新型冠状病毒肺炎COVID-19科研快讯(八)

   时间:2020-02-24 [ ] 浏览次数:225 来源:文献馆 视力保护色:

编者说明

本期科研快讯是贵州省科学技术情报研究所(贵州省科技发展战略研究院)基于2020年2月18日—20日国内外医学期刊发表的2019新型冠状病毒学术成果及权威官方发布的COVID-19研发资讯,对COVID-19起源与治疗研究、机理研究、临床症状研究、快速检测试剂和流行病学研究五个方面的最新科研成果进行概述整理,为COVID-19的研究、治疗、疫情控制等方面提供参考。

根据疫情防控的需要,本科研快讯将持续跟踪COVID-19最新研究成果,每2日发布1期。如需获取快讯中提到的论文原文,可联系贵州省科学技术情报研究所(联系方式:0851—86857716)。

声明:因快讯发布比较匆忙,难免有所失误,欢迎行业各界批评指导。



一、COVID-19起源与治疗研究

1、穿山甲为新型冠状病毒潜在中间宿主

2 月 18 日,香港大学管轶教授课题组与广西医科大学胡艳玲课题组合作的论文《中国南部马来半岛穿山甲中2019-nCoV相关冠状病毒的鉴定》在论文预印网站 bioRxiv上发布。研究团队对 2017年8月至2018年1月及2018年5月至7月两批次穿山甲组织样品进行了高通量基因测序与 qPCR 检测,鉴定出 2019-nCov 相关冠状病毒的两个亚系GD/P1L和GD/P2S ,其中一个在受体结合区与2019-nCoV 高度相似。他们认为,穿山甲应当被视作新冠病毒可能的中间宿主,从湿市场(wet market)中移除,从而防止疾病的动物源性传播。

2 月 20 日,华南农业大学、岭南现代农业科学与技术广东省实验室沈永义教授、肖立华教授团队及广州动物园科研部在预印本 bioRxiv 发表了题为《Isolation and Characterization of 2019 -nCoV-like Coronavirus from Malayan Pangolins》的研究成果,通过对穿山甲样品进行宏基因组分析,发现穿山甲为新型冠状病毒潜在中间宿主。

沈永义、肖立华研究团队对 2019年3-12月获得的中国穿山甲(Manis pentadactyla)和马来亚穿山甲(Manis javanica)进行了检测,马来亚穿山甲中冠状病毒阳性率为68%(17/25)。血清学试验表明,马来亚穿山甲体内抗体可与新型冠状病毒的S蛋白结合。从马来穿山甲中分离的冠状病毒基因与新型冠状病毒刺突表面糖蛋白(S)、小包膜蛋白(E)、基质蛋白(M)和核衣壳蛋白(N)90.4%,100%,98.2%,96.7% 的一致性。S 蛋白受体结合结构域 RBD 几与新型冠状病毒相同,仅有一个氨基酸序列差异。此外,被感染的马来亚穿山甲有明显的感染症状,肺泡、膀胱、肝脏、淋巴结、脾、唾液腺可见组织学病理改变;电镜下观察到典型的冠状病毒颗粒结构。

(信息来源:bioRxiv,澎湃新闻,https://mp.weixin.qq.com/s/gsO5rx4c_aMJzgH0lNk27Q)

2印度巴巴原子研究中心筛选到16种COVID-19的木瓜样蛋白酶潜在抑制剂

ChemRxiv于2月20日出版了印度巴巴原子研究中心等发表的预印本论文“Potential inhibitors against papain-like protease of novel coronavirus (SARS-CoV-2) from FDA approved drugs”。

文章认为,当前尚未批准任何用于治疗2019新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感染的药物。在这种情况下,需要考虑利用FDA已批准的药物来治疗该疾病。可以通过测试它们抑制病毒生命周期必不可少的SARS-CoV-2蛋白的能力来合理选择这些药物。我们选择了一种至关重要的病毒蛋白,即木瓜样蛋白酶(PLpro),用以计算机筛选FDA批准的药物。基于SARS冠状病毒PLpro的结构建立了蛋白酶的同源性模型,并将药物停靠在酶活性位点的S3 / S4口袋中。在研究团队的对接研究中,发现包括氯喹(chloroquine)和福莫特罗(formoterol)在内的16种FDA批准的药物以显着的亲和力和良好的几何结构结合目标靶酶,表明它们有可能被用于对抗病毒治疗。

