这些问题由一组来自欧洲过敏与临床免疫学学会(EAACI)的专家科学家和医师回答,他们代表欧洲、北美、亚洲和澳大利亚的机构。
答案分为九个主要部分:
- SARS-CoV-2病毒学(病毒本身)
- COVID-19的免疫学(免疫系统如何反应)
- COVID-19的诊断
- 大流行期间过敏门诊和实验室的组织
- COVID-19与过敏性疾病(包括哮喘、湿疹和药物过敏)
- COVID-19的治疗
- 临床试验与药物发现
- 疫苗开发
- 流行病学与环境因素
作者指出,随着新证据的出现,所有信息预计都将更新。COVID-19的形势正在迅速演变,针对COVID-19相关主题的基础和临床研究必须基于更协调、高质量的研究。
本患者指南侧重于原文提供的详细部分,特别是SARS-CoV-2的病毒学和早期免疫学发现,同时总结综述的更广泛范围。
关键发现一览
- 症状差异巨大 — 从完全无症状到需要重症监护的重症肺炎(占患者的2-4%)
- 病毒利用ACE2受体进入人体细胞,并借助名为TMPRSS2和TMPRSS4的酶的帮助
- 病毒在呼吸道样本中持续存在的中位时间为18天 — 重症病例(21天)明显长于轻症病例(14天)
- 已发现三种病毒株(A、B和C),且病毒仍在持续突变
- 抗体反应差异很大 — 一些研究显示抗体在第17-19天达到峰值,而其他研究报道血清转换可能需要长达50天
- 粪口途径不太可能传播疾病,尽管病毒在粪便中可被检测到长达22天
第一部分:了解病毒(病毒学)
SARS-CoV-2源自何处?
冠状病毒家族过去曾引起其他动物源性疾病,包括中东呼吸综合征(MERS)。虽然尚未确定SARS-CoV-2的直接动物祖先,但该病毒与蝙蝠和穿山甲中发现的β冠状病毒密切相关,这些可能是其原始宿主库。该病毒可能通过在动物宿主体内的选择而发展,随后通过人畜共患传播转移至人类,并在人际传播过程中进一步突变。
在未被发现的人传人传播期间,病毒可能发生突变以优化其刺突蛋白与人体ACE2受体的结合 — 这是病毒进入细胞的“门户”。重要的是,作者强调,关于SARS-CoV-2的现有遗传数据不显示有人为故意操纵病毒的证据。换句话说,该病毒并非在实验室中人工构建的。
SARS-CoV-2有哪些毒株?
已发现三种SARS-CoV-2变异株 — 命名为A型、B型和C型 — 它们的氨基酸序列略有不同。祖先型A和突变型C在东亚以外地区占显著比例,主要在欧洲和美国。B型已发生突变并广泛传播,是东亚最常见的毒株。作者强调,需要持续对病毒突变进行基因组测序,以监测大流行并观察新的、可能更具危险性的变异株。
SARS-CoV-2如何进入人体细胞?
SARS-CoV-2通过将其刺突蛋白与ACE2受体(血管紧张素转换酶2)结合而进入人体细胞。该受体在肺、小肠、肾脏和心脏中高度表达。有趣的是,ACE2不存在于先天性和适应性免疫细胞上。
细胞进入由一种名为TMPRSS2的宿主酶促进,这是一种丝氨酸蛋白酶,可将刺突蛋白裂解为两个片段(S1和S2),使病毒膜与人体细胞膜融合。该病毒还与其他分子结合:
- CD147(也称为basigin或细胞外基质金属蛋白酶诱导剂) — 存在于人体气道和肾上皮细胞中,以及先天免疫细胞和淋巴细胞中
- TMPRSS4 — 在肠上皮细胞中高度表达
作者还指出,抗体依赖性增强(一种抗体实际上帮助病毒进入细胞而非中和它的过程)可能有助于感染,正如最初 SARS-CoV 所报道的那样。
病毒是否还有其他用于进入细胞的分子?
SARS-CoV-2 可能使用其他冠状病毒已报道的受体,包括 CD26、氨肽酶 N 和谷氨酰氨肽酶。其中,CD26(由 DPP4 基因编码)已成为 SARS-CoV-2 的可能受体,因为结构分析预测病毒的刺突蛋白可以与其结合。CD26 在人上皮组织和免疫细胞中表达。
ACE2 的遗传变异会影响 COVID-19 的严重程度吗?
关于影响 COVID-19 严重程度的特定基因变异(多态性)的证据有限。ACE2 被认为是在最初 SARS 疫情中影响肺炎进展的候选基因。ACE 的“D 等位基因”变异可能通过提高血液或组织中的 ACE 水平来影响肾素-血管紧张素系统,从而可能损伤肺部的内皮或上皮。
然而,作者警告称,COVID-19 患病率和死亡率的差异不能仅由任何单一基因变异来解释。相反,参与免疫反应的基因变异——包括 Toll 样受体、炎症小体(触发炎症的蛋白质复合物)、细胞内分子传感器、干扰素(IFNs)和白介素(ILs)——可能都起到了作用。
病毒的哪些部分会触发免疫反应?
