1.文章基本信息
| 文章题目 | A familial cluster of pneumonia associated with the 2019 novel coronavirus indicating person-to-person transmission: a study of a family cluster |
| 中文题目 | 与2019年新型冠状病毒关联的家庭簇肺炎表明人与人之间的传播：一个家庭簇的研究 |
| 期刊名 | the lancet |
| 作者 | Jasper Fuk-Woo Chan, Shuofeng Yuan, Kin-Hang Kok, Kelvin Kai-Wang To, Hin Chu, Jin Yang, Fanfan Xing, Jieling Liu, Cyril Chik-Yan Yip, Rosana Wing-Shan Poon, Hoi-Wah Tsoi, Simon Kam-FaiLo, Kwok-Hung Chan, Vincent Kwok-Man Poon, Wan-Mui Chan, Jonathan Daniel Ip, Jian-Piao Cai, Vincent Chi-Chung Cheng, Honglin Chen, Christopher Kim-Ming Hui, Kwok-Yung Yueri |
| 发表时间 | 2020.1.24 |
| 作者单位 | 香港大学、香港大学深圳市医院 |
译者按
该研究通过对不明原因肺炎就诊的7口之家进行研究，通过调查发现这个家庭中有6人感染了新型肺炎，而这6个感染者当中有5人去过武汉，而第6位感染者是在其家属从武汉回深圳以后感染并确诊，表明这种新型肺炎可以在人与人之间甚至跨城市进行传播。除此之外，去武汉的6人当中有1例患者未表现出任何临床症状，通过检测却发现感染病毒，表明病毒在人与人之间传播过程中可能出现无症状感染病毒的现象。
该发现在本次防疫工作中应引起决策部门的高度关注，需考虑健康人群中病毒携带筛查的防疫策略，遏制无症状带毒者可能带来的新的疫情风险。
2.前言
2019年12月31日，湖北省卫生健康委员会首次通报一组不明原因的肺炎事件，最初报道有27名患者。随后2020年1月11日这个数字更改为41，其中7例重症1例死亡病例。一些患者肺部出现放射性毛玻璃变化，正常或低于白细胞和血小板平均水平，并出现低氧血症以及肝肾功能紊乱等症状。大多数患者被认为与华南海鲜批发市场存在地理相关性，记者随后发现华南海鲜批发市场存在贩卖刚宰杀的野生动物的现象。
迄今为止，还没有该种病毒人与人之间相互传染或医院感染传播的数据发表。中国卫生局表示对患者进行呼吸道病毒和细菌检测均呈阴性，但随后检测到一种新型冠状病毒呈阳性。中国科学家很快对该病毒进行分离并对基因组成功测序，WHO暂时将其命名为2019新型冠状病毒（新冠病毒）。
在此，我们从流行病学、临床学、放射学、实验研究和基因组学角度研究一起家庭聚集性感染事件，其中5名深圳患者曾经去过武汉旅游，而另外一名家庭成员没有去过武汉。
3.研究方法
4.研究成果
4号患者：女婿
5号患者：外甥；
6号：外甥女；
7号患者：4号患者的母亲
亲属：
1号亲属：2号亲属的儿子；
2号亲属：3号患者的表姐
3号亲属：2号亲属的母亲；
4号亲属：3号亲属的姐姐
5号亲属：1号患者的弟媳
图1 深圳家庭群集及其在武汉接触者的症状出现时间表
注释：红色标注的日期表示1-6号患者与他们的亲属有密切接触的时间；
黄色标注的日期表示3-6号患者与7号患者相处的时间；
内部有红色十字的白色盒子上的日期表示1号和3号患者或者与1号和2号以及3号亲属在医院停留过夜的时间；
