新型冠状病毒肺炎的临床特征与病原体检测

赵颂涛，毛 青

1.陆军军医大学第一附属医院感染科，重庆 400038；2.武汉火神山医院感染科，湖北武汉 430100；3.武汉火神山医院综合科，湖北武汉 430100

毛 青

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)是一种由新型冠状病毒(SARS-CoV-2)引起的急性传染病，传播途径主要为经呼吸道飞沫和接触传播，不排除通过气溶胶和消化道等途径传播的可能性[1]。该肺炎传染性极强，疫情在全球肆虐[2-3]。2020年1月20日，中华人民共和国国家卫生健康委员会将COVID-19纳入法定乙类传染病管理，采取甲类传染病的预防、控制措施。截至2020年3月1日，全国累计报告COVID-19确诊病例80 026例，累计死亡病例2 912例，给全国人民的身体健康带来极大威胁，并使医疗卫生保障体系面临严峻挑战。本文就COVID-19的临床特征及其病原体检测研究进展进行如下综述，以加强COVID-19防控意识，共同应对疫情。

1 临床特征

1.1流行病学特征 基于目前的流行病学调查，COVID-19传染源主要是SARS-CoV-2感染的病例，无症状感染者、潜伏期与恢复期病例也有一定的传染性[4]。病毒潜伏期一般为1～14 d，多为3～7 d。呼吸道飞沫传播和接触传播是主要的传播途径，长时间暴露于存在高浓度气溶胶的相对封闭环境中也存在经气溶胶传播的可能，多例COVID-19患者粪便中检测出SARS-CoV-2，提示存在粪-口传播的可能性[5-6]，是否存在母婴传播等途径有待进一步研究证实。从全国病例的年龄分布来看，各年龄段人群普遍易感，老年人和患有哮喘、糖尿病、心脏病等基础疾病的人感染的风险可能增加。

COVID-19病例多数表现为普通型和轻型，少数病例病情进展较快，迅速进入重症与危重症阶段，救治难度较大。截至2020年3月1日，全国COVID-19的病死率为3.6%。相对全国其他地区，武汉市的累计病死率较高，达到4.5%(截至2020年3月1日，武汉市累计确诊病例为49 315例，累计死亡病例为2 227例)。WANG等[7]通过对138例单中心临床住院病例进行回顾性分析，发现26.1%的病例由于并发急性呼吸窘迫综合征、心律不齐、休克等，需转入ICU进行治疗，其中有6例死亡，病死率为4.3%。CHEN等[8]对金银潭医院收治的99例住院病例进行回顾性分析发现，17%的病例出现急性呼吸窘迫综合征，3%的病例出现急性肾损伤，8%的病例出现急性呼吸损伤，在重症病例的治疗中，对9%的病例采取了连续肾替代治疗(CRRT)，对3%的病例进行了体外膜肺氧合治疗(ECMO)，总病死率为11%。WU等[9]对截至2020年2月11日的死亡病例进行分析，数据显示危重症病例的病死率为49%，且先前合并基础疾病的病例病死率更高，在已死亡的病例中，10.5%合并心血管疾病，7.3%合并糖尿病，6.3%合并慢性呼吸系统疾病，6.0%合并高血压，5.6%合并癌症。

1.2临床表现与分型 中华人民共和国国家卫生健康委员会在《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》(简称方案七)中指出，COVID-19病例的临床表现以发热、干咳、乏力为主。少数病例伴有鼻塞、流涕、咽痛、肌肉酸痛和腹泻等症状。重症病例多在发病1周后出现呼吸困难和(或)低氧血症，严重者可快速进展为急性呼吸窘迫综合征、脓毒症休克、难以纠正的代谢性酸中毒、凝血功能障碍及多器官功能衰竭等。值得注意的是重型、危重型病例病程中可表现为中低热，甚至无明显发热[10]。CHEN等[8]通过对99例病例的回顾性研究发现，发热82例(83%)，咳嗽81例(82%)，呼吸短促31例(31%)，肌肉酸痛11例(11%)，同时具有发热、咳嗽、呼吸短促这3项症状的有15例(15%)。

根据病情的严重程度，方案七将COVID-19分为4型[10]。(1)轻型：临床症状轻微，影像学未见肺炎表现。(2)普通型：具有发热、呼吸道等症状，影像学可见肺炎表现。(3)重型：成人符合下列任何一条，①出现气促，呼吸频率(RR)≥30次/分；②静息状态下，氧饱和度≤93%；③动脉血氧分压(PaO2)/吸氧浓度(FiO2)≤300 mm Hg。高海拔(海拔超过1 000 m)地区应根据以下公式对PaO2/ FiO2进行矫正：PaO2/ FiO2×[大气压(mm Hg)/760]。肺部影像学显示24～48 h病灶明显进展>50%者按重型管理。儿童符合下列任何一条，①出现气促，<2月龄，RR≥60次/分；2～<12月龄，RR≥50次/分；1～5岁，RR≥40次/分；>5岁，RR≥30次/分，排除发热和哭闹的影响。②静息状态下，氧饱和度≤92%。③辅助呼吸(呻吟、鼻翼扇动、三凹征)，发绀，间歇性呼吸暂停。④出现嗜睡、惊厥。⑤拒食或喂养困难，有脱水症。(4)危重型：符合以下情况之一者，①出现呼吸衰竭，且需要机械通气；②出现休克；③合并其他器官衰竭需ICU监护治疗。