SARS-CoV-2 的结构蛋白——刺突糖蛋白、包膜蛋白、膜蛋白和核衣壳蛋白——是免疫系统识别和响应的主要分子。适应性免疫反应(一种“习得”的、能记住既往感染的免疫反应)主要针对刺突蛋白产生,并且已鉴定出免疫优势 T 细胞和 B 细胞表位(免疫细胞靶向的病毒特定部分)。
在感染细胞内,病毒 RNA 复制酶复合物和其他非结构及翻译后蛋白激活先天免疫通路。这导致 I 型干扰素反应、上皮细胞中 NF-kB(控制炎症的蛋白质复合物)的激活,以及巨噬细胞和树突状细胞中 NLRP3 和其他炎症小体的激活——这些都是机体第一道防线的一部分。
SARS-CoV-2 与最初的 SARS-CoV-1 有何不同?
SARS-CoV-2 的刺突蛋白具有一个受体结合域,其与 ACE2 的结合亲和力更高。这种更强的结合可能解释了为何 SARS-CoV-2 更容易传播。
此外,SARS-CoV-2 刺突蛋白包含一个多碱基弗林切割位点(氨基酸序列为 PRRAR),其中包括在 SARS-CoV-1 或其他 SARS 样病毒中未发现的 4 个氨基酸残基的插入。该位点允许病毒被弗林蛋白酶和其他蛋白酶有效切割,这决定了病毒的传染性和可感染的动物物种。
COVID-19 与 HIV 感染相似吗?
COVID-19 与 HIV(人类免疫缺陷病毒,即引起艾滋病的病毒)之间有一些有趣的相似之处。COVID-19 中出现的严重淋巴细胞减少症(一种白细胞——淋巴细胞的异常低水平)与 HIV 感染中观察到的情况相似。然而,存在一个关键区别:HIV 特异性地导致 CD4+ T 细胞淋巴细胞减少症,而 COVID-19 导致影响所有类型淋巴细胞的普遍性淋巴细胞减少症。
另一个重要的区别在于时间。COVID-19 中的严重淋巴细胞减少症在数周内发展,而 HIV 引起的淋巴细胞减少症需要数年才能发展。HIV 和 SARS-CoV-2 都是 RNA 病毒,在复制方式上有一些相似之处,这意味着某些 RNA 复制药物可能对这两种疾病都有效。
可能会出现更危险的 SARS-CoV-2 突变株吗?
有两种 SARS-CoV-2 菌株具有临床相关性,基因组分析显示包括刺突糖蛋白基因在内的多个病毒基因中存在高频率的突变和缺失。作者解释说,COVID-19 的治疗和未来的疫苗接种可能会驱动病毒的遗传进化,影响其毒力(所引起疾病的严重程度)和致病性(引起疾病的能力)。
例如,关于从新加坡患者身上分离的 SARS-CoV-2 ORF8 基因中 382 个核苷酸缺失的报告表明,突变可能是人类适应的结果,并且可能与病毒的减毒(减弱)有关。然而,作者警告说,只要人类与携带冠状病毒的活体动物密切接触,出现“SARS-CoV-3”的可能性就存在。
SARS-CoV-2 在呼吸道和口腔分泌物中能被检测到多久?
这是感染控制中最为实际重要的问题之一。来自中国96名COVID-19患者的数据表明,SARS-CoV-2在呼吸道样本中被检出的中位时间为18天(范围13-29天)。在该研究中,痰液和唾液未单独分析。
重症患者的病毒排出期(即可以检测到病毒并可能传播病毒的时期)显著更长:
- 重症疾病:中位时间为21天(范围14-30天)
- 轻症疾病:中位时间为14天(范围10-21天)
该研究还发现,使用糖皮质激素(类固醇药物)治疗超过10天会显著延长病毒排出的持续时间——这对患者和医生来说是一个重要的考量因素。
不同样本类型的病毒载量(体内病毒的数量)存在显著差异。呼吸道样本的病毒载量最高,其次是粪便样本,血清样本的病毒载量最低。另一项针对78名患者(33名无症状和42名有症状)的研究估计,从鼻咽拭子中检测到病毒排出的持续时间为:
- 无症状患者:8天(范围3-12天)
- 有症状患者:19天(范围16-24天)
在病毒载量方面,死亡患者的痰液中高达每毫升1.34 × 10¹¹拷贝,而存活患者的痰液中高达每毫升7.52 × 10⁵拷贝——这是一个相差数个数量级的巨大差异。
病毒是否可以通过粪口途径传播?
