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The Lancet-Infectious Diseases:揭秘新型冠状病毒的流行特征

2021-02-21 23:04

2020 年 7 月 3 日,由欧洲临床微生物学和传染病学会的九位学者在《柳叶刀-传染病(The Lancet-Infectious Diseases)》联合发表了一篇名为《新冠病毒与 SARS 和大流行性流感的比较(Comparing SARS-CoV-2 with SARS-CoV and influenza pandemics)》的文章。

以下内容译于文献正文,不代表本公司观点。 

 

摘要:文献从传播速率、住院治疗人数以及死亡率等方面比较了新冠病毒与 SARS、MERS 引发大流行的流感病毒之间的区别。新冠病毒的基本再生数(Basic Reproduction Number,R0)为 2.5(1.8-3.6 之间),而 SARS 为 2.0,1918 年的流感病毒为 3.0,MERS 为 0.9,2019 年暴发的流感为 1.5。新冠病毒引起的绝大多数病例都为轻度和无症状感染者,但是在一小部分感染人群当中会导致重症甚至病危,在年龄超过 70 岁以上的人群比例最高,可能是检测策略的不同导致不同国家统计的死亡率不同。在欧洲,基于全人群统计的死亡率变化很大,范围从 0 到很高。从意大利首.个感染地区伦巴第报道的数据显示,整个年龄层人群的死亡率在 154/100000 人,导致不同人群死亡率存在差异,最可能的原因是人群结构和其他一些因素。然而,新型冠状病毒存在局限性传播的特性,因此比起那些到目前为止未检测出病毒感染病例的区域,检测出确诊病例的区域存在很高的疾病负担并且受此病毒影响严重。尽管如此,尽早采用严格的物理隔离和消毒措施被证明能有效的降低 R0 和病死率,这也从某种程度上解释了不同地域之间死亡率存在差异的原因。

病毒传播基本再生数 R0

新病原体的传播能力是在新发传染病暴发中的关键指标,基本再生数(Basic Reproduction Number,R0)被用来评估病毒的传播能力。R0 值对于疾病控制具有重要意义,它的大小意味着为了控制流行病(即将 R0 值控制在 1 以下),人类所需付出的努力程度。 

 
(7 种流行性呼吸道病毒的 R0 值)

专家们对历史上的几次重大呼吸道病毒流行事件进行了回顾性研究,研究得出:1918 年西班牙流感的预估初始 R0 约为 2.0,曾造成全世界约 4000-5000 万人死亡;1958 年亚洲流感的预估初始 R0 则为 1.0-2.5 之间,全球共有至少 100 万人死于该次流感大流行;十年后的 Influenza 1968,由甲型 H3N2 流感病毒引起,R0 值预估在 1.5-2.5 之间;2003 年 SARS 最初暴发时,预估 R0 在 2.0 和 3.0 之间,后经各种防疫控制措施很快将 R0 降低至 1.1;相比之下,2009 年甲型 H1N1 流感大流行的初始 R0 估计值为 1.7;对于 MERS-CoV,起初暴发的 R0 预估为 0.69,故而未引起持续流行。

根据文章报道,2019 年暴发的新冠病毒初期 R0 预估达到了 2.5(1.8-3.6 之间),随着病毒蔓延,R0 峰值一度接近 4.0,是迄今为止人类所遇到的传播能力最快的呼吸道病毒之一,需引起重视。 


病毒潜伏期和病毒排毒

与流感病毒相比,MERS-CoV、SARS-CoV、SARS-CoV-2 三种冠状病毒的潜伏期(从感染到症状发作的时间)更长。文章指出:根据来自多个国家的多项研究预估 SARS-CoV-2 的平均潜伏期为 5.1-5.8 天,潜伏期范围为 1.3 至 11.3 天。

SARS-CoV、SARS-CoV-2 和 MERS-CoV 之间的显著区别在于病毒排毒动力学。

SARS-CoV 和 MERS-CoV 主要入侵下呼吸道,上呼吸道中病毒较少,中国的一项研究也证实了这一发现。感染 SARS-CoV-2 的患者在症状发作时,病毒载量高,随后的 5-6 天内病毒载量下降,病毒载量的迅速下降使 SARS-CoV-2 患者及其接触者的隔离变得更具挑战性,效率也大大降低,所以必须在疾病发作的初始阶段尽快进行隔离以减少传播。相比之下,SARS-CoV 的病毒载量在出现症状后的 6-11 天达到峰值,在出现症状后有整整一周的时间可供人们在病毒传播之前识别和隔离病例。与 SARS-CoV-2 大流行中看到的轨迹相比,这种差异可以作为解释 2003 年 SARS 大流行可以尽快得到控制的原因之一。

病毒排毒均需持续较长时间,来自中国浙江省的一项关于 SARS-CoV-2 的病毒载量回顾性队列研究显示:在疾病症状发作后的三周内,他们从新冠病毒确诊患者的呼吸道样本、粪便和血液中发现每毫升 105 –106 份病毒载量,粪便样本中病毒的排泄时间趋向于更久。但是,截至 2020 年 6 月 9 日,尚无记录确认粪便可传播新冠病毒,根据最.新《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》陈述:不排除粪便及尿对环境污染造成气溶胶传播和接触传播的可能。


