​冰山一角:病毒学家何大一谈COVID-19-深度-知识分子

​冰山一角:病毒学家何大一谈COVID-19

2020/03/27
导读
何大一教授是一名病毒流行病专家,过去数十年的时间一直在研究艾滋病毒/艾滋病,他的职业生涯开始于洛杉矶,1980年代初期艾滋病的首个爆发地。3月18日,何大一与加州理工学院的成员一起探讨了新型冠状病毒以及这个全球流行病会如何影响社会的未来发展。

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截至3月20日,全球已有8700多人死于COVID-19,COVID-19是由严重的急性呼吸综合症冠状病毒2(SARS-CoV-2)引起的。哥伦比亚大学亚伦钻石戴蒙德艾滋病研究中心的加州理工学院受托人及校友(BS '74)何大一说,这个数字只是冰山一角。何大一教授是一名病毒流行病专家,过去数十年的时间一直在研究艾滋病毒/艾滋病,他的职业生涯开始于洛杉矶,1980年代初期艾滋病的首个爆发地。3月18日,何大一与加州理工学院的成员一起探讨了新型冠状病毒以及这个全球流行病会如何影响社会的未来发展。


何大一(David Ho),医学博士,亚伦•戴蒙德艾滋病研究中心主任,哥伦比亚大学,胡氏健康研究中心医学教授,哥伦比亚大学瓦格洛斯学院的内科和外科医生,中国工程院外籍院士、美国医学院院士、美国艺术与科学院院士。


未来论坛获授权翻译全文。翻译:郭丽洁,中科院生物物理所博士生。原文链接见文末。


病毒在美国进行了大范围的传播。现状如何?


让我给你看一张在纽约拍摄的照片。大约两周前,我们接收了第一例病例,现在纽约市新增确诊病例每两天就增加两倍。在我们的纽约长老会医院,大约有25%的棉签样本呈阳性。在纽约市以外的郊区社区,大约10%的棉签样本呈阳性。可以说,病毒无处不在。我们知道在纽约,病毒正处于指数增长阶段。


回顾世界各地发生的一切,我们看到了病毒最开始袭击了中国。接着袭击了韩国,意大利和伊朗。然后仅一周左右,法国,德国,西班牙和美国也遭受波及,我们都知道中国经历了一场巨大的灾难,有超过80,000个病例。意大利的确诊病例数目正在迅速增长,数量超过31,000。我们认为在美国,这病毒将迅速从沿海地区席卷而来,并将冲击美国中部。现在这些区域已经有病例了,但是我们很快就会看到指数级增长。然后,我们会开始担心这种流行病席卷非洲和印度等卫生保健系统不发达的地方的时候会发生什么。


您能告诉我们这种疾病的病理吗?


COVID-19通常会引起发烧和干咳。一个人的身体可能会感到疼痛,即肌肉酸痛,如果足够严重的话,就会因肺炎而导致呼吸急促。


可能出现胃肠道不适症状,这是更严重的症状。流鼻涕或抽鼻子不是很常见,喉咙痛也不常见。


从接触病毒到症状发作的潜伏期为4至6天;如果覆盖95%到98%的案例,则需要3到10天。很少有超出此范围的潜伏期。


是什么使该病毒如此危险?


令人不安的是病毒的扩散情况,因为在患者口腔或鼻子中检测到病毒的情况非常普遍,并且可能在有症状之前就存在。这就是为什么无症状可能传播病毒。患者康复后,病毒的扩散可能会持续数天到三周。这是非常令人担忧的。此外,该病毒的稳定性也令人担忧。如果病毒以气溶胶的形式存留于空气中,半衰期为数小时。如果将其置于铜或纸板的表面上,则可以存活大约一天。但如果在钢或塑料表面上,尽管感染性会随着时间而降低,仍可以在72小时后检测到传染性病毒。


我们对病毒的生物学特性了解多少?


该病毒与另一种SARS冠状病毒高度相关。SARS病毒主要在在 17-18年前的中国和亚洲爆发。


这两种病毒约有80%相似性。我们知道,SARS的起源是蝙蝠,果子狸是其中间宿主。


此外还有一种被称为中东呼吸道病毒的病毒(MERS)也起源于蝙蝠和受感染的骆驼,然后骆驼将其传染给人类。对于COVID-19来说,原始宿主也是蝙蝠物种,这是因为该动物携带的一个病毒与我们现在看到的病毒具有97%的同源性。


因为SARS和MERS爆发,我们已经对这两种病原体进行了很多研究,因此实际上我们是比较了解冠状病毒的。


病毒最开始在中国爆发,他们是如何对待此次病毒的呢?


