社论:引起2019冠状病毒病COVID-19的SARS-CoV-2感染的来源追踪、分子流行病学和抗原多样性

研究课题简介

2019年12月，中国卫生部门向世卫组织驻华办事处报告了由SARS-CoV-2引起的首批COVID-19病例(Zhu等。)，注意到从轻度到重度肺炎的一系列症状。在病毒在全球传播后，世界卫生组织(世卫组织)于2020年1月30日宣布COVID-19为国际关注的突发公共卫生事件(Jee, 2020)．截至2022年8月22日，由于SARS-CoV-2大流行，已有5.9亿多例病例和640多万例死亡，世卫组织各区域每天确诊数千例(2022年,)．本课题旨在发表关于SARS-CoV-2的流行病学、群体遗传学、抗原多样性、传播动力学和进化的研究和综述文章。

我们编辑团队鼓励来自不同学科的新冠病毒研究投稿，在经过至少两次同行评审后推荐了36篇文章发表。我们希望这些简要总结了其主要发现的文章能够吸引科学界更广泛的读者，为COVID-19大流行的进一步研究、临床实践和公共卫生控制提供信息。

主题领域的研究课题

发表在本研究主题中的文章被分为9个主题领域:即时诊断;临床特点及治疗方法;基因组监测与进化、血清监测与免疫;宿主基因;感染模型;造型COVID-19;追踪案件的软件程序;控制和预防。这些主题符合研究主题的范围——”引起COVID-19的SARS-CoV-2感染的来源追踪、分子流行病学和抗原多样性”(图1)．

COVID-19的即时诊断工具

Sakthivel等人。回顾了文献，并讨论了可用于COVID-19护理点(PoC)诊断的分子和血清学检测。作者特别提出了包括环介导等温扩增(LAMP)在内的等温扩增技术，其灵敏度和特异性与PCR相当，可用于检测所有呼吸样本类型的SARS-CoV-2感染。Hofman等人(2022)在法国的一个学术医院中心(LPCE，法国尼斯路易斯巴斯德医院)开发了下一代测序(NGS)技术Ion Ampliseq，该技术是在护理点对SARS-CoV-2感染进行基因分型的平台。作者进一步证明了该平台与低病毒载量的鼻咽和唾液样本的兼容性。

COVID-19的临床特点和治疗

SARS-CoV-2感染可导致不同的临床疾病表型，从无症状到轻、重/危重疾病，在包括老年人和潜在共病患者在内的易感患者中死亡率很高。曾等。比较四种疾病表型——有症状的病例(有或没有肺炎)和无症状的病例(有或没有肺炎)。作者注意到，有肺炎症状的组比其他组消耗更多的医疗资源，提醒对该组进行积极监测。无症状感染者的病毒载量和病毒脱落持续时间与有症状感染者相似。

Liu等。还观察到，COVID-19伴病患者年龄较大，特别是慢性阻塞性肺疾病(COPD)和心血管疾病(CVD)患者。重型COVID-19患者以高血压、糖尿病、COPD、慢性肾脏疾病和心血管疾病为主，提示年龄和合并症的存在是COVID-19患者进展和预后不良的危险因素。为了更好地了解重症/危重症在一些患者中是如何致命的，Chen等人。开展了一项双中心研究，监测重症患者的临床特征。使用预测模型，作者发现乳酸脱氢酶、淋巴细胞、降钙素原、d -二聚体、c反应蛋白、呼吸频率和白细胞是死亡率的早期预测因子。他们的研究结果表明，可能需要进行临床监测和干预，以降低重症患者的死亡率。

营养在胃肠道疾病中的作用，在COVID-19中，已被认为与由于细菌多样性，特别是“有益”细菌多样性的丧失而导致的胃肠道失调有关。Devaux等人。研究了两种主要模型:第一，病毒直接在局部造成损伤(例如，通过诱导感染的肠细胞凋亡);其次，病毒的间接影响(例如，通过诱导肠道菌群组成的变化，继而诱导炎症过程)。他们认为，这两种情况可能在COVID-19患者中同时发生。Devaux等人。进一步表明，在COVID-19中保持平衡的免疫反应对改善患者预后至关重要。为了减少COVID-19患者的肠道促炎状态，他们建议在患者的饮食中添加营养补充剂-丁酸钠(每天4 g丁酸钠)、l -色氨酸(每天4 mg/kg体重)和维生素D3(每天5000 - 10,000 IU)，但警告称，需要进行对照试验来评估这种治疗策略。他们的假设被人的观察证实了赛义德等人。他认为，广泛使用药用植物作为热饮料或冷饮，以及作为添加到食物中的调味品，在缓解埃及患者的COVID-19症状方面发挥了作用。

