兒童冠狀病毒感染的研究進(jìn)展

沈芳芳，寧 靜，徐勇勝，董春娟

(天津市兒童醫(yī)院 呼吸科，天津 300134)

2019年12月，中國(guó)湖北武漢出現(xiàn)了一系列病因不明的肺炎病例，臨床表現(xiàn)與病毒性肺炎非常相似且病例數(shù)迅速增加[1]。研究發(fā)現(xiàn)這是一種由新型冠狀病毒引起的呼吸道疾病，國(guó)際病毒分類委員會(huì)冠狀病毒小組將此病毒命名為"嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)；同時(shí)，世界衛(wèi)生組織(WHO)宣布將新型冠狀病毒引發(fā)的疾病正式命名為2019冠狀病毒病(corona Virus Disease 2019, COVID-19)。SARS-CoV-2是除冠狀病毒229E，NL63，OC43，HKU1，中東呼吸綜合征相關(guān)冠狀病毒(middle East respiratory syndrome coronavirus, MERS-CoV)和嚴(yán)重急性呼吸綜合征相關(guān)冠狀病毒(severe acute respiratory syndromecoronavirus, SARS-CoV)之外的新型人類冠狀病毒。目前對(duì)新型冠狀病毒肺炎的認(rèn)識(shí)仍不全面，其流行病學(xué)特征仍在變化、感染途徑及致病機(jī)制并未完全確定、疾病發(fā)展與轉(zhuǎn)歸尚不清楚，這些給臨床診治和疫情控制帶來很大困難。截止到4月20日，209個(gè)國(guó)家和地區(qū)累計(jì)確診COVID-19超過242萬例，死亡達(dá)16萬例，我國(guó)累計(jì)確診84239例，SARS-CoV-2在全球迅速蔓延。兒童由于免疫功能尚不成熟，已成為SARS-CoV-2感染的易感人群。本研究從冠狀病毒感染的發(fā)病機(jī)制、兒童感染的流行病學(xué)特點(diǎn)、臨床表現(xiàn)、輔助檢查、診斷與治療方面進(jìn)行綜述。

1 發(fā)病機(jī)制

1.1冠狀病毒分類及致病機(jī)制 冠狀病毒是一種有包膜的RNA病毒, 可以引起多種哺乳動(dòng)物、禽類以及人類患病[2]。根據(jù)冠狀病毒基因組結(jié)構(gòu)的差異, 冠狀病毒科分為α，β，γ和δ屬。而能夠感染人類的冠狀病毒(human coronavirus，HCoV)有7種, 包括: α屬的HCoV-229E和HCoV-NL63；β屬的HCoV-OC43, HCoV-HKU1, MERS-CoV，SARS-CoV[3]和SARS-CoV-2。研究顯示這7種可感染人類的冠狀病毒與人類細(xì)胞的不同受體結(jié)合[4-5]。HCoV-229E的受體為氨基肽酶N(APN)，HCoV-OC43和HCoV-HKU1都使用9-O-乙酰化唾液酸作為受體，SARS-CoV與HCoV-NL63有相同的特異性受體，均為血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(ACE2)，MERS-CoV的受體為二肽基肽酶4(DPP4)。冠狀病毒通過S蛋白與細(xì)胞表面受體結(jié)合。進(jìn)入細(xì)胞后翻譯復(fù)制轉(zhuǎn)錄酶，接著進(jìn)行基因組轉(zhuǎn)錄和復(fù)制，結(jié)構(gòu)蛋白的翻譯，以及病毒粒子的組裝和釋放而在人體內(nèi)大量復(fù)制。冠狀病毒激活宿主的固有免疫、適應(yīng)性免疫，通過誘導(dǎo)免疫細(xì)胞凋亡進(jìn)行免疫逃逸，誘導(dǎo)宿主的呼吸道、腸黏膜、腎小管、神經(jīng)元等細(xì)胞凋亡等對(duì)人體造成損害[5]。

