科学与新皇冠病毒的竞争为什么感染人数远远超过非典

2020-02-06 10:24 来源:中国新闻周刊
科学家和医生已经开始越来越了解这种病毒以及由它引起的流行病的特征。然而,还不清楚它是从哪里和什么时候来的,特别是它的爆发将如何结束科学和新皇冠病毒之间的竞争。

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本报记者/彭

发布于2020年2月10日,编号934 《中国新闻周刊》

目前,如果美国医院有呼吸道疾病、肺部感染和发热,医生们必然会问他们一个问题:‘你最近去过中国吗?“如果答案是肯定的,应该做的是给病人戴上口罩,把他们隔离在隔离室,然后联系疾控中心。”这篇文章来自于1月23日由安东尼·法希和国家卫生研究院传染病专家《美国医学会杂志》编辑的采访节目。

从中国领土中部的湖北省到横跨大西洋的美国华盛顿,从东南亚的泰国到南半球的澳大利亚,中国的肺炎爆发引起了全世界的关注。

在这一切开始的时候,一个名叫新冠状病毒——的家伙,这是已知核糖核酸病毒中基因组最大的病毒,曾经引起过两次大的流行病:2003年非典,8000多人感染了非典冠状病毒,死亡率接近10%;在2012年的中东呼吸综合征(MERS)中,近2500名感染者中有851人死亡,死亡率高达37%。

在湖北省造成浩劫的新冠状病毒与非典症状相似。病毒侵入人体后,受感染的人会经常发烧、咳嗽、肌肉酸痛或虚弱,甚至呼吸困难.一项针对425名感染者的研究发现,在1月1日之前,武汉市中心的华南海产品批发市场是病毒“制造麻烦”的主要场所。此后,携带病毒的人开始更频繁地成为传染源。病毒在人与人之间传播,打喷嚏、咳嗽、近距离交谈和其他行为开始成为危险行为。

1月24日,前美国食品和药物管理局局长斯科特·戈特利布在一次媒体采访中说,这种新的冠状病毒看起来比“非典”更温和,但它可能更具传染性,因为爆发比“非典”更快。北京时间1月31日凌晨,世界卫生组织(世卫组织)宣布,中国新的冠状病毒疫情构成“国际关注的公共卫生突发事件”,这是世卫组织传染病应急机制的最高级别。

"世界卫生组织紧急委员会在早上召开了一次会议,并表示暂时没有必要宣布PHEIC。它观察了大约10天,但当天下午改变了决定。其中一个主要原因是在美国发现了首例人与人之间的病例,这证明了这种病毒具有相对的传染性。”麻省大学医学院的鲁山教授说。截至公告发布时,中国以外的18个国家有98例新的冠状病毒感染,包括德国、日本、越南和美国等4个国家的8例人传人病例。

科学家和医生开始对这种病毒及其引起的流行病的特征有越来越多的了解。然而,它从哪里来以及何时开始感染人类还不清楚。尤其是,无法判断疫情将如何结束。

新冠病毒,知道与不知道的

Laurie Garrett,前美国对外关系委员会全球健康高级研究员,普利策奖获得者,说,“17年前的这个时候,我报道了非典疫情,导致774人死亡,37个国家受到影响,所以当我在2019年12月12日读到武汉海鲜市场的大规模肺炎感染时,我有一个惊人的相似之处。”在病毒学中,这确实是两种相关的病毒。

2019年12月底,湖北省武汉市的几家地方医疗机构报告了一群不明原因的肺炎患者。12月27日,武汉金印滩医院收治了3例成人重症肺炎患者。三天后,研究人员收集了三名患者的肺泡灌洗液,并从他们的体内分离出相同的病毒——,这是一种被世界卫生组织命名为“2019-nCoV”的新冠状病毒。1月25日《新英格兰医学杂志》,中国疾病预防控制中心主任高福等人发表了这一过程。冠状病毒分为α、β、γ和δ四个属。这种新的冠状病毒被归为亚家族β。到目前为止,已知感染人类的冠状病毒有6种,其中4种致病性较低,但另外2种冠状病毒可引起严重的呼吸道疾病,感染率和死亡率较高。它们是非典和中东呼吸综合症病毒。

当第一个可用的病毒基因序列被公布时,科学家将它放在冠状病毒家族树——上,这是一种富含物种并感染许多物种的病毒,并发现它与蝙蝠病毒有最密切的遗传关系。1月23日,中科院武汉病毒研究所的石团队发现,新的冠状病毒与蝙蝠冠状病毒有96%的相似性,与非典冠状病毒的序列一致性为79.5%。她推测新的冠状病毒可能来自蝙蝠。

