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全球新型冠状病毒肺炎研究进展及防控措施分析
作者:梁少军1 梁蓉蓉1* 吴 健1 张建明1 黄 鹂2 孙俊红3 范秀莹2 汪 雷
梁少军1 梁蓉蓉1* 吴 健1 张建明1 黄 鹂2 孙俊红3 范秀莹2 汪 雷
新冠肺炎疫情在全球范围大规模流行,世界卫生组织(WHO)号召各国联手共同抗击疫情,当前各项研究仍在紧张进行并不断取得进展。经过艰苦努力,我国基本控制住了国内疫情,进入常态化管理阶段,但在“外防输入、内防反弹”的工作中,国境口岸防疫仍面临巨大压力。本文针对COVID-19疫情发展形势和研究进展,从病原体、传染源、传播途径和易感人群4个方面进行全面综合分析,并对相关防控措施提出建议。
1 病原体
COVID-19疫情暴发后不到1个月,我国分离出病原体并向全世界公布病毒的基因序列,以便研究特异性诊断试剂、疫苗和药物[1]。2020年2月11日,国际病毒分类委员会(ICTV)正式将其命名为SARS-CoV-2 [2]。SARS-CoV-2是β属冠状病毒,包含核蛋白(N蛋白)、包膜蛋白(E蛋白)、膜蛋白(M蛋白)和刺突蛋白(S蛋白)共4种结构蛋白,其中,S蛋白与病毒结合宿主细胞及进入细胞有关,是药物和疫苗研究的靶标,也是人体感染后产生中和抗体的主要靶抗原。SARS-CoV-2基因组为单股正链RNA[1],有14个开放阅读框(ORFs),分别编码4种结构蛋白和其他非结构蛋白,其中,ORF 1 a/b编码非结构蛋白复制酶,是相对保守的序列,被用于溯源分析和作为诊断感染的检测标的[1]。
SARS-CoV-2的复制由RNA依赖的RNA聚合酶引导,因而容易发生基因突变和基因重组。截至2021年8月底,GISAID数据库已经收集到300多万条人类冠状病毒基因序列[3]。绝大多数基因变异是无害的,对少数有害变异,WHO根据不同传播力和致病力等特点,将其分为关切变异株(VOC)和关注变异株(VOI)。VOI的基因变异引起或潜在引起病毒表型发生变化,并确认增加了社区传播,或在多个国家(地区)传播。VOC则在VOI的基础上出现传播力增强,流行特点显现有害变化,毒力增强,临床表现加重,公共卫生、社会措施或现有诊断、疫苗、治疗方法的有效性降低等特征[4]。自2021年1月WHO首次披露2种VOC后,"Situation report: Weekly Epidemiological Update on COVID-19"不定期报告有关VOC和VOI的进展。由于原有的基因谱系命名过于复杂,不利于公众交流,以及为避免污名化,WHO在2021年5月31日启用对VOC和VOI新的命名规则[5-6]。新标识与原有命名体系之间的对比见表1和表2。
截至2021年8月31日,全球206个国家和地区报告了VOC,阿尔法、贝塔、伽马和德尔塔4种变异株分别在193个、141个、91个和170个国家和地区出现。其中,德尔塔变异株在2020年10月由印度首先报告,在印度的第二波疫情后迅速成为全球的主要流行病毒株,导致多个国家和地区疫情反弹,包括接种率超过60%的英国和以色列[7]。
尽管多种变异株都有S基因变异及S蛋白的氨基酸变化,但有数据显示,阿尔法变异株仅存在有限的S基因脱靶(SGTF)现象,对基于多靶点的实时PCR检测结果不会造成影响,也不会影响快速抗原检测试剂(Ag RTD)的效果,而核酸检测和抗原检测仍对贝塔变异株有效。目前,仍没有伽马和德尔塔变异株影响现有诊断试剂效果的证据[8]。疫情越严重,病毒变异的可能性越大,因此,在“外防输入”阶段,面对国外此起彼伏的疫情,国境口岸需严密留意病毒变异情况,避免现有检测试剂脱靶失效的可能。
2 传染源