1.2SARS-CoV-2致病機(jī)制 SARS-CoV-2是β屬冠狀病毒的新成員，是COVID-19的致病原因。研究指出SARS-CoV-2的基因序列與SARS-CoV相似性約79.5%, 與MERS-CoV約50%相似性[6-7]。與SARS-CoV相同的是SARS-CoV-2也是通過ACE2受體進(jìn)入細(xì)胞[7]。ACE2受體在肺泡上皮，小腸上皮等細(xì)胞中高表達(dá)[8]。這也與COVID-19明顯的肺炎與胃腸道癥狀相符合。

SARS-CoV-2可以引起免疫系統(tǒng)異常激活，最新一項(xiàng)研究表明，通過解剖一位COVID-19死亡患者發(fā)現(xiàn)，該患者體內(nèi)外周CD4+和CD8+T淋巴細(xì)胞的數(shù)量大大減少，細(xì)胞免疫被過度激活，表現(xiàn)為CD8+T細(xì)胞內(nèi)高濃度的細(xì)胞毒性顆粒，一定程度上解釋了該患者的嚴(yán)重免疫損傷，提示淋巴細(xì)胞的減少與COVID-19的嚴(yán)重程度和病死率相關(guān)[9]。通過SARS-CoV和SARS-CoV-2在兒童患者感染的研究發(fā)現(xiàn)，兒童CD4+、CD8+T細(xì)胞下降不明顯，因而兒童肺部病變較成人輕，可能與兒童時(shí)期免疫系統(tǒng)的特點(diǎn)、高頻次的病毒感染和預(yù)防接種有關(guān)。意大利的一項(xiàng)最新研究表明，與常見的病毒如鼻病毒、流感病毒、呼吸道合胞病毒不同，免疫抑制的兒童和成年人感染SARS-CoV-2，患嚴(yán)重肺部疾病的風(fēng)險(xiǎn)與普通人群相比并沒有增加，宿主的先天免疫反應(yīng)可能是感染期間肺組織損傷的主要驅(qū)動(dòng)力[10]。然而目前的數(shù)據(jù)較少，對(duì)于SARS-CoV-2的致病機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。

2 兒童冠狀肺炎流行病學(xué)現(xiàn)狀

2.1兒童冠狀病毒感染現(xiàn)狀 在感染人類的6種HCoV中，HCoV-NL63、HCoV-HKUl、HCoV-229E、HCoV-OC43這4種HCoV分布全球，不同的地點(diǎn)流行的季節(jié)不同，通常在冬春季達(dá)到高峰[11]。SARS與MERS是2003年與2012年才開始爆發(fā)的全球性嚴(yán)重傳染性疾病[12]。WHO的數(shù)據(jù)顯示，截止2003年7月31日，SARS全球總患病人數(shù)為8 096例，中國(guó)占總患病人數(shù)的91.8%[13]。兒童SARS患病率相對(duì)于成人低，報(bào)告的病例數(shù)較少，據(jù)估計(jì)兒童患者僅占患病總數(shù)的5%[14]，香港兒童病例占該地區(qū)的6%[15]。雖然SARS在中國(guó)的病死率為9.2%，但由于兒童患病基數(shù)低，且預(yù)后較好，尚未有兒童死亡的病例報(bào)道[14, 16]。

截至2019年12月，MERS的全球的病例數(shù)為2 502例，受累國(guó)家達(dá)27個(gè)，大多數(shù)病例來自沙特阿拉伯，占84.2%[17]。兒童患者在MERS中占也較低，截至2015年11月，報(bào)告的兒童病例僅35例[18]。在已確診的兒童患者中，平均年齡為8歲，最小年齡為36周[19]。WHO數(shù)據(jù)顯示，截止至2019年12月，MERS總死亡人數(shù)為861例，病死率高達(dá)34.4%。就目前的數(shù)據(jù)看來MERS兒童患者的病死率低于成人，數(shù)據(jù)顯示兒童患者病死率為9.09%～14.3%[19-20]。

