近看2019-nCoV

榮智慧

自2019年12月以來，中國報告的、由2019年新型冠狀病毒（2019-nCoV）引起的肺炎病例，已經超過3萬例。病患已蔓延到中國其他城市和世界其他國家，并有可能引發全球性的傳染病暴發。

疫情暴發的中心城市武漢封城之后，新型冠狀病毒還在擴散，目前感染人數已超過2003年的SARS，但死亡率低于SARS10%、MERS（中東呼吸綜合征）35%的水平。然而，如果考慮到尚有一部分患者癥狀輕微或極端嚴重但從未就醫檢查，未能列入官方統計數據，那么目前的確診病例以及3%的死亡率數字，和實際情況相比可能“較低”。

艱苦的斗爭正在持續，面對這場災難，人們究竟掌握了怎樣的科學信息？

臨床特征

2019年12月8日開始，湖北省武漢市報告了幾例病因不明的肺炎。大多數患者在當地的華南海鮮批發市場工作或居住，那里還出售活體動物。在該肺炎的早期階段，患者表現出嚴重的急性呼吸道感染癥狀，一些患者迅速發展為急性呼吸窘迫綜合征（ARDS），急性呼吸衰竭和其他嚴重并發癥。

2020年1月7日，中國疾病預防控制中心（CDC）從一名患者的咽拭子樣本中鑒定出一種新型冠狀病毒—隨后被世界衛生組織（WHO）命名為2019-nCoV。到目前為止，一些2019-nCoV患者已經出現嚴重的肺炎、肺水腫、ARDS癥狀，甚至多器官功能衰竭并死亡。

冠狀病毒可引起多種動物的多系統感染，并且主要導致人類的呼吸道感染。過去二十年里備受世界衛生組織關注、引發重大公共影響的SARS，以及MERS，均由冠狀病毒導致。

根據發表于2020年1月 30日《柳葉刀》的論文《武漢市2019新型冠狀病毒性肺炎99例流行病學和臨床特征：一項描述性研究》（Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan， China： a descriptive study）顯示，入院時，大多數患者發燒或咳嗽，三分之一的患者呼吸急促。其他癥狀包括肌肉疼痛、頭痛、意識模糊、胸痛和腹瀉。許多患者出現器官功能損害，包括17例ARDS，8例急性呼吸系統損傷，3例急性腎損傷，4例敗血性導致的休克和1例呼吸機相關性肺炎。

該研究納入了99例2019-nCoV患者，其中兩人是夫妻。共有49名患者具有接觸華南海鮮市場的歷史。其中，有47名具有長期接觸史的患者，其中大多數是銷售員或市場經理，還有2名具有短期接觸史的患者是購物者。案例中沒有醫務人員。大多數患者是男性，平均年齡為55.5歲。50名患者患有慢性疾病，包括心腦血管疾病、內分泌系統疾病、消化系統疾病，呼吸系統疾病、惡性腫瘤和神經系統疾病。

入院時，白細胞低于正常范圍的有9名患者，高于正常范圍的有24名患者。38名患者的中性粒細胞高于正常范圍。多數患者的淋巴細胞和血紅蛋白均低于正常范圍。血小板低于正常范圍的有12例，高于正常范圍的有4例。43名患者的肝功能異常程度不同，丙氨酸轉氨酶（ALT）或天冬氨酸轉氨酶（AST）高于正常范圍； 1例患者肝功能嚴重受損。

大多數患者的心肌酶譜異常，其中13名患者的肌酸激酶升高，75名患者的乳酸脫氫酶升高。7名患者的腎功能遭到不同程度的損害，血液尿素氮或血清肌酐升高。在感染指標的測試中，大多數患者的血清鐵蛋白高于正常范圍。研究者還對73名患者的C反應蛋白進行了測試，其中86%的患者的水平都高于正常范圍。

根據胸部X線和CT檢查，有74名患者表現為雙側肺炎，而僅有25名患者表現為單側肺炎。14名患者表現出肺部多處斑駁和磨玻璃樣混濁。另外，1名患者發生氣胸。

基因組表征

測試出新型病毒的基因組序列，對確定病毒的進化史以及幫助人們推斷其源，至關重要。

病毒是由一個核酸分子（DNA或RNA）與蛋白質構成的非細胞形態，為類生物，無法自行表現出生命現象，靠寄生在介于生命體及非生命體之間的有機物種上生存。它是由一個保護性外殼包裹的一段DNA或者RNA，藉由感染的機制，這些簡單的有機體可以利用宿主的細胞系統進行自我復制，但無法獨立生長和復制。病毒可以感染幾乎所有具有細胞結構的生命體。

