張 會,丁東瑞,金天然

(中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九八三醫(yī)院 a.心血管內(nèi)科;b.感染疾病科,天津 300142)

2019年12月起,武漢市發(fā)現(xiàn)不明原因的上呼吸道感染病例[1-2]。2020年1月初,人們確定感染是由新型冠狀病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)引起的,這種疾病被命名為COVID-19(coronavirus disease 2019)[3-4]。2020年3月11日,世界衛(wèi)生組織(world health organization,WHO)正式將這種疾病列為疫情大流行[1]。COVID-19的感染人數(shù)和死亡人數(shù)不斷增長,因此了解SARS-CoV-2的致病機制以及有效的治療途徑,顯得尤其迫切。

1 病毒學(xué)

冠狀病毒(coronaviruses)在20世紀(jì)60年代被首次發(fā)現(xiàn),當(dāng)時只知道它們含有“刺突”形蛋白質(zhì),且此種蛋白構(gòu)成的膜結(jié)構(gòu)包圍著RNA[5],這些膜表面“刺突”蛋白的冠狀外觀使病毒家族得名,“corona”在拉丁語中是皇冠的意思[6]。具有這種特殊形狀和結(jié)構(gòu)的病毒屬于冠狀病毒科,根據(jù)種系發(fā)生可分為α、β、γ及δ冠狀病毒[7-8]。只有α和β冠狀病毒是人畜共患型,而SARS-CoV-2屬于β冠狀病毒屬[9]。所有冠狀病毒由基因組RNA、核衣殼(N)、刺突(S)、包膜(E)和膜(M)結(jié)構(gòu)蛋白組成,此外還有一些非結(jié)構(gòu)蛋白和輔助蛋白[9]。

截至2020年,美國疾病控制和預(yù)防中心(centers for disease control and prevention,CDC)確認(rèn)了7種可以感染人類的冠狀病毒株,它們被歸為單鏈正螺旋RNA病毒[9],基因組包含26000～32000個堿基[10]。

人群中最早發(fā)現(xiàn)的冠狀病毒是CoV-229E和HCoV-OC43[11],可引起常見的上呼吸道疾病,如普通感冒;此后又發(fā)現(xiàn)了HCoV-HKU1和HCoV-NL63[12];其余3種冠狀病毒株分別是SARS-CoV、MERS-CoV和SARS-CoV-2,它們可導(dǎo)致嚴(yán)重疾病,甚至死亡。4種非重型毒株全球均有分布,在當(dāng)?shù)厝巳褐忻芏群艿蚚9]。另外3種重型毒株,SARS-CoV于2002年出現(xiàn),導(dǎo)致嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合癥(severe acute respiratory syndrome,SARS);MERS-CoV于2012年發(fā)現(xiàn),引發(fā)了中東呼吸綜合征(middle east respiratory syndrome,MERS);而SARS-CoV-2則是一種導(dǎo)致COVID-19全球大流行的病原體。

2 病毒的進(jìn)化

蝙蝠是冠狀病毒的主要動物宿主,在過去的幾十年里,這種病毒已變異并適應(yīng)感染人類,導(dǎo)致動物到人的物種跨越傳播[6]。病毒基因組序列分析[13]顯示,SARS-CoV-2與蝙蝠冠狀病毒的RaTG13基因一致性為96.2%,這表明蝙蝠冠狀病毒可能是SARS CoV-2的起源。另外,全基因組[14]表明,穿山甲冠狀病毒與SARS-CoV-2相似性為96%,與SARS-CoV、MERS-CoV和蝙蝠冠狀病毒的相似性分別為82%、76%和71%,提示穿山甲很可能是蝙蝠與人類間的中間宿主。

3 病毒的傳染

基本繁殖數(shù)(basic reproduction numbers)R0用于描述病原體的傳播或傳染性[15],SARS-CoV的R0值約為3,MERS-CoV為0.45,SARS-CoV-2為2.2至3.11[16-17]。雖然SARS-CoV和SARS-CoV-2的R0值相似,但COVID-19癥狀出現(xiàn)前,患者鼻和喉中有更高的病毒載量,這表明SARS-CoV-2可在癥狀出現(xiàn)前傳播,所以更難隔離和控制[18]。

