冰山一角:病毒學家何大一談COVID-19


冰山一角:病毒學家何大一談COVID-19


截至3月20日,全球已有8700多人死於COVID-19,COVID-19是由嚴重的急性呼吸綜合症冠狀病毒2(SARS-CoV-2)引起的。哥倫比亞大學亞倫鑽石戴蒙德艾滋病研究中心的加州理工學院受託人及校友(BS '74)何大一說,這個數字只是冰山一角。何大一教授是一名病毒流行病專家,過去數十年的時間一直在研究艾滋病毒/艾滋病,他的職業生涯開始於洛杉磯,1980年代初期艾滋病的首個爆發地。3月18日,何大一與加州理工學院的成員一起探討了新型冠狀病毒以及這個全球流行病會如何影響社會的未來發展。


冰山一角:病毒學家何大一談COVID-19

何大一(David Ho),醫學博士,亞倫•戴蒙德艾滋病研究中心主任,哥倫比亞大學,胡吳氏健康研究中心醫學教授,哥倫比亞大學瓦格洛斯學院的內科和外科醫生,中國工程院外籍院士、美國醫學院院士、美國科學院院士、美國藝術與科學院院士


翻譯:郭麗潔,中科院生物物理所博士生


病毒在美國進行了大範圍的傳播。現狀如何?


讓我給你看一張在紐約拍攝的照片。大約兩週前,我們接收了第一例病例,現在紐約市新增確診病例每兩天就增加兩倍。在我們的紐約長老會醫院,大約有25%的棉籤樣本呈陽性。在紐約市以外的郊區社區,大約10%的棉籤樣本呈陽性。可以說,病毒無處不在。我們知道在紐約,病毒正處於指數增長階段。


回顧世界各地發生的一切,我們看到了病毒最開始襲擊了中國。接著襲擊了韓國,意大利和伊朗。然後僅一週左右,法國,德國,西班牙和美國也遭受波及,我們都知道中國經歷了一場巨大的災難,有超過80,000個病例。意大利的確診病例數目正在迅速增長,數量超過31,000。我們認為在美國,這病毒將迅速從沿海地區席捲而來,並將衝擊美國中部。現在這些區域已經有病例了,但是我們很快就會看到指數級增長。然後,我們會開始擔心這種流行病席捲非洲和印度等衛生保健系統不發達的地方的時候會發生什麼。


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您能告訴我們這種疾病的病理嗎?


COVID-19通常會引起發燒和乾咳。一個人的身體可能會感到疼痛,即肌肉痠痛,如果足夠嚴重的話,就會因肺炎而導致呼吸急促。


可能出現胃腸道不適症狀,這是更嚴重的症狀。流鼻涕或抽鼻涕不是很常見,喉嚨痛也不常見。


從接觸病毒到症狀發作的潛伏期為4至6天;如果覆蓋95%到98%的案例,則需要3到10天。很少有超出此範圍的潛伏期。


是什麼使該病毒如此危險?


令人不安的是病毒的擴散情況,因為在患者口腔或鼻子中檢測到病毒的情況非常普遍,並且可能在有症狀之前就存在。這就是為什麼無症狀可能傳播病毒。患者康復後,病毒的擴散可能會持續數天到三週。這是非常令人擔憂的。此外,該病毒的穩定性也令人擔憂。如果病毒以氣溶膠的形式存留於空氣中,半衰期為數小時。如果將其置於銅或紙板的表面上,則可以存活大約一天。但如果在鋼或塑料表面上,儘管感染性會隨著時間而降低,仍可以在72小時後檢測到傳染性病毒。


我們對病毒的生物學特性瞭解多少?


該病毒與另一種SARS冠狀病毒高度相關。SARS病毒主要在在 17-18年前的中國和亞洲爆發。


這兩種病毒約有80%相似性。我們知道,SARS的起源是蝙蝠,果子狸是其中間宿主。


此外還有一種被稱為中東呼吸道病毒的病毒(MERS)也起源於蝙蝠和受感染的駱駝,然後駱駝將其傳染給人類。對於COVID-19來說,原始宿主也是蝙蝠物種,這是因為該動物攜帶的一個病毒與我們現在看到的病毒具有97%的同源性。


因為SARS和MERS爆發,我們已經對這兩種病原體進行了很多研究,因此實際上我們是比較瞭解冠狀病毒的。


病毒最開始在中國爆發,他們是如何對待此次病毒的呢?


