新型冠狀病毒疫情的已知與未知,來自7位權威學者的解讀

新型冠狀病毒疫情的已知與未知,來自7位權威學者的解讀


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2月19日,在線發表在Cell《細胞》期刊Voices欄目的一篇文章中,來自全球的七位科學家針對此次疫情的暴發,從多方面多角度發表了自己獨到的見解。


何時、何地、如何暴發?


新型冠狀病毒疫情的已知與未知,來自7位權威學者的解讀

張永振 教授

上海公共衛生臨床中心,

復旦大學附屬公共衛生臨床中心


2019年12月,中國湖北省武漢市出現了嚴重的呼吸系統疾病。截至2020年2月上旬,至少已有28088例確診病例和24702例疑似病例,其中至少564例死亡。不幸的是,這種疾病已經在全球蔓延開來。在中國,科研人員立即發現並鑑定出引起疾病的病原體—一種新型冠狀病毒,國際病毒分類委員會將這種新型冠狀病毒命名為“SARS-CoV-2”。儘管我們知道自然界中的病毒多樣性確實超出想象,但這次該疾病的暴發進一步表明,在預測新型致病性病原體在何時、何地,以及如何暴發方面仍存在很大的不確定性。


系統發生分析表明,SARS-CoV-2與一組SARS樣冠狀病毒密切相關。但是,目前尚不清楚該病毒來自何處,以及病毒一開始是如何傳播給人類的。與如漢坦病毒和沙粒病毒等其他引起人畜共患病的病毒不同,

到目前為止,我們尚未在動物身上發現與人類體內完全相同的SARS病毒。慶幸的是,SARS病毒自2004年以後就在人類中銷聲匿跡。與之不同的是,SARS-CoV-2病毒似乎具有更強的人際傳播能力。與最早傳到人身上的該病毒相比,我們對這種病毒在人群中是否已經發生改變、發生那些改變、如何改變的,以及這些改變如何影響其在人群中流行等問題仍然知之甚少。如果存在不表現出臨床特徵的感染個體,那麼在中國和其他地方對這一疾病進行控制和預防就舉步維艱。


阻擋“疾病X”的沙袋


新型冠狀病毒疫情的已知與未知,來自7位權威學者的解讀

Marion Koopmans 教授

荷蘭鹿特丹伊拉斯謨大學醫學部


此前世界衛生組織(WHO)為當前全球化社會需要嚴陣以待的疾病列出優先級,而疾病X類是其中之一。無論這次暴發將來是否會被列入疾病X,它正迅速發展為符合疾病X特徵的首個真正的大流行挑戰。在其起源、傳染力等方面,此次疫情與SARS暴發具有明顯相似性。但是自2003年以來,全球航空旅行增長了不只十倍,這為控制新冠病毒的傳播造成了很大的困難。自2003年以來人類在抗擊疾病方面取得了很大進步,這得益於WHO和研究資助方在集中於首要威脅上的協調努力。但不幸的是,就像過去的疫情暴發一樣,關鍵的知識缺口和醫療對策需要即時評估。然而,科學家和公共衛生專家現在才開始利用寶貴的時間申請經費,做那些我們早就知道需要去完成,但卻沒有成為科學研究和全球公共衛生常規資助的課題項目。以前,在我出生的地方,不可避免地每年冬天都會發生洪災,因為“發生就是發生了”,很多人失去了他們的家園。現在,根據過去幾十年的前瞻性投資,用以引導河流的現代防洪屏障建立了起來。對於洪水問題,世界上不同地方有不同的應對方式,有些地方建立起了現代防洪牆,有些地方則使用沙袋。最薄弱的環節在哪根本不必言說。同樣的,面對疫情,時間將證明中國和國際公共衛生與研究界的共同努力是否會成功,但我們也需要知道如何應對未來有可能發生的類似的公共衛生事件。