SARS-CoV-2通過“刺突”蛋白錨定人肺部上皮細(xì)胞[1,19]。血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2 (angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)受體充當(dāng)了SARS-CoV-2突刺蛋白的“停靠點”,使病毒與細(xì)胞膜融合,然后病毒將自身RNA整合到細(xì)胞的復(fù)制機制中,促進(jìn)繁殖。這樣SARS-CoV-2就能在全身擴散,啟動免疫應(yīng)答,感染人類[20-21]。SARS-CoV-2的刺突(S)蛋白,在感染細(xì)胞時分裂成2個亞基,S1亞基包含2個受體結(jié)合域(receptor-binding domain,RBD),使病毒與宿主細(xì)胞結(jié)合;S2亞基對膜融合至關(guān)重要[22-23]。與S1亞基結(jié)合的宿主細(xì)胞ACE2受體是一種跨膜蛋白,位于肺、心臟、腎臟和腸道的上皮細(xì)胞[24]。S1亞基與靶細(xì)胞ACE2受體結(jié)合后,S2亞基的七磷酸重復(fù)序列1(heptad repeat 1,HR1)和2(heptad repeat 1,HR2)結(jié)構(gòu)域結(jié)合,形成1個六螺旋束芯,使病毒和宿主細(xì)胞膜彼此靠近,以便發(fā)生融合[25-26]。SARS-CoV-2的傳染性、傳播性較SARS-CoV高,因為SARS-CoV-2受體結(jié)合域(RBD)與ACE2受體的親和力提高了10～20倍,而這種差異源于SARS-CoV-2 受體結(jié)合域(RBD)的氨基酸序列不同[27-28]。

4 流行病學(xué)

截至2022年7月,COVID-19已影響全球6.04億人,引發(fā)648萬人死亡[29]。SARS-CoV-2的潛伏期長達(dá)2周,中位數(shù)為5 d,此期間具有傳染性[30]。

Hosseini等[31]研究中,80%以上的COVID-19患者表現(xiàn)為輕度發(fā)燒、干咳和呼吸短促;重癥患者中,44%出現(xiàn)呼吸短促,50%出現(xiàn)組織缺氧,14%出現(xiàn)高熱[32-33],死亡率為2%。另外,基礎(chǔ)合并癥及高齡會增加死亡率[34-36]。有研究顯示,依據(jù)年齡不同,5～17歲兒童住院率為0.1%,85歲以上老人為17.2%,5%以上的患者處于休克和多器官衰竭等危急狀況[32,37]。Onder等[38]研究也顯示,COVID-19患者的癥狀隨年齡增長而惡化,19歲以下死亡率為0%～0.1%,75～84歲死亡率4.3%～10.5%,85歲或以上死亡率高達(dá)10.4%～27.3%。研究[39]還發(fā)現(xiàn),COVID-19感染男性多于女性,這可能與X染色體和性激素的保護(hù)作用有關(guān),它們導(dǎo)致了女性對SARS-CoV-2的免疫反應(yīng)更強[40]。

值得注意的是,不同國家、甚至不同種族的感染率和死亡率并不相同[41]。盡管全世界的死亡率為6.9%,但智利和以色列的死亡率為0%～0.1%,而意大利為14%[1],考慮與各國人口密度、醫(yī)療體系、檢測政策、年齡結(jié)構(gòu)等相關(guān)。

5 傳播途徑

SARS-CoV-2“人傳人”的主要形式是飛沫傳播,咳嗽和打噴嚏會使其通過空氣傳播到健康人群[42]。飛沫是人釋放病毒的介質(zhì),一般不會從源頭傳播超過2米,但空氣動力學(xué)研究[1]表明,快速的體育活動會增加飛沫的傳播距離,如跑步或騎自行車等。另一項研究[43]發(fā)現(xiàn),SARS-CoV-2實驗條件下,在空氣中持續(xù)存在達(dá)3 h。Cai等[44]研究顯示,接觸SARS-CoV-2的無生命體也可傳播,稱為接觸傳播。根據(jù)材料不同,傳染性從幾小時(紙板)到3天(塑料或不銹鋼)不等[43]。此外,在糞便中也檢測到SARS-CoV-2,這表明其有能力在消化道內(nèi)增殖,并有可能通過“糞口”途徑傳播[45-46]。有資料[47]分析,17.6%的患者存在胃腸道癥狀,當(dāng)呼吸道樣本檢測呈陰性時,仍有48.1%的患者在糞便樣本檢測出病毒RNA陽性。

