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疾控中心團隊最新論文登上《柳葉刀》:病毒源頭與舟山蝙蝠有關



“人類是終末宿主,這(新冠肺炎)再次凸顯了野生動物中隱藏的病毒庫以及它們潛伏到哺乳動物(人)體內的潛力。”中國疾控中心生物安全首席專家武桂珍說。 2019年12月下旬,中國武漢出現了多位因不明微生物原菌而感染病毒性肺炎的病患。

之後,中國疾控中心通過病原鑑定,確定本次病毒性肺炎患者的病原體為新型冠狀病毒。 1月10日,世界衛生組織將本次武漢發現的病毒被命名為“2019-nCoV”,即“2019武漢新型冠狀病毒”。

新冠肺炎疫情正在發生,確診病例、治愈病例、死亡病例人數都在不斷攀升。

不過,本次新型冠狀病毒宿主源頭究竟在哪兒,以及該病毒是怎麼來到武漢、又是通過什麼支點跨越到了人類等等,這些重要信息,官方尚未公佈結果。

各國科學家都在投入大量時間和精力進行科研,希望找到相關結論。

北京時間1月30日凌晨,世界權威醫學期刊《柳葉刀》在線發表兩篇關於新型冠狀病毒的最新論文。

其中一篇作者為武桂珍、山東第一醫科大學施文芳等人,該論文通過對9名受到新冠肺炎感染的武漢病患的遺傳基因分析,首次具體得出“新型冠狀病毒宿主源頭與舟山蝙蝠最為接近”這一結論;另一篇由武漢市金銀潭醫院張麗等人所著,更側重臨床病例分析。該論文通過對99名新冠肺炎確診病患的數據,分析新型冠狀病毒感染的早期特徵。

《柳葉刀》這兩篇論文,不但對新冠肺炎病毒源頭、傳染途徑以及易感者等等進行了全方位的數據解析,也綜合當下情況,通過大數據分析及科學研究,對“封城”等防控手段進行了更好的解釋,對新冠肺炎防疫工作起到了指導作用。

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相比目前其他期刊發表的關於新冠病毒的科研報告,本次發佈在《柳葉刀》的論文相對權威。該論文由中國疾控中心生物安全首席專家武桂珍領銜,山東第一醫科大學附屬第一醫院、中科院華大基因病原學技術研究中心、溫州醫科大學陸軍總醫院、湖北疾控中心、中科院北京生命科學研究所等科學家團隊共同研究,中國疾控中心主任、國家衛健委高級別專家組成員高福院士也參與其中。

論文作者們也就此次疫情在文章的最後再次強調了野生動物體內未知病毒對人類的潛在威脅。

新型冠狀病毒宿主與舟山蝙蝠有關,相似度高達87.99%

在第一篇研究報告中,科學家從9名被確診為新冠肺炎患者的支氣管肺泡灌洗液與培養物中分離出了樣本,進行基因測序和遺傳分析工作。從這些樣本中,科學家們一共拼接出了8個完整的病毒基因組,以及2個部分完整的病毒基因組,通過對這九名患者的新型冠狀病毒(2019-nCoV)的10個基因組序列進行了新的遺傳分析,以確定病毒的起源以及病毒的傳染途徑。

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9 名病患的基本數據

研究人員們首先比對了它們之間的基因序列。比對結果表明,這8個完整的病毒基因組高達99.98%,幾乎完全一致。事實上,經過科研人員以及醫生的詢問,在這9名確診新冠肺炎病例當中,有8名患者去過華南海鮮市場,另外一名患者從未去過華南海鮮市場,但在並發之前就住在市場附近的一家旅館裡,如何感染病毒尚不明確。

根據數據以及病患敘述,這個比對結果表明,不管新冠肺炎的疫源地在哪裡,病毒源頭都是一致的。而且可以確定,新型冠狀病毒就起源於一個來源,這中間相隔的時間極短,並且可以被相對迅速地檢測到。

那麼,這些病毒從何而來呢?

該論文表示,科研人員將新型冠狀病毒基因序列與現有病毒庫進行比較,這也包括了知名的SARS病毒和MERS病毒。比對結果表明,兩種分離出的病毒 bat-SL-CoVZC45 和 bat-SL-CoVZXC21,它們共享87.99%的病毒基因序列。

也就是說,與新型冠狀病毒完整基因組序列最為接近的,是2018年科學家在浙江省舟山市的蝙蝠體內分離出的兩株病毒,它們的相似性達到88左右。

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新型冠狀病毒宿主對比圖(來源:柳葉刀論文)

相比之下,新型冠狀病毒與 SARS 和 MERS 病毒的序列就沒那麼相像,相似性分別為 79% 和 50%。這也同時證實了,儘管新冠肺炎與SARS 的病毒的源頭都為蝙蝠,且有相似的結構,但從數據上看,兩次的冠狀病毒樣本並不一致,也就是說,武漢肺炎疫情的病毒是一種未知的、不同於SARS冠狀病毒和MERS冠狀病毒的新型冠狀病毒。