同样,中国疾病预防控制中心谭等人1月29日发表的一项研究指出,与非典病毒相比,这种新的冠状病毒更类似于浙江舟山采集的两种蝙蝠冠状病毒,有88%的同一性。文章指出,通过对动植物物种历史的分析,蝙蝠可能是病毒的原始宿主,而在武汉华南海产品市场出售的一些动物可能是病毒与人类传播的中间宿主。

还有一种分析认为,蛇是最有可能携带新冠状病毒的中间宿主,但这几乎遭到基因分析师的一致批评。格拉斯哥大学病毒研究中心教授戴维·罗伯特森在接受《柳叶刀》采访时说,“从我们的研究和其他学者的工作来看,很明显没有证据表明病毒来自蛇。然而,这并不意味着蝙蝠会直接传播,更有可能的是,市场上一种身份不明的哺乳动物会充当中间宿主。”

"在疫情爆发的早期阶段,确定导致疫情爆发的病原体并了解是否有多个菌株同时传播是非常重要的。后一种情况将使身份识别复杂化。”全球共享禽流感数据倡议(GISAID)主席彼得·博格纳在接受《中国新闻周刊》采访时指出,幸运的是,这些病毒非常相似,这使得它们更容易被锁定,并表明它们只是刚刚被引入人类。

有很多关于来源的猜测,但可能与蝙蝠有关,因为很明显,在已知基因组的冠状病毒家族中,目前这种病毒的所有前体细胞都来自蝙蝠。“为了了解更多的细节,我们当时需要市场上的动物样本,但是所有的东西都已经被处理和消毒了——。当然,这是对未知威胁的适当回应。”GISAID主席彼得·博格纳说。与此同时,在动物中寻找相关病毒的工作正在进行中,因为这种鉴定对于防止将来新病毒感染人类非常重要。

这个市场和新的冠状病毒确实有很大的关联。几项基于武汉病例的流行病学研究发现,一些感染者有接触海鲜市场的历史。最直接的证据来自中国疾病预防控制中心病毒病防控所,该所在1月26日的工作简报中指出,在华南海产品市场的585份环境样品中检测出33份阳性样品,其中31份分布在华南海产品市场的西部。值得注意的是,在西部7街和8街内靠近市场的地方有很多野生动物贸易商店,并且在该区域有14个阳性样本,表明该病毒来源于在华南海鲜市场销售的野生动物。

然而,在黄等人于《中国新闻周刊》年1月24日发表的一篇文章中,在1月2日之前入院的41名感染者中,仅有27人曾接触过华南地区的海产品市场,且无流行病学调查结果

与此同时,甚至病毒的自然宿主也仍然不确定。圣地亚哥斯克里普斯研究所的进化生物学家克里斯蒂安·安德森(Christian anderson)在接受《柳叶刀》杂志采访时说,“在将病毒从单一物种中分离出来之前,很难决定哪一种是自然宿主。”

在GISAID数据库中,科学家们正在分享越来越多来自患者的完整病毒序列——,目前至少有53个。通过对这些病毒基因序列的深入研究,研究人员试图了解新冠状病毒的起源以及在蝙蝠和其他动物中发现的病毒的系谱关系。与此同时,他们还可以一瞥它的外观、变异,甚至是阻止传播的方法。然而,对于这种新病毒,科学家们仍有许多未解之谜要寻找,它已经导致了10,000多例感染和260例死亡。

大流行:感染人数为何远超SARS

1月18日之前,官方公布的感染人数为62人,英国帝国理工学院和香港大学医学院的学者预测,武汉病毒感染人数可能超过4000人。英国兰卡斯特大学的乔纳森等人的模型也有类似的预测。到1月20日,他们估计武汉大约有3500例感染病例。最新的预测来自香港大学的梁教授和其他人,他们在《科学》发表的文章中估计,截至1月25日,武汉可能有75800人感染了这种新的冠状病毒.

尽管这些预测与最初的官方报告数据不同,但疫情迅速蔓延。1月25日,劳里·加勒特在美国有线电视新闻网网站上写道,新的疫情似乎超过了2003年非典的规模。四天后,即1月29日,全国确诊病例数接近6000例,超过了非典期间中国的5327——例确诊病例。从12月31日武汉市卫生委员会公布疫情开始,这仅仅是一个月前的事了。

根据国家疾病预防控制中心、湖北省疾病预防控制中心、香港大学等机构1月29日在NEJM上发表的《科学》号论文,通过对武汉市425例最早确诊病例的数据分析,估计r 0(基本感染人数)约为2.2,即每个感染者平均会再传染2.2人。这接近世卫组织的初步估计,即R0值为1.4至2.5。