過去二十年里備受世界衛生組織關注、引發重大公共影響的SARS，以及MERS，均由冠狀病毒導致。

發現病毒源和鑒定病毒是其中的重要環節。一旦鑒定了病毒，其傳播就可以通過注射疫苗來阻斷。當沒有可用的疫苗時，改善環境衛生以及采取消毒措施也可以有效地防止病毒傳播。

2020年1月30日，發表于《柳葉刀》的論文《2019年新型冠狀病毒的基因組表征和流行病學：對病毒起源和受體結合的影響》（Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus： implications for virus origins and receptor binding）中，研究者對來自9名住院患者的支氣管肺泡灌洗液和培養分離株的樣品進行了測序，其中8名曾到過武漢的華南海鮮市場。研究者從這些個體中獲得了2019-nCoV基因組序列。

從9位患者獲得的10條2019-nCoV基因組序列極為相似，其中8個完整的基因組幾乎相同，序列同一性超過99.98%，這表明病毒最近才出現在人類群體中。而且，2019-nCoV與2018年在中國東部舟山采集的兩種冠狀病毒bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21密切相關（同一性為88%），但和SARS-CoV（同一性約79%）和MERS-CoV（同一性約50%）相比，差異性更大。

系統發育分析表明，2019-nCoV屬于Betacoronavirus屬的Sarbecovirus亞型，其最接近的親屬bat-SL-CoVZC45和bat-SLCoVZXC21的分支長度相對較長，并且在遺傳上與SARS-CoV不同。值得注意的是，同源性建模顯示，2019-nCoV具有與SARS-CoV類似的結合受體途徑。

另外，蝙蝠可能是該病毒的原始宿主，而華南海鮮市場上出售的動物更可能是中間宿主。

時候更早的1月21日，SCIENCE CHINA Life Sciences（《中國科學：生命科學》英文版）在線發表了《武漢新型冠狀病毒的進化來源和傳染人的分子作用通路》的論文。研究者利用分子結構模擬的計算方法，對武漢冠狀病毒S-蛋白和人ACE2蛋白（血管緊張素轉化酶Ⅱ）進行了結構對接研究，預測了2019-nCoV很強的對人感染能力。

研究顯示，雖然2019-nCoV中S-蛋白中與ACE2蛋白結合的5個關鍵氨基酸有4個發生了變化，但變化后的氨基酸，卻整體性上非常完美地維持了SARS病毒S-蛋白與ACE2蛋白互作的原結構構象。盡管2019-nCoV的新結構與ACE2蛋白互作能力，由于丟失的少數氫鍵有所下降（相比SARS病毒S-蛋白與ACE2的作用有下降），但仍然達到很強的結合自由能。

這一結果說明2019-nCoV是通過S-蛋白與人ACE2蛋白互作的分子機制，從而感染人的呼吸道上皮細胞。

要成功地從動物宿主轉移到人類，病毒需要發生幾個變異以適應新環境：必須獲得入侵人類細胞的能力，必須能躲避人的免疫系統，能在人體內復制，并傳播給他人。

進化與傳播

病毒可以在不同物種間來回傳播，并在傳播過程中發生變異。在這個過程中，它們可能會感染人類。

冠狀病毒已經多次展現出“跨物種”傳播、導致新的動物和人類生病的能力。要成功地從動物宿主轉移到人類，病毒需要發生幾個變異以適應新環境：必須獲得入侵人類細胞的能力，必須能躲避人的免疫系統，能在人體內復制，并傳播給他人。

有人用“跳高”來比喻病毒攻占人體的轉移過程，雖然這個詞有點簡單化，但也更容易令人理解—這一過程相當于病毒一路要跨越1000個跨欄。盡管如此，2019-nCoV的暴發并不是自然界的罕見之事—不是會不會的問題，而是什么時候發生的問題。

1月31日發表在《柳葉刀》上的論文《預測源自中國武漢的2019-nCoV暴發的潛在國內和國際傳播情況：一項模型研究》（Nowcasting and forecasting the potential domestic and international spread of the 2019-nCoV outbreak originating in Wuhan， China： a modelling study）估計，截至2020年1月25日，武漢預計有75815人感染。無干預情況下，感染人數翻倍時間為6.4天。在這個時間節點中，重慶、北京、上海、廣州和深圳分別從武漢輸入病例估計值為461例、113例、98例、111例和80例感染。如果2019-nCoV的傳播能力不變，并且隨著時間的推移，疫情會在中國多個主要城市呈指數增長，大概滯后于武漢暴發的大約1～2周。