2.2兒童SARS-CoV-2感染現(xiàn)狀 2019年12月，首例COVID-19患者在湖北省武漢市被確診，截至今日，SARS-CoV-2在全球感染的人數(shù)迅速增多，國(guó)內(nèi)確診人數(shù)約占全球的8.1%。鐘南山院士團(tuán)隊(duì)研究顯示，SARS-CoV-2平均潛伏期一般為0～24天，中位潛伏期為3天[21]。在兒童患者中最小年齡為出生36小時(shí)的新生兒[22]。家庭內(nèi)密切接觸是兒童患病的關(guān)鍵。截止2020年4月3日，中國(guó)COVID-19的病死率為4.02%。中國(guó)疾病預(yù)防控制中心數(shù)據(jù)顯示，在72 314例確診病例中兒童確診病例為965例(2.1%)，病死率約為0.1%[23-24]。一項(xiàng)納入2 143例兒童確診或疑似新冠狀肺炎的研究指出，包含731例(34.1%)確診病例和1 412例(65.9%)疑似病例中，整體中位年齡為7歲，男孩數(shù)量為1 213例(56.6%)，明顯多于女孩；且僅有1例14歲男性患兒死亡[25]。武漢兒童醫(yī)院自2020年1月28號(hào)至2月26號(hào)收治的1 391例兒童中，共有171例(12.3%)被確診患有SARS-CoV-2感染，觀察至3月8號(hào)，有1例10月齡患有腸套疊的新冠狀肺炎患兒因多臟器衰竭死亡[26]。

3 臨床特征

3.1冠狀病毒感染的臨床表現(xiàn) 冠狀病毒感染呈全球性分布，人群普遍易感，特別是α屬的HcoV-229E和HcoV-NL63, β屬的HcoV-OC43和HcoV-HKU1, 在人類往往引起上呼吸道感染，多是自限性的，但在嬰幼兒、老年人或免疫缺陷患者也可引起嚴(yán)重的下呼吸道感染，表現(xiàn)為喘息、氣促，甚至支氣管肺炎、支氣管哮喘急性發(fā)作等。有研究表明，幾乎100%的兒童均曾感染過HcoV-229E和HcoV-NL63[27]。臨床癥狀一般無明顯發(fā)熱，或僅為低熱, 主要以流涕、咽喉腫痛、咳嗽、頭痛等癥狀為主[11, 28-30]。β屬的另外兩種冠狀病毒SARS-CoV和MERS-CoV則有明顯的臨床癥狀, 病情進(jìn)展迅速，甚至引起死亡。

感染SARS-CoV的患者初始癥狀為發(fā)燒，肌痛，頭痛，畏寒，病情嚴(yán)重的患者可快速進(jìn)展為呼吸困難呼吸窘迫，最終出現(xiàn)多器官功能衰竭從而危及生命。SARS-CoV還可以累及胃腸道，肝臟，腎臟等器官[31-33]。MERS-CoV感染的起始癥狀為發(fā)燒，咳嗽，畏寒，肌痛和關(guān)節(jié)痛，然后迅速發(fā)展為肺炎，并伴有急性呼吸窘迫，敗血性休克和導(dǎo)致死亡的腎衰竭，1/3的患者出現(xiàn)胃腸道癥狀，例如腹瀉和嘔吐[34-35]。MERS-CoV的病死率高達(dá)40%[36]。

3.2兒童COVID-19的臨床表現(xiàn) COVID-19疾病譜廣, 有輕有重, 既可以在臨床上表現(xiàn)為無癥狀感染, 也可以導(dǎo)致重癥肺炎甚至危重癥肺炎, 危及生命。國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)發(fā)布的“關(guān)于做好兒童和孕產(chǎn)婦新型冠狀病毒感染的肺炎疫情防控工作的通知”[37]，明確指出兒童是SARS-CoV-2易感人群。

COVID-19患兒表現(xiàn)以發(fā)熱、咳嗽較為常見，一項(xiàng)包含134例確診患兒的研究[38]顯示，有發(fā)熱癥狀的患兒占76%，熱程多為2～3天，最長(zhǎng)8天，多在1周內(nèi)消失。其余癥狀包括乏力、肌痛、鼻塞、流涕、噴嚏、咽痛、頭痛、頭暈、嘔吐、腹痛等表現(xiàn)，少數(shù)患兒可以無發(fā)熱，僅表現(xiàn)為咳嗽或腹瀉。嬰幼兒常伴隨精神萎靡或煩躁不安、喂養(yǎng)困難、少吃、少哭、少動(dòng)等表現(xiàn)。