醫(yī)院是SARS-CoV-2二次傳播的來源之一,因為它是大量感染者的集中地[48]。Santarpia等[9]從COVID-19患者的病房中收集表面樣本并提取病毒RNA,發(fā)現(xiàn)常見物品及空氣樣本中檢測到SARS-CoV-2陽性,以空氣中病毒濃度最高。

6 臨床表現(xiàn)

COVID-19患者的常見癥狀是干咳、發(fā)熱和呼吸短促,另外可能伴隨喉嚨痛、頭痛、肌痛、疲勞和腹瀉等不適[49-50]。重癥COVID-19患者表現(xiàn)為急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)和難治性低氧血癥。COVID-19可導(dǎo)致嚴(yán)重的肺部感染、呼吸衰竭,伴隨其他器官損傷和功能障礙;若出現(xiàn)呼吸系統(tǒng)以外的功能障礙,如血液系統(tǒng)和消化系統(tǒng)紊亂,則敗血癥和感染性休克的風(fēng)險會升高,死亡率大幅上升[31]。雖然大多數(shù)病例表現(xiàn)為輕癥,但所有患者均有新的肺部征象,如X線胸片半透明毛玻璃樣改變;CT可表現(xiàn)為磨玻璃影、浸潤影、肺實變等[51],且易侵犯血管引起血管炎[52]。在重癥監(jiān)護(hù)病房(intensive care unit,ICU)的患者中,雙側(cè)多小葉和亞節(jié)段區(qū)域?qū)嵶兠黠@[53-54]。

據(jù)報道,在感染階段有些患者表現(xiàn)為白細(xì)胞或淋巴細(xì)胞數(shù)量減少[55],谷丙轉(zhuǎn)氨酶(alaninetransaminase,ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(aspartate transaminase,AST)、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)、血清肌酸激酶同工酶(creatine kinase-MB,CK-MB)、C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein,C-RP)和紅細(xì)胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate,ESR)升高[56]。

7 檢測方法

早期診斷是治療COVID-19最關(guān)鍵的一步[31,57]。SARS-CoV-2特點是在休眠或病毒載量低的一段時間內(nèi)不易被發(fā)現(xiàn),所以許多疑似患者鼻咽/痰標(biāo)本檢測結(jié)果呈陰性?？傮w說來,SARS-CoV-2檢測第一道防線是通過逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)檢測病毒基因組物質(zhì)[58],然后是放射學(xué)、血清學(xué)檢測、基于短回文重復(fù)序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)檢測方法及病毒培養(yǎng)等[31]。

7.1RT-PCR 這種檢測方式在美國、德國、意大利、韓國及中國香港被廣泛應(yīng)用[59-61],需鼻咽拭子收集遺傳物質(zhì),檢測是否攜帶SARS-CoV-2。首先從樣本中分離RNA,然后產(chǎn)生RNA的單鏈互補DNA (cDNA)[62],最后行PCR擴增cDNA進(jìn)行分析,操作需數(shù)小時[63]。這種測試方法存在假陰性和假陽性的可能,與樣品污染、病毒載量低、采樣不正確有關(guān)[64]。在某些情況下,CT懷疑COVID-19陽性的病例,RT-PCR診斷為陰性[64]。中國已經(jīng)使用高分辨率CT來補充檢測,以防止假陰性情況發(fā)生[65]。美國雅培公司(Abbott)和德國博世醫(yī)療保健公司(Bosch Healthcare)對PT-PCR檢測方法進(jìn)行了改進(jìn),將處理時間縮短至15 min[66]。

SARS-CoV-2的全基因組測序已完成,現(xiàn)已允許分析和選擇病毒的特定基因。在此背景下,Chan等[67]開發(fā)并優(yōu)化了RT-PCR檢測引物,用于檢測SARS-CoV-2特有刺突基因(S基因);Corman等[68]也報道了SARS-CoV-2的其他基因特異性引物,如RNA依賴的RNA聚合酶(RNA dependent RNA polymerase,RdRp)基因、E基因、N基因。通過這些新方法,患者的唾液、呼吸道分泌物、糞便、尿液、血清、血漿都可用于分離病毒RNA。