1.3影像学表现 鉴于病毒核酸检测需采集标本、容易产生假阴性结果、检测时间长等缺点，影像学检查成为辅助诊断COVID-19快捷、方便的手段之一，并在判断肺炎的严重程度中发挥重要作用。胸部X线片检查对于病变处于早期，或以磨玻璃密度影为主要肺部特征改变的患者漏诊率较高。CT，尤其是HRCT因空间分辨率较高，不受层面以外结构的干扰，通过后处理技术可多平面、多方位显示病灶的细节，成为目前COVID-19的主要筛查和辅助诊断手段[11]。通过回顾性分析COVID-19患者的CT影像学资料，发现在COVID-19的早期、进展期、重症期，肺部CT影像有不同表现[12-13]。

在COVID-19病变初期，病灶常分布于双肺支气管血管束和(或)胸膜下，以多发病灶多见，主要表现为小结节状、多发斑片状密度增高影。病灶内可出现穿行的增粗血管和厚壁支气管，可伴有小叶间隔增厚[12，14]。在进展期，病灶范围增大，逐渐融合，累及双肺多个肺叶、肺段，呈“反蝶状”分布。双肺实变影增多，呈片状或条索状密度增高影，其内可出现支气管充气征。病灶境界不清，实性结节周围可环绕磨玻璃样渗出影而呈“晕征”改变，部分表现为“反晕征”。病变周围小叶间隔可由于间质水肿而增厚，重叠于磨玻璃影上出现“铺路石”征[11，13]。在重症期，病例的CT表现为双肺弥漫性分布的密度影，境界不清，病灶由小结节和斑片灶进展至以实性密度为主的病灶，大范围实变，支气管充气征常见，呈“白肺”改变，见图1[13，15]。

注：COVID-19病例，男，51岁，A为病程第2天，两肺多发片状磨玻璃密度影，内见增粗血管影；B为病程第5天，磨玻璃密度影范围增大，可见增粗网格状小叶间隔，呈“铺路石”征；C为病程第9天，两肺病变范围进一步增大，密度增高，两下肺呈“白肺”改变，双侧胸膜腔少量积液[15]。

图1 重症COVID-19病例肺部CT表现

2 病原体检测

2.1SARS-CoV-2的研究现状 冠状病毒是一组有包膜的正义单链RNA病毒，属巢病毒目(Nidovirales)、冠状病毒科、冠状病毒亚科，已知26种，并根据不同的抗原交叉反应和遗传组成被分为4个属(α、β、γ和δ)，其中α和β属含有对人致病的毒株[16]。SARS-CoV-2属于β属冠状病毒，有包膜，颗粒呈圆形或椭圆形，常为多形性，直径为60～140 nm[17]。基因测序及序列分析显示，其序列与蝙蝠的两种冠状病毒(bat-SL-CoVZC45与Bat-SL-CoVZXC21)的同源性达85%，与中国云南省蝙蝠携带的Bat SARSr-CoV RaTG13的相似度更高，甚至高达96.2%，故推测其演化路径应是直接由蝙蝠传播给人类[18-20]。电镜下观察到该病毒颗粒表面有独特的9～12 nm大小的刺突，其刺突蛋白核酸与Bat SARSr-CoV RaTG13的相似度高达93.1%，序列相似度高达97.7%，推测这就是让该病毒从蝙蝠传播给人类的关键组分之一[18]。目前为止，发现SARS-CoV-2对人体适应良好，对紫外线和热敏感，56 ℃ 30 min、乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸和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。

2.2标本取材及保存 《新型冠状病毒肺炎病毒核酸检测专家共识》(简称“共识”)指出，利用实时荧光反转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测SARS-CoV-2核酸阳性可作为诊断COVID-19的直接证据[21]。因为SARS-CoV-2的基因结构与一般RNA差异较大，因此检验流程、检验质量和生物安全均需要一定的规范指导。标本采集人员必须经过院感管理部门或上级管理部门举办的生物安全培训，并考核合格。对标本采集人员应按三级防护配备防护用品，包括工作服、防护服、一次性工作帽、医用防护(N95)口罩、外科口罩、护目镜、面罩、双层手套、防水靴和鞋套[7-8]。配备防止病原微生物扩散和感染的设施，如处理感染性废弃物的垃圾桶、处理紧急意外事件的药品及用具，具备一定的通风条件等[22]。依据病情，采集的临床标本种类包括呼吸道标本(首选肺泡灌洗液或气道分泌物、深部咳痰液标本，其次是鼻拭子/咽拭子等)、血液、粪便(有腹泻症状时)、眼部分泌物(有眼部感染时)等。标本的采集规范需参阅“共识”。采集标本后用75%乙醇溶液喷洒标本采集管外部，立即放入标有“生物危险”的密封袋中，并封严封口；再用75%乙醇溶液喷洒密封袋外部，然后放入标本转运容器，并对转运容器进行外部消毒，及时送检。所有标本应尽快进行检测，24 h内能检测的标本可置于4 ℃保存，24 h内无法检测的标本则应置于≤—70 ℃冰箱保存(若无≤—70 ℃冰箱，则应置于—20 ℃冰箱暂存)。血清可在4 ℃存放3 d，可在-20 ℃以下长期保存。所有种类标本应避免反复冻融。

