從SARS、MERS到COVID-19——以史為鑒
——淺談?dòng)跋駥W(xué)在冠狀病毒肺炎中的應(yīng)用價(jià)值

侯 陽，郭啟勇

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院，遼寧 沈陽 110004）

當(dāng)下，新型冠狀病毒肺炎（Coronary Virus Disease，COVID-19）成為全球最關(guān)注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件。作為新發(fā)現(xiàn)的冠狀病毒科成員，其短期內(nèi)爆發(fā)，導(dǎo)致人類對其流行病學(xué)特征、病理生理學(xué)機(jī)制、臨床特點(diǎn)、生化檢查及影像學(xué)特征等不甚明了?？紤]到同種類型的病毒在其致病機(jī)制及病理生理學(xué)特征具有很大程度的相似性，本文回顧并比較COVID-19、嚴(yán)重急性呼吸道綜合征（Severe acute respiratory syndrome，SARS）、中東呼吸道綜合征（Middle East respiratory syndrome，MERS）的流行病學(xué)、臨床、影像特征，探討其影像學(xué)檢查的應(yīng)用價(jià)值及限度，以期為臨床應(yīng)用提出建議和指導(dǎo)。

1 21世紀(jì)流行性病毒性肺炎的疫情變遷

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著病毒的變異進(jìn)化及人類的大規(guī)模遷移，病毒在全球范圍內(nèi)的蔓延和爆發(fā)加劇。迄今為止，共導(dǎo)致4次病毒性肺炎的大流行，分別是SARS、甲型H1N1流感、MERS和COVID-19。除甲型H1N1流感屬于正粘病毒科外，其他均屬冠狀病毒科。

在2003年SARS流行之前，已知僅有數(shù)量有限的冠狀病毒在人體內(nèi)傳播，僅引起普通感冒等輕癥疾病。然而在SARS大流行之后，研究者認(rèn)識到冠狀病毒顯然可以越過物種壁壘并導(dǎo)致威脅人類生命的感染，且這些新發(fā)現(xiàn)的冠狀病毒均具有廣泛的傳播力和高致病性[1]。

SARS從2002年11月開始，起源于中國廣東省，其后在人與人之間大范圍傳播，并具有高死亡率，最終感染29個(gè)國家的8 098例患者，造成916人死亡[1]，從而將SARS確認(rèn)為21世紀(jì)的第一種新型傳染病。2004年SARS大流行宣布結(jié)束，當(dāng)時(shí)沒有再檢測到患者感染。隨后，在蝙蝠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的某些疑似SARS-Cov病毒顯示出在沒有預(yù)先適應(yīng)的情況下感染人類細(xì)胞的能力，這表明SARS-Cov或類似SARS-Cov病毒有可能再次出現(xiàn)。

2009年3月，墨西哥暴發(fā)甲型H1N1流感，疫情迅速在全球范圍蔓延。此次流感為一種新型呼吸道傳染病，其病原為新甲型H1N1流感病毒株。世界衛(wèi)生組織（WHO）發(fā)布的官方數(shù)據(jù)顯示，截至2009年8月19日，感染人數(shù)為182 166例，死亡人數(shù)達(dá)9 596人。

2012年9月沙特首次報(bào)告了2例臨床表現(xiàn)類似于SARS的新型冠狀病毒感染病例。2013年5月23日，WHO將這種新型冠狀病毒感染疾病命名為“MERS”[2]。2018年WHO發(fā)布的官方數(shù)據(jù)顯示，2012年至2018年9月16日MERS-CoV感染覆蓋27個(gè)國家，實(shí)驗(yàn)室確認(rèn)病例2 254例，至少造成800例死亡。

2019年12月以來，湖北省武漢市陸續(xù)發(fā)現(xiàn)不明原因肺炎患者，科研人員迅速確定這類病例的病原為新型冠狀病毒，WHO確認(rèn)并命名為2019-新型冠狀病毒（2019-new coronal virus，2019-nCoV），該病原體感染所致的肺炎稱為COVID-19。截止2020年2月12日12時(shí)，全國累計(jì)確診59 883例，累計(jì)死亡1 368例。3種冠狀病毒的流行病學(xué)特點(diǎn)見表1。