这种流行病最初是在2019年12月的几例肺炎病例中发现的。回想起来,根据中国官员的说法,11月也有零星的病例。我要说的是,起初由于失误和缺乏透明度导致了湖北省中部武汉市的爆发。武汉的确诊病例数量占中国的85%。因此中国政府隔离了整个5000万人口的湖北省。该病在2月初达到顶峰,每天约有4,000例新的病例。但是自从采取封锁等各种严厉的措施后,每天新确诊病例的数量减少一半,而现在已降至每天约20个。中国其他省份的地区也采取了非常严厉的措施,最终成功地遏制了湖北省以外的地区的病毒传播。


我们知道他们所做措施是不可能长期执行的,问题是:如果放宽感染控制措施,中国现在应该做什么?一些康复的病人仍在散发病毒,而且中国周围的地区仍旧在传播。如果中国开放边界,病毒可能会进入中国,就像美国一样。全世界都在等着看中国接下来要怎么做。


就美国而言,我们显然正在经历指数级增长。10,400例确诊病例还是被低估了。令人尴尬的是我们缺乏测试,这是领导者的彻底失败。


我们需要用什么方法检测冠状病毒?


每个人都在谈论检测,实际上是在指PCR(聚合酶链反应)检测,通过检测是否具有病毒RNA来确定人是否被感染。但是,仍然没有人讨论采用抗体检测来确定某些人已经患病或者具有抗体免疫,而这是我们应对这种流行病的另一个重要工具。全国各地的许多研究实验室(包括加州理工学院)正在进行抗体测试,并告诉我们这种病原体在社区中的真正感染率是多少,在此研究的基础上,便于我们了解纽约市和纽约市以外地区的感染程度。


美国多久能看到类似韩国的可用的检测手段?


PCR检测已获批准,目前正在州和地方实验室以及学术医学中心和商业领域非常迅速地进行生产。测试用试剂的产量将大大增长。罗氏公司可以一次运行1,000个样品。如果去商业实验室进行检测,他们会拿着棉签取样,然后将其包装,发送到其它地方进行测试。检测时间通常为72小时,在此期间管理患者及其接触人员是非常困难的,对医护人员来说这是噩梦。


我们需要即时检测。这些类型的测试已经用于艾滋病毒和许多其他疾病。你可以通过手指采血,将血液滴在小型试剂盒上,就会在15分钟内显示结果。它可以检测抗体对病毒的反应,是非常有效的。但是在美国这种检测没有获得许可,在中国,韩国和欧洲,这些检测方法被广泛采用。这种快速测试的制造商每天可以生产一百万个试剂盒。但是FDA以保护公众的名义,没有采取行动。我认为这种拖延造成的影响是弊大于利的。


您能详细说明即时检验吗?


这就像是家庭验孕试纸或家庭HIV检测。这些检测方法很早就存在了。我强调的检测方法指的是来自中国,韩国并在欧洲得到批准的检测手段,它是一种抗体检测方法。在塑料载玻片上滴一滴血,再添加一滴测试附带的缓冲液,然后静置15分钟。如果只有一条条带,则为阴性;如果有多个条带,则为阳性。该测试还会显示抗体的类型。有一种类型的抗体称为IgG [免疫球蛋白G],另一种类型称为IgM [免疫球蛋白M]。通常,当一个人被感染时,IgM响应较早,而IgG响应较晚。这两个条带能够显示病毒感染的阶段。


这种艾滋病毒的检测全世界都在用。其实已经有技术和检测的方法了,但是不被FDA批准。虽然我认为它们很快就会被审核批准,但花费了数个星期的时间对我来说是非常悲惨的。


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这种冠状病毒会是季节性流行吗?


每个人都在问这种病毒是否会在人类中长期存在。最开始的时候,仅仅依据很久以前中国对SARS所做的工作,可以寄希望于温暖的天气和更多的阳光有助于杀死环境中的病毒,从而降低病毒传播的可能性。但是,目前病毒已经在人口中占据了如此强大的地位。它已经是SARS感染人口的25倍,并且已经侵入南半球。如果你查看澳大利亚,南非,阿根廷,巴西的情况,可以看见这些地区已经有病例了,社区传播正在发生。随着天气的变化,也许北半球将获得优势,但是南半球的流行病传播将会加速。


长期来看这种冠状病毒有可能像流感一样季节性爆发,病毒会在南北半球之间反复进行。当然,这只是猜测,但这就是我们对流感的看法。


为什么COVID-19对儿童的影响较小,而对老年人的影响较大?


通常老年人对各种呼吸道感染(包括流感和SARS)的治疗效果较差。因此,COVID-19对老年人的影响只是我们看到的典型情况。然而,这个病毒对儿童的影响是未知的。我们知道,很多时候儿童会很快感染流感或其他呼吸道病毒,并将其带回家从而感染父母。但是现阶段经过广泛研究,中国感染的儿童数量并不能表明冠状病毒就是这种情况。


有些人似乎表现出轻微症状,而另一些人则表现得更为严重。病毒是已经变异了吗?


