新型冠狀病毒肺炎：認知與思考

王文靜

概述

新型冠狀病毒肺炎是一種急性感染性肺炎，其病原體是一種先前未在人類發(fā)現(xiàn)的新型冠狀病毒，即2019新型冠狀病毒（2019 Novel Corona Virus，2019-nCoV）。2020年2月7日，中國國家衛(wèi)健委決定將“新型冠狀病毒感染引起的肺炎”暫命名為“新型冠狀病毒肺炎”。2月11日，世界衛(wèi)生組織（WHO）將其英文名稱命名為Corona Virus Disease 2019（COVID-19）。2 月21日，國家衛(wèi)健委決定將“新型冠狀病毒肺炎”的英文名稱修訂為“COVID-19”，與世界衛(wèi)生組織命名保持一致，中文名稱保持不變。

患者初期癥狀以發(fā)熱、乏力和干咳為主要表現(xiàn)，少數(shù)患者伴有鼻塞、流涕、咽痛、肌痛和腹瀉等癥狀。重癥患者多在發(fā)病一周后出現(xiàn)呼吸困難和/或低氧血癥，嚴重者可快速進展為急性呼吸窘迫綜合征或膿毒癥休克、難以糾正的代謝性酸中毒和出現(xiàn)凝血功能障礙及多器官功能衰竭等。值得注意的是重型、危重型患者病程中可以表現(xiàn)為中低熱，甚至無明顯發(fā)熱。從目前收治的病例來看，多數(shù)患者預(yù)后良好，少數(shù)患者病情危重，甚至死亡。老年人和有慢性基礎(chǔ)性疾病者預(yù)后較差。兒童病例癥狀相對較輕，部分兒童及新生兒病例癥狀不典型，表現(xiàn)為嘔吐、腹瀉等消化道癥狀或僅表現(xiàn)為精神弱、呼吸急促等。患有新型冠狀病毒肺炎的孕產(chǎn)婦臨床過程與同齡患者相近。目前，缺乏針對此新型冠狀病毒病原體的有效抗病毒藥物和治療新型冠狀病毒肺炎的特效藥物，以定點醫(yī)院隔離治療、對癥支持治療和危重型病例ICU治療為主。

王文靜醫(yī)學博士，上海市疾病預(yù)防控制中心教授 / 主任醫(yī)師

病原學特點

新型冠狀病毒屬于β屬的冠狀病毒，單股正鏈RNA病毒（長度約為30 kb），有包膜，顆粒呈圓形或橢圓形，常為多形性，直徑60～140 nm（冠狀病毒的結(jié)構(gòu)如圖1）。其基因特征與SARS-CoV和MERSCoV有明顯區(qū)別，目前研究顯示與蝙蝠SARS樣冠狀病毒（Bat-SLCoVZC45）同源性達85%以上。體外分離培養(yǎng)時，新型冠狀病毒 96個小時左右即可在人呼吸道上皮細胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)，而在猴腎細胞（Vero E6）和人肝細胞（Huh-7）細胞系中分離培養(yǎng)需約6天。

冠狀病毒的理化特性 對冠狀病毒理化特性的認識多來自對SARS-CoV和MERS-CoV的研究，病毒對紫外線和熱敏感，56℃ 30分鐘、乙醚、75%乙醇、含氯消毒劑、過氧乙酸和氯仿等脂溶劑均可有效滅活病毒，氯已定不能有效滅活此病毒。

冠狀病毒的生物學特性 為促進2019-nCoV 數(shù)據(jù)共享應(yīng)用并及時向全球公眾提供病毒的相關(guān)信息，國家生物信息中心（CNCB）/國家基因組科學數(shù)據(jù)中心（NGDC）選取了可感染人的兩種冠狀病毒，即 SARS -Co（NC_004718）和最先公布的 2019-nCoV 基因組序列（MN908947），以及一種從蝙蝠中分離采集到的冠狀病毒全基因組序列，用 Muscle 軟件逐一進行全基因組序列比較和多序列比對，建立了2019 新型冠狀病毒信息庫（2019-nCoVR，https://bigd.big.ac.cn/ncov）。

圖1 冠狀病毒結(jié)構(gòu)示意圖（引自Jie Cui et al. 2019）

在病毒溯源研究方面，研究人員對9例住院患者（其中8人曾到過武漢華南海鮮市場）的支氣管肺泡灌洗液（BALF）樣本和培養(yǎng)分離的毒株進行測序，從上述患者中獲得的2019-nCoV基因組序列極其相似，序列同源性達99.98%，表明這種病毒是最近出現(xiàn)在人群中的。經(jīng)生物信息學分析發(fā)現(xiàn)，2019-nCoV與2017年國內(nèi)發(fā)現(xiàn)的蝙蝠SARS樣冠狀病毒ZC45和ZXC21密切相關(guān)，其基因組序列相似度為88%。相比之下，2019-nCoV與2003年爆發(fā)的SARS-CoV和2012年MERS-CoV的親緣關(guān)系更遠，同源性分別為79%和50%。通過系統(tǒng)進化分析發(fā)現(xiàn)，2019-nCoV屬于β冠狀病毒屬的Sarbecovirus亞屬，分支長度比蝙蝠來源的冠狀病毒（ZC45和ZXC21）更長，在遺傳學上與SARS-CoV截然不同。此外，同源性建模結(jié)果顯示，2019-nCoV與SARS-CoV受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域的結(jié)構(gòu)相似，只是在一些關(guān)鍵位點存在氨基酸變異，這意味著新型冠狀病毒采用與SARS相同的ACEII受體進入人體，但其結(jié)合效能仍有待研究。

