新型冠狀病毒肺炎研究進展

安建虹 申洪

1華南理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院（廣州510006）；2南方醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院（廣州510515）

2019年末爆發(fā)的不明原因肺炎，通過病毒分離、核酸測序和流行病學(xué)調(diào)查，明確了其致病因子是新型冠狀病毒。2月12日，世界衛(wèi)生組織（WHO）將此病毒正式命名為嚴重急性呼吸道綜合征冠狀病毒-2（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2），所引起的疾病為2019 冠狀病毒病（Corona Virus disease-19，COVID-19），即新型冠狀病毒肺炎。

1 SARS-CoV-2 的病原學(xué)特征

1.1 冠狀病毒概述冠狀病毒（CoVs）隸屬巢病毒目，冠狀病毒科，正冠狀病毒亞科；該亞科包括四個屬：α，β，γ和δ［1］。通常，α冠狀病毒和β冠狀病毒可感染哺乳動物，γ冠狀病毒和δ冠狀病毒可感染鳥類，但其中一些也可感染哺乳動物。2019年之前，只有6 種CoV 可以感染人類并引起呼吸系統(tǒng)疾?。浩渲蠬CoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63 和HKU1 僅誘發(fā)輕度上呼吸道疾病，在極少數(shù)情況下，會引起嬰兒、年輕人和老年人的嚴重感染；SARS-CoV 和MERS-CoV 可感染下呼吸道并引起人類嚴重呼吸綜合征。SARS-CoV-2 為目前發(fā)現(xiàn)的第7 種可感染人類并引起疾病的冠狀病毒，根據(jù)基因組分析，新的冠狀病毒SARS-CoV-2屬于β冠狀病毒，也可感染下呼吸道并引起肺炎［2］。SARS-CoV-2 的基因組是單股正鏈RNA，其基因組大小為29 903 nt，含有5′端帽子結(jié)構(gòu)和3′端多聚腺苷酸尾巴［3］，電鏡下該病毒大多呈球形，有些呈多形性，直徑60 ～140 nm。病毒顆粒有明顯的棘突，約9 ～12 nm，使病毒呈現(xiàn)日冕狀?；颊邭獾郎掀こ∏衅锌梢姲庥坞x病毒顆粒，胞質(zhì)膜囊內(nèi)充滿病毒顆粒的包涵體［4］?；蚪M測序顯示其86.9%核酸序列與2003年報道的蝙蝠體內(nèi)分離到的SARS樣冠狀病毒（bat-SL-CoVZC45，MG772933.1）有高度一致性，具有變異快、多樣性高的特點［5］。

1.2 宿主冠狀病毒可感染哺乳動物、鳥類和爬行動物，包括人、豬、牛、馬、駱駝、貓、狗、嚙齒動物、鳥類、蝙蝠、兔、雪貂、貂、蛇和多種野生動物［6］。關(guān)于SARS-CoV-2 的宿主目前不少學(xué)者認為來源于蝙蝠。蝙蝠是許多病毒的自然宿主，包括埃博拉病毒、馬爾堡病毒、狂犬病毒、亨德拉病毒、尼帕病毒等［7］。由于蝙蝠特殊的免疫系統(tǒng)，攜帶病毒卻極少出現(xiàn)病癥［8］。

1.3 致病機制SARS-CoV-2 的致病機制尚未完全明確。和其他冠狀病毒一樣，SARS-CoV-2 感染細胞的過程有可能是通過其表面的S 蛋白與受感染細胞膜上特定的受體結(jié)合，在受體的介導(dǎo)下通過細胞的內(nèi)吞作用進入細胞內(nèi)而進行復(fù)制。形成新生的病毒離開宿主細胞，進一步感染其他宿主細胞。初步研究發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2入侵時的細胞受體與SARS-CoV 受體一樣，都是血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（angiotensin converting enzyme，ACE2），提示兩種病毒的宿主特異性和組織嗜性有可能類同［9-10］。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2的S蛋白結(jié)合人體ACE2的親和力要遠高于SARS-CoV的S蛋白，這或許是新型冠狀病毒度感染性強于SARS的主要原因［11-12］。