RNA病毒均以低保真度复制,突变发生的频率是非常相似的,这些病毒通常不具有校对功能。相反DNA是高保真地复制,可以通过校对功能来修正错误。因此它们每次复制时,突变率都是固定的。该病毒正在变异,但到目前为止变异很少。即使出现变异,突变位点可能并不重要,不会影响病毒功能的变化。所以病毒变异并不是感染者表现不同感染症状的原因。


对于艾滋病病毒来说,也是一样的。同一株病毒感染10个人,但结果可能截然不同。遗传和环境因素对艾滋病病毒感染具有重要的影响。遗传方面的问题有一些已经解决了。我们知道有些类型的组织(注:主要组织相容性复合体/MHC基因型)会受到保护,而另一些则会受到损害。我认为在这里它们是一样的。


感染病毒后还会再次感染吗?


中国有一些有关治愈患者再感染的报道。但如果我们仔细调查,就会发现他们的证据是不充分的,人们可能并没有完全清除最初感染的病毒。科研人员对此问题进行了正式的研究,他们以猕猴为研究对象,用这种病毒感染了猕猴,然后等到猴子恢复健康后试图用病毒再次感染它们。结果发现他们不会再次被感染。这是最近几天才发表出来的,对人类免疫力来说这是一个好兆头。


现在我们已经研究了许多来自恢复期个体的血清,这些血清样品具有针对病毒spike蛋白的抗体,spike蛋白位于病毒表面。抗体与spike蛋白相结合,从而中和阻断病毒。一旦被感染的人产生抗体,应该在相当长的一段时间内具有保护性免疫力。这就是为什么我们需要争取时间来增强人群的免疫力。


病人治愈后,多长时间内他们还具有传染能力?


这是一个非常重要的问题,但是我们并不能回答。据了解,中国在一位患者中观察到病毒扩散时间可以超过一个月。但通常情况下,我们需要注意出现症状的三个星期内。


我们应该如何遏制这种流行病的蔓延?


应该采取社会隔离和保持良好卫生习惯的策略。以韩国为例,这些措施降低了病毒的流行程度。它们是(除中国外)唯一使疫情增长曲线趋于平缓的国家,降低了新增感染数量,避免压倒医疗体系并逐渐控制住了流行病的发展。台湾和香港等地为防止疫情爆发也做了大量的工作。17年前,这些地区在抗击SARS方面具有相当丰富的经验。


您认为将这些措施与研究相结合是否足以对抗冠状病毒?


我个人认为我们会遏制这种流行病,但我认为我们浪费了四到六个星期的时间,主要是因为缺乏检测和一定的准备。不过我认为我们仍然可以有所作为,通过采取非常严厉的措施来控制疫情的发展。


但是,这些措施是否能够长期实行呢?企业必须重新开放,学校必须再次授课。无论是旅行、体育活动还是娱乐活动,最终都将不得不恢复正常状态。但是什么措施是有效并且可以长期实施的?这是我们社会必须解决的问题。我们需要争取时间,使得人们逐渐有一定程度的免疫力。


最重要的是,我们需要花时间利用科学找到解决办法。我们将不得不开发药物,抗体和疫苗。在我看来,科学界的动员是惊人的。许多人已经行动起来,从发现可以阻断病毒多种酶的小分子药物到找到可杀死病毒的抗体,它们为此做出了大量的贡献。一些研究人员已经发现了一些有潜在治疗效果的化学物,为药物开发提供了良好的开端。也有人从感染者中分离出抗体。我自己的团队也正在做这些事情。


当然人们也正在研究疫苗。许多公司正在研发疫苗,并且处于不同的研究阶段。其中一些在几周内就进入人体试验,这是非常出色的。但是,疫苗的使用面临一个问题。先前关于SARS的一些实验研究表明,当动物体内产生抗体后又接触到病毒,体内抗体的存在导致动物肺部所受的损伤更大。科学界必须迅速解决这个问题,要么放弃目前的方法,要么发挥全力努力克服。我们当然会参与其中。我认为直到科学的解决办法出现之前,COVID-19可能会像过去的流行病一样成为现实。


这将需要一些时间。但是我非常有信心科学能够承担并提供解决方法。但疫情持续的时间可能不会像我们的总统认为的那样只有几个月,我认为会更长,可能会18个月或24个月。我认为我们所有人都面临着严峻的挑战。


原文链接:https://www.caltech.edu/about/news/tip-iceberg-virologist-david-ho-bs-74-speaks-about-covid-19?from=groupmessage&isappinstalled=0

注:本文转载自未来论坛。

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