《面对新冠病毒,那些我们知道的和我们不知道的》

前几天听了一场讲座:科普讲解人:赵祖丹,毕业于川大华西临床医学院,澳科大附属医院医师,腾讯新闻知识官,医学科普作者。下面是根据她的演讲内容整理的疫情知识。关键词由我整理,希望在疫情尚未结束的日子,给大家提供一些专业的医学科普知识。

成都突发—

12月7号,成都市郫都区新增1例本土新冠肺炎确诊病例,成都迅速进入战时状态,紧急对重点区域开展核酸检测排查,目前确诊人数12例。在疫情防控常态化的大背景下,某些地方不可避免会出现零星的散在病例。

人类历史上的疫情—

纵观人类历史会发现,人类与流行病的斗争从未停歇。

黑死病—

公元1350年左右爆发的黑死病被认为是有史以来死亡人数最多的一次鼠疫大爆发,夺走了数千万人的生命,欧洲人口减少了三分之一。鼠疫至今未绝迹,2020年7月内蒙古还出现过鼠疫病例。

艾滋病—

再比如艾滋病,HIV病毒(human immunodeficiency virus,人类免疫缺陷病毒)最早于1920年出现在非洲的金沙萨,由非洲中西部的黑猩猩传播给人类,随后再蔓延到全世界。1981年6月6日,美国疾病控制与预防中心(CDC)通报全球首宗艾滋病毒感染案例,自此人类便展开了与这头号传染病的漫长抗争。目前全球科学家尚未研发出针对HIV的有效疫苗。大家常听到的“零号病人”这一说法,就是在艾滋病流行期间,意外创造的。80年代初,美国CDC的研究人员在调查艾滋病在旧金山和洛杉矶的传播时,用英文字母O来指代加利福利亚州以外的某个人。其他研究人员错误的将字母解释为数字0,因此零号患者这个用法随即诞生。

埃博拉病毒—

美国非虚构作家理查德• 普雷斯顿在《血疫》一书中写道:文明与病毒之间,只隔了一个航班的距离。来自热带雨林的危险病毒,可在24小时内乘飞机抵达地球上的任何城市。航空线路连接了全世界的所有城市,构成网络。埃博拉已经进入网络,开始环球旅行。埃博拉病毒病是由丝状病毒科的埃博拉病毒导致的一种罕见的,但是却很严重且往往致命的疾病,死亡率高达90%。埃博拉病毒病是在1976年同时爆发的两起疫情中首次出现的,一起在现在的南苏丹恩扎拉,另一起在刚果民主共和国扬布库。后者发生在位于埃博拉河附近的一处村庄,该病由此得名。埃博拉病毒病的潜伏期2-21天,感染者在出现症状后才具有传染性。

埃博拉症状不一,在发病初期的典型症状是起病急,发烧、极度虚弱、肌肉疼痛、头痛和咽喉痛。随着病情加重,病人往往会出现呕吐和腹泻、皮疹、肾脏和肝脏功能受损,某些情况下会有内出血和外出血。身体任何孔都会出血,包括鼻、口、肛门、生殖器官或针孔。埃博拉是人畜共通病毒,主要的感染途径是透过患者体液传染,如血液、汗、呕吐物、排泄物、尿液、唾液或精液等,目前并无飞沫感染的证据。尽管世界卫生组织苦心研究,至今仍没有辨认出任何有能力在爆发时存活的动物宿主,目前认为果蝠是宿主。

疫苗—

首款可用在人体的疫苗Ervebo(rVSV-ZEBOV)由默沙东公司研发,先后于2019年11月13日获得欧洲药品管理局建议欧盟委员会批准有条件上市,于2019年12月19日获得美国食品药品监督管理局批准上市,该疫苗为预防性疫苗,适用于18岁及以上人群。

根据危险程度,病原体的生物安全等级(biosafety level,BSL)一般被划分为4级。HIV病毒是2级,SARS病毒为3级,埃博拉病毒是4级。那目前在全球大肆传播的SARS-CoV-2是什么等级?12月pathology杂志发表了澳大利亚皇家病理学家学院的一篇关于SARS-CoV-2分级的文章,认为它属于3级。文章讲到尽管SARS-CoV-2全球传播感染,但是它的致死率并不高,从0.13%-6.22%,远低于致死率高达90%的埃博拉病毒(BSL4)。而且研究指出,86%的重症患者都是70岁以上的老年人,其中合并患有心血管、呼吸系统疾病的老年人致死率更高。根据实验室防护设施配备、病毒感染率和致死率等因素,将SARS-CoV-2划分为3级。