COVID-19与寒湿有关，通常被描述为沉重、皮肤浮肿、痰排出和腹部积水等感觉。寒湿是中医的病因之一。郑等人。回顾了武汉市治疗新冠肺炎的中药系列——藿香正气滴丸、莲花清温颗粒寒石益方、痛止颗粒;尽管他们的临床疗效和治疗药理学推测，作者建议需要大规模的随机临床试验、细胞和动物实验来进一步验证COVID-19寒湿鼠疫理论。在一项相关研究中，Wegbom等人。在尼日利亚进行了一项基于人口的调查，以估计预防和/或治疗COVID-19自我药物治疗做法的知识水平、原因、流行率和决定因素。作者观察到，在461名受访者中，41%报告使用维生素C和复合维生素(51.8%)和抗疟药物(24.9%)等药物对COVID-19进行自我药物治疗。在这些自我用药患者中，79.5%和77.3%的自我用药分别是由于害怕被污名化或歧视和害怕被隔离。基于他们的研究结果，作者提出了一些干预措施，包括媒体和社区教育运动，以提高对自我药物治疗COVID-19的危险的认识。

SARS-CoV-2的基因组监测和进化

COVID-19大流行刺激了创新技术和方法的发展，病原体基因组监测可用于监测疫情并跟踪受感染个人及其密切接触者。简单地说，本研究主题中发表的大多数SARS-CoV-2基因组监测研究利用全基因组序列和系统发育方法，监测病毒在不同地理区域跨多个时间点的传播动态和进化。

henrique - santos等人。使用SNP检测对来自巴西里约热内卢工业工人的样本进行SARS-CoV-2感染的基因分型。作者证明，Zeta变体(兴趣变体或VOI)自2020年10月以来一直在流通，并在2021年2月达到87%的患病率，随后由于Gama变体(关注或VOC变体)的出现而下降。范等。分析了属于B.1.617谱系的1051个接近完整的和1559个穗序列(GISAID数据库)。他们在基因组中确定了22个阳性选择位点，大部分分布在穗状糖蛋白上。

几份报告表明，SARS-CoV-2在不同的地理区域多次独立进化。莱顿-多纳托等人。率先报告了21个不同的突变，包括哥伦比亚分离株的穗状基因L249S和E484KNarayanan等人。据报道，在美国俄克拉何马州分离的菌株中，有S基因的D614G、ORF1ab基因的P4715L、N基因的S194L、R203K和G204R突变。Yi等人。对GISAID和PANGO中公开的基因组进行了分析，结果表明B.1.1.7、B.1.351和P.1谱系比穗状糖蛋白- n501y、E484K和K417N/T关键突变的变异更具传染性。Akkiz证实了后者的发现，他报告了全球分离株中类似的突变。根据他的研究结果，作者认为某些SARS-CoV-2疫苗对B.1.351种系的效果可能较差(Akkiz)．该疫苗无效的断言进一步得到了由Zhang等。who对来自13,432株含有4,420个氨基酸突变的SARS-CoV-2菌株的3亿个>多肽进行了全面分析。在他们的分析中，蛋白质对接模拟表明，刺突糖蛋白的突变可能增强某些SARS-CoV-2变体入侵宿主细胞并逃脱抗体介导的b细胞免疫。

利用基因组和流行病学数据对SARS-CoV-2感染进行源头跟踪一直是接触者追踪工作和确定当地疫情的关键。Zhu等。估计SARS-CoV-2最近共同祖先(tMRCA)在东南亚流行的时间为2019年11月28日(95%置信区间(CI) 2019年9月7日至2020年1月4日)。该tMRCA的进化速率为1.446 × 10⁻³95% ci: 1.292 × 10⁻³到1.613 × 10⁻³)每年每个地点的替代品。作者认为新加坡和泰国是两个最可能的根位置，即tMRCA。

在欧洲变种中，罗马尼亚基因组的系统发育分析(n= 112)，序列源自欧洲、英国、非洲、亚洲、南美及北美(n= 876)表明在罗马尼亚苏塞瓦瓦发生了多次SARS-CoV-2传入事件。这些引种可以追溯到意大利、西班牙、英国和俄罗斯，尽管一些序列也与来自捷克共和国、比利时和法国的序列有关(Lobiuc等人。)．SARS-CoV-2感染在意大利撒丁岛内陆地区的早期扩散与输入病例有关(Piras等人。)．zrelov等人。介绍了拉脱维亚生物医学研究中心用于跟踪疫情的调查性高通量框架。作者评价了将流行病学数据与测序的优先分离株的遗传组成联系起来的策略，以帮助流行病学调查。

血清监测和免疫

据报道，抗sars - cov -2抗体在感染后可以持续12个多月。肖等。跟踪了56名COVID-19幸存者，以评估获得的SARS-CoV-2抗体持续多长时间。作者表明，免疫球蛋白G (IgG)滴度在头6个月显著下降，在接下来的6个月保持稳定(肖等。)．托马斯-格劳等人。研究了阿根廷Tucumán省个体中的抗rbd(受体结合域)抗体。他们发现，与来自低海拔城市的人相比，来自高海拔村庄的人抗体滴度更高，持续时间更长。在葡萄牙里斯本的居民中也确认感染后获得IgG抗体。然而，在后一个队列中，作者未能检测到抗尖刺IgA抗体(Gonçalves等。)．Tang等人。在一项系统综述中显示，在从COVID-19康复的患者中重新检测到SARS-CoV-2似乎是由于重新激活、再次感染、病毒脱落或检测错误。他们的数据进一步表明，在之前的接触后获得免疫可能不能防止再次感染。