酶TMPRSS2和TMPRSS4促进SARS-CoV-2感染表达ACE的人肠上皮细胞(肠道内衬细胞),这可能导致成人和儿童的腹泻。通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)——标准诊断测试——已在粪便样本中检测到SARS-CoV-2。
病毒在粪便样本中的中位持续时间为22天(四分位距17-31天),这显著长于呼吸道样本(18天,范围13-29天)。然而——这一点令人欣慰的是——释放到肠腔中的病毒被模拟的人结肠液灭活,并且未从COVID-19患者的粪便标本中分离出具有感染性的病毒。
作者得出结论,肠道是SARS-CoV-2复制的潜在部位,可能有助于局部和全身性疾病以及整体疾病进展,但通过粪口途径不太可能对COVID-19的传播做出重大贡献。
第二部分:免疫系统如何对SARS-CoV-2做出反应
B细胞和抗体反应:血清转换的时机是什么?
血清转换是身体产生可检测到的针对病毒的抗体的时期。了解这一时机对于解读抗体测试以及理解免疫力可能持续多久至关重要。
根据之前的SARS研究,研究人员知道可检测到的IgG抗体(提供持久免疫力的长期抗体)的中位血清转换时间为感染后17天。可检测水平的SARS特异性IgG和中和抗体持续存在长达720天(约2年)。这表明针对复发性SARS感染的抗体介导的保护可能持续长达2年。
然而,关于SARS-CoV-2抗体反应的报告不一致。一项针对285名COVID-19患者的研究报告称,SARS-CoV-2特异性IgG和IgM抗体在症状出现后分别于17-19天和20-22天达到峰值。另一方面,另一项针对26名住院COVID-19患者的研究显示,血清转换可能需要长达50天。
作者解释说,这些差异可能与患者确诊SARS-CoV-2的时间或每个患者组的临床特征有关。需要额外的研究来解决这些差异,并为患者和医生提供更清晰的感染后免疫力图景。
IgA抗体在SARS-CoV-2感染中起什么作用?
全身性IgA反应——主要存在于黏膜、唾液和血液中的抗体——可能在COVID-19的发展中发挥重要作用。黏膜IgA可能通过阻止SARS-CoV-2附着于呼吸道上皮(即覆盖气道内壁的薄层细胞)而发挥保护作用。这表明,黏膜表面的IgA抗体可能是人体抵御病毒的重要防御机制的一部分,但尚需更多研究以全面了解其保护能力。
这些发现对患者的意义
本综述中的几项发现与患者及其家属直接相关。
首先,病毒 shedding 的持续时间对隔离指导至关重要。 病毒在呼吸道样本中可被检测到的中位时间为18天——重症病例可达30天——这一发现提示患者应做好可能延长隔离期的准备。无症状患者平均仅排毒约8天的事实令人欣慰,但较大的差异范围表明个体变异显著。
其次,使用糖皮质激素的患者应了解其对病毒清除的潜在影响。 一项研究表明,糖皮质激素治疗超过10天会显著延长病毒 shedding(重症疾病的中位时间为21天),这是一个重要的考量因素。患者不应在未咨询医生的情况下自行停用处方类固醇药物,但此信息有助于指导关于治疗计划的讨论。
第三,粪口传播风险似乎较低。 虽然病毒在粪便中可被检测到的时间比呼吸道样本更长(22天 vs. 18天),但从粪便标本中未分离出具有感染性的病毒,且模拟结肠液可使病毒失活,这对家庭和卫生方面的担忧是令人欣慰的。
第四,感染后的免疫反应复杂且存在个体差异。 血清转换时间的广泛范围(一项研究中为17-19天,另一项研究中长达50天)意味着必须谨慎解读抗体检测结果。感染后不久进行的抗体检测呈阴性并不一定意味着患者没有免疫力,而阳性结果也不保证具有保护力。
当前证据的局限性
作者坦诚地指出了撰写时现有证据的局限性。首先,由于诊断检测的局限性、人群检测与报告的范围,以及各国采取的不同防控策略,报告的COVID-19病例数和死亡数可能低估了真实的累积发病率。
其次,缺乏提供无症状病例明确比例的流行病学调查,使得难以理解疾病的全貌。
第三,关于与COVID-19相关的遗传多态性的证据有限。COVID-19的患病率和死亡率的差异不能仅由ACE插入/缺失多态性或任何单一基因变异来解释。
第四,关于SARS-CoV-2体液(抗体)反应的报告不一致,血清转换时间在各项研究间差异很大。这些差异可能反映了患者确诊时间或临床特征的不同,值得进一步研究。
最后,作者强调,尽管疫苗和药物开发研究正以前所未有的速度发展,但关于COVID-19相关主题的基础研究和临床研究必须基于更协调、高质量的研究,以产生可靠且可操作的证据。
对患者的建议