3.3兒童COVID-19的臨床分型 無癥狀感染：SARS-CoV-2核酸檢測(cè)陽性但患兒無任何臨床癥狀和體征，胸部影像學(xué)檢查正常。急性上呼吸道感染：僅表現(xiàn)為發(fā)熱、咳嗽、咽痛、鼻塞、乏力、頭痛、肌痛或不適等，無膿毒性癥表現(xiàn)，影像學(xué)無肺炎改變。輕癥肺炎：有或無發(fā)熱，伴咳嗽等呼吸道癥狀，胸部影像學(xué)檢查有肺炎改變，但未達(dá)到重癥肺炎的表現(xiàn)。重癥肺炎：符合以下情況之一：①呼吸頻率增快：1歲以下RR≥70次/min，1歲以上RR≥50次/min，除外發(fā)熱和哭鬧的影響；②氧飽和度<92%；③有缺氧表現(xiàn)：輔助呼吸(呻吟、鼻翼扇動(dòng)、三凹癥)，發(fā)紺，間歇性呼吸暫停；④意識(shí)障礙：出現(xiàn)嗜睡、昏迷、驚厥；⑤拒食或喂養(yǎng)困難，有脫水征。危重型：符合以下情況之一：需入重癥監(jiān)護(hù)室(ICU)監(jiān)護(hù)治療者：①出現(xiàn)呼吸衰竭，且需要機(jī)械通氣；②出現(xiàn)休克；③合并其他器官功能衰竭[38-39]。

4 輔助檢查

4.1實(shí)驗(yàn)室檢查 最新研究表明，COVID-19發(fā)病早期患者外周血白細(xì)胞總數(shù)正?；驕p少，淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)減少，嚴(yán)重者D-二聚體升高、外周血淋巴細(xì)胞進(jìn)行性減少。重型、危重型患者常有炎癥因子升高。然而，與成人患者不同的是兒童COVID-19患者外周血白細(xì)胞計(jì)數(shù)和淋巴細(xì)胞絕對(duì)值大多正常，少數(shù)患兒可出現(xiàn)白細(xì)胞總數(shù)減少，淋巴細(xì)胞絕對(duì)值減少。C反應(yīng)蛋白正常或輕度升高，危重癥患兒可出現(xiàn)C反應(yīng)蛋白、乳酸脫氫酶、鐵蛋白明顯升高[26, 38]。

病原檢測(cè)上，實(shí)時(shí)熒光RT-PCR是目前檢測(cè)新型冠狀病毒RNA的有效檢測(cè)手段。鼻咽拭子、痰和其他下呼吸道分泌物、血液、糞便、肛拭子等指標(biāo)均可進(jìn)行檢測(cè)[39]。為提高核酸檢測(cè)陽性率，盡可能留取痰液，實(shí)施氣管插管患者采集下呼吸道分泌物，標(biāo)本采集后盡快送檢[39]。但核酸檢測(cè)技術(shù)仍存在一定局限性，有患兒出現(xiàn)連續(xù)三次咽拭子檢測(cè)病毒核酸陰性[40]。因此對(duì)于臨床高度疑似的新冠肺炎病例需要做謹(jǐn)慎的隔離觀察并治療[41]。新型冠狀病毒血清特異性抗體IgM和IgG檢測(cè)雙陽性有助于確診，還可用于回顧性輔助診斷和血清流行病學(xué)調(diào)查。

HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63和HCoV-HKU1致病性較低，一般只引起呼吸道癥狀，類似普通感冒，可不進(jìn)行特殊的實(shí)驗(yàn)室診斷[3]。對(duì)于復(fù)雜的病程和嚴(yán)重的呼吸道感染，可使用實(shí)時(shí)逆轉(zhuǎn)錄酶聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)進(jìn)行冠狀病毒的檢測(cè)，且根據(jù)臨床情況，咽拭子或上呼吸道分泌物是最有效的檢測(cè)標(biāo)本。由于以上4種病毒感染后的人體只能產(chǎn)生暫時(shí)的免疫，存在頻繁感染及再感染的可能，因此只有病情復(fù)雜且普通檢測(cè)手段不能識(shí)別分型，才基于抗體檢測(cè)冠狀病毒感染[42]。MERS-CoV和SARS-CoV也可通過實(shí)時(shí)熒光RT-PCR直接檢測(cè)病毒RNA[43]。主要檢測(cè)物為下呼吸道分泌物(支氣管肺泡灌洗液，吸出物，痰液)，以往研究表明這些分泌物的病毒濃度較高[44-46]。

4.2影像學(xué)檢查 影像學(xué)檢查是檢測(cè)冠狀病毒肺炎快速、有效的檢查手段，在患者不能及時(shí)獲得準(zhǔn)確病原學(xué)診斷的情況下，采用CT和X線篩查可以達(dá)到早診斷、早隔離、早治療的目的[39]。

4.2.1SARS放射學(xué)特征 SARS放射學(xué)特征與其他社區(qū)獲得性肺炎的放射學(xué)特征相似。最初的胸部X光片正常，但很快發(fā)展為多發(fā)片狀陰影，主要集中胸膜下及肺外帶。在CT影像上有不同程度的片狀或斑片狀浸潤(rùn)影，磨玻璃影是主要表現(xiàn)，發(fā)病第2周可出現(xiàn)網(wǎng)狀改變[47]?？斩?、淋巴結(jié)腫大和胸腔積液不常見[48]。兒童SARS-CoV肺炎的X線表現(xiàn)為：①肺實(shí)變影，多為不對(duì)稱局灶性浸潤(rùn)影，可為單側(cè)或雙側(cè)。②肺部病灶變化隨病情進(jìn)展加重，部分患兒由單側(cè)發(fā)展為雙側(cè)。③病情好轉(zhuǎn)后，病灶可在2周到1個(gè)月時(shí)間逐漸消退，無慢性纖維化的表現(xiàn)[49]。

4.2.2MERS放射學(xué)特征 MERS早期可在在胸部CT上發(fā)現(xiàn)肺外帶磨玻璃影。且重癥死亡患者中的胸腔積液和氣胸比輕癥康復(fù)患者更常見[50]?；謴?fù)后，影像學(xué)可表現(xiàn)出明顯改善，但肺纖維化改變?nèi)匀淮嬖赱51]。

4.2.3COVID-19放射學(xué)特征 COVID-19的肺部薄層CT檢查，影像學(xué)早期呈現(xiàn)多發(fā)小斑片影及肺間質(zhì)改變，以肺外帶最明顯。進(jìn)而發(fā)展為雙肺多發(fā)磨玻璃影、浸潤(rùn)影，嚴(yán)重者可出現(xiàn)肺實(shí)變，但胸腔積液少見。重型患者肺CT顯示典型新冠狀肺炎表現(xiàn)，且在24～48小時(shí)內(nèi)病灶明顯進(jìn)展超過50%[39]。兒童COVID-19的X線早期多無異常改變，隨病情進(jìn)展可表現(xiàn)為支氣管炎或局限性斑片狀影。胸部CT早期多呈現(xiàn)小結(jié)節(jié)磨玻璃影或斑片影，多累及單個(gè)或兩個(gè)葉段。進(jìn)展期發(fā)展為雙肺多發(fā)實(shí)變影、磨玻璃影及肺間質(zhì)改變，以雙肺下葉多見，小葉間隔增厚及纖維化，嚴(yán)重患兒可出現(xiàn)大片肺實(shí)變影，甚至呈白肺樣改變[38, 52]?？偨Y(jié)來說，兒童COVID-19的CT表現(xiàn)形式多樣，病灶多位于肺底胸膜下，多數(shù)為局限性、小范圍病灶，少數(shù)范圍廣[53]。

