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公卫中心与转化医学国家重大科技基础(上海)/瑞金威尼斯通力合作揭示新型冠状病毒性肺炎(COVID-19)的分子流行病学和临床表现特征

【摘要】:
2019年12月,新型冠状病毒性肺炎(COVID-19)在武汉暴发,并迅速向全国范围蔓延,复旦大学附属上海市公共卫生临床中心(以下简称公卫中心)与转化医学国家重大科技基础设施(上海)(以下简称设施)、上海血液学研究所、医学基因组学国家重点实验室、瑞金威尼斯临床病毒学实验室,复旦大学上海医学院分子病毒实验室、上海交通大学医学院附属同仁威尼斯、中科院植物生理生态研究所、上海巴斯德研究所和上海营养与健康研究
  2019年12月,新型冠状病毒性肺炎(COVID-19)在武汉暴发,并迅速向全国范围蔓延,复旦大学附属上海市公共卫生临床中心(以下简称公卫中心)与转化医学国家重大科技基础设施(上海)(以下简称设施)、上海血液学研究所、医学基因组学国家重点实验室、瑞金威尼斯临床病毒学实验室,复旦大学上海医学院分子病毒实验室、上海交通大学医学院附属同仁威尼斯、中科院植物生理生态研究所、上海巴斯德研究所和上海营养与健康研究所等单位通力合作,就新型冠状病毒基因组、分子流行病学特点、疾病临床特征进行了深入研究。5月20日, 《自然》杂志在线全文发表了该项研究成果“Viral and host factors related to the clinic outcome of COVID-2019”(论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2355-0)。
  根据WHO最新统计显示,截至2020年5月20日,全世界累计确诊病人超过490万,累计死亡病例超32万。COVID-19病人的表现可以从无症状携带、轻症到需要呼吸机甚至体外膜肺氧合(ECMO)维持生命的危重症患者,这其中的关键决定性因素仍然有待破解。同时,新型冠状病毒病毒(hCoV-19)是否在传播过程中发生明显的基因突变,导致病毒毒力和传染性的改变,也急需进一步研究。公卫生中心卢洪洲教授与设施主任陈赛娟院士领衔的联合攻关团队,收集了公卫中心在2020年1月20日-2月25日期间收治的326例患者标本,对病毒基因组变异、临床表现特点和免疫反应改变等数据进行了全面深度分析。
  研究团队不断改进技术方法,高质量完成了112例新冠病毒基因组测序、组装和解析。基于病毒基因组序列的进化树分析发现,hCoV-19主要有两个分支(Clade I 和Clade II)。已确认有华南海鲜市场接触史的6例患者均集中在其中一个分枝中(Clade I),而Clade II患者无该接触史,提示COVID-19疫情的发生并不局限于华南海鲜市场。通过对疫情暴发的不同时间阶段和不同区域患者的hCoV-19基因序列(截至2020年3月初)变异特征的比较分析,从上海病例分离的病毒基因组中识别了169个碱基改变,其重复出现的突变与已公布的病毒序列一致,呈现较为稳定的进化过程,提示该病毒可能在疫情早期就已适应在人类宿主中传播。同时发现, hCoV-19两个分支的传播性、致病性和临床表现等方面无显著差异,未发现与COVID-19重症患者有显著相关的病毒变异序列。从临床和免疫学研究发现,COVID-19患者淋巴细胞明显减少,尤其是重症患者CD4+和CD8+ T细胞呈显著进行性下降趋势,且炎性细胞因子IL-6和IL-8明显增高。COVID-19疾病发展严重程度的决定因素主要与患者年龄、基础疾病及淋巴细胞减少和相关的细胞因子风暴密切相关,为疾病向重症转变的关键预警因子。依据上述临床资料分析采取早期针对性干预措施,将有助于阻止疾病的进展。  
  研究团队向中国国家组学数据百科全书(The National Omics Data Encyclopedia,NODE) (http://www.biosino.org/node)、全球流感序列数据库(GISAID)和NCBI的国际序列数据库(SRA)递交了112个病例的新冠病毒基因组高质量序列数据。同时,设施也搭建了重大疾病大数据平台新冠病毒基因组数据交互式、开源在线分析网站(http://ncov.linc.org.cn/)。国内外科研单位和科学家均可完全共享相关研究数据。这对于进一步认清新型冠状病毒的分子流行病特征、疾病发生发展特性,为重症病人早期诊断和治疗,以及为药物和疫苗研发提供了重要的参考依据,为最终战胜COVID-19,保护全人类生命安全做出重要的贡献。
  该项研究得到了设施学术委员会主任、上海交通大学医学院附属瑞金威尼斯终身教授陈竺院士亲力亲为、悉心引导。公卫中心张小楠研究员,凌云副主任、易志刚研究员,设施谭云博士、刘峰博士和吕纲助理研究员为该论文的共同第一编辑。公卫中心卢洪洲教授、设施主任陈赛娟院士和重大疾病基因组学研究平台负责人王升跃研究员为共同通讯编辑。
(张小楠)
 
 

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