基于本综述的发现,患者可以采取以下几个实际步骤:
- 遵循关于隔离和检疫的公共卫生指导。 鉴于病毒在呼吸道样本中 shedding 的中位时间为18天,重症病例可达30天,患者应遵循当地卫生当局关于隔离持续时间的指南。
- 在未咨询医生的情况下不要停用处方药物。 这对使用糖皮质激素的患者尤为重要,他们应与医疗保健提供者讨论风险与益处。显示使用糖皮质激素会延长病毒 shedding 的研究很重要,但突然停用这些药物可能会产生严重的健康后果。
- 保持良好的卫生习惯,包括洗手。 虽然粪口途径似乎不太可能是主要的传播途径,但病毒在粪便中可被检测到超过3周。如厕后严格进行手部卫生仍是一个明智的预防措施。
- 了解抗体检测的局限性。 抗体检测呈阴性并不一定意味着您没有免疫力,特别是在感染后早期进行检测时。请与您的医生讨论检测结果,而不是自行得出结论。
- 对于患有过敏性疾病和哮喘的患者: 完整综述包含关于在疫情期间管理过敏性疾病的广泛指导。请与您的过敏症专家或专科医生保持联系,以确保您的病情得到良好控制,因为这可能有助于降低如果您确实感染时出现并发症的风险。
- 请继续认真对待预防措施。作者指出,如果不进行疫苗接种,根除SARS-CoV-2将几乎不可能。在疫苗广泛可用之前,预防措施仍然是主要的防御手段。
常见问题解答
感染新型冠状病毒后,病毒在体内停留多久?
在中国一项针对96名患者的研究中,病毒在呼吸道样本中被检测到的中位持续时间为18天。重症病例约为21天,轻症病例约为14天。另一项研究发现,无症状患者排毒时间约为8天。隔离应遵循当地卫生指南。
COVID-19 会通过粪便(粪-口途径)传播吗?
病毒在粪便中可被检出的中位时间为22天,长于呼吸道样本。然而,从粪便标本中未能分离出具有感染性的病毒,且模拟肠液可使病毒失活。因此,粪-口途径不太可能是COVID-19传播的主要方式。
我正在服用类固醇药物。这会影响 COVID-19 吗?
一项研究发现,使用糖皮质激素治疗超过10天会显著延长病毒排毒时间,重症疾病的中位排毒时间为21天。但是,请勿突然停用处方的类固醇药物。请与您的医生讨论风险与益处,以做出最安全的选择。
抗体检测能否告诉我是否对 COVID-19 具有免疫力?
抗体反应差异很大。一项针对285名患者的研究发现,IgG和IgM抗体在症状出现后17-19天和20-22天达到峰值。另一项针对26名住院患者的研究报告称,血清转换可能需要长达50天。因此,抗体检测存在局限性,应谨慎解读。
SARS-CoV-2如何进入人体细胞?
病毒利用其刺突蛋白与ACE2受体结合,该受体存在于肺、肠、肾和心脏中。名为TMPRSS2和TMPRSS4的酶帮助病毒与细胞融合。它还可能与CD147和CD26结合。这就是病毒感染人体的方式。
SARS-CoV-2有不同的毒株吗?
是的,已发现三种变异株:A型、B型和C型。A型和C型在欧洲和美国更常见,而B型在东亚最常见。病毒仍在不断突变,需要进行基因组测序以监测新变异株。
会出现更具危险性的SARS-CoV-2突变株吗?
是的,这是可能的。病毒会发生突变,治疗或疫苗可能会驱动遗传变化。一份来自新加坡的报告发现ORF8基因存在缺失,这可能会削弱病毒的致病力。只要人类与携带冠状病毒的动物保持密切接触,就可能出现“SARS-CoV-3”。
我感染了新冠病毒(COVID-19),医生开了糖皮质激素。我担心这会延长病毒排毒期。我应该什么时候寻求第二诊疗意见?
持续超过10天的糖皮质激素治疗与显著延长的病毒排毒有关,重症病例的中位排毒时间为21天。然而,突然停用处方的类固醇药物可能会造成伤害。如果您或您的医生对继续治疗的利弊不确定,寻求第二诊疗意见是合理的,尤其是在重症或长期患病的情况下。抗体检测结果也存在差异,因此专家解读可能会有所帮助。当治疗决策感觉不明确或检测结果令人困惑时,请寻求第二诊疗意见。Diagnostic Detectives Network提供独立的专家第二诊疗意见。
来源信息
这篇患者友好型文章基于以下同行评审研究:
Original Title: A compendium answering 150 questions on COVID-19 and SARS-CoV-2
Journal: Allergy (Wiley), accepted article, DOI: 10.1111/ALL.14449
Article Type: Review
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