2020年1月31日,WHO基于中国感染者数量增加,多个国家也出现疫情的原因,宣布本次COVID-19疫情构成国际关注的突发公共卫生事件(Public Health Emergency of International Concern,PHEIC)。至2020年12月中旬,全球确诊病例超过7420万,死亡病例达165万。

1目前认为,该病毒在野生动物买卖、运输、屠宰等过程中,从某种野生动物跨物种传播到人类,再出现人际传播。

新冠病毒属于β冠状病毒属。目前认为它与来自中华菊头蝠的蝙蝠SARS样冠状病毒(bat severe acute respiratory syndrome related coronaviruses)最为相似,同源性达85%以上;与人类SARS-CoV的核苷酸同源性达到78%;与MERS-CoV有明显区别,同源性只有约50%。研究显示,蝙蝠体内存在多种冠状病毒,尤其是菊头蝠。不过大多数蝙蝠都栖息在热带和亚热带雨林或者岩洞中,远离人群生活区。因此,来自蝙蝠的病毒需要进入某种半野生状态的动物(中间宿主)体内继续进化,经过一定的突变和重组后传播给人类。SARS的中间宿主是果子狸,MERS的中间宿主是单峰骆驼。目前认为,新冠病毒最原始的宿主为中华菊头蝠,穿山甲为SARS-CoV-2的潜在动物宿主,从穿山甲分离的β冠状病毒与感染人类的毒株序列相似度高达99%。不过中间宿主可以有多种。在传染早期,对动物宿主的发现,可以有效控制并切断传染源。COVID-19无症状的感染者也可能成为传染源。这种情况在SARS中并没有发生过。无症状感染者由于没有任何不适,难以及时被诊断和隔离,容易造成社区中的传染。

新冠病毒感染机制及传播:

这场突如其来的新冠肺炎疫情在全球持续有一年左右了,为什么新冠病毒的传染这么厉害呢?

冠状病毒为正链单股RNA病毒,是基因组最大的RNA病毒。冠状病毒已在多种禽类宿主及各种哺乳类动物中被分离、鉴定,包括骆驼、鼠、蝙蝠、狗和牛等脊椎动物。冠状病毒属分为4类:α、β、γ、δ冠状病毒属。感染哺乳动物的冠状病毒主要为α、β冠状病毒属;感染禽类的冠状病毒主要来源于γ、δ冠状病毒属。新冠病毒目前归属于β冠状病毒属。

新冠病毒结构与其他冠状病毒类似,冠状病毒颗粒呈不规则形状,直径60-220nm,平均直径为100nm,呈球形或者椭圆形,具有多样性。病毒颗粒外有2层脂质包膜。膜表面有3种糖蛋白:刺突(spike,S)蛋白,包膜(envelope,E)蛋白,膜(membrane,M)蛋白。膜蛋白M和包膜蛋白E参与病毒的组装,刺突蛋白S是介导病毒进入宿主细胞的关键蛋白。新冠病毒结合在人类气道上皮及肺实质等组织中表达的血管紧张素转换酶2(ACE2)受体。这期间,S蛋白就像一把钥匙,与宿主细胞ACE2受体这道门相结合,介导病毒进入细胞,因此S蛋白是一个关键糖蛋白,也可以作为主要的治疗靶点。虽然新冠病毒与导致SARS(严重急性呼吸系统综合症)的SARS-CoV非常相似,但在S蛋白受体结合域的一些关键突变,大大增加了新冠病毒与ACE2的结合力。这个结合力的增加可能是COVID-19具有更高传播性的分子基础。

新冠病毒除了侵犯呼吸系统,临床数据显示很大一部分COVID-19患者出现不同程度的肝脏和肾脏损伤,研究表明这可能与ACE2在人体各器官中具有普遍的表达有关,其中包括肺部、消化系统、心脏、动脉、肾脏、膀胱和回肠等器官。另外,中美学者均研究发现男性睾丸中ACE2基因的表达是人体内最高的,包括睾丸间质细胞、精小管细胞和肾小管细胞,提示新冠病毒极有可能引起睾丸损伤并导致男性不育,这与临床上部分男性患者出现睾丸炎的症状相吻合。