表1 SARS-CoV、MERS-CoV和COVID-19的流行病學(xué)和生物學(xué)特征

2 冠狀病毒性肺炎中的影像方法選擇及應(yīng)用價(jià)值

2.1 影像學(xué)方法的選擇

影像學(xué)方法的選擇應(yīng)充分考慮到影像技術(shù)顯示病變特征的敏感性，疫情形勢發(fā)展的需求和遠(yuǎn)期對受檢人群產(chǎn)生的影響。COVID-19的主要靶器官為肺部。薄層高分辨率CT為其早期診斷的最佳影像技術(shù)。目前，推薦采用16層以上的容積CT掃描，機(jī)架轉(zhuǎn)速0.5～0.8 s，薄層重建1.0～1.5 mm。常規(guī)的DR、厚層CT及低劑量CT檢查容易遺漏病變早期的較淡的磨玻璃密度斑片影，不適用于早期病變的檢查。當(dāng)病變確診后，結(jié)合既往防控SARS的影像應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，DR和低劑量CT可以作為病變演變動(dòng)態(tài)觀察的良好手段，用于判斷病變的嚴(yán)重程度、治療效果和評價(jià)預(yù)后。DR檢查可作為不便移動(dòng)危重患者的檢查方法。

有專家建議采用CT對疫區(qū)社區(qū)隔離人員進(jìn)行大規(guī)模篩查，以早期發(fā)現(xiàn)潛在感染者，引起公眾廣泛關(guān)注。對于此項(xiàng)建議的應(yīng)用應(yīng)持審慎態(tài)度，原因如下：①冬春季節(jié)為病毒性肺炎高發(fā)期，各類病毒病原體在CT的表現(xiàn)上廣泛存在 “同影異病” 現(xiàn)象，COVID-19無明確特異性征象，CT不能替代病原學(xué)診斷；②該病CT表現(xiàn)和臨床癥狀嚴(yán)重性不平行，且與核酸檢測結(jié)果可能不一致，不宜夸大CT的作用，以免造成對治療的誤導(dǎo)；③部分病情進(jìn)展迅速，單次CT陰性不能排除診斷，篩檢效能存疑；④應(yīng)用CT篩查需注意群體的驗(yàn)前概率，以免造成不必要的公共輻射暴露。

2.2 影像學(xué)方法的價(jià)值

流行性疾病的防控重點(diǎn)是“早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早隔離、早治療”。對于新發(fā)的疫情在病原學(xué)檢測不充分的情況下，影像學(xué)方法具有協(xié)助臨床確定診斷和提示病變機(jī)制的重大價(jià)值。影像學(xué)檢查在流行性肺炎中的應(yīng)用價(jià)值具體體現(xiàn)在以下方面：①有助于早期診斷，以便早期隔離、早期治療，從而限制疾病蔓延；②從影像表型推演潛在的病理生理學(xué)基礎(chǔ)，有助于揭示發(fā)病機(jī)制；③動(dòng)態(tài)追蹤病情變化，評估療效及預(yù)后；④總結(jié)征象，提升鑒別診斷能力，預(yù)警新的暴發(fā)流行。

3 冠狀病毒感染性肺炎的CT診斷及鑒別診斷

3.1 冠狀病毒感染性肺炎的CT診斷

任何影像學(xué)改變都是病原體對靶器官損傷狀況的外在表征。SARS患者尸檢報(bào)告顯示，其肺部的病理學(xué)主要表現(xiàn)為彌漫性肺泡損傷，即肺充血、出血、水腫、透明膜形成和肺泡上皮增生，肺間質(zhì)改變，并觀察到血管炎和血管內(nèi)纖維素性血栓形成[3-4]。與此相似，MERS在肺部的病理表現(xiàn)為肺充血、水腫、炎性滲出、雙肺散在分布的結(jié)節(jié)和間質(zhì)性肺炎[5]。對于COVID-19而言，尚未見到明確的病理改變報(bào)道，據(jù)現(xiàn)有有限的影像學(xué)資料及臨床表現(xiàn)推測，應(yīng)與同屬于β 屬冠狀病毒的SARS和MERS來說，肺部的病理特征應(yīng)當(dāng)有一定程度的相似性。