新冠肺炎患者由于呼吸道病毒载量高和有呼吸道症状,是重要的传染病源[9]。我国用1个多月的时间初步遏制了疫情蔓延势头,约2个月的时间实现新增本土确诊病例零报告,约3个月的时间实现武汉住院病例数清零,从2020年4月29日起全国疫情防控进入常态化阶段[1]。反观全球疫情,2020年2月26日,我国以外国家的新增病例数首次超过我国新增病例数,并且因为阿尔及利亚报告首例病例,标志COVID-19已经蔓延至全部6个WHO区域。2020年3月上旬,WHO东地中海区的新增病例数迅速增加,然后欧洲区和美洲区相继接力,在缓慢上升到一个平台期后迅速增加,在2021年1月全球疫情达到第一个高峰。随后,全球周新增病例数虽然曾出现过6连降(2月)和7连降(6月),但分别快速反弹。即使在曾经的波谷——2021年2月16日和6月22日,日新增病例数仍分别高达22万多例和29万多例[10-12]。因此,全球疫情可以说是此起彼伏、延绵不绝。目前,我国实施疫情常态化管理,一面在有效公共卫生措施保障下有序复工复学,恢复生产生活秩序、经贸往来和对外交流;一面“外防输入、内防反弹”,针对零星散发疫情动态清零[13]。我国自2020年2月报告首例输入性病例后,境外输入性疫情分别在2020年4月和8~10月出现小高峰。输入性病例主要集中在广东、上海、四川、福建和陕西等地,而来源地包括所有6个WHO区域的100多个国家或地区,但多数为东南亚区和非洲区国家[14]。针对相对严峻的时段(2020年2月1日—2020年4月22日)内境外输入病例的研究分析显示,各国对我国输入病例数与各国本身累计确诊病例数、罹患率、华侨华人数、境外留学生数、各国来华留学生数、与我国通航航班乘客数和国家安全卫生水平指数(GHS)有较强的正相关性,并且GHS较低的国家,其漏诊情况也较严重[15]。杨昕娉等[16]对与我国陆地接壤的14个国家对我国的疫情输入风险分析结果显示,这些国家可能存在大量未接受检测或未报告的病例,俄罗斯、印度和巴基斯坦等国家由于防疫措施和医疗资源等因素对我国的疫情输出风险较高。因此,国境口岸“外防输入”需要留意各国的疫情演变,并分析对我国的输入风险。
随着疫情防控措施的逐渐严格,输入性病例中无症状感染者所占比例越来越高。无症状感染者通常包括潜伏期病原携带者和无症状病原携带者[17]。目前,大多数对COVID-19潜伏期的研究表明,COVID-19的潜伏期一般少于14 d,中位数为3~7 d,也有报道多于14 d的潜伏期。潜伏期和康复期早期患者都会有一定的传染性[18]。潜伏期病原携带者一般会经历潜隐期和感染期。根据多方研究结果,我国的《新型冠状病毒肺炎病例密切接触者调查与管理指南》将潜伏期的后2 d作为潜伏期病原携带者的感染期时间,即将病例发病前2 d作为调查和判断密切接触者的时间范围[19]。范威等[14]发现核酸阳性但在14 d医学观察期内无任何自我感知、临床识别的症状或体征者在输入性病例中的比例较高,与确诊病例的比值中位数为2.12(1.05, 5.66)。目前,学界对无症状感染者的传播力问题说法不一,有证据说明无症状感染者的传播效率约为确诊病例的1/3,无症状感染者对疫情扩散影响也较小(由无症状感染者传播的病例占总发病人数的构成比只有4.4%)[20]。但病毒载量更高、基本再生系数更大、致病性更强的德尔塔变异株的出现,提示无症状感染者(包括潜伏期病原携带者和无症状病原携带者)也将给口岸疫情防控带来挑战。目前,已经将界定密切接触者的时间范围调整为4 d [21],将来需要根据对变异株的研究进展对入境人员实施新的防控措施。
3 传播途径
一般认为,经呼吸道飞沫传播和接触传播是COVID-19主要的传播途径。病毒通过患者咳嗽、打喷嚏和说话时产生的飞沫传播是COVID-19传播的主要方式。含病毒的飞沫沉积在物体表面,手接触受污染后再接触口腔、眼、鼻等黏膜导致感染,这是接触传播的方式[22]。确诊患者居住环境中的门把手、手机等物体表面都可以检测到SARS-CoV-2病毒。SARS-CoV-2病毒在室温下可在多种物体表面或介质中存活数天(不锈钢表面2 d,塑料表面3 d,玻璃表面4 d,纸币表面4 d),在低温、低相对湿度条件下存活时间更长[23]。2020年6月,在对北京新发地市场中切割进口三文鱼的案板采样中发现SARS-CoV-2核酸阳性。另外,多地在从厄瓜多尔进口的冷冻南美白虾、从巴西进口的冻鸡翅和从挪威进口的冻尖吻平鲉的包装或食品表面采样中也检出SARS-CoV-2核酸阳性[24-27]。