這種流行病最初是在2019年12月的幾例肺炎病例中發現的。回想起來,根據中國官員的說法,11月也有零星的病例。我要說的是,起初由於失誤和缺乏透明度導致了湖北省中部武漢市的爆發。武漢的確診病例數量佔中國的85%。因此中國政府隔離了整個5000萬人口的湖北省。該病在2月初達到頂峰,每天約有4,000例新的病例。但是自從採取封鎖等各種嚴厲的措施後,每天新確診病例的數量減少一半,而現在已降至每天約20個。中國其他省份的地區也採取了非常嚴厲的措施,最終成功地遏制了湖北省以外的地區的病毒傳播。


我們知道他們所做措施是不可能長期執行的,問題是:如果放寬感染控制措施,中國現在應該做什麼?一些康復的病人仍在散發病毒,而且中國周圍的地區仍舊在傳播。如果中國開放邊界,病毒可能會進入中國,就像美國一樣。全世界都在等著看中國接下來要怎麼做。


就美國而言,我們顯然正在經歷指數級增長。10,400例確診病例還是被低估了。令人尷尬的是我們缺乏測試,這是領導者的徹底失敗。

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我們需要用什麼方法檢測冠狀病毒?


每個人都在談論檢測,實際上是在指PCR(聚合酶鏈反應)檢測,通過檢測是否具有病毒RNA來確定人是否被感染。但是,仍然沒有人討論採用抗體檢測來確定某些人已經患病或者具有抗體免疫,而這是我們應對這種流行病的另一個重要工具。全國各地的許多研究實驗室(包括加州理工學院)正在進行抗體測試,並告訴我們這種病原體在社區中的真正感染率是多少,在此研究的基礎上,便於我們瞭解紐約市和紐約市以外地區的感染程度。


美國多久能看到類似韓國的可用的檢測手段?


PCR檢測已獲批准,目前正在州和地方實驗室以及學術醫學中心和商業領域非常迅速地進行生產。測試用試劑的產量將大大增長。羅氏公司可以一次運行1,000個樣品。如果去商業實驗室進行檢測,他們會拿著棉籤取樣,然後將其包裝,發送到其它地方進行測試。檢測時間通常為72小時,在此期間管理患者及其接觸人員是非常困難的,對醫護人員來說這是噩夢。


我們需要及時檢測。這些類型的測試已經用於艾滋病毒和許多其他疾病。你可以通過手指採血,將血液滴在小型試劑盒上,就會在15分鐘內顯示結果。它可以檢測抗體對病毒的反應,是非常有效的。但是在美國這種檢測沒有獲得許可,在中國,韓國和歐洲,這些檢測方法被廣泛採用。這種快速測試的製造商每天可以生產一百萬個試劑盒。但是FDA以保護公眾的名義,沒有采取行動。我認為這種拖延造成的影響是弊大於利的。


您能詳細說明即時檢驗嗎?


這就像是家庭驗孕試紙或家庭HIV檢測。這些檢測方法很早就存在了。我強調的檢測方法指的是來自中國,韓國並在歐洲得到批准的檢測手段,它是一種抗體檢測方法。在塑料載玻片上滴一滴血,再添加一滴測試附帶的緩衝液,然後靜置15分鐘。如果只有一條條帶,則為陰性;如果有多個條帶,則為陽性。該測試還會顯示抗體的類型。有一種類型的抗體稱為IgG [免疫球蛋白G],另一種類型稱為IgM [免疫球蛋白M]。通常,當一個人被感染時,IgM響應較早,而IgG響應較晚。這兩個條帶能夠顯示病毒感染的階段。


這種艾滋病毒的檢測全世界都在用。其實已經有技術和檢測的方法了,但是不被FDA批准。雖然我認為它們很快就會被審核批准,但花費了數個星期的時間對我來說是非常悲慘的。


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這種冠狀病毒會是季節性流行嗎?


每個人都在問這種病毒是否會在人類中長期存在。最開始的時候,僅僅依據很久以前中國對SARS所做的工作,可以寄希望於溫暖的天氣和更多的陽光有助於殺死環境中的病毒,從而降低病毒傳播的可能性。但是,目前病毒已經在人口中佔據瞭如此強大的地位。它已經是SARS感染人口的25倍,並且已經侵入南半球。如果你查看澳大利亞,南非,阿根廷,巴西的情況,可以看見這些地區已經有病例了,社區傳播正在發生。隨著天氣的變化,也許北半球將獲得優勢,但是南半球的流行病傳播將會加速。


長期來看這種冠狀病毒有可能像流感一樣季節性爆發,病毒會在南北半球之間反覆進行。當然,這只是猜測,但這就是我們對流感的看法。

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為什麼COVID-19對兒童的影響較小,而對老年人的影響較大?


通常老年人對各種呼吸道感染(包括流感和SARS)的治療效果較差。因此,COVID-19對老年人的影響只是我們看到的典型情況。然而,這個病毒對兒童的影響是未知的。我們知道,很多時候兒童會很快感染流感或其他呼吸道病毒,並將其帶回家從而感染父母。但是現階段經過廣泛研究,中國感染的兒童數量並不能表明冠狀病毒就是這種情況。


有些人似乎表現出輕微症狀,而另一些人則表現得更為嚴重。病毒是已經變異了嗎?