蓝色盒子上的日期则表示在医院探访的时间。
武汉旅游期间这一家人住在宾馆里，其中患者1和2在一个房间，3-6号患者在另一个房间，患者4于2020年1月1日出现发热、腹泻症状后，患者5、6与1、2同住，患者3与患者4同住。
在武汉期间6位患者每天与他们的亲属（亲属2-5：3号患者的一位表姐和三位阿姨）见面并一起用餐，4号亲属频繁出入湿货市场但不是华南海鲜批发市场，后者被卫生局确认为是此次疫情的中心。
从2020年1月4日起，2-5号亲属开始出现发热、咳嗽以及疲乏症状。1号患者和3号患者于2019年12月29日在武汉一家医院探望1号亲属—一位因发热性肺炎住院治疗的1岁小孩，他的母亲为2号亲属，她陪同小孩在医院过夜，1号患者于2019年12月31日康复出院。
在医院探访期间3号患者佩戴外科口罩，而1号患者却没有。该病毒的潜伏期预计在3-6天。1-4号患者开始表现出症状并在出现症状后6-10天才来我院（深圳港大医院）就诊。
其中有两名无症状儿童（5号和6号患者），5号患者经CT扫描诊断出肺部出现毛玻璃状浊斑。不同于5号患者是一个10岁并且不太顺从父母引导的儿童， 6号患者是一个7岁的儿童在武汉期间大部分时间都带着口罩，经病毒学或放射学检测未感染，血检及CT检测也正常。
他们2020年1月4号坐飞机返回深圳后，3-6号患者与4号患者的母亲（7号患者）同住直到1月11号。在这之前的14天7号患者没有去武汉，也没有去深圳的市场在1月8号出现背部疼痛，全身疲乏症状并于门诊就诊，期间服用头孢洛克，3天后症状并不好转，随后出现发烧、干咳。2020年1月12日再次去相同的门诊静脉注射头孢唑林，直至15日因持续性病症来深圳港大医院就诊。
CT扫描显示6位患者肺部出现浸润，其中3名男性3名女性，年龄在10-66岁之间（表1）。其中4人有慢性疾病，5人有发热史。
表1 2019年新型冠状病毒家庭聚集性感染患者的临床症状与实验室结果
3位高龄患者（年龄在60岁以上：1、2和7号患者）出现干咳和疲乏症状。4号患者为排痰性咳嗽。3号患者和4号患者为较年轻的成人，他们的表现为为腹泻和上呼吸道症状，包括咽喉痛、鼻塞和流鼻涕。3号患者还出现胸痛。除了4号患者，其他6位患者白细胞总数正常或低于平均水平。3位高龄患者C应激蛋白和纤维蛋白原以及乳酸脱氢酶水平升高。1号和2号患者淋巴细胞和血小板数量下降而促凝血酶原激酶的激活时间延长。
CT扫描结果显示6名患者肺部均出现多病灶的片状毛玻璃浊斑，尤其是在肺部周边部位，这与病毒性肺炎的结果一致（图2）。这种毛玻璃浊斑无法用临床或肺淤血放射性变化以及纤维化或癌症解释，此外也没有出现胸膜积液、淋巴结肿大或纵膈气肿等病症。
图2 患者1（A）、患者2（B）、患者3（C）、患者5（D）的肺部CT多灶毛玻璃变化图像
表2 2019年新型冠状病毒家庭聚集性感染患者临床标本微生物学检查结果
对RdRp和S基因进行常规RT-PCR分析，结果发现1、2、4、5和7号患者的呼吸道样品呈阳性。经扩增子Sanger测序证实后，对S基因进行实时RT-PCR。尽管3号患者的RdRp和S基因均呈阴性（症状出现后第9天取样），这名患者仍然被认为是感染者，因为从流行病学的角度看她与武汉医院接触紧密相关，并且放射学结果显示她的肺部出现多病灶的片状毛玻璃浊斑。血清样品中，仅2号患者的检测结果呈阳性，其他病人血清、尿液与粪便样品均为新冠状病毒阴性。PCR产物的系统进化分析结果表明5名患者RdRp和S基因的扩增子序列都是新的，与目前已知的人类或动物冠状病毒都不同，包括SARS和蝙蝠SARS类似的冠状病毒。