2020年10月,我国首次在冷冻食品包装表面分离出活病毒,其基因序列与同时在码头工人咽拭子中分离出的活病毒一样同属欧洲株(L-lineage B1.1),显示国外冷链食品外包装污染可能引发了该次青岛疫情[28]。另外,如大连海产品企业员工病例和天津冷冻海鲜装卸工人病例等多起与冷冻食品有关的零星本土病例,均提示在疫情严重的国家和地区,冷冻食品在加工过程中容易受到污染,因而需要加强对进口冷冻物品的管理。目前,没有因为接触被污染的普通快递包裹而感染SARS-CoV-2的报道,但根据病毒在纸板、塑料和布料介质中或表面存活时间的研究结果[23],应当注意对境外包裹的检疫和消杀处理,以及工作人员应保持良好的卫生习惯。在COVID-19患者的粪便和尿液中可分离出SARS-CoV-2 [29],并且在患者咽拭子核酸检测转阴后,粪便中病毒脱落的持续时间可长达10 d。澳大利亚生活污水中也有SARS-CoV-2阳性检出的报道,提示COVID-19有经粪-口传播的可能[30]。另外,在特定空间内COVID-19存在气溶胶传播的风险,目前尚无证据支持母婴垂直传播。
SARS-CoV-2对紫外线和热敏感,56℃ 30 min、乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸、氯仿等脂溶剂均可有效灭活病毒,氯己定不能有效灭活病毒。目前,对冷链和非冷链物品的消毒技术研发正在进行,结合保持安全社交距离、戴口罩等措施,通过消杀保证安全的环境以切断传播途径,有利于疫情控制。
4 易感人群
人群对SARS-CoV-2普遍易感,但可以通过自然感染和接种疫苗来获得相应的免疫力。当人群中具有免疫力的人员达到一定数量时(即使没有达到100%),在整个社会层面可以形成免疫屏障,能遏制传染病流行。这个数量比例被称为群体免疫临界值,不同传染病的群体免疫临界值不同,与传染性强弱有关,后者用基本再生系数(R0)来评价[31]。根据计算,COVID-19的群体免疫临界值介于47%~85%[32]。英国、瑞典等国家曾实施基于自然感染的群体免疫策略,后来都因为重症/极重症病例的大量增加,以及对医疗服务挤兑甚至导致医疗系统瘫痪,病死率大幅上升,最终不得不放弃这种策略,英国甚至没有坚持到2周时间。2020年10月,世卫组织总干事谭德塞认为COVID-19应对措施中实施群体免疫策略具有科学上和道德上的问题[33]。
在SARS-CoV-2被分离且完成基因测序后,保护易感人群的利器——新冠疫苗的研发在全球范围开展,技术路线包括灭活疫苗、重组蛋白疫苗、类病毒颗粒疫苗、病毒载体疫苗(可复制或不可复制)、核酸疫苗(mRNA或DNA疫苗)、联合抗原呈递细胞(APC)的病毒载体疫苗[34]。截至2021年8月19日,WHO将11个新冠疫苗列入“紧急使用疫苗清单(EUL)”,包括我国的2个灭活疫苗[35],另有13个疫苗仍在进行评估。此外,在WHO VACOX全球协作平台登记的处于临床试验前阶段的疫苗有184个,处于临床试验的疫苗有100个[34]。BNT162b2(辉瑞)、mRNA-1273(莫德纳)、rAd26r/Ad5(强生)的有效性分别达到94.6%、94.1%和 91.6%,AZD1222(阿斯立康)的2个临床试验结果分别达到66.7%和70.4%。我国国药集团的灭活疫苗有效性可达到79% [36-37]。目前认为,与经典病毒株相比,现有疫苗对感染阿尔法变异株有相似的保护效果;当感染贝塔变异株时,在预防重症方面有相似保护效果,而在预防症状病例方面效果有所下降;在感染德尔塔变异株时,现有疫苗在预防重症方面有类似效果,但在预防症状病例和减少传染性方面效果较经典病毒株感染时差,不过目前证据不多[8],需要密切跟踪各疫苗的临床试验数据并及时修订免疫策略。
截至2021年9月12日,共217个国家和地区开始新冠疫苗接种。截至2021年9月9日,全球41.7%的人口已经至少接种1针疫苗,但低收入国家中接种疫苗的人数只占1.9%,显示要实现全球的“疫苗公平获得”仍需极大努力。截至2021年9月9日,我国已完成全程疫苗接种的人数占67.15%,只部分接种的占8.67%,总疫苗接种率达到75.82%,离群体免疫临界值还有一段距离,需要继续努力[38]。