病毒性肺炎的影像學(xué)改變與病毒感染的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。因?yàn)橄嗤《究频牟《揪哂邢嗨频陌l(fā)病機(jī)理，所以大多數(shù)病毒性肺炎的呈現(xiàn)模式具有相似性。盡管不能僅根據(jù)影像學(xué)特征做出明確診斷，但臨床和影像學(xué)檢查的結(jié)合可以顯著提高病毒性肺炎診斷的準(zhǔn)確性[54]。

5 診斷

SARS-CoV-2引起的新型冠狀病毒肺炎的確診一般根據(jù)流行病學(xué)史，臨床表現(xiàn)，輔助檢查以及病原檢測(cè)綜合判斷。

5.1流行病學(xué)史 包括：①發(fā)病前14天內(nèi)有武漢市及周邊地區(qū)，或其他有病例報(bào)告社區(qū)的旅行史或居住史。②發(fā)病前14天內(nèi)與新型冠狀病毒感染者(病原核酸檢測(cè)陽性者)有接觸史。③發(fā)病前14天內(nèi)曾接觸過來自武漢市及周邊地區(qū)，或來自有病例報(bào)告社區(qū)的發(fā)熱或有呼吸道癥狀的患者。④聚集性發(fā)病。⑤確診新型冠狀病毒感染的產(chǎn)婦所分娩的新生兒。

5.2臨床表現(xiàn) 包括：①發(fā)熱和(或)呼吸道癥狀；一些兒科患者可能沒有發(fā)熱。②有上述胸部影像學(xué)特征。③白細(xì)胞總數(shù)正?；驕p低或淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)減少[38]。

有流行病學(xué)史上的任何一條，且符合臨床表現(xiàn)的任意2條；或無明確流行病史但符合臨床表現(xiàn)3條則診斷為疑似病例，確診需要在疑似病例的基礎(chǔ)上，符合以下任1條：①實(shí)時(shí)熒光RT-PCR檢測(cè)SARS-CoV-2核酸陽性；②病毒基因測(cè)序與SARS-CoV-2同源；③血清特異性抗體IgM和IgG雙陽性；④血清特異性抗體IgG由陰性轉(zhuǎn)為陽性或恢復(fù)期較急性期4倍及以上升高[39]。

6 治療

目前尚無針對(duì)兒童COVID-19的有效抗病毒藥物, 可以應(yīng)用干擾素-α2b霧化[55]，在病毒感染初期使用可降低病毒載量[56]。成人抗病毒藥物可選用洛匹那韋/利托那韋、利巴韋林(建議與干擾素或洛匹那韋/利托那韋聯(lián)合使用)、磷酸氯喹等，有效性及安全性尚在臨床試驗(yàn)評(píng)價(jià)之中，不應(yīng)在兒童病例中推廣應(yīng)用。不建議同時(shí)應(yīng)用3種及以上抗病毒藥物，且藥物使用不超過10天，并且要關(guān)注藥物的相互作用及不良反應(yīng)[39]。最新研究顯示，在我國(guó)進(jìn)行的多中心臨床試驗(yàn)中，磷酸氯喹顯示出對(duì)COVID-19相關(guān)性肺炎的明顯療效和可接受的安全性[57-58]。對(duì)于重癥和危重癥病例，還要積極防治并發(fā)癥，治療基礎(chǔ)疾病，及時(shí)進(jìn)行器官功能支持治療。

7 結(jié)語

自2019年12月新型冠狀肺炎感染人數(shù)迅速增加，人類冠狀病毒又重新回到了大眾視野。COVID-19與SARS和MERS相比，雖然病死率較低，但傳染性更強(qiáng)。雖然對(duì)新型冠狀肺炎病毒的了解逐步加深，但其發(fā)病機(jī)制仍然有很多的不明確之處，針對(duì)COVID-19的治療仍缺乏有效的治療方案。因此需要繼續(xù)進(jìn)行更深入的研究，進(jìn)一步提高對(duì)COVID-19的認(rèn)識(shí)，以指導(dǎo)臨床工作。