RNA病毒均以低保真度複製,突變發生的頻率是非常相似的,這些病毒通常不具有校對功能。相反DNA是高保真地複製,可以通過校對功能來修正錯誤。因此它們每次複製時,突變率都是固定的。該病毒正在變異,但到目前為止變異很少。即使出現變異,突變位點可能並不重要,不會影響病毒功能的變化。所以病毒變異並不是感染者表現不同感染症狀的原因。


對於艾滋病病毒來說,也是一樣的。同一株病毒感染10個人,但結果可能截然不同。遺傳和環境因素對艾滋病病毒感染具有重要的影響。遺傳方面的問題有一些已經解決了。我們知道有些類型的組織(如主要組織相容性基因/MHC)會受到保護,而另一些則會受到損害。我認為在這裡它們是一樣的。


感染病毒後還會再次感染嗎?


中國有一些有關治癒患者再感染的報道。但如果我們仔細調查,就會發現他們的證據是不充分的,人們可能並沒有完全清除最初感染的病毒。科研人員對此問題進行了正式的研究,他們以獼猴為研究對象,用這種病毒感染了獼猴,然後等到猴子恢復健康後試圖用病毒再次感染它們。結果發現他們不會再次被感染。這是最近幾天才發表出來的,對人類免疫力來說這是一個好兆頭。


現在我們已經研究了許多來自恢復期個體的血清,這些血清樣品具有針對病毒spike蛋白的抗體,spike蛋白位於病毒表面。抗體與spike蛋白相結合,從而中和阻斷病毒。一旦被感染的人產生抗體,應該在相當長的一段時間內具有保護性免疫力。這就是為什麼我們需要爭取時間來增強人群的免疫力。


病人治癒後,多長時間內他們還具有傳染能力?


這是一個非常重要的問題,但是我們並不能回答。據瞭解,中國在一位患者中觀察到病毒擴散時間可以超過一個月。但通常情況下,我們需要注意出現症狀的三個星期內。


我們應該如何遏制這種流行病的蔓延?


應該採取社會隔離和保持良好衛生習慣的策略。以韓國為例,這些措施降低了病毒的流行程度。它們是(除中國外)唯一使疫情增長曲線趨於平緩的國家,降低了新增感染數量,避免壓倒醫療體系並逐漸控制住了流行病的發展。臺灣和香港等地為防止疫情爆發也做了大量的工作。17年前,這些地區在抗擊SARS方面具有相當豐富的經驗。


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您認為將這些措施與研究相結合是否足以對抗冠狀病毒?


我個人認為我們會遏制這種流行病,但我認為我們浪費了四到六個星期的時間,主要是因為缺乏檢測和一定的準備。不過我認為我們仍然可以有所作為,通過採取非常嚴厲的措施來控制疫情的發展。


但是,這些措施是否能夠長期實行呢?企業必須重新開放,學校必須再次授課。無論是旅行、體育活動還是娛樂活動,最終都將不得不恢復正常狀態。但是什麼措施是有效並且可以長期實施的?這是我們社會必須解決的問題。我們需要爭取時間,使得人們逐漸有一定程度的免疫力。


最重要的是,我們需要花時間利用科學找到解決辦法。我們將不得不開發藥物,抗體和疫苗。在我看來,科學界的動員是驚人的。許多人已經行動起來,從發現可以阻斷病毒多種酶的小分子藥物到找到可殺死病毒的抗體,它們為此做出了大量的貢獻。一些研究人員已經發現了一些有潛在治療效果的化學物,為藥物開發提供了良好的開端。也有人從感染者中分離出抗體。我自己的團隊也正在做這些事情。


當然人們也正在研究疫苗。許多公司正在研發疫苗,並且處於不同的研究階段。其中一些在幾周內就進入人體試驗,這是非常出色的。但是,疫苗的使用面臨一個問題。先前關於SARS的一些實驗研究表明,當動物體內產生抗體後又接觸到病毒,體內抗體的存在導致動物肺部所受的損傷更大。科學界必須迅速解決這個問題,要麼放棄目前的方法,要麼發揮全力努力克服。我們當然會參與其中。我認為直到科學的解決辦法出現之前,COVID-19可能會像過去的流行病一樣成為現實。

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這將需要一些時間。但是我非常有信心科學能夠承擔並提供解決方法。但疫情持續的時間可能不會像我們的總統認為的那樣只有幾個月,我認為會更長,可能會18個月或24個月。我認為我們所有人都面臨著嚴峻的挑戰。


原文鏈接:https://www.caltech.edu/about/news/tip-iceberg-virologist-david-ho-bs-74-speaks-about-covid-19?from=groupmessage&isappinstalled=0


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