3.1.1 SARS的胸部CT表現(xiàn)

SARS的影像表現(xiàn)類似于其他社區(qū)獲得性肺炎，初始可正常，但迅速進(jìn)展，顯示多灶性氣腔實(shí)變，主要集中在下肺。多數(shù)患者外周肺受累，磨玻璃密度影和實(shí)變?yōu)橹饕憩F(xiàn)，2周后可見間質(zhì)增生改變?？斩础⒘馨徒Y(jié)腫大和胸腔積液也常見。急進(jìn)患者表現(xiàn)為ARDS改變[1]。

3.1.2 MERS的胸部CT表現(xiàn)

MERS主要表現(xiàn)為胸膜下和基底部氣腔病變，伴廣泛的磨玻璃密度影和實(shí)變，而空洞罕見。死亡患者常見胸腔積液和氣胸發(fā)生。痊愈后，可遺留纖維化改變[6-8]。

3.1.3 COVID-19的胸部CT表現(xiàn)

COVID-19常表現(xiàn)為雙肺多發(fā)的斑片狀磨玻璃陰影，實(shí)變影，多沿支氣管血管束和胸膜下分布，局部可見增粗的血管影（圖1a～1f），可伴有小葉間隔增厚呈現(xiàn)“鋪路石”征，部分可表現(xiàn)為肺結(jié)節(jié)，淡薄的磨玻璃密度斑片影。進(jìn)展期病變范圍擴(kuò)大，出現(xiàn)大小、程度不等的實(shí)變，實(shí)變內(nèi)可見“空氣支氣管”征（圖2a～2f）。部分病人可短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)纖維性病變。嚴(yán)重者則呈彌漫實(shí)變，出現(xiàn)“白肺”改變?？捎猩倭啃厍环e液[8]。

圖1 男，57歲，間斷咳嗽12 d入院，確診為新型冠狀病毒肺炎。圖1a，1b：首診HRCT表現(xiàn)為左肺下葉基底段及左肺舌葉大小不等磨玻璃密度影,內(nèi)伴少許實(shí)變、小葉間隔增厚、小血管增粗及細(xì)支氣管管壁增厚 。右肺下葉背段胸膜下斑片狀磨玻璃密度影。圖1c，1d：3 d后復(fù)查HRCT，顯示病變進(jìn)展，原有左肺下葉基底段斑片影消散，局部殘余纖維索條，舌葉及右肺下葉病變增大，左下葉基底段及雙肺新增多發(fā)大小不等磨玻璃密度影，伴少許實(shí)變。雙側(cè)斜裂略增厚。圖1e，1f：入院9 d后病變進(jìn)一步進(jìn)展，CT顯示病變范圍明顯增大，以雙肺胸膜下病變明顯，且密度增高，雙肺多發(fā)磨玻璃影內(nèi)見小網(wǎng)格影，小葉間隔增厚，病變局部血管增粗。Figure 1.Male,57 years old,admitted to hospital due to intermittent cough for 12 days,with confirmed novel coronavirus pneumonia.Figure 1a,1b:The initial HRCT showed different sizes of ground-glass opacities (GGO) in the basal segments of lower lobe and lingual segment of upper lobe of left lung,with little solid changes,thickening of the lobular septum,thickening of the small vessels and thickening of the wall of bronchioles.GGO was also found in the posterior segment of lower lobe of the right lung.Figure 1c,1d:Three days later,the HRCT showed the lesions progressed.Although the original opacities in the basal segment of the left lower lobe were dissipated,with only local residual fibers left,the lesions in the lingual segment of the left lobe and basal segments of the right lobe progressed,new GGOs appeared in the basal segment of left lung and in other parts of both lungs,accompanied with little consolidation and slight thickening of bilateral oblique fissures.Figure 1e,1f:After 9 days of admission,the lesions progressed further.CT showed enlarged and denser lesions,particularly in the subpleural areas in both lungs,accompanied,accompany with multiple GGOs with meshes in both lungs,thickening of lobular septum and thickening of local blood vessels.