另一方面,无论是自然感染后还是疫苗接种后,人类对SARS-CoV-2的免疫力持续多久至今仍未知,已完成接种个体受感染或者康复期患者再感染的案例时有报道。同时,如前所述,伴随疫情发展而产生的病毒变异株也严重挑战现有疫苗的有效性。因此,即使在大力推进人群疫苗覆盖率的同时,安全社交距离、戴口罩和保持手部卫生等已被证实是有效的非药物手段,仍是遏制疫情蔓延的重要保证。
我国的经验已经证实了保持安全社交距离、戴口罩等非药物干预措施能有效保护易感人群,在疫情防控中发挥了巨大作用,WHO也多次强调和呼吁各成员国遵守执行,但出于对疾病的认识不同、本国文化差异和政府态度等原因,各国应对疫情采取了不同的防疫措施。牛津大学收集整理各国防疫政策和措施形成数据库,并由此每天形成防控措施严格性指数(COVID-19 Government Response Stringency Index)。该指数的构成和评分还在不断更新,目前由9个措施指标的评分经计算而成,指标包括关闭学校、关闭工作场所、取消公众活动、限制集会、停运公共交通、居家要求、限制国内旅行、限制国际旅行、大众宣传运动,值域为0~100分(表3)[39]。
在WHO首次宣布COVID-19为“国际关注的突发公共卫生事件”1周后,仅有极少数国家实施严格防疫措施。在WHO首次宣布COVID-19为“全球大流行”1周后,很多国家的防疫措施逐渐严格,但仍处于中等水平,不足以阻止疫情蔓延,客观上导致了目前疫情的持续发展[39],因此,对海关而言,一方面,要严格执行防疫措施,避免自身受染和疫情在工作范围内传播;另一方面,在评估其他国家对我国的疫情输入风险时,应将该国是否具有这些措施纳入风险评估指标。
5 结语
总而言之,在全球新冠肺炎疫情下,没有一个国家可以独善其身,“人类命运共同体”的概念将更加清晰。在多国未实施严格防疫措施的大环境下,病毒变异频现,境外患者数量持续增加,导致我国疫情输入性风险加剧,我国离群体免疫临界值还有一段距离。因此,面对疫情发展、病毒在与人类交锋过程中的进化和变异、错综复杂的国际关系,我们可以从病原体、传染源、传播途径和易感人群等方面总结和探索有效防控手段,最终实现“守护健康、捍卫生命”的目标。
基金项目:海关总署科技计划项目(2020HK123)
第一作者:梁少军(1975—),男,汉族,广东人,硕士,副主任医师,主要从事传染病防控,E-mail: samzjxc@163.com
通讯作者:梁蓉蓉(1983—),女,汉族,江苏人,本科,主管医师,主要从事传染病防控,E-mail: 61370385@qq.com
1.广州国际旅行卫生保健中心 广州 510635
2.广州海关 广州 510623
3.佛山海关驻顺德办事处 佛山 528303
1. Guangzhou International Travel Health Care Center, Guangzhou 510635
2. Guangzhou Customs, Guangzhou 510623
3. Shunde Office of Foshan Customs, Foshan 528303
表1 关切变异株的WHO新标识与原命名体系的对比
Table 1 Relationship of WHO new labels of SARS-COV-2 Variants of Interest and existing names
WHO标识 | Pango谱系 | GISAID进化树 | Nextstrain进化树 | 表型改变 | 最早报告国家和时间 | WHO认定日期 |
阿尔法 | B.1.1.7 | (前称 GR/501Y.V1) | 20I (V1) | +S: 452R | 英国 (2020年9月) | 2020年12月18日 |
贝塔 | B.1.351 | GH/501Y.V2 | 20H (V2) | +S: L18F | 南非 (2020年5月) | 2020年12月18日 |
