任丽丽:新型冠状病毒病原学研究对临床的提示(4)
同时对病人开展PCR和IgM ELISA检测,阳性率可以达到98.6%
。这是针对武汉最早期的那一批病人的数据,我们在针对不同的感染时期,病人的特点和人群的特点,这种方法对提升检出的比率要重新评估。
四、为何不同人感染后症状不一——致病性
疾病表型多样
我们已知人冠状病毒的感染特点是轻症或无症状,主要引起呼吸道感染、干咳等,也有胃肠道症状等,偶可导致重症呼吸道感染等。但新冠病毒引起的COVID-19疾病表型多样,会引起多系统受累,结膜炎、皮疹、水肿等症状,在儿童还可导致川崎病。因此,新冠病毒对于我们而言的确很「新」,作为临床医生还是要很细心地观察病人,尤其对于新冠病毒核酸检测阳性的病人,把他的症状、体征做好记录,这对我们更深刻地认识新冠肺炎非常有帮助。对于我们做基础研究或者做病原学研究的人来讲,很期待能看到临床方面系统的疾病类型总结。
为什么不同人群感染新冠病毒的症状不同,这是个比较难回答的问题。一般来说,
感染后症状的轻重要从病毒和宿主这两个角度考虑。
在早期,病毒突变没有那么强,病人感染的毒株几乎都是同一个来源的毒株时,更多的要从宿主的角度来考虑。上图是我们利用病毒感染的病人的BALF做的转录组,相比SARS-CoV,SAR-CoV-2诱发了更为显著的IFN反应,在COVID-19病人BALF中,检测到大量干扰素诱导基因的表达。病毒感染人体产生的大量炎症因子,引起的免疫病理反应被认为是组织器官损伤的重要机制。
病毒感染细胞后的免疫反应
免疫病理损伤与炎症过度激活有关。目前认为病毒感染表达ACE2/TMPRSS2的细胞,使宿主细胞发生裂解并释放损伤相关的分子模式,被邻近的上皮细胞、内皮细胞和肺泡巨噬细胞识别,触发促炎性细胞因子和趋化因子的产生,将单核细胞、巨噬细胞和T细胞吸引到感染部位。在临床上会使用细胞因子检测试剂盒,在血中或者在呼吸道样本体液中检测出的细胞因子就是这样的方式产生的。部分细胞因子的改变与疾病的严重程度呈现关联性,借此可提出相应的治疗策略,如用白介素6拮抗剂来限制炎症损伤等。对病毒诱发炎症因子、其调控宿主信号通路关键因子的识别,有助于为抗病毒感染提供更多的靶点。
宿主易感性
遗传易感性被认为与COVID-19严重程度有关。研究较多的包括干扰素诱导穿膜蛋白3和TMPRSS2等。
IFITM3与COVID-19严重程度关联
一项基于80个病人的研究发现IFITM3的RS12252位点发生CC的纯合的变化在重症和死亡病例中的比例更高。另一项研究发现,IFITM2和IFITM3转染细胞后能够很好地抑制新冠病毒的复制。这些研究从宿主角度给出疾病重症关联的影响因素。
TMPRSS2 突变与 COVID-19 严重程度的关联
这项针对TMPRSS2的突变体开展的研究,在意大利人群中发现TMPRSS2的突变体与疾病的严重程度有关。虽然这些数据的人群数比较小,但还是能够给我们提示遗传易感性到底在急性病毒性感染中起什么作用。急性重症呼吸道感染的遗传易感性一直是领域内难以回答的问题,主要原因是病例入组难度大。在新冠疫情中,全球科学家针对易感性的问题在不同地域开展的同质化研究,有助于在更多的病例数量基础上揭示宿主基因突变与病毒感染及疾病严重程度的关联。
近期,英国将要开展一项约2万个病例的遗传易感性研究,国内的一些小规模的数据可能即将公布,数据的积累有助于推进未来个体化医疗。
病毒感染的不同阶段,如何把研究中发布的数据与临床的症状和体征结合起来,在防治的角度寻找一个切入点,这一点是单纯依靠研究人员是无法完成的,需要大家的合作与交流。
五、到哪去?——演化突变
基因片段缺失和点突变
前文我们提到监测基因组突变在优化检测方法中的作用,也提及新的突变形成的主要流行株传播力的改变。对突变特征和突变后毒株传播致病等特点的认识,也就是对其演化方向和特征的了解对于疫情防控非常关键。病毒基因突变包括基因片段的缺失和点突变。当前病毒基因组数据比对可以看到 ORF 8区域 382nt缺失和美国出现的ORF7a 81nt缺失。这种缺失突变株导致病毒毒力减弱。
现在大家最关注的突变热点就是S基因的D614G突变,突变病毒株在全球已经成为主要流行毒株。目前在细胞学水平的研究可见D614G突变能毒株病毒表面的S蛋白增多,同时病毒稳定性增强,它感染人源细胞的能力增强。614G位点突变在群体中的传播力是不是也会更强,需要流行病学的数据来帮助佐证。对于病毒的演化来说,我们即使不知道它的来源,但至少密切关注它的突变对人类的影响有多大。