3.2 COVID-19的CT鑒別診斷

在疫情肆虐的當(dāng)下，在肺炎的診斷中要把除外COVID-19作為首要任務(wù)。建立科學(xué)正確的鑒別診斷的思維非常重要。必須清醒的認(rèn)識到以下幾點(diǎn)：①COVID-19的影像學(xué)符合病毒性肺炎的一般特征，但不具備獨(dú)立于其他病毒性肺炎的特異性。在其診斷時(shí)必須注重緊密結(jié)合流行病學(xué)、臨床病史、癥狀及實(shí)驗(yàn)室檢查，依靠上述手段通常與影像表現(xiàn)相似的非感染性疾病及冬春季常見的細(xì)菌性肺炎不難鑒別。②應(yīng)將鑒別的重點(diǎn)集中到發(fā)熱、白細(xì)胞計(jì)數(shù)不高、淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)減低，肺內(nèi)出現(xiàn)磨玻璃片狀影像及抗炎治療無效的病人。鑒別診斷的疾病主要包括支原體肺炎及其他病毒性肺炎。③認(rèn)識COVID-19的一些相對常見的影像表現(xiàn)有助于縮小鑒別診斷的范圍。④及時(shí)掌握關(guān)于COVID-19最新的研究成果，加深對疾病的理解，動(dòng)態(tài)地觀察影像的變化，緊密結(jié)合臨床和實(shí)驗(yàn)室檢查，作好病變影像改變的階段性總結(jié)，這樣才能舉一反三，不斷提高甄別能力。

3.2.1 與支原體肺炎的鑒別

支原體肺炎的常見征象有多葉段分布的磨玻璃密度影，磨玻璃密度斑片影中夾雜實(shí)變影，或病變進(jìn)展呈融合實(shí)變影，且以下肺為主，胸水少，縱隔淋巴結(jié)不大等特征，極易與COVID-19感染性肺炎混淆（圖3a～3d）。但是支原體肺炎的易感人群以兒童及青年為主，中年以上僅占15%左右。且由于支原體肺炎早期癥狀輕微，多不會(huì)進(jìn)行CT檢查，因而單純磨玻璃陰影的顯示較COVID-19少，支原體肺炎的實(shí)變和肺不張更為多見。此外，臨床癥狀較重而影像表現(xiàn)輕微也是其特點(diǎn)之一，最終鑒別需依賴病原學(xué)診斷。

3.2.2 與其他病毒性肺炎的鑒別

病毒性肺炎的CT表現(xiàn)主要受宿主的免疫狀態(tài)和病毒病原體的病理生理學(xué)機(jī)制的影響，不同病原體之間CT特征存在極大的相似性，同一類患者肺內(nèi)表現(xiàn)呈現(xiàn)出多樣性、多變性的特點(diǎn)（圖4a～4f，5a～5d）。此外，合并細(xì)菌感染也很常見。上述情況增加了鑒別診斷的難度。應(yīng)充分重視流行病學(xué)史，確診需要病原學(xué)檢查[9]。各種常見病毒性肺炎的臨床特點(diǎn)及CT征象見表2。

圖2 女，53歲，發(fā)熱8 d，干咳、氣短4 d入院，確診為新型冠狀病毒肺炎。圖2a，2b：首診CT表現(xiàn)為雙肺多發(fā)大小不等斑片狀磨玻璃密度影，左肺上葉病變內(nèi)見實(shí)變，支氣管血管束增粗。圖2c，2d：治療5 d后，HRCT表現(xiàn)為病變進(jìn)展，新增病變、原病灶范圍擴(kuò)大。雙肺胸膜下多發(fā)大小不等斑片狀滲出，實(shí)變?yōu)橹靼樯倭磕ゲＡ芏?，支氣管血管束增粗、扭曲，右下肺見?shí)性小結(jié)節(jié)，右肺中葉見淡薄磨玻璃密度小斑片影。雙側(cè)葉間裂略增厚。圖2e，2f：治療10 d后，復(fù)查胸部CT表現(xiàn)為大片實(shí)變吸收、消散，轉(zhuǎn)為磨玻璃密度影，且部分病變區(qū)內(nèi)可見纖維化形成。Figure 2.Female,53 years old,admitted to hospital due to fever for 8 days,dry cough and shortness of breath for 4 days,with confirmed novel coronavirus pneumonia.Figure 2a,2b:The initial CT showed different sizes of ground-glass opacities (GGO) in both lungs,consolidation in the left upper lobe and thickening of bronchovascular bundles.Figure 2c,2d:After 5 days of treatment,HRCT showed the lesions progressed,new lesions appeared and the original lesions were enlarged.Multiple difference sizes of patch-like exudation and consolidation with little GGO,and thickening and distortion of bronchovascular bundles were found in the subpleural areas in both lungs,solid nodules were found in the right lower lobe and small patches of GGO were found in the right middle lobe,bilateral interlobular fissures were slightly thickened.Figure 2e,2f:After 10 days of treatment,CT showed that most of the consolidations were absorbed and dissipated,and turned into GGOs,and fibrosis were found in this area.