伽马 | P.1 | GR/501Y.V3 | 20J (V3 ) | +S: 681H | 巴西 (2020年11月) | 2021年1月11日 |
德尔塔 | B.1.617.2 | G/478K.V1 | 21A | +S: 417N | 印度 (2020年10月) | VOC: 2021年5月11日 |
表2 关注变异株的WHO新标识与原命名体系的对比
Table 2 Relationship of WHO new labels of SARS-COV-2 Variants of Concern and existing names
WHO 标识 | Pango谱系 | GISAID进化树 | Nextstrain进化树 | 最早报告国家和时间 | WHO认定日期 |
伊塔 | B.1.525 | G/484K.V3 | 21D | 多个国家 (2020年12月) | 2021年3月17日 |
洛塔 | B.1.526 | GH/253G.V1 | 21F | 美国 (2020年11月) | 2021年3月24日 |
卡帕 | B.1.617.1 | G/452R.V3 | 21B | 印度 (2020年10月) | 2021年4月4日 |
拉姆达 | C.37 | GR/452Q.V1 | 21G | 秘鲁 (2020年12月) | 2021年6月14日 |
缪 | B.1.621 | GH | 21H | 哥伦比亚 (2021年1月) | 2021年8月30日 |
表3 防控措施严格性指数的体系和赋值规则
Table 3 Composition of Stringency Index and valuesinprevention and control measures
序号 | 措施 | 措施分级评分 | 措施地理范围评分 | 备注 | |||||||
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 空白 | 0 | 1 | 空白 | |||
1 | 关闭学校 | 无 | 建议 | 强制某些学校关闭 | 强制所有学校关闭 | 无数据 | 局部 | 全面 | 无数据 | 措施分级评分+措施范围评分 | |
2 | 关闭工作场所 | 无 | 建议 | 强制停止某些工作 | 除必需外强制停止所有工作 | 无数据 | 局部 | 全面 | 无数据 | 措施分级评分+措施范围评分 | |
3 | 取消公众活动 | 无 | 建议 | 强制取消 | 无数据 | 局部 | 全面 | 无数据 | 措施分级评分+措施范围评分 | ||
4 | 限制集会 | 无 | 限制1000人以上规模集会 | 限制101~1000人规模集会 | 限制100人及以下规模集会 | 无数据 | 局部 | 全面 | 无数据 | 措施分级评分+措施范围评分 | |
5 | 停运公共交通 | 无 | 建议停运或明显减少运输能力 | 强制停运或限制市民使用 | 无数据 | 局部 | 全面 | 无数据 | 措施分级评分+措施范围评分 | ||
6 | 居家要求 | 无 | 建议居家 | 强制居家,除日常锻炼、购物和必要的出行 | 更严格强制居家(如只允许1周出门1次,1次1人出门等) | 无数据 | 局部 | 全面 | 无数据 | 措施分级评分+措施范围评分 | |
7 | 限制国内旅行 | 无 | 建议不要市际间旅行 | 限制国内旅行 | 无数据 | 局部 | 全面 | 无数据 | 措施分级评分+措施范围评分 | ||
8 | 限制国际旅行 | 无 | 出入境筛查 | 高危地区到港检疫 | 限制某些地区人员入境 | 关闭口岸,禁止入境 | 无数据 | 无数据 | 措施分级评分 | ||
9 | 大众宣传运动 | 无 | 官媒警报 | 全面公众宣传 | 无数据 | 局部 | 全面 | 无数据 | 措施分级评分+措施范围评分 | ||
注:标注内容根据文献39的内容改编,其中各项指标只总结各国发布的措施,对是否落实及成效不做评价。 |
参考文献
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