7.2放射學(xué)檢查 胸部CT顯示特異性的磨玻璃影,屬于輔助診斷工具[10,67,69]。雙側(cè)磨玻璃影及肺實變的出現(xiàn)提示需立即對SARS-CoV-2進(jìn)行檢測。Fang等[70]將胸部CT與RT-PCR結(jié)果進(jìn)行敏感性對比,發(fā)現(xiàn)胸部CT能在RT-PCR陰性的患者中檢測到異常證據(jù),其在COVID-19患者篩查中敏感性達(dá)98%。鑒于胸部CT的準(zhǔn)確性,人工智能(artificial intelligence,AI)已被用于輔助SARS-CoV-2檢測,目前處于起步階段。COVID-NET是一種三維學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò),Li等[9]通過使用此網(wǎng)絡(luò)提取COVID-19患者胸部CT的視覺特征,目前已被證明可準(zhǔn)確區(qū)分COVID-19、社區(qū)獲得性肺炎和其他肺部疾病。

7.3血清學(xué)檢測 血清學(xué)檢測是將血清樣本用于免疫反應(yīng)檢測,而這些免疫反應(yīng)通常在特定的感染狀態(tài)下發(fā)生,如重癥患者垂死狀態(tài)下,白介素(interleukin,IL-6、IL-2、IL-7、IL-10)的血漿濃度急劇增加[10,71]。有報道顯示,COVID-19危重患者的血清中存在特征性“細(xì)胞因子風(fēng)暴”,即免疫因子高漲,包括白細(xì)胞減少,CRP(10 mg/L以上)、血沉及D-二聚體水平升高[71-72]。研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)COVID-19住院患者淋巴細(xì)胞總數(shù)明顯下降,提示淋巴細(xì)胞,特別是T淋巴細(xì)胞可能是SARS-CoV-2的靶點。因此,外周血淋巴細(xì)胞數(shù)量減少可作為SARS-CoV-2感染的一個標(biāo)志,也可用于感染嚴(yán)重程度的評價[49]。

既往研究報道,SARS-CoV和MERS-CoV感染中,升高的IL-1B、IL-6、IL-12、干擾素γ(interferon γ,IFNγ)、趨化因子10 (interferon-inducible protein-10,IP-10)、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1,MCP1)等促炎因子和腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-TNFα)、IL-15、IL-17等細(xì)胞因子,可能激活輔助性T淋巴細(xì)胞1(thelper cell,Th1)應(yīng)答,與肺炎和肺損傷相關(guān)[31]。對比SARS-CoV-2感染,病毒顆粒入侵引發(fā)Th2和IL-4、IL-10等細(xì)胞因子的分泌增強,同時使外周血白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等免疫細(xì)胞減少,導(dǎo)致炎癥反應(yīng)增強和免疫系統(tǒng)功能抑制,最終表現(xiàn)為嚴(yán)重肺損傷[54]。可見,與SARS-CoV-2本身的致病性相比,嚴(yán)重且難以控制的炎癥反應(yīng)具有更大的破壞效應(yīng)。

目前,最常見和最快速的血清學(xué)檢測是側(cè)流免疫層析法,自患者處提取樣本,檢測是否含有病毒抗體[73];另一個是酶聯(lián)免疫吸附試驗(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)。以上這些方法的敏感性較高,會導(dǎo)致假陽性及高估感染率[74]。需指出的是,這些檢測并不是為確定目前是否患有COVID-19,而是識別是否有SARS-CoV-2抗體,陽性結(jié)果表明個體在過去對病原體產(chǎn)生了免疫反應(yīng)。由此推斷,血清學(xué)檢測可作為病毒傳播范圍的指標(biāo),而RT-PCR檢測可顯示目前是否患有這種疾病。

目前,多家公司開發(fā)了COVID-19檢測試劑盒,通過IgG和IgM分子檢測,識別出對SARS-CoV-2有免疫力的人,其可補充RT-PCR和放射檢測結(jié)果[10]。試劑盒的出現(xiàn),使重點護(hù)理檢測成為可能,同時也能對疑似SARS-CoV-2攜帶者進(jìn)行即時檢測,提高了檢測大范圍人群的能力,從而有助于疫情控制和精準(zhǔn)確定疾病病死率[10]。