宿主遗传学与COVID-19

包括红细胞表型在内的宿主遗传特征与COVID-19的临床形态相关。ABO血型中的等位基因变异与预防严重的COVID-19症状有关。在一项横断面研究中，来自阿联酋多家医院和基于人群的(隔离营)招募站点的646名sars - cov -2阳性参与者参与了这项研究，Jelinek等人。结果显示，O型血患者出现COVID-19危重症状的可能性较低(优势比:0.51 (95% CI: 0.33, 0.79);p-value = 0.003)。该人群的保护作用与9号染色体3 '非翻译区(UTR)的8个等位基因有关:rs199969472、rs34266669、rs76700116、rs7849280、rs34039247、rs10901251、rs9411475和rs13291798。在一项使用美国疾病控制中心(CDC)数据的回顾性家族聚类研究中，Liu等。比较了家族集群(即一个家庭中≥2例COVID-19患者，N= 108)及非家庭病人(N= 70)患有COVID-19肺炎。作者观察到，与非家族性聚集的患者相比，家族性聚集的患者有更糟糕的临床过程和结局(病毒脱落期延长，住院时间更长，肺部异常缓解较慢)。在家族性集群组中，这些不良结果与较低的淋巴细胞计数相关，进一步强调了宿主因素在COVID-19严重程度中的作用。

SARS-CoV-2感染模型

据报道，许多动物模型包括仓鼠、小鼠、雪貂、水貂、树鼩和非人灵长类动物模型被作为研究SARS-CoV-2病毒学的感染模型(寿等人。)．Varotto-Boccazzi等人。演示了利什曼虫tarentolae作为一种易于操作的工具来生产病毒诊断的抗原。作者设计了l . tarentolae表达纯化的SARS-CoV-2 RBD，用于检测人血清中SARS-CoV-2感染。的灵敏度和重现性l . tarentolae测定结果与在人类细胞中产生的参考抗原相当。

模拟COVID-19流行

对来自不同流行病学背景和临床病例的COVID-19数据进行建模，提供了感染风险的关键统计估计，为公共卫生控制工作提供了信息。孙等人。利用流行病学数据和全局敏感性分析方法建立了数学模型，以确定年龄和临床参数(体温、肌钙蛋白水平和血糖)与COVID-19低血压和低氧血症患者死亡率的相关性。作者断言，他们的模型可以有效地描述和预测美国流行病的演变。Tan等人。应用孟德尔随机化(MR)设计显示住院的COVID-19病例发生缺血性中风的风险增加。提出了其他模型，包括COVID-19的Kaplan-Meier型生存曲线Calabuig等人。作为基于卫生数据的决策工具，提供有关不同国家疾病动态的有用信息。

追踪案件的软件程序

准确统计每日COVID-19病例对公共卫生控制干预至关重要，特别是在确定传播热点和为控制干预分配资源方面。Salehi等人。开发了一个协同的R-Shiny门户，带有一个互动的网页界面。作者展示了该应用程序在国家和大陆层面对COVID-19确诊病例、康复和死亡的建模和实时跟踪方面的效用。

控制和预防

在不同的国家内部和各国之间都报告了SARS-CoV-2感染和COVID-19疾病的流行病学风险，每个国家都有不同的控制策略。在中国湖北省，Ren等人。于2020年2月8日至20日进行了回顾性横断面研究，涉及三个地区的289名COVID-19患者;结果显示，城市(武汉协和西医院)、武汉郊区(汉南医院)和恩施市三个地区的新冠肺炎负担存在地区差异。Hu等人。发现在中国，2021年期间，COVID-19大流行期间，戴口罩、保持身体距离和隔离等公共卫生措施显著(p-value < 0.05)减少了麻疹、肺结核、百日咳、猩红热、流感和腮腺炎等其他呼吸道传染病的传播。Li等人。使用年龄结构模型表明，如果所有感染者都得到及时诊断和住院，纽约州(美国)的COVID-19发病率和死亡率可能会显著降低。

结论

我们认为，这篇社论和发表在《研究专题》上的文章中提出的发现有助于我们了解病毒的起源、其演变和在不同地理区域不同人群之间的传播动态。此外，我们希望在本研究主题中发表的文章中提供的数据将广泛适用于其他传染病领域——COVID-19大流行的监测、诊断、治疗和公共卫生控制干预措施。

作者的贡献

CN起草了手稿。CM, BV, DZ和LM都对写作有贡献。所有作者都认真审阅、阅读并批准了出版的手稿。

致谢

我们，本研究课题的副编辑，在此感谢所有的审稿人和作者，感谢他们在审稿过程中付出的巨大努力。同时，我们也感谢参与本次会议的期刊《遗传学前沿》、《医学前沿》、《微生物学前沿》和《公共卫生前沿》主办了本次会议的研究课题，并感谢他们的编辑工作。

利益冲突

作者声明，该研究是在不存在任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或金融关系的情况下进行的。

出版商的注意

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参考文献