(信息来源:http://stm.las.ac.cn/STMonitor/qbwnew/bianyi_

recordshow.htm;jsessionid=BF1E95568F7ABB20A991FF045958FD83?id=35402&parentPageId=1582294878551&serverId=172

二、COVID-19机理研究

1、清华团队准确定位新冠病毒和受体相互作用位点

2月18日,清华大学生命学院王新泉课题组和医学院张林琦课题组紧密合作,利用X射线衍射技术,解析了新型冠状病毒(2019-nCoV)表面刺突糖蛋白受体结合区(receptor-binding domain, RBD)与人受体ACE2蛋白复合物的晶体结构,准确定位出新冠病毒RBD和受体ACE2的相互作用位点,阐明了新冠病毒刺突糖蛋白介导细胞侵染的结构基础及分子机制,从而为治疗性抗体药物开发以及疫苗的设计奠定了坚实的基础。这一重要研究成果已于北京时间2月21日凌晨在论文预印本网站BioRxiv发表。

课题组利用昆虫细胞体系表达和纯化了新冠病毒 RBD和人ACE2胞外结构域,成功生长出新冠病毒 RBD-ACE2复合物的晶体(晶体生长条件:100 mM MES, pH 6.5, 10% PEG5000mme, 12% 1-propanol),利用上海光源BL17U线站收集了分辨率为2.45埃的衍射数据,并成功解析其三维空间结构。

该成果使科研人员能够在原子水平观察与理解新冠病毒与受体的特异性相互作用,并发现新冠病毒在关键的受体结合氨基酸位点与SARS病毒大同小异。课题组下一步的工作重点是基于结构设计筛选能够阻止二者结合的抗体或者小分子药物。

(信息来源:https://www.biorxiv.org/content/10.1101/

2020.02.19.956235v1

2、中国科学家发现新冠病毒胃肠道感染证据 

2020年2月20日,中山大学附属第五医院单鸿课题组在预印本网站medRxiv上发表论文,题为“Evidencefor gastrointestinal infection of SARS-CoV-2”,研究发现了新冠病毒胃肠道感染的证据。

2020年2月1日至14日,按照中国疾病预防控制中心(CDC)的规定,从73例新冠病毒感染住院患者中常规采集血清、鼻咽拭子、尿液、粪便及组织标本。

粪便病毒检测

研究组采用实时逆转录酶聚合酶链反应(rRT-PCR)方法检测了73名新冠病毒感染住院患者的粪便中的病毒RNA。 检测结果表明,73例新冠病毒感染者中,39例(53.42%)粪便中新冠病毒RNA阳性,其中男性25例,女性14例,年龄从10个月到78岁不等。研究期间,粪便阳性持续时间为1-12天。此外,17名(23.29%)患者在呼吸道样本呈阴性后,大便仍呈阳性。

胃肠道组织活检

对一名患者进行胃肠道内窥镜检查,发现除食管粘膜损伤和出血外,胃、十二指肠、结肠和直肠均未见异常。而食道、食道非病变处、胃、十二指肠、直肠粘膜的所有胃肠道组织样本中新冠病毒 RNA均呈阳性。食道、胃、十二指肠和直肠的粘膜上皮经H&E染色未见明显损害,在食管鳞状上皮中偶尔观察到淋巴细胞浸润。在胃、十二指肠和直肠的固有层中,可见大量浸润的浆细胞和淋巴细胞,伴有间质性水肿。在胃、十二指肠和直肠腺上皮细胞的细胞质中可见病毒核衣壳蛋白(NP)的染色,而在食管上皮中则看不到。

ACE2蛋白表达的重要性

免疫荧光数据表明,ACE2蛋白在胃、十二指肠和直肠上皮的腺细胞中大量表达,从而使新冠病毒能进入细胞。

粪口传播的可能性

研究组从粪便中分离出了传染性新冠病毒,证实传染性病毒颗粒可释放到胃肠道。因此,粪便传播可能是新冠病毒传播的另一条途径。为防控疫情,应考虑预防粪便的病毒传播。研究结果强调了通过rRT-PCR检测粪便中病毒RNA的临床意义。但是,研究组在超过20%的新冠病毒患者中观察到,即使呼吸道中的病毒RNA转化为阴性,粪便中的病毒RNA仍保持阳性,这表明“痊愈”的患者仍会发生病毒粪-口传播。研究组强烈建议对感染新冠病毒的患者常规行粪便病毒检测,若粪便病毒阳性则建议暂缓出院或采取其他隔离措施。