2 SARS-CoV-2的流行病學(xué)

2.1 COVID-19流行概況截至2020年4月11日，全國共報告83 482 例經(jīng)實驗室和臨床確診的SARS-CoV-2 感染病例，其中死亡病例3 349 例，病死率為4.01%；確診病例中有67 803例來自湖北省，占報告病例的81.22%，其中死亡病例為3 219例，病死率為4.75%［13］。隨著疫情在全球爆發(fā)，至4月11日全球共累計報告1 727 631 例，108 126 例死亡，病死率為6.26%［14］，已遍及211 個國家和地區(qū)，中國以外累計報告1 644 149 例，死亡104 777 例，病死率為6.37%。

2.2 動物宿主及傳播途徑目前認為SARS-CoV-2的自然宿主為蝙蝠，在中間宿主中發(fā)生了基因重組或基因適應(yīng)性突變，獲得了感染人的能力。尚不確定水貂和穿山甲是否為SARS-CoV-2 的中間宿主［15-16］。

SARS-CoV-2 為RNA 病毒，目前認為其基因組復(fù)制所需的RNA 復(fù)制酶缺乏校正功能，因此在宿主或中間宿主中復(fù)制時的錯誤率即基因突變率高，加之不同冠狀病毒的RNA 與RNA 之間的重組率也很高導(dǎo)致冠狀病毒變異較快［3］。

SARS-CoV-2 的主要傳播途徑是呼吸道飛沫傳播和接觸傳播［17］，存在糞口傳播、母嬰傳播和氣溶膠傳播的風(fēng)險［18-19］。此外易感者接觸了被病毒污染的物體表面如門把手、手機，再接觸自體的口腔黏膜、鼻腔、眼結(jié)膜有可能導(dǎo)致間接接觸傳播。在密閉、不通風(fēng)的環(huán)境下有氣溶膠傳播的風(fēng)險。

2.3 人群易感性人群對SARS-CoV-2 普遍易感，各年齡段均可發(fā)病。老年人及有基礎(chǔ)疾病的患者感染后病情較重，病死率比其他年齡段患者高；男性患者所占的比例略高，但尚無資料表明不同性別之間發(fā)病情況有顯著差異。在職業(yè)方面，由于醫(yī)護人員與患者接觸機會多，所以醫(yī)護人員的發(fā)病率比其他職業(yè)人員高［17-20］。

3 臨床特征方面

該病早期大多表現(xiàn)為發(fā)熱、干咳、肌肉疼痛、疲勞、呼吸困難以及低氧血癥。少數(shù)患者表現(xiàn)為頭痛、頭暈、腹痛、腹瀉、惡心和嘔吐。約1/4 的患者在先出現(xiàn)腹瀉和嘔吐等消化道癥狀1～2 d 后出現(xiàn)發(fā)熱和呼吸困難［17］。CT 表現(xiàn)為磨玻璃樣陰影和雙側(cè)斑片狀陰影，血常規(guī)檢查82.1%的患者淋巴細胞減少，33.7%的患者血小板減少?；颊叽蠖嗄苤斡糠謬乐夭±沙霈F(xiàn)急性呼吸窘迫綜合征和死亡［21］。

4 藥物研究方面

目前對于COVID-19 尚無特效藥，對癥支持治療為主［2］。全球科研機構(gòu)和制藥公司正加緊從現(xiàn)有的藥物中來篩選治療藥物。主要基于阻斷病毒的入侵和擴散，抑制病毒核酸復(fù)制及病毒蛋白合成，調(diào)節(jié)機體的免疫力和聯(lián)合治療等方面進行藥物選擇。