采用纳米孔技术对HKU-SZ-002a 和 HKUSZ- 005b两种病毒完整基因组测序，结果表明这种新型冠状病毒与蝙蝠SARS类似的冠状病毒bat-SL-CoVZXC21最为接近，它们的基因组结构是典型的Beta-冠状病毒家系。2号患者与5号患者的病毒基因组大小约29.8kb，其中GC含量为38%，HKU-SZ-002a 和 HKUSZ- 005b之间仅存在2个碱基的差异，其中一个是4号非结构蛋白上第336号氨基酸发生非同义突变。虽然该种新型冠状病毒S蛋白1亚基的氮末端结构域氨基酸序列与SARS相关的冠状病毒相似性达到66%，并且其受体结合位点的中心结构域氨基酸序列与SARS相关的冠状病毒相似性达到68%，然而受体结合位点的外部结构域相似性仅为39%，这会影响人类受体的选择，进而影响该病毒的生物学行为。
所有6位患者均接受医院的隔离和护理，截止至2020年1月20日病情稳定。
5.讨论
本研究报道了新冠病毒导致的一个家庭簇的不明原因肺炎，7名家庭成员中有6人呈病毒性肺炎放射性毛玻璃肺混浊变化，其中5位患者（1、2、4、5和7号患者）检测均为新型冠状病毒RT-PCR阳性。5位患者（1、2、3、4和7号患者）在发病的时候即表现出相关症状。2号与5号患者全基因组序列表明两者核苷酸序列一致，并且与2018年报道的蝙蝠SARS类似的冠状病毒相近。推测存在几种可能的传播途径。
第一种也是最有可能的情况是1号肺炎患者在武汉医院看望他们的亲属时被感染，然后1-5号患者回深圳以后将病毒传给7号患者。
第二种情况是1-5号患者直接被2-5号亲属传染，然后再将病毒传给7号患者。但是这种可能性比较小，因为1-5号患者的症状出现比2-5号亲属要早。
第三种可能性是1-5号患者在未知的情况下被感染，然后再将病毒传给7号患者。对于患者的亲属而言，他们可能在医院或其他群体被传染，虽然没有病毒学上的确认，他们也没有接触过动物、野味或去过华南海鲜批发市场。
显而易见的是，去过武汉医院的1号或3号患者很可能在表现出症状以前就感染了病毒，因为5号患者在没有任何症状的情况下摆脱病毒。这些结果表明新冠病毒在人与人之间传播以及通过航空旅行在城市之间传播是有可能的。这也支持来自武汉的中国旅客在其他地区受到感染的报告。
新型冠状病毒肺炎的流行病学、临床学、实验室以及放射性特征与2003年SARS病人的特征类似。两者的潜伏期也很相似，发病率非常高，如果以此次研究中去武汉的5位患者为样本，以CT扫描的的无法解释的毛玻璃状放射性变化结果作为新型冠状病毒肺炎的定义，那么发病率高达83%。
父母由于紧张，坚持要求对5号患者进行肺部CT扫描检查，我们获得了意想不到的发现，即5号患者肺部也出现毛玻璃状浊斑。最终，5号患者在病毒学上被认定为无症状感染者。虽然在SARS上无症状患者是非常罕见的，但是在我们2004年广州野生动物市场重新开放后的小型非典型性肺炎爆发的回顾性研究中这种无症状患者是存在的。
值得注意的是，3号和4号病人来我院治疗的时候未出现发热症状。这些移动肺炎的隐藏案例可能成为传递病毒爆发性的来源。进一步研究这些无症状案例在流行病学上的重要性是非常有必要的。
新型肺炎的症状并非特异性的，这个家庭中的三位高龄患者出现更加严重的系统并发症，包括全身疲乏和干咳。正如预期的，他们的白细胞、淋巴细胞以及血小板数量下降，而促凝血酶原激酶的激活时间延长，C应激蛋白水平升高。肺部CT扫描出现毛玻璃状浊斑是病毒性肺炎典型的症状，他们的肺部参与度比年轻患者更加分散，年轻患者血液检测结果比较正常。4号患者有慢性鼻窦炎史，细菌性双重感染可能是导致他出现排痰性咳嗽而非干咳的原因。