(信息来源:http://blog.sciencenet.cn/blog-3423233-1219804

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三、COVID-19临床特征研究

1、湖北:重度和中度COVID-19患者的临床和免疫学特征

2月19日,华中科技大学附属同济医院的科研人员在medRxiv发表文献Clinical and immunologic features in severe and moderate forms of Coronavirus Disease 2019,研究了重度和中度COVID-19患者的临床和免疫学特征。研究团队对2019年12月19日至2020年1月27日在武汉同济医院进行实验室确诊的21例COVID-19患者(包括11例重症病例和10例中症病例)进行了免疫学特征和临床、实验室、放射学特征的研究。在严重和中度情况下,常见的临床表现包括发烧(100%,100%)、咳嗽(70%,90%)、疲劳(100%,70%)和肌痛(50%,30%)。重度病例的PaO2 / FiO2比、淋巴细胞计数明显低于中度病例。严重病例的丙氨酸氨基转移酶、乳酸脱氢酶水平、高敏感性C反应蛋白和铁蛋白显著高于中度病例。重症患者入院时IL-2R,TNF-α和IL-10浓度显著高于中度病例。几乎所有患者的总T淋巴细胞、CD4 + T细胞和CD8 + T细胞的绝对数量均下降,且严重病例显著低于中度病例。 CD4 + T细胞中IFN-γ的表达在重度病例中比中度病例低。研究表明了,COVID-19感染可能主要影响T淋巴细胞,特别是CD4 + T细胞,导致数量和IFN-γ产生显着减少,这可能与疾病严重程度有关。连同临床特征,包括T淋巴细胞减少和细胞因子升高在内的早期免疫学指标可能会成为COVID-19预后的潜在标志。

(信息来源:https://www.medrxiv.org/content/10.1101/

2020.02.16.20023903v1。本信息根据原文编译,仅供参考。

2、重庆:新冠肺炎患者的流行病学和临床特征

2月19日,来自重庆大学的研究团队在SSRN预印本网站上发表了文献Epidemiological and Clinical Features of 197 Patients Infected with 2019 NovelCoronavirus in Chongqing, China: A Single Center Descriptive Study,对重庆市197例新冠肺炎患者的流行病学和临床特征进行了研究。

这是一项单中心回顾性研究。作者以2020年1月21日至2020年2月8日在重庆三峡中心医院收集的197例诊断为COVID-19的病例(包括109名男性和88名女性)为研究对象,通过电子病历系统获得了流行病学、人口统计学、并发症、临床特征、治疗方法和结果的数据 ,并对这些数据进行了统计分析。研究结果表明,在197例COVID-19患者中,有148例(75.1%)有在此病发作之前接触过武汉的病史,而49例(24.9%)没有此病史。患者年龄为7个月零25天至82岁,中位年龄为49岁。59例(30%)患有慢性病。 ICU治疗55例(27·9%),患者的临床表现为发烧(111 [56.3%])、干咳(75 [40.5%])、疲劳(36 [18.3%])、头痛(33 [16.8%])和呼吸困难(30 [15.2%])。有痰(22 [12%])、肌痛(11 [11.7%])、喉咙痛(14 [7.1%])、腹泻(9 [4.5%])、感冒(17 [8.6] %])、恶心(17 [8.6%])、呕吐(2 [1%])、胸部不适(4 [2.0%])、胸闷(12 [6.1%])、腹胀(4 [2.0%])、无症状(18 [9.1%]),有多种症状(179 [90.9%]名患者)。其中一名患者死于严重并发症。
通过以上调查,很明显COVID-19可以在人与人之间传播。患者的主要表现主要为上呼吸道症状,部分患者伴有消化系统症状,人群的传染性没有明显的年龄限制,但老年人仍是弱势群体。糖尿病患者更有可能发展为重症患者,入ICU的可能性显着增加。

(信息来源:https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?

abstract_id=3539687本信息根据原文编译,仅供参考。

3、浙江:新冠肺炎患者的临床特征

2月20日,浙江大学医学院、国家传染病临床研究中心李兰娟课题组在国际顶级学术期刊《英国医学杂志》(BMJ)上发表了一篇研究型论文,题为“Clinical findings in a group of patients infected with the 2019 novel coronavirus (SARS-Cov-2) outside of Wuhan, China: retrospective case series”,对浙江省新冠肺炎患者的临床特征进行了回顾性研究。