流行病學特點

2019年12月，湖北省武漢市發(fā)現(xiàn)多起“不明原因肺炎”，患者多有武漢華南海鮮市場暴露史或家庭聚集現(xiàn)象。2020年1月7日21時，研究人員在患者支氣管肺泡灌洗液標本中分離出一種新型冠狀病毒；1月10日24時，完成病毒的核酸檢測；1月12日，WHO將造成武漢肺炎疫情的新型冠狀病毒暫命名為2019新型冠狀病毒（2019-nCoV）；1月31日，WHO宣布將新型冠狀病毒肺炎疫情列為國際關(guān)注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件（PHECI）；2月11日WHO將由新型冠狀病毒引發(fā)的疾病的英文名稱命名為Corona Virus Disease 2019（COVID-19 ）。截至2020年3月6日早上8點，全球累計確診病例98 007例，累計死亡3 356例，累計治愈50 841例；我國累計確診病例80 585例，累計死亡3 016例，累計治愈54 209例。

基于目前的流行病學調(diào)查，新型冠狀病毒肺炎潛伏期1～14天，多為3～7天，潛伏期具有傳染性，具備人傳人的能力。

傳染源 目前所見傳染源主要是新型冠狀病毒感染的患者。無癥狀感染者也可能成為傳染源。

傳播途徑 經(jīng)呼吸道飛沫和密切接觸傳播是主要傳播途徑。在相對封閉的環(huán)境中長時間暴露于高濃度氣溶膠環(huán)境下，存在經(jīng)氣溶膠傳播的可能。由于在糞便及尿中可分離到新型冠狀病毒，應(yīng)該注意糞便及尿?qū)Νh(huán)境污染造成氣溶膠或接觸傳播。

易感人群 人群普遍易感。

新型冠狀病毒致病機制

1. 新冠疫情防控時，為什么把“是否發(fā)熱”看得如此重要呢？

當機體受到病原體，如新型冠狀病毒感染后，病毒與宿主之間的“博弈”就開始了，機體馬上采取防御性措施，通過啟動免疫系統(tǒng)來保護自己、清除病毒，可能會引起機體局部炎癥或全身的溫度會顯著上升，即“發(fā)熱”來對抗感染，所以，發(fā)熱實際上是一種機體針對感染的適應(yīng)性防御機制和精細的體溫調(diào)節(jié)。當然發(fā)熱不僅僅是由新型冠狀病毒感染引起，其他流感病毒或者是細菌感染也會導致發(fā)熱，但是大多數(shù)新型冠狀病毒感染患者以發(fā)熱、乏力為主要表現(xiàn)，而且體溫測量相對來說快捷、簡單、便于操作，因此，發(fā)熱也就成為是否感染新型冠狀病毒的癥狀標準之一，測量體溫也成為新冠疫情防控的一個重要環(huán)節(jié)。另外，像干咳、打噴嚏、嘔吐、腹瀉等癥狀也是病毒和宿主之間的“競賽”，是機體為了驅(qū)逐病毒導致的。

2. 在這場新型冠狀病毒與機體之間的“軍備競賽”中，病毒采取“聯(lián)合作戰(zhàn)”戰(zhàn)略

到目前為止，新型冠狀病毒的具體致病機制尚不十分明確，我們知道細胞表面有細胞膜存在，就好像細胞的皮膚一樣，起到隔離或屏障作用，保護細胞不受病毒的侵入，但是病毒通過億萬年的進化，掌握了打開細胞膜的鑰匙，那就是膜融合蛋白（membrance fusion protein）。而新型冠狀病毒體內(nèi)的膜融合蛋白就是S蛋白，全稱為刺突糖蛋白（spike glycoprotein，S protein），位于新冠病毒最外層，像一個個突起的“皇冠”（見圖2）。S蛋白的主要功能就是病毒的識別與入侵。首先與細胞表面的受體結(jié)合，之后病毒膜與人體細胞膜融合，使病毒基因組進入人體細胞，開始感染。

從病毒進攻路線來說，病毒感染宿主細胞時一般都會經(jīng)歷6個步驟，即吸附、侵入、脫殼、生物合成、組裝和釋放。首先，病毒要“識別”特定的受體蛋白，“錨定”目標細胞，進而融合侵入細胞。接下來，病毒會“脫下”蛋白質(zhì)外殼，馬不停蹄地根據(jù)基因指令，借助宿主細胞提供的原料、能量和場所來合成病毒的核酸和蛋白質(zhì)，緊接著將新合成的病毒核酸和蛋白質(zhì)組裝成子代病毒，釋放到宿主細胞外，從而完成繁殖一代的完整過程。然后，病毒由上述途徑在體內(nèi)大量繁殖，引起宿主細胞結(jié)構(gòu)和功能的變化，導致組織器官的損傷及功能障礙，并且會引起機體的免疫應(yīng)答，如產(chǎn)生抗體從而清除病毒，同時也可能引起免疫病理損傷。