7.4基于CRISPR技術(shù)的檢測方法 CRISPR是規(guī)律地聚集在一起的短回文重復(fù)序列,它可檢測到特定的RNA序列。鎖定目標(biāo)后,與CRISPR協(xié)同工作的Cas13和Cas12被激活,分別表現(xiàn)出核糖核酸酶(RNase)和脫氧核糖核酸酶(DNase)活性,分解附近的RNA鏈或單鏈DNA。當(dāng)CRISPR-Cas復(fù)合物與一個報告分子結(jié)合,酶會分解附近的報告分子,引發(fā)反應(yīng),通過熒光信號或橫向流動條帶表現(xiàn)出來,與驗孕棒相似[1]。此方法不需復(fù)雜的儀器進(jìn)行測試,可靠、經(jīng)濟(jì)、敏感性高、特異性高[75]。美國Mammoth Bioscience公司、Sherlock Biosciences公司以及印度一家研究所正在進(jìn)行探索[75]。

當(dāng)CRISPR檢測到SARS-CoV-2 RNA序列時,Cas13被激活并開始分解附近的RNA鏈;當(dāng)RNA報告分子與CRISPR-Cas13結(jié)合,Cas13將其分解并通過熒光或橫向流動條帶發(fā)出信號,此過程稱為SHERLOCK[9]。同理,當(dāng)CRISPR檢測到特定DNA序列時,Cas12被激活并開始分解附近的DNA鏈;當(dāng)DNA報告分子與CRISPR-Cas12結(jié)合,Cas12將其分解并通過熒光或橫向流動條帶發(fā)出信號,此過程稱為DETECTR[76]。DETECTR技術(shù)比SHERLOCK更快,但兩者都在作為未來的測試方法進(jìn)行研究和嘗試。

張鋒等[31]最近開發(fā)了一種基于CRISPR-Cas13的SHERLOCK系統(tǒng)來診斷COVID-19。該團(tuán)隊使用SARS-CoV-2 RNA的合成片段作為模板設(shè)計出2個RNA導(dǎo)鏈(CRISPR),這些導(dǎo)鏈能與SARS-CoV-2RNA中其互補序列結(jié)合,進(jìn)而激活Cas13,分解報告分子。該方法用試紙蘸取樣品,出現(xiàn)1條線即表示存在SARS-CoV-2。

7.5病毒培養(yǎng) 與其他方法相比,病毒培養(yǎng)更費時,但在其他方法使用前,其在疫情爆發(fā)最初階段發(fā)揮巨大作用。此外,病毒培養(yǎng)還可用于體內(nèi)、外抗病毒治療和疫苗的評價試驗。目前,一般實驗室尚不具備條件進(jìn)行SARS-CoV-2檢測[77]。

8 治療

8.1機械通氣 在缺乏長期、可持續(xù)治療方法的情況下,醫(yī)務(wù)人員通過使用機械通氣來改善COVID-19患者的嚴(yán)重呼吸道癥狀,如呼吸困難和缺氧。有研究納入2634例COVID-19住院患者,約12%需機械通氣,而接受此項治療的患者死亡率高達(dá)88%[78]。

8.2抗病毒藥物 現(xiàn)有藥物在治療COVID-19癥狀方面也顯示出希望,WHO在報告中概述了治療COVID-19的4種候選藥物,即瑞德西韋、洛匹那韋/利托那韋、干擾素β-1a和羥氯喹/氯喹。目前,瑞德西韋最有希望[79]。

瑞德西韋最初用于治療埃博拉病毒,其可阻斷RNA復(fù)制的關(guān)鍵酶----依賴RNA的RNA聚合酶(RdRp),進(jìn)而阻止病毒繁殖,能有效防止SARS-CoV和MERS-CoV擴散[80-81]。有研究[80]將瑞德西韋用于感染SARS-CoV、MERSCoV和SARS-CoV-2的小鼠細(xì)胞,結(jié)果表明,其能抑制SARS-CoV-2病毒傳播。目前,幾項關(guān)于瑞德西韋的Ⅱ、Ⅲ期臨床試驗正在進(jìn)行中。美國一項大樣本量研究現(xiàn)實,與安慰劑相比,瑞德西韋康復(fù)時間快31%,美國食品藥品監(jiān)督管理局(food and drug administration,FDA)緊急授權(quán)使用該藥物[1]。目前,中國、德國、意大利、韓國等也在進(jìn)行相關(guān)測試來確定其功效。

洛匹那韋/利托那韋結(jié)合后被稱為Kaletra,主要用于治療人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)感染,屬于神經(jīng)氨酸酶抑制劑。Kaletra在中國和南韓初步報告[82]成功后,科學(xué)家們開始關(guān)注其治療COVID-19的效果。然而,當(dāng)Kaletra單藥治療住院COVID-19患者時,并未顯示出明顯的益處或改善,這表明其對SARS-CoV-2的蛋白酶抑制作用與對HIV不同,因此停止對該藥物的未來測試[82-83]。

