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從病毒學(xué)感染模式,對(duì)SARS-CoV-2可能行為模式的推測(cè)
原創(chuàng):復(fù)旦兒科感染 復(fù)旦兒科感染 1周前
你怎么能夠指望一個(gè)種族遵循另一種族的邏輯呢?
——PHILIP K.DICK

(圖片來(lái)源:Virology Journal)
SARS-CoV-2只是我們?nèi)祟惤o這一類病毒起的名字,與我們的父母給我們起名字無(wú)異;但一定程度上,易感細(xì)胞面對(duì)病毒,雖積極抵御,但感染結(jié)局取決于諸多因素。
莊輝老師說(shuō)得好,我們應(yīng)該積極為公眾解疑釋惑,弘揚(yáng)科學(xué)精神,培養(yǎng)公眾科學(xué)素養(yǎng),讓大家科學(xué)理性面對(duì)疫情。這里,我們簡(jiǎn)單介紹病毒的感染模式,并推測(cè)SARS-CoV-2在人和人群中的可能行為邏輯。
一、病毒感染模式
病毒自然感染可以是快速發(fā)生且自限性的(急性感染),或者是長(zhǎng)期慢性的。所有的感染都起始于急性感染,而后機(jī)體對(duì)感染的控制產(chǎn)生不同的感染模式(圖1)。
圖1:感染的主要類型

(圖片來(lái)源:Principles of Virology 4th,筆者修改)
注:以感染后病毒作用時(shí)間和病毒粒子的產(chǎn)生量做函數(shù)關(guān)系圖(藍(lán)色曲線),癥狀出現(xiàn)時(shí)間用橙色柱形表示。
第一模塊,描述了急性感染的典型特點(diǎn),病毒顆粒產(chǎn)生、癥狀出現(xiàn)及其感染的清除一般在短期內(nèi)完成。
第二模塊,描述了潛伏性感染的典型特點(diǎn),在急性感染后,會(huì)有一個(gè)靜止期并且反復(fù)發(fā)作。復(fù)發(fā)的可能伴隨也可能不伴隨癥狀的發(fā)生,但都會(huì)導(dǎo)致感染病毒顆粒的繁殖。
第三模塊,描述了持續(xù)感染的典型特點(diǎn),病毒粒子在宿主的一生時(shí)間內(nèi)連續(xù)繁殖。癥狀可能在宿主死亡之前出現(xiàn)或不出現(xiàn)。病毒顆粒通常在整個(gè)感染期間都會(huì)產(chǎn)生。
第四模塊,描述了慢發(fā)性感染(慢病毒感染),在這個(gè)時(shí)期,在典型的初始急性感染之后,與最終致死的癥狀出現(xiàn)之間,有一個(gè)長(zhǎng)的間隔期。期間病毒可能會(huì)持續(xù)復(fù)制(如人類疫缺陷病毒)或不會(huì)復(fù)制(如麻疹病毒導(dǎo)致的亞急性硬化性全腦炎,SSPE)。
二、急性感染
急性感染是最普通也最容易講清楚的一種,特征是病毒能很快復(fù)制繁殖出具有感染性的病毒顆粒,然后宿主迅速清除其感染。如引起我們絕大多數(shù)感冒的鼻病毒,和導(dǎo)致感冒的流感病毒,都是典型的急性感染過(guò)程。急性感染通常相對(duì)短暫。在健康宿主中,病毒粒子和病毒感染的細(xì)胞在短期內(nèi)被宿主產(chǎn)生的免疫機(jī)制(獲得性免疫)清除。病毒后代在感染徹底被清除之前持續(xù)釋放,并傳播給其他宿主。如果原位的感染通過(guò)血液或神經(jīng)的途徑傳播到體內(nèi)其他部位,可能會(huì)發(fā)生幾輪感染,并且伴隨新的、不同的癥狀(圖2)。
圖2:典型急性感染的過(guò)程