圖3a～3d 女，35歲，咳嗽2月，發(fā)熱3 d就診，確診為支原體肺炎。胸部CT表現(xiàn)為主要累及右肺下葉，磨玻璃影內(nèi)伴較多實(shí)變，小葉間隔增厚，“鋪路石”征，支氣管血管束增粗，少量胸腔積液。Figure 3a～3d.Female,35 years old,admitted to hospital due to cough for 2 months,fever for 3 days,diagnosed as mycoplasma pneumonia.Chest CT showed that lesion was mainly found in the right lower lobe,GGO with large areas of consolidation,thickening of lobular septum,“paving stone” sign,thickening of bronchovascular bundles,and a small amount of pleural effusion.

圖4 男，44歲，間斷咳嗽1周，發(fā)熱伴氣短3 d，確診為甲型H1N1流感肺炎。圖4a，4b：首診CT表現(xiàn)為雙肺多發(fā)磨玻璃密度影，以背側(cè)及胸膜下為主，部分合并實(shí)變。圖4c，4d：1 d后復(fù)查胸部CT顯示雙肺磨玻璃影及實(shí)變較前增多、加重。圖4e，4f：入院治療10 d后，CT顯示雙肺磨玻璃影及實(shí)變部分吸收，雙肺可見新增的索條影及蜂窩狀影。Figure 4.Male,44 years old,admitted to hospital due to intermittent cough for 1 week,fever with shortness of breath for 3 days,diagnosed as influenza A (H1N1) pneumonia.Figure 4a,4b:The initial CT showed multiple GGO in both lungs,mainly in the dorsal and subpleural areas,with partial consolidation.Figure 4c,4d:Chest CT after 1 day showed that the GGO and consolidation of both lungs increased and aggravated.Figure 4e,4f:After 10 days of treatment,follow-up CT showed partial absorption of GGO and consolidation in both lungs,with newly-formed fibrosis and honeycomb opacity.

圖5a～5d 女，65歲，發(fā)熱、咽部不適5 d入院，確診為甲型H1N1流感肺炎。胸部CT表現(xiàn)為右肺上葉磨玻璃影及左肺下葉的模糊斑片影，其內(nèi)部分實(shí)變。病變區(qū)小血管增粗。Figure 5a～5d.Female,65 years old,admitted to hospital due to fever and pharynx discomfort for 5 days,with confirmed influenza A (H1N1) pneumonia.Chest CT showed GGOs in the right upper lobe and patchy opacities in the left lower lobe,with partial consolidation.Thickening of small vessels was also found in the lesion area.

表2 常見病原體（病毒為主）引起的肺炎影像學(xué)征象比較

4 COVID-19帶給肺炎影像研究的思考

每次疾病爆發(fā)都有助于我們學(xué)習(xí)如何更好地應(yīng)對未來的潛在危機(jī)。作為影像工作者，我們應(yīng)更為關(guān)注肺部感染性疾病的影像學(xué)研究，加強(qiáng)臨床、流行病學(xué)、微生物學(xué)和影像學(xué)之間跨學(xué)科知識的融通，加強(qiáng)肺炎診治的MDT協(xié)作，合理發(fā)揮影像技術(shù)的價(jià)值。積極利用疫情的影像資源進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘，利用人工智能和影像基因組學(xué)等先進(jìn)手段，更好的認(rèn)識疾病特征和演變規(guī)律，更好地甄別并提升效率、效能，應(yīng)對未來的挑戰(zhàn)。

放眼未來，各種潛在的病毒流行仍會(huì)越來越多地考驗(yàn)我們恰當(dāng)應(yīng)對的能力。只有以史為鑒，以影為鑒，因時(shí)制宜，因人制宜，科學(xué)合理的應(yīng)用，才能更好地發(fā)揮影像學(xué)的價(jià)值。當(dāng)下，在黨和政府的強(qiáng)有力地領(lǐng)導(dǎo)下，科研人員和醫(yī)務(wù)人員共同努力，萬眾一心，共度時(shí)艱，定能取得抗擊COVID-19的最終勝利。最后，祈禱陰霾早些散去，祝福祖國繁榮昌盛！ 祝福人民健康平安！