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流行病的严重程度如何?香港大学公共卫生学院教授高本南在接受《柳叶刀》采访时指出,严重性有两层含义。首先,临床表现,感染者住院的风险有多高?有多少住院病人病情危重?死亡的概率是多少?对此,Ghoban说他目前没有足够的信息,但他和他的同事刚刚发表的文章估计,新冠状病毒住院患者的死亡风险约为14%。这与武汉金印滩医院的张莉等人的结论相似:他们在1月29日《新型冠状病毒感染肺炎在中国武汉的初期传播动力学》发表的文章中发现,99例新发肺炎患者的死亡率为11%。

"目前,人们知道许多新感染的人是轻度疾病,这与非典有很大不同。然而,轻度病例与重度病例的比例尚不清楚,因为绝大多数轻度病例尚未被实验室检测和确认。”高贝尼说。上海市医疗专家组组长、华山医院感染科主任张文泓近日撰文指出,在上海患者中,重症患者可能占15%,死亡率明显低于非典型肺炎,重症患者主要是患有心肺等基础疾病的老年人。“硬币”的另一面是,大量轻度或无症状的患者可能成为传染源。美国国立卫生研究院过敏和传染病研究所的病毒学家文森特·明斯特在《新英格兰医学杂志》的一篇社论中指出,如果病毒感染不会导致严重的疾病,受感染的人可能不会寻求治疗。相反,他们会去工作和移动,这可能会把病毒传播到接触者,甚至国际上,使传播链的跟踪更加复杂。

症状轻微但具有传染性,这是新皇冠与非典最大的区别,也是疫情防控的难点。一位不愿透露姓名的微生物学家表示,非典感染只有在出现发烧和肺炎等症状后才具有很强的传染性。然而,这种新的冠状病毒有大约12天甚至更长的潜伏期。发病不急,也不会出现高烧和明显的呼吸道症状。有些病人只是有点虚弱,头痛并伴有消化道症状。“这些病人不容易在人群中被发现,他们也不会接受医疗检查。甚至医生也不容易识别。”北京朝阳医院副院长、呼吸系统危重症专家童告诉《中国新闻周刊》,“这是一个很难解决的问题。只有通过不断的宣传和教育,他们才能认识到自己的危险,保护自己,保护家人,对社会负责。”

然而,关于无症状患者的传染性,麻省大学医学院的鲁山教授解释说,如果不在潜伏期,临床上认为即使体内有病毒,感染也应该很小,因此传染性极低。“这是病毒学的一个基本概念,即传染性与体内病毒载量直接相关。”

目前,被感染的人数正在迅速上升。“接下来的四到五周至关重要。这将是一条真正的钢索。如果它传播得太广,它不会像非典一样结束。”美国国立卫生研究院的安东尼·法西认为,下一步要么达到顶峰,然后下降,要么成为全球爆发。但是,庐山需要乐观,“疫情总体失控,向全国发展的可能性很小,因为湖北以外其他地区的病例很少,有足够的人力和资源处理新病例。”

疫苗与药物研发

一名35岁的男性被诊断出患有新的冠状病毒,并在今年1月15日从武汉返回美国后成为美国第一个被感染的人。在住院的第7天,由于病情恶化,基于美国的“同情用药”原则,医生决定向他提供一种未经批准的药物——瑞德西维尔(RDV),一种由吉利开发的抗病毒药物。第二天,他的状况大大改善了。这篇关于美国首例确诊病例的诊断和治疗过程的文章发表于1月31日《柳叶刀》。

RDV是一种新型核苷类似物抗病毒药物,通过抑制病毒核酸的合成发挥抗病毒治疗作用。上海市公共卫生临床中心党委书记卢洪洲表示,根据目前的研究数据,RDV可能是最有潜力的抗冠状病毒药物,但目前还没有关于RDV在人体内的安全性和有效性的相关研究。吉利全球首席医疗官默达·帕西(Merdad Parsey)也在1月31日发表了一份措辞谨慎的声明,称RDV尚未获准在任何国家上市,其安全性和有效性也未得到证实。

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几十种新的冠状病毒核酸检测试剂储备溶液被放置在储存箱中。这些库存解决方案来自十几家制造商,在春节期间经常出现供应短缺。摄影/杨树怀

为了确定RDV对新感染冠状病毒的患者是否安全有效,吉利正与中日友好医院合作开展一项三期随机双盲对照试验。该试验于2月3日至4月27日进行,包括270名轻度至中度患者。

王光发,北京大学第一人民医院呼吸与危重病医学部主任,新冠专家组成员,此前曾感染新冠病毒,经治疗后痊愈。作为回应,他透露抗艾滋病毒药物lopinavir/ritonavir(通常称为crixus)对他非常有效,仅服用一天后他的体温就有所改善。