病毒復(fù)制的抑制劑可能是治療COVID-19 患者的有效藥物。瑞德西韋（Remdesivir）是氰基取代的腺苷核苷酸類似物，能通過抑制RNA的復(fù)制而具有廣譜的抗病毒活性。臨床觀察顯示Remdesivir治愈過1 例埃博拉患者和1 例COVID-19 患者［22-23］。該藥于2020年2月3日在我國啟動Ⅲ期臨床試驗。

HIV 的治療藥物蛋白酶抑制劑洛匹那韋/利托那韋也為治療SARS-CoV-2 感染提供了新的希望。該藥主要通過阻斷Gag-Pol 聚蛋白的裂解產(chǎn)生抗病毒作用。目前該藥已用于SARS-CoV-2 感染的治療。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)治療艾滋病的藥物奈非那韋（Nelfinavir）是對抗SARS-CoV-2 Mpro 的潛在抑制劑［24］，目前該藥已啟動臨床試驗。

與SARS-CoV 進入細胞方式類同，目前認為SARS-CoV-2 也是通過ACE2 受體進入機體細胞，所以針對SARS-CoV 的治療方法對SARS-CoV-2 有重要的參考價值。動物實驗表明重組ACE2 蛋白可以緩解SARS-CoV 造成的急性肺損傷。急性呼吸窘迫綜合征患者的Ⅰ期臨床實驗表明該藥具有安全性［25-26］。這些研究結(jié)果提示重組ACE2 蛋白有望用于SARS-CoV-2 感染的治療。

關(guān)于糖皮質(zhì)激素治療：在重癥肺炎，尤其是病毒性肺炎的治療中，糖皮質(zhì)激素的應(yīng)用存在爭議。雖然SARS 時期對患者廣泛采用了糖皮質(zhì)激素藥物治療，但回顧性研究認為糖皮質(zhì)激素的應(yīng)用沒有明顯生存獲益，并且有較多不良反應(yīng)的發(fā)生（包括股骨頭壞死等遠期并發(fā)癥）［27］，在MERS的治療研究中糖皮質(zhì)激素的應(yīng)用對病死率沒有影響，卻延遲了下呼吸道的病毒清除速率，因此目前不建議常規(guī)應(yīng)用糖皮質(zhì)激素治療。

免疫調(diào)節(jié)劑和抗病毒治療的聯(lián)合用藥是SARS 和MERS 治療研究中探索的一種治療模式。核苷類似物利巴韋林通過抑制RNA 復(fù)制具有廣泛的抗病毒作用。臨床試驗中，單純使用利巴韋林對SARS 患者癥狀的改善率為71.4%～80%［28-29］，但其治療劑量可引起溶血等嚴重的不良反應(yīng)限制了在臨床上的使用［30］。利巴韋林和干擾素-α2b 具有協(xié)同效應(yīng)，動物模型上二者聯(lián)合使用時，在較低的濃度下能有效降低MERS-CoV 在體內(nèi)的復(fù)制，改善臨床癥狀［31］。然而最近的一項Ⅲ期臨床試驗顯示，該聯(lián)合療法只對某些輕癥患者有效，而重癥患者和合并其他基礎(chǔ)疾病的患者無明顯療效［32］。

抗瘧藥物氯喹也是治療COVID-19 患者的候選藥物。氯喹治療病毒感染的作用機制包括通過pH 依賴性抑制病毒穿入、脫殼等復(fù)制過程而發(fā)揮抑制病毒作用，還能通過干擾病毒黏蛋白與ACE2的結(jié)合而抑制病毒［33］。羥基氯喹與氯喹有相似的作用，且在體外比氯喹的抗SARS-CoV-2 作用更強［34］。目前國內(nèi)已將磷酸氯喹藥物治療寫入新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第7 版）［35］。該藥2020年3月31日在美國已啟動Ⅲ期臨床試驗［36］。