基于人口的死亡率

长期以来,季节性和大流行性病毒感染导致的死亡率都超出预估死亡率基线。经统计,每 10 万人中,65 岁以下平均有 0.1–6.4 人死于季节性流感,65-74 岁之间有 2.9–44.0 人,75 岁以上有 17.9–223.5 人。对于 SARS-CoV-2,根据文章报道:截至 2020 年 6 月 8 日,在意大利伦巴第,SARS-CoV-2 的死亡率已达到每 10 万人中 159 人,值得注意的是,疫情仍未结束,这个数字预期仍会进一步增加。

 
(7 大流行感染事件的死亡率)

基于年龄的死亡率和引发重症的风险

SARS-CoV-2 与其他大流行流感之间的主要区别在于重症患者的年龄分布。随着年龄的增长,SARS-CoV-2 感染者的死亡率急剧上升,而死亡结果几乎只出现在 50 岁以上的人群中。

在中国香港,SARS 冠状病毒导致的病例中,死亡率在 0-24 岁年龄段为 0%,在 25-44 岁年龄段为 6%,在 45-64 岁年龄段为 15%,对于 65 岁以上的人群则达到了 52%。

在美国,SARS-CoV-2 患者的病死率,在 20-54 岁的人群中不到 1%,在 55-64 岁的人群中是 1-5%,65-84 岁的人群中是 3-11%,在 85 岁及以上的人群中占 10–27%。

 
(新冠病毒在不同年龄阶段不同国家的感染率和死亡率统计表)

丹麦对 2009 年甲型 H1N1 流感大流行的研究发现:大流行性流感患者的比例从未超过全国重症监护病房(ICU)床位总容量的 4.5%,对于 SARS-CoV-2 大流行尚缺乏详细数据。  很明显,在大流行性疾病的进展阶段,重症监护能力是至关重要的因素。经统计,在意大利伦巴第,约有 2.3% 的 SARS-CoV-2 病例需要经 ICU 救治。

SARS-CoV-2 与 SARS-CoV 的传播

>>>温度对 SARS-CoV-2 的影响

2009 年 2 月墨西哥暴发了 H1N1 流感大流行,到 6 月报告了超过 26000 例确诊病例。1918 年 7 月,哥本哈根暴发了 H1N1 流感感染高峰,然后在 11 月第二波暴发。这些先前的大流行表明,流感的传播确实始于夏季,但季节性很难预测。

温度和湿度对病毒生存至关重要。对 SARS-CoV 的研究发现,在 38°C 和 95% 湿度下 7 小时后,病毒活性降低。在 4°C 下,SARS-CoV 可存活长达 28 天,并且在 20% 的相对湿度下失活程度最低。在所有湿度下,20°C 的灭活速度都快于 4°C 的灭活速度,这些实验数据可供推测:SARS-CoV-2 可能无法在夏季生存。

虽然目前有关温度影响的一些数据仅适用于 SARS-CoV,但这些实验数据都在预警,各机构需要做好准备应对 SARS-CoV-2 之后极有可能再次暴发的大流行,它可能是另一种冠状病毒、流感病毒、副黏病毒或全新未知病毒。

>>>围堵措施对 SARS-CoV-2 的影响

2007 年美国国家科学院做过的一项研究显示:在 1918 年流感大流行事件中,较早实施隔离策略的城市,峰值死亡率降低了 50%,总体死亡率降低了 20%。因此,围堵措施对于保持医疗保健系统的可控性至关重要。迄今为止,SARS-CoV-2 大流行也表明,如果个人遵循特定国家/地区准则,则病毒大流行可能会被有效终止。

 
(SARS-CoV-2,SARS-CoV 和大流行性流感病毒的多项特征对比表)

秋冬疫情是否会再次暴发?

目前,公众对于新冠最关注的两个问题:第一个是新冠疫情究竟会持续多长时间?第二,秋冬季来临,呼吸道疾病进入高发期,那么新冠是否会再次暴发?

文献内曾表明:「过去一个世纪发生的流感大流行的历史证据表明,随着人群免疫力的增强(自然免疫或疫苗接种),大流行在最初的 2-5 年内呈波浪状传播,该观察结果是新型冠状病毒 SARS-CoV-2 最可能的轨迹,因此,人类将在相当长的时间内面对『新常态』。」
尽管中国已经进入「新常态」阶段,但全球新冠疫情感染态势仍持续上扬,除了外防输入性病例的压力,国内随着秋冬季节临近,新一波病毒暴发的风险也在升高,种种证据显示,秋冬季或将再迎疫情大考。

中国疾控中心首席流行病学专家吴尊友也在「首都科学讲堂」科普报告会上公开提及:初步判断,全球疫情将持续高水平流行,冬季将会在高水平流行的基础上继续加重,但即使疫情在秋冬季加重,只要防控措施得力,中国不会再出现类似武汉早期严重疫情的情况。中国疾病中心流行病学原首席科学家曾光多场合表达过类似观点,秋冬季节疫情防控形势严峻,其中,最大的威胁因素是流感的叠加。人类必须做好一定时间内与病毒共存的准备,这成为共识。

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