新的遗传流行病学工具如何揭示病毒共感染的复杂性？

摘要： 　　　　随着口罩佩戴和社交距离的减少，加上感冒和流感季节的来临，研究人员开发了一种病毒检测面板，能够同时识别SARS-CoV-2及多种常见呼吸道病毒，从而帮助我们了解其他病...

　　随着口罩佩戴和社交距离的减少，加上感冒和流感季节的来临，研究人员开发了一种病毒检测面板，能够同时识别SARS-CoV-2及多种常见呼吸道病毒，从而帮助我们了解其他病毒在COVID重症患者中的作用。

　　佐治亚州的秘传与分子实验室(GEM Lab)主任Ravindra Kolhe博士表示，这种新型遗传流行病学工具与名为Nextstrain的分子免疫学模型结合使用时，能够提供详细的病毒遗传信息，帮助研究人员评估新型病毒变体在某个州或国家的传播情况及其模式，旨在预测和减轻未来的疫情。奥古斯塔大学乔治亚医学院对此进行了研究。

　　科尔赫及其同事在《病毒》杂志上指出，在大流行期间，对SARS-CoV-2及其他共同传播的呼吸道病毒的监测不足，成为公共卫生领域的一大挑战。

　　科尔赫提到，当我们咳嗽、打喷嚏或说话时，这些呼吸道病毒会在不知不觉中通过空气传播，尤其是在医院、养老院、学校和工作场所等近距离环境中，共同感染的风险是非常现实的。

　　他还指出，合并感染可能导致症状和结果的复合效应，类似于我们熟知的糖尿病和高血压等合并症。

　　科尔赫表示，特别是在患者病情较重时，利用新的检测小组寻找其他呼吸道病毒可以帮助揭示病因，并可能提供新的治疗方向。他预测，虽然更广泛的检测面板成本高于直接检测COVID，但后者仍将是本次大流行的主要检测手段。

　　尽管去年的感冒和流感季节因口罩等预防措施而显著减少，研究中合并感染率低于1%；他和其他研究者担心，即使实施了针对COVID和流感的疫苗接种计划，今年的感冒和流感季节可能会大不相同。

　　研究人员与位于圣地亚哥的生物技术公司Illumina合作，开发了一个包含41种病毒的检测小组，其中包括四种常见的人类冠状病毒，这些病毒多年来一直导致人类感冒，还有SARS-CoV-2，以及其他参与者如RSV和多种流感病毒。

　　他们对483个患者样本进行了研究，这些样本主要通过鼻咽拭子采集，还有12个唾液样本，这些样本在2020年6月至12月底期间在乔治亚州各地检测出SARS-CoV-2阳性。

　　标准的SARS-CoV-2检测使用聚合酶链反应(PCR)，可以确认病毒是否存在，而他们在小组中使用的技术实际上是对病毒基因组进行测序，以检测变异，例如最近引起广泛关注的Delta变异。

　　该技术还详细描述了病毒在复制过程中保守区域的变化，表明它已经找到宿主生物，如人类。虽然这些微小变化不会影响临床结果，但它们确实提供了病毒来源的基因组印记。科尔赫提到，当他观察奥古斯塔某人的互动可视化时，发现保守区域有10个明显但无害的变化，随后在萨凡纳约100名感染者中也出现了这些变化。

　　他说：“在萨凡纳出现完全相同的序列并非偶然。这是一种确定起点的方法，观察人们的活动如何传播病毒，以及哪些地区将受到影响。”

　　研究发现，儿童的免疫系统对SARS-CoV-2的防御能力更强。

　　研究显示，人工通气的COVID-19患者从失效血浆中获益。

　　英国的研究发现，呼吸系统药物的销售是预测疾病死亡率的关键。

　　独特的分子特征也是了解哪些病例不相关的一种方式。他想探讨的问题是，当这种病毒的变异感染另一个人时，是否会经历更多的变化。

　　他们用来观察病毒传播的交互式可视化模型也可以追踪变异的传播，例如Delta变异，这确实有直接的临床后果，比如传染性和由此导致的疾病。

　　科尔赫指出，一些人类活动可能在个体意识到自己是阳性之前就已经发生。

　　科尔赫强调，确切了解哪些病毒存在至关重要，因为尽管呼吸道病毒之间存在一些共性，但治疗方法往往不同，目前关于交叉数据的研究仍然较少。例如，如果一名同时感染流感病毒的COVID-19患者接受单克隆抗体或皮质类固醇治疗，会发生什么？皮质类固醇有助于减少超免疫反应，这种反应会在细胞因子风暴中损害肺部。有证据表明，单克隆抗体和皮质类固醇也可能对某些流感有效，但仍存在许多问题，比如当单克隆抗体专门针对COVID病毒时会发生什么。有些证据表明，流感疫苗和COVID疫苗在保护方面似乎没有重叠。

　　据美国疾病控制与预防中心(CDC)的资料，呼吸道病毒通常是成对存在的，例如，常见的鼻病毒与其他引起普通感冒的病毒（包括一些常见的冠状病毒）结合在一起，会加重流鼻涕、头痛和咳嗽等症状。

　　此外，虽然可以进行流感病毒检测，但很多时候患者并未接受检测，SARS-CoV-2的情况也是如此；科尔赫表示，随着当前数据报告系统自1997年启动以来，似乎是最温和的感冒和流感季节之一，这进一步降低了最近发生这种情况的可能性。

　　斯坦福大学在2020年3月下旬报告称，约五分之一的COVID-19患者同时感染了其他呼吸道病毒，而被诊断为常见呼吸道病毒的患者中，十分之一也同时感染了SARS-CoV-2。细菌和真菌的共感染也会发生。

　　科尔赫表示，尽管在过去近两年里，人们对SARS-CoV-2有了很多了解，但关于该病毒基因组变异的记录仍然不足，其中一些变异影响了病毒的行为，而对其他感染人类的病毒的了解却相对较少。

　　研究人员指出，这项新研究表明，基因组流行病学在预测疾病传播和传播模式方面至关重要，包括识别疾病可能卷土重来的潜力。

　　他们的发现包括确定在乔治亚州大流行早期最流行的病毒版本：穿山甲谱系B的进化支。

　　该研究的共同作者包括流感专家泰德·罗斯博士，他是疫苗和免疫学中心主任，佐治亚大学的杰出学者和传染病教授，以及该中心的副教授贾斯汀·巴尔博士，他在疾病生态学、建模、传染病和病毒学方面具有专业知识。罗斯是新成立的流感疫苗合作创新中心之一的负责人，该中心是由美国国立卫生研究院资助的项目，旨在开发一种可以预防多种流感病毒的单剂量疫苗。

　　美国疾病控制与预防中心指出，呼吸道病毒可以通过触摸传播，例如握手或触摸带有病毒的表面，然后再触摸鼻子、嘴巴或眼睛。CDC表示，感冒和流感病毒基本上总是存在，但秋冬季节通常被认为是流感季节，而8月下旬到早春则是感冒的高发期。此外，潜在健康问题的人群，如老年人或孕妇，被认为在感染COVID-19和流感时面临更高的严重疾病和并发症风险。

　　Nextstrain通常被CDC用来更好地预测即将到来的流感季节中的流感病毒，以便疫苗能够更好地针对这些病毒，以及可能产生重大影响的地区。

　　Kolhe和他的同事开发的检测面板已经通过Illumina提供给其他研究人员，验证面板功效的过程也已可用。

　　他们的研究得到了国家过敏和传染病研究所的支持。