目前,认为新冠病毒的主要传播途径是呼吸道飞沫传播和接触传播,特殊情况下存在经气溶胶传播,粪-口传播。患者通过咳嗽、打喷嚏、谈话产生的飞沫传播病毒。新冠病毒也可以沉积在物品表面,如门把手、食物、手机等物品,通过接触传染手,再接触口腔、鼻腔等粘膜,导致感染病毒。

新冠临床表现、治疗原则及预防:

基于目前的流行病学调查,COVID-19的潜伏期为1-14天,多为3-7天。最常见的临床症状多为发热(38.1-39度最多见)。乏力和肌痛也是常见的两个非特异性症状。由于新冠病毒主要攻击的是呼吸道,所以咳嗽也是常见的症状,干咳最多见。气促和呼吸困难也出现在一些中、重度患者中。部分患者还会出现胃肠道症状,如腹泻。新冠确诊,还需要结合影像学、实验室检查。影像学检查推荐CT扫描,CT影像多为磨玻璃样改变,严重患者则出现肺实变,胸腔积液等。实验室检查,患者常出现白细胞总数正常或减少,淋巴细胞计数减少,多数患者C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)和血沉升高,降钙素原正常,部分患者可以出现肝酶、乳酸脱氢酶(lactic dehydrogenase,LDH)、肌酶和肌红蛋白增高(多为一过性);部分重症或危重症患者可见肌钙蛋白增高,D-二聚体升高,其他各类炎症因子升高,外周血淋巴细胞进行性减少。病原学检查,RT-PCR检查SARS-CoV-2核酸阳性;病毒基因组测序,与已知的SARS-CoV-2高毒同源,则可以达到确诊要求。

COVID-19疑似及确诊病例都应在具备隔离及防护条件的定点医疗机构治疗。根据患者病情轻重情况,应卧床休息,加强支持治疗,保证充分热量;注意水、电解质平衡,维持内环境稳定;密切监测生命体征、指氧饱和度等。根据病情监测血常规、尿常规、CRP、生化指标、凝血功能、动脉血气分析、胸部影像学等。出院标准,体温恢复正常三天以上;呼吸道症状明显好转;肺部影像学病变明显改变;连续2次呼吸道标本核酸检测阴性;呼吸道标本核酸检测阴性后粪便病原核酸监测阴性;总病程超过2周。对于出院患者应密切随访。

COVID-19有一定的自限性,大部分轻型患者预后良好,总病程在2-3周。死亡病例多见于老年人和有慢性基础疾病患者。

临床上,对COVID-19的针对性和特异性治疗办法不多,主要是支持加对症治疗。因此,对着此类病毒性疾病,预防重于治疗。对于公众而言,佩戴口罩是预防新冠肺炎的一项简单方便的手段。保持良好的个人卫生习惯,勤洗手。注意咳嗽、打喷嚏要用纸巾或者手肘遮住口鼻等,保持社交距离,室内常通风等。研究发现,新冠病毒在不锈钢、塑料等干燥表面可存活至少1天或者数天时间,因此这些物品表面也要注意消毒。研究报道,新冠病毒对紫外线和热敏感,56℃30min、乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸和氯仿等脂溶剂均可有效灭活病毒,氯已定不能有效灭活病毒。

核酸测定是怎么一回事?

核酸测定原理是分离患者呼吸道中的病毒核酸,利用聚合酶链反应(PCR)增加病毒核酸数量,再以可识别新冠病毒核酸的荧光探针侦查,整个过程约2-4小时以上,且需要专业人员操作。该技术是1983年由美国生物化学家凯利•穆利斯(Kary Mullis)发明,他本人也因此获得1993年诺贝尔化学奖。

新冠药物及疫苗—

人类会与新冠病毒长期共存,这已经逐渐成为共识。既然不能指望病毒自然消失,那么疫苗成了抗疫的解决方案。

疫苗:

疫苗的原理都一样,教人类的免疫系统起反应,来抗击外来病毒。目前普遍应用的疫苗包括甲肝、乙肝、人乳头瘤病毒(HPV)、流感、麻疹、腮腺炎、风疹(MMR)、脊髓灰质炎、狂犬病等。腺病毒和天花病毒疫苗仅用于高危人群。天花病毒在1978年基本根除,牛瘟在2010年被根除。除了少数几个物流及宗教信仰阻碍接种的国家,脊髓灰质炎也基本根除。