李兰娟团队描述了浙江省新冠病毒感染者的临床特征和实验室检查结果,以期为我国其他地区新冠病毒的防治工作提供参考。 研究组收集了2020年1月10日至2020年1月26日,在浙江省7家三级定点医院收治的62例实验室确诊为SARS-Cov-2感染的住院患者的病历,并进行回顾性分析。

通过对患者的流行病学特征和临床特征进行分析,团队发现浙江省大多数新冠病毒感染者为男性,但年龄范围较广。与之前报道的武汉市感染患者症状相比,浙江省大多数患者多为轻中度症状,只有一小部分发生呼吸困难,仅有1名患者发生ARDS并被送往ICU。浙江省感染患者较少发生肾功能异常、乳酸脱氢酶和降钙素原水平异常。对症状持续10天及以上的患者进行分析,发现其临床症状亦没有武汉市的原发感染者严重。这种现象也曾在MERS-CoV疫情中发生,即初代MERS-CoV的全球死亡率约为40%,但二代MERS-CoV的死亡率约为20%。 

由于该研究人群可能代表了全国大多数感染患者的临床特征,因此该发现可为了解新冠肺炎的临床特征提供有价值的信息。当务之急是必须加强对病毒的监测,并尽快开发针对SARS-Cov-2感染的药物和疫苗。

(信息来源:http://blog.sciencenet.cn/home.php?Mod=space&uid

=3423233&do=blog&id=1219639

四、COVID-19快速检测试剂研究

1、采一滴血,十分钟见分晓!华师大生物医学团队成功制备快速诊断试剂盒

华东师范大学生命科学学院生物医学团队于2月20日发布消息,已成功制备新型冠状病毒(2019-nCoV)快速诊断试剂盒,仅需一滴血十分钟就可以出检测结果,该试剂盒目前已交付浙江大学附属第一医院开展对疑似感染者、密切接触者、确诊病例的临床验证。研究团队已筛选出多个新冠病毒的优势抗原表位肽,并基于抗原表位肽开发出了此款灵敏性高、一致性好的IgG/IgM抗体诊断试剂盒。

(信息来源:http://www.whb.cn/zhuzhan/yiliao/20200220/3

26736.html

2、南京大学与美克医学联合研发15分钟新冠病毒感染快检产品

日前,南京大学健康医疗大数据国家研究院与南京大学校友企业江苏美克医学技术有限公司联合研发出的15分钟快速检测新型冠状病毒感染的IgM/IgG抗体检测试剂盒(免疫层析法),目前已在江苏省各地市疾病预防控制中心投入使用。这款试剂盒经过南京市第二医院等单位的大样本试用检测,发现能够快速、简便、准确的筛查新型冠状病毒感染患者,完全符合市场的迫切需求。

(信息来源:https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_6

061022

3、利用基于CRISPR-Cas13的SHERLOCK系统检测冠状病毒COVID-19

2017年,张锋等人将一种靶向RNA(而不是DNA)的CRISPR相关酶(即Cas13a)改造为一种快速的、廉价的和高度灵敏的诊断工具,即SHERLOCK(Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter unLOCKing)。这种技术可能有朝一日被用来应对病毒性和细菌性流行病爆发、监控抗生素耐药性和检测癌症。相关研究结果于2017年4月13日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Nucleic acid detection with CRISPR-Cas13a/C2c2”。

新型冠状病毒肺炎爆发后,研究人员通过使用合成的COVID-19 RNA片段,设计并测试了两种向导RNA(gRNA),每种gRNA特异性地识别COVID-19的一种特征性的核酸片段。当与Cas13蛋白结合时,它们形成了一种能够检测COVID-19病毒RNA是否存在的SHERLOCK系统。
    这个研究方案包括三个步骤。它可以用于测试当前从临床样本中提取的用于定量PCR(qPCR)测试的RNA:
步骤1:将提取出的RNA在42℃下等温扩增反应25分钟;
步骤2:让步骤1中的扩增产物与Cas13蛋白、gRNA和报告分子在37℃下孵育30分钟;
步骤3:将试纸条浸入步骤2中的反应产物溶液中,结果应当在5分钟内出现。

(信息来源:http://news.bioon.com/article/6750606.html)