數據的來源主要有三個部分：人口的流動數據來自《官方航空指南》中關于每月機票預訂量的數據，以及從騰訊數據庫中獲得的中國大陸300多個地級城市人員流動性數據；確診病例的數據來自中國疾病預防控制中心發表的報告；系列間隔估計是基于以前對SARS-CoV的研究。論文中的基本再生數R0是用馬爾科夫蒙特卡洛方法估計的，結果為2.68。

論文指出，如果不降低可傳播性，2019-nCoV將在2020年4月左右達到頂峰，而中國大陸各城市的局部流行病將滯后1～2周。如果將國內所有城市的傳播率降低25%，那么病患的增長率和嚴重程度將大大降低；疫情高峰將延遲約1個月，其強度降低約50%。一旦傳播能力降低50%，疫情將緩慢增長，且不會在2020年上半年達到峰值。

治療與疫苗

截至2020年2月9日10點16分，中國已經出現2651個治愈案例。

中國工程院院士、國家衛健委高等級專家組成員李蘭娟團隊，于2月4日在武漢公布治療新型冠狀病毒感染的肺炎的最新研究成果。李蘭娟院士說，根據初步測試，在體外細胞實驗中顯示：阿比朵爾在10～30微摩爾濃度下，與藥物未處理的替代比較，能有效抑制冠狀病毒達到60倍；達蘆那韋在300微摩爾濃度下，能顯著抑制病毒復制，與未用藥物處理組比較，抑制效率達280倍。

Inovio研究與開發高級副總裁Kate Broderick表示：“一旦中國提供了該病毒的DNA序列，我們就能將其通過實驗室計算機技術進行處理，并在三個小時內設計出疫苗。”

美國時間1月31日，醫學期刊《新英格蘭醫學雜志》（NEJM）在線發表了一篇介紹了美國首例2019-nCoV確診病例的診療過程以及臨床表現。住院的第六天，患者的X光胸片結果顯示出非典型性肺炎的特征。基于患者的胸片結果，以及持續高燒、需要吸氧且多個部位的樣本出現新型冠狀病毒的陽性結果，醫生們為其提供一種尚未獲批的藥物—由吉利德（Gilead）公司研發的抗病毒藥瑞德西韋（remdesivir）。

這是一種核苷類似物，能夠抑制依賴RNA的RNA合成酶（RdRp），之前用于埃博拉病毒治療，冠狀病毒里同樣有RdRp，因此被醫生選為治療藥物。

住院的第七天晚上，該患者接受了remdesivir的靜脈輸注。第八天，其臨床癥狀出現了立竿見影的改善。他不再需要吸氧，氧飽和度也恢復到了94%～96%。除了干咳和流鼻涕外，患者已沒有其他癥狀。截至1月30日，這名患者仍在住院，但已退燒。唯一的癥狀就是咳嗽，且嚴重程度與日俱減。

關于remdesivir的治療，研究者們表示，這是基于患者惡化的病情，使用美國的“同情用藥”（compassionate use）原則進行的治療。盡管在治療之后，患者的病情出現了迅速緩解，但研究者認為依然需要進行隨機對照的臨床試驗，來確定remdesivir和其他在研藥物在治療2019-nCoV感染上的安全性和有效性。

在疫苗方面，已經有研究團隊在研究疫苗的開發。圣地亞哥的Inovio實驗室，科學家們正在使用一種相對新型的DNA技術來開發潛在的疫苗—目前被稱為“ INO-4800”，并計劃在初夏之前進入人體試驗。

Inovio研究與開發高級副總裁Kate Broderick表示：“一旦中國提供了該病毒的DNA序列，我們就能將其通過實驗室計算機技術進行處理，并在三個小時內設計出疫苗。”“我們的脫氧核糖核酸醫學疫苗將利用病毒中的脫氧核糖核酸序列靶向病原體的特定部位，我們相信人體會對此產生最強烈的反應。然后，我們利用患者自身的細胞成為疫苗的工廠，從而增強人體自身的自然反應機制。”

如果Inovio的時間表能夠按計劃進行，該公司表示這將是有史以來最快的一種新疫苗的開發和測試，以應對疫情。