1月27日由国家健康和安全委员会发布的《中国新闻周刊》声明“目前没有有效的抗病毒药物”对抗新的冠状病毒,但是干扰素-α气雾剂吸入或药物洛匹那韦/利托那韦可以试用。“在临床上,它是有效的,特别是在患者接受药物治疗的早期阶段,情况很快稳定下来,不会进一步恶化。”卢洪洲说道。

丁胜,清华大学药学院第一任院长兼全球健康研究中心主任

然而,他指出,新冠状病毒中的类似蛋白酶与艾滋病毒中的蛋白酶仍有很大不同,因此疗效不确定。安东尼·法希还说,在非典和中东呼吸综合征中,一些历史控制数据显示克利奇对晚期病人有一些好处。药物RDV在对抗埃博拉病毒方面收效甚微。此外,他强调说,这些药物都是基于“同情原则”,没有被证明的好处。

在非典和MERS之后,为什么针对它们的特定抗病毒药物没有出现很长时间?丁胜解释说,这种冠状病毒在一般情况下确实不常见。“许多疾病都是如此。患者人数不多,而且以后也没有新的病例,这使得临床试验很难进行。此外,开发的药物没有市场,大型制药公司显然没有投资的动机。”

1月26日,中国病毒病研究所疾病控制与预防中心主任徐文伯表示,他们已经开始研发一种新的冠状病毒疫苗,并成功分离出病毒,目前正在筛选种子毒株。与此同时,许多国外研究团队正在加紧研发新的冠状病毒疫苗,但应用方法不同。清华大学全球卫生与传染病研究中心主任张参与了MERS疫苗的研发。他介绍说,新皇冠疫苗的原理是诱导对病毒具有很强综合能力的抗体,这也是现在所有疫苗策略中最重要的目标之一。

美国国立卫生研究院过敏和传染病研究所正与美国生物技术公司莫德娜合作,开发一种基于核酸的新型冠状病毒疫苗。在澳大利亚昆士兰大学,受全球卫生应急组织“流行病预防和创新联盟”(CEPI)委托的科学家们表示,他们正在使用一种被称为“分子镊子”的技术,这种技术将在病毒基因组编码的蛋白质中添加一个基因,以稳定蛋白质,从而使人体将它视为活病毒并产生抗体。“核酸,尤其是基于核糖核酸或脱氧核糖核酸的核酸,产生得相对较快,但它们的弱点是进入人体后免疫反应相对较差。”张表示,这项新技术在美国的采用将会更快,但在临床上应用还有很长的路要走。与此同时,另一个想法是基于蛋白质的疫苗开发,目前用于所有批准的疫苗。

面对短暂的大流行疾病,药物的持续投资问题也是疫苗开发中的一个难题。在2003年非典爆发期间,科学家们花了20个月的时间从获得基因序列到首次人类疫苗试验。然而,抗非典病毒的疫苗仍未上市。

美国国立卫生研究院传染病专家安东尼·法西和其他负责这项研究的人认为,自从非典出现以来,学术界对冠状病毒认识的提高可以大大缩短疫苗的研发时间。因此,安东尼·法赫希望从获得基因序列到临床试验的第一阶段,这个过程可以缩短到3个月。张认为,如果尽一切努力,这个时间段是可能的,“特别是从非典和中东呼吸综合征爆发积累的研发经验,加上一些技术更新,这一预测可能会实现。”

然而,安东尼·法西告诉《新英格兰医学杂志》,即使在3个月内完成了试验的第一阶段,还需要3个月才能得到结果,然后进入第二阶段,在更大的人群中进行临床试验。“即使我们获得了紧急许可证,这种疫苗也不太可能在至少一年内投入实际使用。”

丁胜说当时非典疫苗已经取得了初步进展,并进行了一些人体试验,但是由于没有病人,也没有人投资,所以无法进行。此外,由于疫苗有很高的安全性要求,技术问题也不排除在外。例如,艾滋病毒疫苗尚未上市,许多其他寄生虫和真菌的疫苗也尚未上市。

“即使我们发现我们的非典疫苗可以交叉预防新的冠状病毒,我们仍然需要资金来进行安全测试和人体临床试验。因此,我们离可用的疫苗还有几个月的时间。”疫苗科学家彼得·霍特兹告诉《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第四版)》。他在休斯顿贝勒大学的医学院开发了一种原型非典冠状病毒疫苗,目前正在研发

"未来最紧迫的事情是时间问题。"丁胜说,从长远来看,这一疾病肯定会得到解决,但我们希望我们能够在短期内做出贡献,在长期内有所储备,以便应对未来的紧急情况。