目前,国际上各国科学家都在加紧新冠疫苗的研发,有部分疫苗已经进入临床试验阶段。中国有4款疫苗进入Ⅲ期临床试验,其中3款为灭活疫苗,1款为腺病毒载体疫苗。11月25日报道称,国药集团已向中国药监局提交新冠疫苗上市申请。国药集团中国生物所属的北京生物制品研究所和武汉生物制品研究所研发的新冠疫苗都为灭活疫苗。12月9日,阿联酋已正式批准国药集团(中国医药集团有限公司)研发的新冠疫苗上市。该国卫生部发表声明称,对最后一期临床试验数据的中期分析结果显示,该疫苗的总有效率为86%,其中,“中和抗体”的血清转换率达到99%,预防中度和重度疾病的有效性为100%。

辉瑞联合BioNTech公司研发的新冠疫苗,Moderna公司研发的疫苗都是mRNA疫苗。全球最值得期待的是一种基于mRNA技术的疫苗,而这项技术的奠基人是一位匈牙利裔美国女科学家卡塔琳•卡里科(Katalin Kariko)。mRNA疫苗,并不需要真正的病毒注射到人体,而是人造了一个RNA片段,引发人体同样的免疫反应,从而达到抗体的作用。一是安全、副作用小。并没有真正的病毒注射到人体,只是激发了人体免疫反应,因此,人不可能因为注射病毒而感染病毒,副作用要小很多。二是有效性强。一般的流感疫苗,只有超过50%的有效性。此前,医学界预计信使RNA疫苗有效性在60-70%。两家公司大规模试验接种结果显示,超过95%的有效性。三是研发生产速度快。常规疫苗的制造,鸡蛋培育等过程需要几个月,信使RNA疫苗不需要这些步骤,大大加快了研发时间,只需几周时间。12月2日英国成为全球第一个批准使用辉瑞疫苗的国家;12月8日英国成为世界上第一个开始使用辉瑞疫苗的国家。12月11日,美国食品和药物监督管理局(FDA)已授权辉瑞公司和BioNTech的新冠疫苗在美国紧急使用。12月14日美国开始接种辉瑞疫苗。12月15日加拿大开始接种辉瑞疫苗。12月17日美国FDA批准Moderna公司疫苗的紧急接种申请。

研发生产疫苗的过程中,疫苗的容器供应的也会是个问题。疫苗通常装在小玻璃瓶里。或许有人会意外,玻璃瓶都是有限资源?答案是肯定的。疫苗瓶的玻璃是一种特殊类型的玻璃,即硼硅酸盐玻璃。这种玻璃耐高温,且化学稳定性高,可以极大程度上减少来自药瓶的潜在污染。由于全球所需新冠疫苗数量巨大,对药瓶的需求也会增加,这可能会限制到上市疫苗的数量。另外,疫苗的安全储存也是要考虑的问题。大多数疫苗需要冷藏,辉瑞开发的疫苗需保存在-70摄氏度的温度中。这种极低温度储存在实验室常见,但是一般医疗中心并不多见。

疫苗用于预防,药物用于治疗。

近年来,对于抗病毒药物应用方面的研究发展迅速,抗病毒药物可以直接作用在病毒复制的不同时期;可以干扰病毒颗粒附着于宿主细胞膜或者病毒核酸脱壳;抑制病毒复制所需的细胞受体或因子;阻断宿主细胞中产生的特定病毒编码酶和蛋白,这些酶或者蛋白对病毒复制至关重要,但是正常宿主细胞代谢却不需要。

针对病毒的药物:

比如核苷类似物(法匹拉韦、利巴韦林、瑞德西韦、加利地韦)可能具有抗SARS-CoV-2的潜力。RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RdRp)是冠状病毒复制转录复合体的重要组成部分,并参与基因组和亚基因组RNA的产生。腺嘌呤或鸟嘌呤衍生物形式的核苷类似物靶向RNA依赖的RNA聚合酶,能阻断各种RNA病毒的合成。大家听得比较多的是的瑞德西韦(Remdesivir,吉利德科学所)是腺嘌呤衍生物的氨基磷酸酯前药,其化学结构和已经批准上市的HIV反转录酶抑制剂丙酚替诺福韦的化学结构相似。瑞德西韦已在细胞培养和动物模型中证实,对诸如SARS-CoV和MERS-COV等RNA病毒具有广谱活性。然而在埃博拉病毒的临床试验中,其效果并不理想。

针对宿主的药物:

干扰素(interferon,IFN),主要作用是在不干扰宿主细胞正常功能的前提下,阻断病毒RNA的转录和翻译过程,从而阻止病毒复制。

疾病引起的反思—

人类对于新发传染病没有免疫力,当疾病来袭时,人人易感;如果不加以预防控制,将无人幸免。

天花:

