像許多其他呼吸道疾病一樣,新冠肺炎(COVID-19)在不同患者疾病程度之間差異很大。根據(jù)中國疾病預(yù)防控制中心2月25日發(fā)布的關(guān)于新冠肺炎的最新數(shù)據(jù)顯示確診病例中有13%左右的患者為嚴(yán)重,涉及嚴(yán)重的肺炎癥狀。另有6%的重癥患者發(fā)展為呼吸衰竭,休克和/或多器官衰竭,有可能導(dǎo)致死亡。確診病例中約有3.4%已死亡。
科研人員正在全力研究為什么有的人比其他人受該病毒的影響更大。哥倫比亞大學(xué)梅爾曼公共衛(wèi)生學(xué)院的病毒學(xué)家Angela Rasmussen說:“我認(rèn)為要弄清楚某些人為什么比其他人疾病情況嚴(yán)重的生物學(xué)基礎(chǔ)要花很長時間?!?/span>
老年人和存在基礎(chǔ)疾病的感染者更易發(fā)展為重癥患者
中國對近45000例確診病例分析,總體上表明,最有可能發(fā)展為重癥新冠肺炎患者是已有基礎(chǔ)疾病的人群和老年人。盡管只有不到1%的無基礎(chǔ)疾病的人死于該疾病,但有心血管疾病患者的死亡率卻是10.5%,自身有糖尿病的患者死亡率為7.3%,自身有慢性呼吸系統(tǒng)疾病、高血壓或癌癥的患者死亡率為6%。80歲或以上的患者有14.8%死亡,死亡風(fēng)險最高。許多專家稱,鑒于許多輕癥病例可能未被診斷,死亡率可能被高估了。世界衛(wèi)生組織總干事Tedros Adhanom Ghebreyesus上周表示,除9歲以下的兒童外,每個年齡段都有死亡發(fā)生。
這種隨年齡增長嚴(yán)重性增加的模式與其他一些病毒的爆發(fā)不同。特別是1918年的流感,幼兒和20至40歲的人的死亡率很高。但是,新冠病毒與SARS、MERS爆發(fā)的記錄大體上一致。北卡大學(xué)教堂山分校的病毒學(xué)家Lisa Gralinski指出:“如果你五十多歲或六十歲,并且還有其他的健康問題,如果被新冠病毒感染,那將會非常糟糕?!?科學(xué)家們不能確定老年人群為什么出現(xiàn)這種情況。但是,基于對其他呼吸道病毒的研究,專家得出的理論是,新冠病毒感染是否會惡化,取決于人的免疫反應(yīng)。
一旦新冠病毒進入人體呼吸道,它就會感染并在呼吸道內(nèi)的細胞中繁殖,造成損害,免疫系統(tǒng)會發(fā)揮作用。在大多數(shù)人中,它應(yīng)該會引發(fā)局部炎癥,并在附近募集免疫細胞以消滅病原體。然后免疫反應(yīng)減弱,患者康復(fù)。由于尚不完全清楚的原因,有些人(尤其是老人和具有基礎(chǔ)疾病的人)可能會發(fā)生免疫系統(tǒng)功能失調(diào),無法控制對病原體的反應(yīng),這可能導(dǎo)致不受控制的免疫反應(yīng),觸發(fā)免疫細胞過度反應(yīng),并導(dǎo)致細胞因子風(fēng)暴,通常與免疫細胞大量流入肺部有關(guān)。Rasmussen表示:“那時候患者會出現(xiàn)嚴(yán)重炎癥疾病,如肺炎,呼吸急促,氣道炎癥等。” 局部炎癥可轉(zhuǎn)變?yōu)閺V泛的肺部炎癥,然后在人體所有器官產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。如果病毒的復(fù)制速度快于免疫系統(tǒng)的反應(yīng)速度,這種情況也可能發(fā)生,使免疫細胞不斷激活以控制病原體,這種情況還可能導(dǎo)致免疫防御失控。Iowa大學(xué)的病毒學(xué)家、兒童傳染病專家Stanley Perlman說:“對于小鼠,在某些情況下,特別是SARS和MERS等冠狀病毒,病毒復(fù)制非常迅速,并且有時對免疫系統(tǒng)而言是壓倒性的。”
很難解釋為什么年輕健康的人有時也會死于這種疾病,例如現(xiàn)年34歲的醫(yī)生李文亮首先對這種病毒發(fā)出了警報,但他在感染病原體幾周后死亡。遺傳和環(huán)境危險因素可能有助于解釋疾病發(fā)展為嚴(yán)重性。例如Rasmussen針對埃博拉病毒所做的一些研究表明,遺傳因素可以很強地決定小鼠病毒感染的結(jié)果。但研究人員尚未找出小鼠中的特定基因來支持這種假設(shè)。Rasmussen補充說:“吸煙或空氣質(zhì)量之類的環(huán)境因素也可能在疾病嚴(yán)重程度中起作用?!痹S多研究已經(jīng)在探究可能由冠狀病毒和其他感染引起急性呼吸窘迫綜合癥(ARDS)導(dǎo)致呼吸衰竭的成因,但研究人員仍未清楚它到底是怎么發(fā)生的。