根據論文當中的數據分析,造成武漢爆發的新型冠狀病毒,可能是浙江舟山蝙蝠所衍生出來的,並通過在華南海鮮市場出售的一種目前未知野生動物,再傳播給人類。而蝙蝠冠狀病毒較易突變,才讓新型冠狀病毒的源頭不太好判斷,如果發現了更密切相關的動物病毒,則可以對中間宿主進行解析。

另外,中科院武漢病毒研究所的石正麗團隊曾在未審議學術平台bioRxiv 上發文稱,從一種蝙蝠冠狀病毒BatCoV RaTG13 中發現了一個短的RdRp 區域,這種病毒是在蝙蝠體內檢測到的,該區域顯示了對新型冠狀病毒的高序列同源性,全基因組序列同源性為96.2%。系統發育分析還表明,RaTG13 是新型冠狀病毒的近親,也就是說,石正麗團隊認為,蝙蝠病毒是新型冠狀病毒的源頭。

兩份研究報告,為新型冠狀病毒的“蝙蝠起源”提供了更多證據。

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武桂珍接受央視採訪

“這些數據與一般用于冠狀病毒的蝙蝠庫一致,特別是與新型冠狀病毒一致。然而,儘管蝙蝠很重要,但似乎其他動物宿主正在充當蝙蝠與人類之間的中間宿主。”武桂珍對該論文解釋稱。

“首先,爆發是在2019 年12 月下旬報導的,當時武漢的大多數蝙蝠種類都在冬眠。其次,在華南海鮮市場上沒有出售或發現蝙蝠,而許多非水生動物的遺傳序列相似度不到90%,這意味著華南海鮮市場不是第一宿主來源,在SARS和MERS 中,蝙蝠都是源頭,另一隻動物是中間宿主,人類是終末宿主,這再次凸顯了野生動物中隱藏的病毒庫以及它們潛伏到哺乳動物(人)體內的潛力。 ”

與此同時,央視武桂珍所在的中國疾控中心已在本月28 日成功研製出高特異性PCR 檢測試劑,首發了第一株新型冠狀病毒毒株信息,並啟動了新型冠狀病毒的疫苗研發工作。

疫苗研發工作時間同樣是大眾較為關心的問題。早前高福院士接受央視採訪時表示,(新冠病毒)疫苗肯定能夠研究成功,病毒有自身發展規律,研發疫苗也有自身規律,不是一蹴而就,疫苗在實驗室研製成功後,為了安全需要做動物實驗,去人群做臨床實驗,這是需要時間的。

另據新華社,目前利用信使核糖核酸(mRNA)疫苗技術平台,我們可以將新型冠狀病毒的疫苗研發週期縮短到3.25個月,加上國家衛健委高級別專家組成員李蘭娟院士的說法,“拿到疫苗株需要一個半月,之後還需要一個半月的審批過程”。

因此,《柳葉刀》的這份新型冠狀病毒宿主的研究,或將大大加快疫苗的實驗時間。而根據總體來看,疫苗時間最快需要等到今年五月之後,才可以到人群當中做臨床實驗。

近百例感染病例解析:發熱、咳嗽是患病的重要標誌

本週,鈦媒體曾報導(《柳葉刀》曝疫源地或非華南海鮮市場,新冠肺炎再添疑雲),分析41 例武漢早期確診感染的病例,而這一次《柳葉刀》上發布的最新論文,是對上一次數據報告的補充,通過對99 例經實驗室去人的新型冠狀病毒感染的確診病例,進行數據研究和分析,科研團隊擴大了病例樣本數,患者的臨床表徵愈發明顯。

新的論文表明,患者均為今年 1 月 1 日至 1 月 20 日之間在武漢金銀潭醫院接受治療的確診患者。作者將臨床記錄,實驗室結果和影像學發現與流行病學數據相結合。發現大多數患者是中年人(平均年齡55.5歲),男性(67例患者),大約佔比為49% 的患者有過接觸華南海鮮市場的歷史(49例患者),其中大部分(46例患者)在華南海鮮市場工作,職位為經理或銷售人員,相比之下,上週的《柳葉刀》論文中,這一比例為66%左右。

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99名病患的樣本數據部分截圖

另外,論文數據顯示,大約一半的病例(50例)發生在患有包括心血管和腦血管疾病(40例)和糖尿病(12 例)的潛在慢性疾病患者中,也就是說,老年男性慢性病患者更易感染新冠病毒。世衛組織在上週的緊急發布會中多次提到,這次的感染病例中,有不少具有基礎疾病,而本次的分析結果與這一觀點具有一致性。

論文中提到,發熱和咳嗽是新冠肺炎最為常見的臨床特徵。數據表明,入院的所有患者均患有肺炎,並且大多數患者的雙肺都受到感染(74例)。大多數患者還存在發燒(82例),咳嗽(81例),還會出現呼吸急促(31例),有五名重症患者還經歷了細菌(1例)和真菌(4例)的合併感染等臨床特徵。