與SARS的對比


新型冠狀病毒疫情的已知與未知,來自7位權威學者的解讀

袁國勇 教授

香港大學


許多與SARS相關的冠狀病毒在蝙蝠中廣泛流行。人們懷疑,某種蝙蝠冠狀病毒已經傳至果子狸或其他哺乳動物中,經過適應後引起了2003年SARS的流行。因此,我們現在再次提出這種懷疑,儘管確切的動物宿主尚未確定,但此次疫情的源頭也應該是野生動物。許多人猜測這是另一次SARS大流行,但從流行病學和臨床上看,此次疫情暴發與2003年的SARS流行不同,前者的傳播能力更強,家庭內傳播更高效,但死亡率較低。關鍵問題是找到讓病毒從動物傳播給人類、繼而發生人傳人的分子決定簇。值得注意的是,SARS-CoV-2基因組的核苷酸序列同源性,特別是刺突蛋白的受體結合結構域(RBD)的外部胞外域,與SARS冠狀病毒存在差異。如果能瞭解這種新型刺突蛋白的蛋白水解激活的確切生物物理模型,以及該RBD與宿主受體ACE2在生理和胞內體pH條件下的相互作用,那麼就能揭示該病毒克服動物與人類之間物種屏障的方式。這些信息將讓我們能夠了解發病機理、設計出有效的抗病毒藥物並開發安全的疫苗。


測序之後


新型冠狀病毒疫情的已知與未知,來自7位權威學者的解讀

Kristian Andersen 博士

斯克利普斯研究所


在疾病流行期間,科學以驚人的速度發展。在當局確認新型疫情暴發的幾周之內,導致疫情的病毒已被發現、分離和測序。數據的公開共享使得診斷測試的創建及ACE2作為病毒受體的驗證迅速發展。


病毒的測序十分迅速,目前公開共享了五十多個序列。這些測序信息使我們能夠了解病毒和流行病的關鍵特徵,包括(1)可用以指導診斷、藥物和疫苗的設計;(2)發現蝙蝠為最有可能的宿主;(3)表明流行病是始料未及的偶然事件;(4)該流行病是通過人與人之間的傳播而持續存在的,且人傳人自疫情一開始持續到現在;(5)該流行病很可能早在2019年11月中旬至12月中旬就已經開始。


隨著疫情的進一步擴大,繼續進行病毒測序並公開共享實驗數據非常重要。測序將幫助解決一系列關鍵的問題,包括對有效干預策略的瞭解、我們對傳播鏈的研究是否存在缺失、病毒傳播的各個節點如何連接,以及哪些環境和人為因素可能導致病毒擴散。此外,我們還需要了解病毒人傳人的難易程度,包括在病毒潛伏期的無症狀擴散和傳播水平。新疫苗和治療藥物的開發也許很難影響這種流行病的發展趨勢,所以重新利用既有藥物可能為治療SARS-CoV-2感染者提供新的機會。


瞭解病毒


新型冠狀病毒疫情的已知與未知,來自7位權威學者的解讀

Stanley Perlman 教授

美國愛荷華大學


冠狀病毒(SARS-CoV-2)的流行始於中國武漢,目前已蔓延至全球多個國家。目前醫療行業、公共衛生和政府部門加大了控制疫情的力度。這一流行病對中國的經濟和社會產生了巨大影響,此時的首要任務是努力控制疫情、限制病毒傳播並提供適當的患者照護,同時仍有幾個問題需要解決。首先,為什麼這種病毒比引起嚴重呼吸系統疾病的其他冠狀病毒(SARS-CoV和MERS-CoV)更易傳播?SARS-CoV-2是否比這些其他病毒更容易在上呼吸道複製?新冠病毒是否與引起義膜性喉炎和普通感冒(而非肺炎)的HCoV-NL63更為相似?病毒是否主要通過飛沫傳播,就像SARS-CoV和MERS-CoV一樣?當患者表現出早期疾病體徵甚至患有亞臨床疾病時,會發生多少傳播?其次,病毒是否會像SARS-CoV一樣突變,繼而更易感染人類,而不是像MERS-CoV未發生變異?病毒與現在推定的細胞受體——血管緊張素轉化酶2(ACE2)的結合程度如何?如果結合力不強,那病毒是否會發生適應,從而加強結合能力?第三,該病毒的人畜共患病源是什麼?蝙蝠可能是最終的來源,但病毒的傳播是否涉及中間宿主?最後,使病毒具有致病性的獨特病毒分子特性是什麼?