干擾素β-1a用于多發(fā)性硬化癥的治療。干擾素是免疫系統(tǒng)的天然組成部分,能激活人體自身抗病毒機制,達(dá)到抑制病毒復(fù)制、增加免疫應(yīng)答的效果[84]。早期研究[85]顯示,注射干擾素可使人類上皮細(xì)胞的病毒載量降低,且噴灑干擾素可降低感染率,以上均支持干擾素療法。近期研究發(fā)現(xiàn)[85],干擾素β-1a對SARS-CoV-2最有效,因其能上調(diào)肺部抗炎細(xì)胞,但此藥仍需進(jìn)一步研究。

羥氯喹和氯喹是兩種安全、廉價的藥物,主要用于治療瘧疾和自身免疫性疾病,也被發(fā)現(xiàn)有抗病毒活性[1]。病毒通常通過內(nèi)吞作用進(jìn)入人體并感染細(xì)胞,所謂內(nèi)吞作用即將病毒包裹并由核內(nèi)體帶入細(xì)胞。然而羥氯喹/氯喹增加了核內(nèi)體的pH值,使其過于堿性而不利于病毒生存和復(fù)制[86]。鑒于其疏水結(jié)構(gòu),這種藥物可在血液中循環(huán),其作用可擴散到包括肺在內(nèi)的全身組織,使其成為治療COVID-19的候選藥物[86]。在中國和法國,羥氯喹/氯喹的抗COVID-19作用已被臨床試驗[87]所證實,但樣本量較小。由于該藥物的已知不良反應(yīng)最小,FDA已授權(quán)緊急使用。然而,也有研究[1]表明,羥氯喹/氯喹對COVID-19無作用或作用有限,甚至不良反應(yīng)嚴(yán)重,所以有些醫(yī)院停止使用。

法匹拉韋與瑞德西韋類似,通過阻止依賴RNA的RNA聚合酶(RdRp)與ATP結(jié)合,選擇性地抑制RdRp,使其失去功能[88]。法匹拉韋療效很好,服藥后發(fā)燒、咳嗽等癥狀快速消退,中國科技部稱其是一種“有效且高度安全的治療方法”。目前,正處于臨床試驗階段[89]。

EIDD-2801口服給藥,通過在病毒中積累有害突變來抑制依賴RNA聚合酶(RdRp)活性,最終誘導(dǎo)病毒致死性突變,但存在很多脫靶效應(yīng)。在小鼠實驗中,預(yù)防性服用EIDD-2801可降低SARS-CoV-2及其他冠狀病毒(SARS-CoV和MER-CoV)的濃度。2020年4月,FDA已批準(zhǔn)負(fù)責(zé)EIDD-2801的公司進(jìn)行人體試驗[1]。

奧司他韋屬于神經(jīng)氨酸酶抑制劑。COVID-19出現(xiàn)在流感季節(jié),抗菌藥物聯(lián)合奧司他韋成為COVID-19的試驗性治療方法。然而,并沒有可靠證據(jù)表明奧司他韋是治療COVID-19的有效藥物[90]。

格里菲思作用于刺突蛋白表面的低聚糖,已進(jìn)入治療HIV和SARS-CoV的I期試驗,但對于SARS-CoV-2的療效應(yīng)重新評估。刺突(S)蛋白在病毒-細(xì)胞受體相互作用中發(fā)揮重要作用,因此也是開發(fā)抗病毒藥物的有前途的靶點[31]。

糖皮質(zhì)激素治療僅在醫(yī)生診斷為重癥COVID-19肺炎時才聯(lián)合應(yīng)用。系統(tǒng)性糖皮質(zhì)激素治療(甲基強的松龍40～120 mg/d)通過降低SARS-CoV-2誘導(dǎo)大量細(xì)胞因子減少肺損傷。但既往在SARS-CoV、MERS-CoV中證據(jù)[31]認(rèn)為,接受皮質(zhì)類固醇治療不能預(yù)防感染患者的死亡,而是延遲病毒的清除。