男性可能比女性受COVID-19的影響更大
在上周發(fā)布的新數(shù)據(jù)中顯示,雖然有相似數(shù)量的男性和女性感染了COVID-19,但有更多的男性死于該病。男性的死亡率為2.8%,女性為1.7%。 Rasmussen也提示到,盡管數(shù)據(jù)涵蓋了近45000名患者,但仍不能確定是否真的存在性別差異,必須在更多不同國家不同人群中觀察這一點。
就是說,如果存在男女之間的差異,那就與流行病學(xué)家在SARS和MERS爆發(fā)期間觀察到的一致。Rasmussen推測,這種差異可能與以下事實有關(guān):ACE-2定位在X染色體上,SARS-CoV-2和SARS病毒都使用該受體進入宿主細胞。如果ACE2其中一種變異體對病毒易感,那么雌性就可以通過兩個X染色體彌補這一變體,而男人只有一個ACE2基因拷貝。也有另外的可能,Gralinski說“可能是男人中吸煙者比例高,吸煙導(dǎo)致他們的肺部已經(jīng)受到損害?!?/span>
Perlman的一些研究表明性別差異在受SARS感染的小鼠中也存在。她指出雌性激素可能具有保護作用:與對照小鼠相比,去除受感染雌性小鼠的卵巢或阻斷雌激素受體會使動物更容易死亡。
感染會使人對病毒免疫嗎?
患者是否會在新冠病毒感染后產(chǎn)生抗體,以保護其免受再次感染仍然是一個謎。Gralinski說:“大約5或10年后對康復(fù)的SARS患者的調(diào)查表明,在這些人體內(nèi)只發(fā)現(xiàn)水平很低、或者幾乎沒有能識別SARS蛋白的抗體。冠狀病毒抗體不會持續(xù)很長時間?!钡菍τ谛鹿诓《荆硎荆骸爸辽僭诙唐趦?nèi),我們有望獲得一定的免疫力?!?/span>
為什么不同冠狀病毒感染后的危害性不同
已知有七種冠狀病毒可以感染人。其中四個(229E、NL63、OC43、HKU1)通常會引起感冒,很少會導(dǎo)致死亡。其他三個(MERS-CoV、SARS-CoV和新的COVID-19)具有不同程度的殺傷力。在2003年爆發(fā)的SARS中,有10%的感染者死亡。2012至2019年期間,MERS使23%的感染者死亡。盡管COVID-19的病死率較其他病毒低,但新冠病毒的致死人數(shù)比其他兩次疫情加起來的死亡人數(shù)更多,其中有一部分原因在于COVID-19的快速傳播。
引起感冒的冠狀病毒,以及許多其他引起普通感冒的病毒,通常僅限于侵入上呼吸道。但是,SARS-CoV和COVID-19都能夠侵入到肺部深處,這與引發(fā)更嚴(yán)重的疾病有關(guān)。造成這種情況的一個可能原因是該病毒與人細胞上的ACE-2結(jié)合。該受體存在于上呼吸道和下呼吸道的纖毛上皮細胞、下呼吸道的肺泡細胞、以及II型肺泡上皮細胞。Gralinksi指出:“II型肺泡上皮細胞對肺功能很重要,這是下呼吸道疾病如此嚴(yán)重的部分原因?!?/span>
新冠病毒也使用ACE-2作為受體,這可能部分解釋了它為什么像SARS一樣比其他四種冠狀病毒更致命。Gralinski說,除NL63(NL63也使用ACE-2受體,但與其結(jié)合的親和力較弱)外,這些病原體使用不同的受體。人們認(rèn)為MERS使用的是完全不同的受體,該受體也存在于下呼吸道中。
對COVID-19的研究需要一直持續(xù)
要完全揭示關(guān)于新冠病毒這些問題,需要花費大量時間進行研究,并且需要長期投入資金。冠狀病毒研究資金的支持力度因基于病毒感染爆發(fā)與否而受到指責(zé)。Rasmussen說,從動物到人的病毒爆發(fā)會引起研究興趣激增,但這種興趣隨時間會逐漸減弱,直到下一次爆發(fā)。
Rasmussen說:“我希望在這種情況下,對于世界每個人來說,我們都真正意識到需要為這類基礎(chǔ)科學(xué)提供資金,以了解這些疾病的機制。否則,無論是冠狀病毒還是其他,下次爆發(fā)時我們還將處在和這次疫情相同的情況?!?/span>