五、COVID-19流行病学研究

1、中疾控发表迄今为止规模最大的我国新冠肺炎流行病学特征分析

2月17日,中国疾病预防控制中心于《中华流行病学杂志》发表迄今最大规模的新冠肺炎流行病学特征分析。原始数据来自截至 2020 年 2 月 11 日中国内地报告的超过 72314 例病例,其中包含确诊病例 44672 例(61.8%),疑似病例 16186 例(22.4%),临床诊断病例 10567 例(14.6%),无症状感染者 889 例(1.2%)。

· 湖北粗病死率高出其他省份 7.3 倍

在 44672 例确诊病例中,共有 1023 例死亡,粗病死率为 2.3%。湖北省的粗病死率(2.9%)高出其他省份(0.4%)7.3 倍。危重病例的粗病死率达到了 49%。

· 两个流行峰

按确诊病例的发病日期和报告日期,发病人数在 1 月初开始迅速上升,在 1 月 24 日~ 28 日达到第一个流行峰,后缓慢下降;但在 2 月 1 日出现单日发病日异常高值,后逐渐下降;报告病例数在 1 月 10 日后快速上升,在 2 月 5 日达到流行峰,然后缓慢下降。

· 3019 名医务人员感染

在为新冠肺炎患者提供诊治服务的 422 家医疗机构中,共有 3019 名医务人员感染了新型冠状病毒(1716 名确诊病例),其中 5 人死亡,粗病死率为 0.3% 。在具有病情严重程度信息的 1688 例医务人员确诊病例中,大多数病例为轻症患者(85.4%),病死率低于其他病例——主要原因与年龄有关。医务工作者都是在职人员,一般都在 60 岁以下,而死亡主要发生在 60 岁以上患者。这些确诊医务人员集中在武汉(64%)和湖北其他地区(23.3%)。确诊重症比例在武汉为 17.7%,湖北 10.4%,全国湖北以外为 7.0%。

(信息来源:科学网、界面新闻)

2、利用状态转移矩阵模型预测新型冠状病毒感染高峰和患者分布

2月19日,上海市第一人民医院的科研人员在medRxiv预印版平台发表论文“Utilize State Transition Matrix Model to Predict the Novel Corona Virus Infection Peak and Patient Distribution”,利用状态转移矩阵模型来预测新型冠状病毒感染高峰和患者分布。

根据科研人员的预测结果,在相对悲观的情况下,高峰期期是4月6日至4月14日,重症患者人数在8300-9800和2200-2700之间;在非常乐观的情况下(每天新增密切接触者衰减率为-10%),开放性拐点病例的高峰期将在2月23日至2月26日左右到达,同时,重症患者人数在6800-7200和1800-2000之间;在相对乐观的情况下(每日新增密切接触者衰减率为-5%),高峰期将在2月28日至3月2日左右到达,重症患者人数将介于7100-7800和1900-2200之间;在相对悲观的情况下(每天新增密切接触者衰减率为-1%),高峰期不会在3月底左右到达,估计时间是4月6日至4月14日,重症患者人数在8300-9800和2200-2700之间。

(信息来源:http://stm.las.ac.cn/STMonitor/qbwnew/bianyi_

recordshow.htm?id=35318&parentPageId=1582254101562&serverId=172

3、利用分支过程模型评估武汉输入型患者对中国大陆以外国家/地区的风险

2月20日,新加坡国立大学在medRxiv预印本网站上发表文章,通过评估世界其他国家输入的武汉COVID-19感染者,预测国外的传播风险和引进指数。

作者使用了武汉的报告病例数和航班数据,来生成中国大陆以外从武汉到各个地区的估计输入病例数的不确定性分布。 这种不确定性使用分支过程模型以量化本地爆发的风险。通过每对供体和受体国推导出COVID-19引入指数,来说明受体国当地爆发的风险以及国家之间的联系。研究结果最终确定了中国大陆以外可能未被发现的13个国家或地区从武汉输入了COVID-19,例如泰国和印度尼西亚。 此外,有16个国家/地区的本地爆发风险估计超过50%,其中包括亚洲以外的四个地区。 COVID-19引入指数突出显示了中国大陆以外可能从中输入病例的潜在地点。因此作者建议中国以外的地区,也要保持警惕,防止输入型病例。

(信息来源:https://doi.org/10.1101/2020.02.17.20024075本信息根据原文编译,仅供参考。)