(圖片來(lái)源:Principles of Virology 4th,筆者修改)
注:用病毒生長(zhǎng)對(duì)感染后的時(shí)間作圖。鋸齒狀的線條描述的是感染性病毒顆粒的濃度隨著時(shí)間的增加而增加。在感染建立過(guò)程中,剛開始只有先天防御在戰(zhàn)斗。一旦感染達(dá)到一定病毒和宿主的閾值水平(淡紫色),獲得性免疫就開始反應(yīng)。在感染數(shù)天后,免疫的效應(yīng)分子和細(xì)胞開始清除被感染的細(xì)胞及病毒粒子(淺藍(lán)色)。此后,記憶細(xì)胞產(chǎn)生,獲得性免疫終止。當(dāng)病毒粒子被清除,受感染的細(xì)胞也被消滅后,特異性免疫也開始停止了。一旦宿主再被感染,抗體和殘留的效應(yīng)細(xì)胞以及記憶細(xì)胞可提供持久的保護(hù)。
急性感染是普遍的公共衛(wèi)生問題,常與每年影響數(shù)百萬(wàn)個(gè)體的嚴(yán)重的流行性疾病暴發(fā)相關(guān)(如流感和手足口?。?。
三、推測(cè)SARS-CoV-2的可能邏輯
基于我們對(duì)以往6種人冠狀病毒和其他常見呼吸道病毒的理解(可參見公共微信號(hào)“復(fù)旦兒科感染”在2020.1.22“基于病毒學(xué)原理對(duì)新型冠狀病毒的一些看法”一文),SARS-CoV-2在人類應(yīng)為急性感染模式。既然如此,一些問題的可能答案:
1. SARS-CoV-2能否垂直傳播?
答:急性感染的病毒,病毒血癥持續(xù)時(shí)間短暫,垂直傳播的可能性非常小,也就是說(shuō)如果母親感染了SARS-CoV-2,一般不會(huì)傳給胎兒,母乳中也不會(huì)排出病毒。然而如果產(chǎn)前數(shù)天內(nèi)母親感染,母嬰垂直傳播有一定可能。有母親感染SARS-CoV-2肺炎后新生兒出生30小時(shí)咽拭子病毒核酸陽(yáng)性的報(bào)道,但需更多的證據(jù)[1]。
2. SARS-CoV-2能否在人體長(zhǎng)期攜帶?
答:急性感染的病毒,人體的免疫會(huì)很快清除病毒,極少免疫功能異常的個(gè)體,排毒時(shí)間可能有一定延長(zhǎng),一般健康個(gè)體不會(huì)長(zhǎng)期攜帶病毒。如流感病毒,感染有自限性;之所以在人群中的持續(xù)流行,是因?yàn)槿巳褐幸欢ū壤娜烁腥荆ò▉喤R床感染)后傳播導(dǎo)致。
3. SARS-CoV-2能否在人體潛伏較長(zhǎng)時(shí)間后再發(fā)???
答:從病毒入侵到機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答,時(shí)間一般在數(shù)天至十?dāng)?shù)天內(nèi)。SARS-CoV-2的潛伏期,理論上應(yīng)與其他急性感染病毒相似,也應(yīng)該類似2002年的SARS-CoV[2]。
4. SARS-CoV-2感染后人體免疫力會(huì)維持多久,能否再次感染人體?
答:人體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)包括體液免疫和細(xì)胞免疫。體液免疫主要是IgM和IgG抗體。IgM在感染后數(shù)天至兩周內(nèi)產(chǎn)生,維持一般3-6個(gè)月;IgG一般在在感染后1-2周后出現(xiàn),維持?jǐn)?shù)年至終身。細(xì)胞免疫中包括記憶細(xì)胞,在機(jī)體再次感染相同病毒后即刻高效清除病毒。所以,一般短期內(nèi),人不會(huì)再次被SARS-CoV-2感染,除非病毒發(fā)生較大變異,導(dǎo)致血清型改變。
SARS-CoV-2感染后人體的血清中含有特異性抗體IgM和IgG,對(duì)新感染的病人提供被動(dòng)免疫,中和體內(nèi)病毒抗原是有一定作用的,但需要一定的量。
5. SARS-CoV-2在人群中何去何從?
答:由于SARS-CoV-2以往在人類中從未出現(xiàn)和流行過(guò),人群普遍易感。我們這些日子里,我們以舉國(guó)之力,眾志成城,阻擊新冠狀病毒感染。我們應(yīng)該有信心最終控制該病毒的流行。但自然界中,許多這樣的病毒,在整體人群普遍流行后,成為常見感染性疾病的普通病原之一。我們也不能除外新冠狀病毒逐步演變成一種普通的呼吸道感染病原,我們也應(yīng)該有理解這種邏輯的理性和勇氣。
參考文獻(xiàn)
1. 中華預(yù)防醫(yī)學(xué)會(huì)新型冠狀病毒肺炎防控專家組. 新型冠狀病毒肺炎流行病學(xué)特征的最新認(rèn)識(shí).中華流行病學(xué)雜志,2020,41(2):139-144.
2. Jiang X, Rayner S, Luo MH. Does SARS-CoV-2 has alonger incubation period than SARS and MERS? [published online ahead of print,2020 Feb 13]. J Med Virol. 2020;10.1002.
撰文:沈軍
校稿:王建設(shè)

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