基礎問題和公共衛生問題


新型冠狀病毒疫情的已知與未知,來自7位權威學者的解讀

Brenda Hogue 教授

美國亞利桑那州立大學


最近出現的SARS-CoV-2在中國和世界各地迅速而持續地傳播,向人們提出了許多科學和公共衛生問題及挑戰。


從基礎科學的角度來看,我們必須具有前瞻性,解決有關冠狀病毒與其宿主之間相互作用的問題。SARS-CoV-2是最近出現的第三種人畜共患冠狀病毒。基因組測序結果表明,這些病毒與蝙蝠冠狀病毒具有緊密關聯。鑑於在蝙蝠種群中發現的新型冠狀病毒數量巨大,這些病毒很可能將繼續向人類傳播,造成始料未及的結果。是什麼因素導致了這樣的結果?蝙蝠病毒中是否存在一定的基因組特徵,可幫助預測哪些病毒最終會出現?該新型病毒在感染人類之前是否需要經過中間宿主?當這種情況發生時,是什麼導致了不同的疾病結局?又是什麼導致了病毒在人與人之間的傳播?疾病結局是否受影響於病毒和/或宿主遺傳因素?


從公共衛生的角度來看,開發有效的疫苗和抗病毒療法十分必要,提高這些療法快速可及性的需要也十分迫切。此前針對致病性嚴重急性呼吸系統綜合徵(SARS-CoV)和中東呼吸綜合徵(MERS-CoV)冠狀病毒的研究提供了有助於加快研發進程的平臺,但還沒有任何一項研究進入II期臨床試驗。

SARS-CoV-2分離株的基因組序列如果能快速地公開,就可能快速推進公共衛生方面的工作,可能比疫苗開發的正常路徑更快。病毒和動物模型如果能得到利用也將有所幫助。如果SARS-CoV-2繼續擴散且併入呼吸道病毒疾病的現有形勢中,這將成為更加重要的優先事項。關於SARS-CoV-2及其與人類宿主之間的相互作用,以及如何制定最有效且安全的疫苗策略,我們還有許多事情需要了解。


診斷的需要


新型冠狀病毒疫情的已知與未知,來自7位權威學者的解讀

Isabella Eckerle 教授

瑞士日內瓦大學


在宏基因組學時代,病原體快速鑑定有幾近無限的可能性,診斷新的病毒性疾病似乎很容易。對於SARS-CoV-2,首個基因組於1月10日發佈,首個診斷PCR分析於1月15日發佈——以前我們從來沒有辦法在新病毒出現後幾乎立即就對其進行診斷。


現在,廣泛可用的試劑和商業試劑盒使高收入國家能夠檢測出疑似病例並篩查從境外返回的旅客。但是,這項任務需要配備設備完善的分子診斷實驗室,不僅要有訓練有素的人員,也需要功能齊全的供應鏈。在資源有限的地區,例如撒哈拉以南的非洲地區,檢測能力通常僅限於參考實驗室(如果有的話)。由於與中國在經濟上的緊密聯繫以及地區之間的密集航空運輸,資源有限的地方的確存在SARS-CoV-2傳入的實際可能。


由於低收入地區的篩查資源稀缺,對一種新型病毒的遏制幾乎不可能實現,尤其是表現出輕微症狀的新型病毒。儘管分子診斷技術發展迅猛,但迄今為止,還沒有強大、可靠且易於實施的診斷護理工具得到廣泛利用以迅速適應當前的SARS-CoV-2疫情。


缺乏此類診斷手段使本就已經易受影響的國家面臨更高的風險,在流行病和大流行期間給薄弱的衛生系統帶來了巨大壓力。需要對可以迅速大規模應用於新興病原體的智能診斷加大投入,並且需要利益相關者對其優先考慮。


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