在診療方案中,根據衛健委於1月27日頒布的《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第四版)中,目前救助新冠肺炎病患的方案分為三種:

試用α-干擾素霧化吸入,雷米迪維或倫地西韋( Remdesivir,GS-5734)、氯喹(Chloroquine,Sigma-C6628)、洛匹那韋/利托那韋(Ritonavir)等藥物方案;

抗菌、氧療、電解質平衡等措施,讓患者解決肺部問題;

危重病人用呼吸支持、激素、腸道微生態、血漿、中醫、艾滋病藥物等治療手段,讓患者緩解病症。

但從整體上看,需要根據病情、當地氣候特點以及不同體質等情況再做診療決定。

而根據本論文數據上顯示,大多數患者接受抗病毒藥治療(75例),抗生素(70例)和氧療(75例),預後良好。但是,有 17 名患者出現了急性呼吸窘迫綜合徵(ARDS),其中11人死於多器官功能衰竭。這一死亡率與SARS感染相當(10%),但不如MERS感染那麼嚴重(35%)。作者也表示,隨著時間的推移,正在住院的患者中,可能還會有新增的死亡病例。

截至1月25日,99例患者樣本中,一半以上的患者(57位患者)仍在醫院中,近三分之一(31位患者)已出院。

事實上,就目前所公開的99 例樣本數據,將新冠肺炎的易感人群範圍用數據方式標註出來了,另外,論文還根據實驗室檢測的結果,指出大部分患者的淋巴細胞計數有所降低。這可能是因為在感染之後,體內的細胞因子風暴引發了一系列免疫反應,導致淋巴細胞的數量發生變化。這些結果表明本次新型冠狀病毒可能會影響到淋巴細胞,這或許是臨床診斷的參數之一。

昨日北京疾控中心副主任龐星火也指出,目前新冠肺炎的易感人群範圍,或由輸入期到擴散期,目前疫情處於過渡期,也就是說,臨床上,接觸武漢的本地病例逐漸增多,傳播力逐漸擴散。早前,疾控專家曾光在接受央視採訪時指出,不能拿SARS去套新冠肺炎疫情,兩者有著根本的不同。

該論文的作者也指出,儘管這是同類研究中規模最大的數據分析,涉及99例新冠肺炎的確診病例,但需要更廣泛的研究,包括來自其他城市和國家的患者,才能對這種新型冠狀病毒有更全面的了解。

AI、大數據等信息化手段正在對抗新疫情

新的冠狀病毒已經實現了跨物種傳播,從蝙蝠到野生動物、再感染至哺乳動物上,這也是近20年來,繼SARS和MERS之後,第三種成功實現跨物種傳播的病毒。它正在以更快的速度在世界蔓延,儘管一直稱可防可控,但確診病例以每日千計增加。

如何控制疫情的蔓延,除了每個人通過戴口罩、勤消毒等公共衛生方式對抗疫情之外,AI、無人機、大數據等信息化科技方式正在不斷影響著這次疫情的發展。

正如《柳葉刀》論文當中提到的,大數據讓相關部門可以更科學的部署和診療。

在1月28日的央視採訪中,李蘭娟院士稱,她在浙江遇到一個病人,本人說沒有接觸到武漢人,也沒有去過武漢華南海鮮市場。但是通過大數據分析,得出其接觸過三名湖北人的結論。李蘭娟院士認為,利用大數據等信息化手段,可以將這次疫情的傳播途徑進行很好的解釋。

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國外一團隊利用地圖大數據報導新冠肺炎疫情

另外,早前有科研人員利用 AI 機器學習貝葉斯算法,對新型冠狀病毒的爆發、R0(基本傳染數)值進行分析和預測。值得一提的是,R0 值反映傳染病爆發的潛力和嚴重程度,數值越高,表示疫情越嚴重。

根據世衛組織的數據顯示,該病毒的初步“基本傳染數” R0 目前為 1.4-2.5,在醫療機構的傳染指數會更大些。而來自英美的高校團隊更新R0值為3.11,也就是說,在沒有外力介入,同時所有人都沒有免疫力的情況下,一個感染到某種傳染病的人,會把疾病傳染給其他人的個數平均值。奧克蘭大學從事該類型實驗的生物學家 Dimitrios Paraskevis在接受鈦媒體採訪時表示,這種算法雖然沒有臨床依據,但數據是正確的。

有研究者認為,這一新型冠狀病毒相當高的傳播數,與該病毒至少經歷了三代到四代傳播的觀點相符,同時也表明,必須採取有效、嚴格的公共衛生措施,才能減輕新病毒傳播產生的負擔。

李蘭娟院士在接受央視表示,利用 AI、大數據等信息化手段,將疫情信息最快傳遞到用戶手中,這就是新冠肺炎比當年 SARS 的優勢。更多人認為,這些技術手段,或成為打敗新冠肺炎疫情的最佳助力引擎。 (本文首發鈦媒體,作者 | 林志佳,編輯 | 趙宇航)