除上述藥物外，感染SARS-CoV-2 治愈出院的患者體內(nèi)可能有中和病毒的抗體。SARS 暴發(fā)期間，在痊愈患者和受感染動物的血漿中都檢測到了中和抗體，實驗室研究中使用SARS 病毒免疫小鼠得到的血清可以使其他健康的小鼠免于SARSCoV 的感染［37］。TAN 等［38］報道了1 例患者在接受康復(fù)者血清治療后感染迅速消除，這意味著該方法能治療SARS-CoV-2 感染，但是長期影響和并發(fā)癥有待隨訪觀察。

5 疫苗開發(fā)

國內(nèi)外多家科研機構(gòu)和公司正在研發(fā)SARSCoV-2 的滅活疫苗或基因疫苗，大多處于疫苗構(gòu)建或動物實驗階段［39-40］。目前我國采用基因工程方法構(gòu)建了重組新型冠狀病毒疫苗，該疫苗已完成動物試驗并于3月16日獲批啟動開展臨床試驗［41］。同日，美國國立過敏與傳染病研究所（NIAID）和生物制藥公司Moderna 共同研發(fā)出了新型冠狀病毒mRNA 疫苗，并將跳過動物試驗直接進行Ⅰ期臨床試驗［42］。Ⅰ期臨床試驗主要檢驗疫苗的安全性，在此之后，疫苗還需要經(jīng)過Ⅱ期、Ⅲ期臨床試驗，在更大的人群中進行測試，并通過監(jiān)管部門的審批才能上市。

6 疫情發(fā)展預(yù)測研究

目前報告的研究模型之間的預(yù)測差異很大。中山大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院團隊估計COVID-19 病例的累計數(shù)量可能是SARS 病例總數(shù)的2～3 倍，約16 000～24 000 例，預(yù)測發(fā)病高峰出現(xiàn)在2月初或2月中旬（2月2日-2月7日）［43］。廣東省疾病預(yù)防控制中心團隊估算了SARS-CoV-2 的基本再生數(shù)R0約為2.9，COVID-19 引起大流行和持續(xù)流行的風(fēng)險可能比SARS 高，而諸如醫(yī)院之類的高風(fēng)險區(qū)域有可能出現(xiàn)超級傳播事件［44］。西安交通大學(xué)團隊預(yù)測COVID-19 的基本再生數(shù)R0為4.71［45］。英國蘭開斯特大學(xué)研究人員預(yù)測基本再生數(shù)R0為3.6 到4.0 之間［46］。荷蘭國家公共衛(wèi)生與環(huán)境研究所研究院估計平均潛伏期為5.8 d［47］。

7 目前研究存在的問題

7.1 流行病學(xué)研究方面流行病學(xué)研究跟進不足，缺乏深度且滯后。有關(guān)人傳人的傳染力和恢復(fù)期帶毒者的傳染力問題尚未明確。目前感染進入到第幾代沒有資料，不同感染代數(shù)的三間分布特點、強度以及傳染力尚不知曉，病毒可否成長期存在于人群中等這些重要問題還有待解決。

7.2 SARS-CoV-2 溯源方面有關(guān)SARS-CoV-2 的自然宿主和中間宿主還需要深入研究。中間宿主為病毒提供了變異進化和接觸人類的機會，只有隔絕了中間宿主，才算真正隔離了傳染源，因此尋找SARS-CoV-2 的中間宿主顯得尤為重要。

7.3 臨床病理學(xué)研究方面專門論述SARS-CoV-2 感染的病理學(xué)改變研究很少［48-49］，只能說目前初步認識到病變肺組織呈彌漫性損傷，嚴重者肺組織出血、肺泡上皮脫落和大量黏液形成，導(dǎo)致急性呼吸窘迫。到目前為止，對SARS-CoV-2 感染致死的病例，還沒有完整的全身組織病理學(xué)報告，人們對肺組織以外的病變組織還缺乏認識，還需要系統(tǒng)的病理解剖和臨床病理學(xué)研究。這些問題不解決，將制約人們對SARS-CoV-2 感染所致病變的認識，制約人們對SARS-CoV-2 感染臨床救治的思考和研究。