《细胞》:新型冠状病毒疫情的已知与未知

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目前,世界卫生组织已将新型冠状病毒感染的肺炎命名为“COVID-19”。国际病毒分类委员会将新型冠状病毒命名为“SARS-CoV-2”。何时、何地、如何暴发?张永振 教授

2019年12月,中国湖北省武汉市出现了严重的呼吸系统疾病。截至2020年2月上旬,至少已有28088例确诊病例和24702例疑似病例,其中至少564例死亡。不幸的是,这种疾病已经在全球蔓延开来。在中国,科研人员立即发现并鉴定出引起疾病的病原体—一种新型冠状病毒,国际病毒分类委员会将这种新型冠状病毒命名为“SARS-CoV-2”。尽管我们知道自然界中的病毒多样性确实超出想象,但这次该疾病的暴发进一步表明,在预测新型致病性病原体在何时、何地,以及如何暴发方面仍存在很大的不确定性。

系统发生分析表明,SARS-CoV-2与一组SARS样冠状病毒密切相关。但是,目前尚不清楚该病毒来自何处,以及病毒一开始是如何传播给人类的。与如汉坦病毒和沙粒病毒等其他引起人畜共患病的病毒不同,到目前为止,我们尚未在动物身上发现与人类体内完全相同的SARS病毒。庆幸的是,SARS病毒自2004年以后就在人类中销声匿迹。与之不同的是,SARS-CoV-2病毒似乎具有更强的人际传播能力。与最早传到人身上的该病毒相比,我们对这种病毒在人群中是否已经发生改变、发生那些改变、如何改变的,以及这些改变如何影响其在人群中流行等问题仍然知之甚少。如果存在不表现出临床特征的感染个体,那么在中国和其他地方对这一疾病进行控制和预防就举步维艰。

此前世界卫生组织(WHO)为当前全球化社会需要严阵以待的疾病列出优先级,而疾病X类是其中之一。无论这次暴发将来是否会被列入疾病X,它正迅速发展为符合疾病X特征的首个真正的大流行挑战。在其起源、传染力等方面,此次疫情与SARS暴发具有明显相似性。但是自2003年以来,全球航空旅行增长了不只十倍,这为控制新冠病毒的传播造成了很大的困难。自2003年以来人类在抗击疾病方面取得了很大进步,这得益于WHO和研究资助方在集中于首要威胁上的协调努力。但不幸的是,就像过去的疫情暴发一样,关键的知识缺口和医疗对策需要即时评估。然而,科学家和公共卫生专家现在才开始利用宝贵的时间申请经费,做那些我们早就知道需要去完成,但却没有成为科学研究和全球公共卫生常规资助的课题项目。以前,在我出生的地方,不可避免地每年冬天都会发生洪灾,因为“发生就是发生了”,很多人失去了他们的家园。现在,根据过去几十年的前瞻性投资,用以引导河流的现代防洪屏障建立了起来。对于洪水问题,世界上不同地方有不同的应对方式,有些地方建立起了现代防洪墙,有些地方则使用沙袋。最薄弱的环节在哪根本不必言说。同样的,
更多精彩尽在这里,详情点击:http://hflygsl.com/,友谊赛鹿特丹斯巴达面对疫情,时间将证明中国和国际公共卫生与研究界的共同努力是否会成功,但我们也需要知道如何应对未来有可能发生的类似的公共卫生事件。

许多与SARS相关的冠状病毒在蝙蝠中广泛流行。人们怀疑,某种蝙蝠冠状病毒已经传至果子狸或其他哺乳动物中,经过适应后引起了2003年SARS的流行。因此,我们现在再次提出这种怀疑,尽管确切的动物宿主尚未确定,但此次疫情的源头也应该是野生动物。许多人猜测这是另一次SARS大流行,但从流行病学和临床上看,此次疫情暴发与2003年的SARS流行不同,前者的传播能力更强,家庭内传播更高效,但死亡率较低。关键问题是找到让病毒从动物传播给人类、继而发生人传人的分子决定簇。值得注意的是,SARS-CoV-2基因组的核苷酸序列同源性,特别是刺突蛋白的受体结合结构域(RBD)的外部胞外域,与SARS冠状病毒存在差异。如果能了解这种新型刺突蛋白的蛋白水解激活的确切生物物理模型,以及该RBD与宿主受体ACE2在生理和胞内体pH条件下的相互作用,那么就能揭示该病毒克服动物与人类之间物种屏障的方式。这些信息将让我们能够了解发病机理、设计出有效的抗病毒药物并开发安全的疫苗。

在疾病流行期间,科学以惊人的速度发展。在当局确认新型疫情暴发的几周之内,导致疫情的病毒已被发现、分离和测序。数据的公开共享使得诊断测试的创建及ACE2作为病毒受体的验证迅速发展。

病毒的测序十分迅速,目前公开共享了五十多个序列。这些测序信息使我们能够了解病毒和流行病的关键特征,包括(1)可用以指导诊断、药物和疫苗的设计;(2)发现蝙蝠为最有可能的宿主;(3)表明流行病是始料未及的偶然事件;(4)该流行病是通过人与人之间的传播而持续存在的,且人传人自疫情一开始持续到现在;(5)该流行病很可能早在2019年11月中旬至12月中旬就已经开始。