2.3病原体的鉴定及结果判断 针对SARS-CoV-2的实验室检测，国家发布了SARS-CoV-2的荧光PCR检测引物和探针的实验室检测技术指南，推荐选用针对SARS-CoV-2的开放阅读框1ab(ORF1ab)、核壳蛋白(N)基因区域的引物和探针[23]。引物与探针序列见表1。核酸提取和实时荧光RT-PCR反应体系及反应条件参考相关厂家试剂盒说明。

表1 实时荧光PCR检测SARS-CoV-2的引物与探针序列

SARS-CoV-2的荧光PCR检测引物和探针的实验室检测技术指南规定的结果判断标准如下：阴性，无Ct值或Ct值≥40；阳性，Ct值<37，可报告为阳性；灰度区，Ct值为37～<40，建议重复实验，若重复实验结果Ct值<40，扩增曲线有明显起峰，则该标本判断为阳性，否则为阴性。如果用的是商品化试剂盒，则以厂家提供的说明书为准。

实验室确认一例病例为阳性，须满足以下条件：同一份标本中SARS-CoV-2两个靶标(ORF1ab、N)特异性实时荧光RT-PCR检测结果均为阳性。如果出现单个靶标阳性的检测结果，则需要重新采样，重新检测。阴性结果也不能排除SARS-CoV-2感染，需要排除可能产生假阴性的因素，包括标本质量差，标本收集过早或过晚，没有正确的保存、运输和处理，技术本身存在的原因，如病毒变异、PCR抑制等[22]。

陈炜等[24]对4例确诊COVID-19病例的咽拭子与痰液标本分别进行人体细胞GAPDH管家基因，病毒ORF1ab基因、N基因及S基因的实时荧光RT-PCR 核酸检测，并进行比较，发现痰液标本中的病毒含量明显高于咽拭子标本，说明痰液标本检测效果优于咽拭子标本。郭元元等[25]对同一例病例不同时间点3份送检标本的不同试剂检测结果进行比较，以评价不同试剂盒性能，发现目前使用的SARS-CoV-2核酸检测试剂盒均需要改进，筛查的准确性有待提高。

采用测序技术，尤其是高通量测序，又称下一代测序(NGS)技术从患者体液和(或)血液标本中检测出SARS-CoV-2核酸，也是COVID-19的确诊指标[10]。采用NGS进行临床标本病毒基因测序，与已知SARS-CoV-2的序列高度同源，便可确诊为COVID-19。但鉴于与实时荧光PCR相比，NGS存在费用昂贵、检测周期长等缺点，目前临床未能广泛开展NGS检测。

鉴于核酸检测的不足，联合采用血清免疫学检测可提高检出率。ZHOU等[18]发现，SARS-CoV-2感染的血清学动态变化特点是当患者体内IgM水平开始下降时，IgG水平开始升高。ZHANG等[26]发现，在SARS-CoV-2感染第5天，血清IgM和IgG检测的阳性率分别达到81%和100%，远高于核酸检测阳性率。邱峰等[27]报道多家生物公司研发出检测SARS-CoV-2 IgM和IgG抗体的胶体金试剂(免疫层析法)，这为SARS-CoV-2感染的辅助诊断和流行病学调查提供了可选择的检测手段。但鉴于血清学检测存在一定的假阴性率与假阳性率，如用ELISA试剂盒对确诊冠状病毒(SARS)感染病例的血清标本进行检测，发现在病程第1～10天，检出率仅为40%，而在自身免疫性疾病患者中，可出现假阳性结果[28-29]，因此，确诊COVID-19需联合考虑患者的接触史、临床表现、病毒核酸检测与血清学检测结果等。

3 小 结

SARS-CoV-2是继SARS、埃博拉病毒和禽流感病毒后又一严重危害人类公共卫生安全的新病毒，这使COVID-19在短时间内成为全球关注的焦点。从发现COVID-19至今，在不足3个月的时间内，其传播速度和确诊病例数远超2003年的SARS感染规模，已成为全球性公共卫生关注事件，疫情防控形势仍异常严峻。截至目前，人们对SARS-CoV-2的致病性、传染性、宿主适应性及进化等的认识极为有限，尚欠缺针对该病毒的高特异度、高准确度的快速检测手段。在临床上，针对COVID-19的发病机制、诊治方案、药物研发等均处于初始摸索阶段，均有待进一步深入研究。