圖2 新型冠狀病毒蛋白組成示意圖

新型冠狀病毒的基因組其實很簡單，但卻把人類攻擊得節(jié)節(jié)敗退，主要原因是它的三個主要基因：S基因、M基因和E基因的“聯(lián)合作戰(zhàn)”。S基因編碼刺突糖蛋白，形成病毒的外殼；M基因編碼膜糖蛋白（membrane glycoprotein；M 蛋白），負責運輸營養(yǎng)、病毒釋放和外包膜的形成；E基因編碼小包膜糖蛋白（small envelop glycoprotein，E蛋白），可以與包膜結(jié)合（如圖2）。它們扮演著“沖鋒、掩護、引導、補給、運輸、釋放”等角色，達到擊敗宿主的目的。

實驗室檢測與胸部影像學檢查

一般檢查 發(fā)病早期外周血白細胞總數(shù)正?；蛘邷p少，可見淋巴細胞計數(shù)減少，部分患者可出現(xiàn)肝酶、乳酸脫氫酶、肌酶和肌紅蛋白增高；部分危重患者可見肌鈣蛋白增高。多數(shù)患者C反應(yīng)蛋白（CRP）和血沉升高，降鈣素原正常。嚴重者D-二聚體升高、外周血淋巴細胞進行性減少。重型、危重型患者常有炎癥因子升高。

病原學檢查 采用RT-PCR或/和NGS方法，在鼻咽拭子、痰液和其他下呼吸道分泌物、血液、糞便等標本中可檢測出新型冠狀病毒核酸。檢測下呼吸道標本（痰液或氣道抽取物）更加準確。樣本采集后應(yīng)盡快送檢，檢測時樣本要進行預(yù)處理：所有樣本先經(jīng)過 56℃ 30分鐘滅活，其中血清樣本（選用Tris-EDTA 緩沖液/生理鹽水基質(zhì)）、咽拭子/痰液/纖維支氣管鏡灌洗液樣本（選用病毒保存液等其他基質(zhì)）、尿液樣本、糞便樣本均需要做不同處理后提取核酸作為待檢測樣品進行檢測。

新型冠狀病毒核酸檢測是目前病例確診的方法，其主要是針對新型冠狀病毒基因組中開放讀碼框1ab（Open Reading Frame 1ab，ORF1ab）和核殼蛋白（Nucleocapsid Protein，N）兩個靶標。在實驗室檢測時要確認一個病例為陽性，需滿足以下條件：同一份標本中新型冠狀病毒2個靶標（ORF1ab和N）特異性實時熒光RT-PCR檢測結(jié)果均為陽性。如果出現(xiàn)單個靶標陽性的檢測結(jié)果，則需要重新采樣，重新檢測。陰性結(jié)果也不能排除新型冠狀病毒感染，需要排除可能產(chǎn)生假陰性的因素，包括：樣本質(zhì)量差，比如口咽等部位的呼吸道樣本；樣本收集過早或過晚；沒有正確的保存、運輸和處理樣本；技術(shù)本身的原因，如病毒變異、PCR抑制等因素。

血清學檢查 新型冠狀病毒特異性IgM抗體多在發(fā)病3～5天后開始出現(xiàn)陽性，IgG抗體滴度恢復期較急性期有4倍及以上增高。

胸部影像學 新型冠狀病毒肺炎早期呈現(xiàn)多發(fā)小斑片影及間質(zhì)改變，以肺外帶比較明顯。進一步發(fā)展為雙肺多發(fā)磨玻璃影、浸潤影，嚴重者可出現(xiàn)肺實變（即“白肺”），少見胸腔積液。

幾個專業(yè)問題的思考

在這里不談社會與政策層面的問題，從一名一線疾控人員擬或是流行病學專家的角度，結(jié)合個人從1月25日開始的42天的一線防疫工作，僅對新型冠狀病毒或新型冠狀病毒肺炎的進一步認知，談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

首先，讓專業(yè)的人干專業(yè)的事。隱形感染或無癥狀感染者的篩查、密切接觸者的排查范圍、實驗室檢測方法的優(yōu)化、實驗室檢測的質(zhì)量控制、第三方檢測實驗室生物安全的管理、臨床救治手段的有效性等問題需要研究。

其次，讓圈內(nèi)與圈外的專業(yè)人員聯(lián)手干大事。如新型冠狀病毒的病原學研究、致病機制、疫苗的研發(fā)、治療藥物的開發(fā)等也需要進一步探討。

這些都是由這次新冠病毒肺炎疫情引發(fā)的一些思考，與大家共同探討。

致謝：作者感謝上海市疾病預(yù)防控制中心劉桐、廖萍、何欣、嚴沁等同志的支持。