随着疫情的进一步扩大,继续进行病毒测序并公开共享实验数据非常重要。测序将帮助解决一系列关键的问题,包括对有效干预策略的了解、我们对传播链的研究是否存在缺失、病毒传播的各个节点如何连接,以及哪些环境和人为因素可能导致病毒扩散。此外,我们还需要了解病毒人传人的难易程度,包括在病毒潜伏期的无症状扩散和传播水平。新疫苗和治疗药物的开发也许很难影响这种流行病的发展趋势,所以重新利用既有药物可能为治疗SARS-CoV-2感染者提供新的机会。

冠状病毒(SARS-CoV-2)的流行始于中国武汉,目前已蔓延至全球多个国家。目前医疗行业、公共卫生和政府部门加大了控制疫情的力度。这一流行病对中国的经济和社会产生了巨大影响,此时的首要任务是努力控制疫情、限制病毒传播并提供适当的患者照护,同时仍有几个问题需要解决。首先,为什么这种病毒比引起严重呼吸系统疾病的其他冠状病毒(SARS-CoV和MERS-CoV)更易传播?SARS-CoV-2是否比这些其他病毒更容易在上呼吸道复制?新冠病毒是否与引起义膜性喉炎和普通感冒(而非肺炎)的HCoV-NL63更为相似?病毒是否主要通过飞沫传播,就像SARS-CoV和MERS-CoV一样?当患者表现出早期疾病体征甚至患有亚临床疾病时,会发生多少传播?其次,病毒是否会像SARS-CoV一样突变,继而更易感染人类,而不是像MERS-CoV未发生变异?病毒与现在推定的细胞受体——血管紧张素转化酶2(ACE2)的结合程度如何?如果结合力不强,那病毒是否会发生适应,从而加强结合能力?第三,该病毒的人畜共患病源是什么?蝙蝠可能是最终的来源,但病毒的传播是否涉及中间宿主?最后,使病毒具有致病性的独特病毒分子特性是什么?

最近出现的SARS-CoV-2在中国和世界各地迅速而持续地传播,向人们提出了许多科学和公共卫生问题及挑战。

从基础科学的角度来看,我们必须具有前瞻性,解决有关冠状病毒与其宿主之间相互作用的问题。SARS-CoV-2是最近出现的第三种人畜共患冠状病毒。基因组测序结果表明,这些病毒与蝙蝠冠状病毒具有紧密关联。鉴于在蝙蝠种群中发现的新型冠状病毒数量巨大,这些病毒很可能将继续向人类传播,造成始料未及的结果。是什么因素导致了这样的结果?蝙蝠病毒中是否存在一定的基因组特征,可帮助预测哪些病毒最终会出现?该新型病毒在感染人类之前是否需要经过中间宿主?当这种情况发生时,是什么导致了不同的疾病结局?又是什么导致了病毒在人与人之间的传播?疾病结局是否受影响于病毒和/或宿主遗传因素?

从公共卫生的角度来看,开发有效的疫苗和抗病毒疗法十分必要,提高这些疗法快速可及性的需要也十分迫切。此前针对致病性严重急性呼吸系统综合征(SARS-CoV)和中东呼吸综合征(MERS-CoV)冠状病毒的研究提供了有助于加快研发进程的平台,但还没有任何一项研究进入II期临床试验。SARS-CoV-2分离株的基因组序列如果能快速地公开,就可能快速推进公共卫生方面的工作,可能比疫苗开发的正常路径更快。病毒和动物模型如果能得到利用也将有所帮助。如果SARS-CoV-2继续扩散且并入呼吸道病毒疾病的现有形势中,这将成为更加重要的优先事项。关于SARS-CoV-2及其与人类宿主之间的相互作用,以及如何制定最有效且安全的疫苗策略,我们还有许多事情需要了解。

在宏基因组学时代,病原体快速鉴定有几近无限的可能性,诊断新的病毒性疾病似乎很容易。对于SARS-CoV-2,首个基因组于1月10日发布,首个诊断PCR分析于1月15日发布——以前我们从来没有办法在新病毒出现后几乎立即就对其进行诊断。

现在,广泛可用的试剂和商业试剂盒使高收入国家能够检测出疑似病例并筛查从境外返回的旅客。但是,这项任务需要配备设备完善的分子诊断实验室,不仅要有训练有素的人员,也需要功能齐全的供应链。在资源有限的地区,例如撒哈拉以南的非洲地区,检测能力通常仅限于参考实验室(如果有的话)。由于与中国在经济上的紧密联系以及地区之间的密集航空运输,资源有限的地方的确存在SARS-CoV-2传入的实际可能。

由于低收入地区的筛查资源稀缺,对一种新型病毒的遏制几乎不可能实现,尤其是表现出轻微症状的新型病毒。尽管分子诊断技术发展迅猛,但迄今为止,还没有强大、可靠且易于实施的诊断护理工具得到广泛利用以迅速适应当前的SARS-CoV-2疫情。

缺乏此类诊断手段使本就已经易受影响的国家面临更高的风险,在流行病和大流行期间给薄弱的卫生系统带来了巨大压力。需要对可以迅速大规模应用于新兴病原体的智能诊断加大投入,并且需要利益相关者对其优先考虑。附:

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