1898年,考古学家发现了一具木乃伊,这具木乃伊的表面干瘪,下半边脸、脖子、肩膀上都是密密麻麻的脓包疤痕,每个直径几毫米,颜色发黄。这具木乃伊就是公元前1157年死亡的古埃及法老拉姆西斯五世。拉姆西斯五世可能是目前已知最早的天花受害者。天花,古装剧中让皇室听到就闻风丧胆的疾病。据说顺治皇帝因染上天花身亡,在他快死的时候,本想立儿子福全当新皇帝,但是和孝庄太后商量之后,选择立康熙玄烨为帝。当时民间有句俗语,“生了孩子只一半,出了天花才算全。”而玄烨在2岁时得过天花,出过痘,以后都不会再得天花。在古代,天花主要是大部分儿童夭折的原因,即使幸存,多数患者都会因天花而导致失明、痉挛、残疾和毁容的后遗症。根据研究,十八世纪的英格兰每十人有一人死于天花,1783年到1802年格拉斯哥(英国第三大城市)有三分之一儿童死于天花。英国医生爱德华·詹纳,是第一个发明并推广牛痘接种,以预防天花的人。各国广泛采用牛痘预防天花的方法,在人类历史上肆虐3000多年的天花终于在1980年灭绝。

青霉素:

青霉素是指分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素,是由青霉菌中提炼出的抗生素。过去被认为是致命的一些疾病,如肺炎、梅毒、腹膜炎、破伤风等,在青霉素面前都迎刃而解。青霉素是人类最早发现的抗生素,1928年英国伦敦大学圣玛莉医学院(现属伦敦帝国学院)细菌学教授亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming,1881—1955)在实验室中发现青霉菌具有杀菌作用,1939年由牛津大学的恩斯特·伯利斯·柴恩(Sir Ernst Boris Chain,1906—1979)、霍华德·华特·弗洛里(Howard Walter Florey,1898—1968)领导的团队提炼出来。因此弗莱明、柴恩和弗洛里共同获得了1945年诺贝尔生理医学奖。

尽管人们对突发的传染病产生惊恐,但随着人类对于已经出现的传染病有了深入认识后,终究会寻找到解决的方法。

在新冠肺炎防疫常态化的情况下,我们普通市民平时也要做到戴口罩、保持社交距离、勤洗手、室内通风、分餐公筷等。相信科学、依靠科学,就一定能够应对各类传染病的挑战。

现场问答—

Q:全球疫情大概持续到什么时候见底和恢复?

A:这个问题其实是有点难回答的,目前疫情的恢复还要看疫苗的研发、普及和疫苗保护力,但我看一些报道说美国预计要2021夏季一般民众才能打上疫苗。这还只是美国,而且打了疫苗过后,药效起作用还是有一定时间,所以说,2021年底疫情应该都不会结束。而且,相关报道说,到2022年初,全球预计将有四分之一的人口还是打不上疫苗。也就是说,现在疫苗基本上都是被发达国家垄断了的,稍微落后的国家将会在很长一段时间是缺乏疫苗的。打完疫苗有了保护力,全球疫情才能更好的控制住。

Q:请问家庭厨房与日常服装鞋帽的消杀是怎样的方式呢?

A:其实新冠病毒主要就是通过呼吸道肺部传播和接触传播,保持有效的社交距离是有效阻止病毒传播的方法。因为说新冠病毒在不锈钢、塑料这些干燥的表面至少一天或者数天时间,但是,新冠病毒在紫外线、热敏感,比如自己厨房里的碗、筷等经常进行沸水煮,其实是可以杀灭新冠病毒的,因为新冠病毒在56摄氏度以上就会死亡,一些物体的表面也可以用75%的乙醇进行擦拭,从而灭活病毒。

Q:这次新冠疫苗这么快就用于临床,安全吗?

A:一个疫苗从研发到上市一般需要10年左右。而现在所上市的新冠疫苗都还是在三期临床试验中,但是由于迫于现在全球疫情比较严重,一些国家就通过了疫苗紧急使用,但是并不表示这些疫苗就一定好和安全,因为疫苗的安全性和有效性还是要通过三期临床实验,大人群长期的考验,这样才能获得科学的答案。因为现在接种的大概只有三四万人,但是当疫苗接种人群扩大到三四百万人、三四千万人时,一些罕见的临床病例才能被发现。所以,疫苗安全性的问题,还需要更长时间的临床数据跟踪。

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