一些非抗病毒藥物,如二甲雙胍、格列酮類、貝特類、沙坦類及營養(yǎng)補充劑,可通過增強免疫功能、預(yù)防或限制急性呼吸窘迫綜合征的影響,進(jìn)而減少感染引起的免疫病理損傷,改善病情[91]。

8.3基于CRISPR技術(shù)的治療方法 基于SHERLOCK病毒檢測技術(shù),PACMAN(prophylactic antiviral CRISPR in huMAN cells)利用具有RNA酶(RNase)活性的Cas13,精確地摧毀病毒,也可敲除RNA依賴的RNA聚合酶(RdRps)基因,最終消滅SARS-CoV-2[92-93]。這項技術(shù)的給藥途徑尚在研究中,目前已建立了脂質(zhì)體給藥途徑[92]。上述治療方法仍需進(jìn)一步測試,但使用CRISPR技術(shù)靶向病毒和消除癥狀,以及使用PACMAN預(yù)防未來病毒大流行,這方面的研究前景非常樂觀。

8.4抗體治療 To等[94]在一項23例COVID-19康復(fù)患者的研究中發(fā)現(xiàn),血液中抗體濃度與抗SARS-CoV-2活性相關(guān),因此將靜脈輸入恢復(fù)期血漿作為可行的治療方法。Wang等[95]用恢復(fù)期血漿治療5例危重患者,其中4例體溫恢復(fù)正常且病毒載量降低,這表明抗體具有抗病毒活性。

有研究[95]利用ELISA發(fā)現(xiàn)一種能阻斷SARS-CoV-2感染的人單克隆抗體——47D11,與恢復(fù)期血漿中發(fā)現(xiàn)的抗體類似。47D11能降低病毒活性,且可在實驗室中合成。最近有證據(jù)表明,47D11在細(xì)胞中有效,制藥公司正加緊生產(chǎn)單克隆抗體,以投入到新的研究中。

托珠單抗是一種重組單克隆抗體,與IL-6的親和力很高,從而減少IL-6與原始受體結(jié)合并控制炎癥反應(yīng)。Xu等[96]研究顯示,托珠單抗在改善癥狀方面效果顯著,75%的患者能減少通氣依賴。Guaraldi等[97]也觀察到,接受托珠單抗治療的COVID-19嚴(yán)重肺炎患者,有創(chuàng)機械通氣和死亡的風(fēng)險較對照組均降低。

8.5疫苗治療 疫苗開發(fā)需數(shù)年時間才能獲得全面批準(zhǔn)并批量生產(chǎn)。試驗通常分為：評估安全性,選取少數(shù)健康志愿者注射;評估療效,選取上百名志愿者進(jìn)行測試,其中包括高危人群;評估疫苗不良反應(yīng),在上千例患者中進(jìn)行測試。

減毒活疫苗是將其引入接種者體內(nèi),引發(fā)免疫應(yīng)答。這些減毒活疫苗是最接近自然感染的,在產(chǎn)生免疫應(yīng)答方面非常有效[98],但兒童和免疫缺陷人群禁忌。

滅活疫苗是將死病毒或滅活病毒引入接種者體內(nèi),無需擔(dān)心病毒恢復(fù)致病性引起疾病,但引發(fā)的免疫反應(yīng)較小,為獲得持續(xù)保護(hù)作用,需加強注射[99]。

亞單位疫苗只含有病毒結(jié)構(gòu)的部分或亞單位[100],如針對SARS-CoV2的亞單位疫苗可能只包含S蛋白或S蛋白的一部分。亞單位疫苗不良反應(yīng)較少,需加強注射,且昂貴。

核酸疫苗是將信使核糖核酸(messenger RNA,mRNA)直接注射到體內(nèi),然后mRNA編碼病毒蛋白,引發(fā)免疫反應(yīng),接種者再次接觸病毒時提供保護(hù)作用[1]。盡管這種技術(shù)已約30年,但核酸疫苗還未獲批,因為需要有效的給藥途徑才能使其與活疫苗的功效相匹配[1]。

病毒載體疫苗是將編碼病毒抗原的特定序列設(shè)計成非致病性病毒,即病毒載體。這種疫苗可引起強烈的免疫反應(yīng)[101],若接種者已對病毒載體存在免疫力,則無效。

9 新的病毒變異體

2021年11月,南非發(fā)現(xiàn)了第1例奧密克戎(SARS-CoV-2 Omicron)病例。這種新型譜系(B.1.1.529)與原始野生型菌株(wild type,WT)相比整個基因組共60個突變,被WHO歸為SARS-CoV-2第5個病毒屬。截至目前,突變的Omicron已進(jìn)化成5個不同亞系,標(biāo)準(zhǔn)的Omicron亞系命名為BA.1,其他4個亞系稱為BA.2、BA.3、BA.4、BA.5[32]。Omicron BA.1的受體結(jié)合區(qū)域部分共積累了15個突變,這有助于病毒與宿主ACE2的結(jié)合,增強了病毒傳染性,且降低了疫苗及自然感染誘導(dǎo)的體液免疫保護(hù)作用[102-103]。有資料[104-105]顯示,Omicron的基本繁殖數(shù)R0是δ冠狀病毒的2.5倍,有效繁殖數(shù)Re比δ冠狀病毒高2.7～3.8倍。

2022年1月,天津首次確診本地傳播Omicron BA.1病例,并達(dá)到社區(qū)傳播階段[29]。同年2月,Omicron BA.2以前所未有的速度席卷中國大陸,并升級為國內(nèi)流行病。此后,各亞系Omicron病例接踵而來,且病毒攜帶者為疫苗接種后的完全免疫個體,這提示新型病毒存在嚴(yán)重免疫逃逸現(xiàn)象,之前的疫苗接種并未保持對Omicron的高水平保護(hù)[32]。雖然Omicron的傳染率有所增加,但住院率和死亡率呈下降趨勢。Menni等[106]的研究納入63002例SARS-CoV-2 Omicron陽性患者,結(jié)果顯示,與δ冠狀病毒相比,Omicron患者在發(fā)病期間嗅覺喪失的發(fā)生率更低,喉嚨痛的發(fā)生率更高,住院率更低。

此外,人們對于保護(hù)性疫苗的研究也從未停止,它是預(yù)防未來SARS-CoV-2變體的重要工具[107]。一項關(guān)于加強劑有效性的薈萃分析[108]報告顯示,與未接種強化疫苗者相比,接受強化疫苗者Omicron感染率減少了71%。以色列另一項研究[109]也表明,第3劑疫苗接種能有效預(yù)防與Omicron相關(guān)的住院(93%)、重癥疾病(92%)和死亡(81%)。而添加第4劑mRNA COVID-19疫苗,能在年老虛弱的個體中,減少各種原因?qū)е碌倪^早死亡[110]。因此,每年定期普及加強疫苗接種仍是預(yù)防SARS-CoV-2感染的有效策略,尤其是異種加強劑推薦用于順序接種,其可誘導(dǎo)人體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生有效的“交叉免疫記憶”或“互補免疫記憶”,以最大限度地防止COVID-19嚴(yán)重疾病和死亡[32]。

目前,WHO正在追蹤許多亞型,如新出現(xiàn)的BA.5亞型BA.5.2.1.7(BF.7)正在世界范圍內(nèi)快速傳播,并可能成為下一個主要變體。下一個SARS-CoV-2 VOC(variants of concern,VOC)也可能以SARS-CoV-2重組體的形式出現(xiàn)[111]。通過深度探索解碼SARS-CoV-2的進(jìn)化規(guī)律,有望預(yù)測新的變異毒株、獲得更精確的數(shù)據(jù)、預(yù)測未來的大流行并及時預(yù)防。

10 小結(jié)與展望

對SARS-CoV-2結(jié)構(gòu)及感染分子機制的深入研究是一切研究的基礎(chǔ)。臨床檢驗的進(jìn)步可提高檢測速度和特異性;而藥物治療的進(jìn)步同樣意義非凡。目前,SARS-CoV-2處于不斷進(jìn)化中,其危害性仍不可小覷,尤其是合并基礎(chǔ)疾病、肺部結(jié)構(gòu)性損傷的患者。另外,孕婦、健康狀況欠佳者及免疫系統(tǒng)受損者屬于臨床試驗的排除人群,但同時也是需保護(hù)的群體,應(yīng)予特殊關(guān)注。

SARS-CoV-2導(dǎo)致了COVID-19持續(xù)大流行,還引發(fā)了急性期后后遺癥,被稱為“Long COVID”,即多系統(tǒng)負(fù)面影響,其與病毒直接損傷、全身性炎癥和氧化應(yīng)激狀態(tài)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)異常及社會心理壓力直接相關(guān)[112],如何消除或減少這些負(fù)面影響也需格外關(guān)注。