有意思的是两位年轻患者（3号与4号）早期出现腹泻，这样的症状在我们SARS病人中也有10.6% 的比例。然而，两位患者在病症第9-10天腹泻症状消失很长一段时间后，取他们的排泄物检测呈阴性。30%以上的MERS-CoV患者同样出现腹泻症状。显示病毒复制的亚基因组RNA在MERS患者粪便中被发现。此外，MERS-CoV能够在模拟的肠胃消化液中存活，并且具备感染肠道细胞的能力。在动物和人类冠状病毒感染中，腹泻和肠胃不适是众所周知的。
微生物检测中我们没有发现任何其他已知的呼吸道病毒或细菌感染的证据，但对两种广泛分离的基因组（高度保守的RdRp和高度可变的S基因）进行新型冠状病毒RT-PCR分析均呈阳性。从2号患者鼻咽拭子和5号患者痰样品中以表征高病毒载量的低PCR循环阈值获得了新型冠状病毒的两个基因组序列。
本研究的6位患者中，2号患者具有更多潜在并发症和临床症状，以及更严重的疾病的放射学表现。此外，2号患者血清样本对新冠病毒也呈阳性，表明一些病毒已从严重感染的肺部溢出至体液循环中，这与以前SARS病人报道的类似。
5-7号患者的痰样品用于检测，其循环阈值为8-13个循环，比咽喉拭子样品低，表明下呼吸道中病毒载量更高。该结果与MERS患者的结果一致。因此，在最初呈阴性的临床疑似病例中，重复检测上呼吸道样本或检测下呼吸道样本是有必要的。
与2003年SARS爆发的患者不同，在6名患者的尿液和粪便中我们没有发现排出的病毒，因此，进行连续、系统地样品收集，加大样品测定数量显得尤为必要。
图3 基因序列系统进化树
A. 1、2、4、5、7号患者RNA依赖的RNA聚合酶扩增子片段；
B.1、2、4、5、7号患者S基因扩增子片段；
C.2号与5号患者病毒株全基因组序列
冠状病毒是有膜包裹的单链RNA正义链病毒，能够快速突变与重组，可以分为alpha冠状病毒和beta冠状病毒，均有来自蝙蝠的基因来源。主要在哺乳动物如蝙蝠、啮齿动物、果子狸和人类等宿主中发现。而gamma和delta冠状病毒都有来自鸟类的基因来源，也主要在鸟类中发现。
通过对6个患者中的5名患者PCR扩增子片段作系统进化分析，结合2号与5号患者29.8kb碱基的完整病毒基因组分析，表明该病毒为新型beta冠状病毒，属于B家系或sarbecovirus亚属，其中还包括人类SARS冠状病毒。
我们研究的病毒株基因组在系统进化上与蝙蝠SARS相关冠状病毒接近，后者于2015-2017年间首次在中国浙江舟山捕获的华菊头蝠中发现。值得注意的是，首例SARS相关冠状病毒于2005年在香港、中国中部和南部的中华菊头蝠中发现。
病毒全基因组89%的核苷酸序列与bat-SL-CoVZC45相同，因此将其定为新种。此外，病毒中的Spike蛋白基因核苷酸序列与bat-SL-CoVZC45同源性为84%，而与人类SARS冠状病毒同源性为78%。尽管与其他beta冠状病毒存在遗传学差异，但若没有仔细选择引物和抗原，SARS或其他beta冠状病毒的RT-PCR或抗体检测中可能发生交叉反应，因此进一步研究最佳诊断试验是非常有必要的。
图4 新冠病毒株系（HKU-SZ-002a和HKU-SZ-005b）与bat-SL-CoV-ZC45的基因组结构以及不同亚基与其结构域氨基酸序列特征
综上所述，2019-2020年冬天，一场新型冠状病毒的爆发正在武汉进行。与2003年爆发SARS的广州类似，武汉是湖北省一座经济高速发展的省会城市，是中国中部的交通枢纽。此外，两次疫情的爆发都与贩卖野生动物的鲜活市场有关。在SARS疫情中，病毒在人与人之间高效传播，并且超级传播事件导致了在酒店和医院的爆发。从SARS病毒的动物向人传播的事件中汲取教训，所有的野生肉类交易需要规范管理，切断病毒的传播入口。
正如此研究所示，对患者进行隔离是非常必要的；同时，因为无症状患者感染是可能存在，及早追踪和隔离其接触者也是非常关键的；对公众进行饮食和个人卫生宣传教育也非常重要。同时，提醒医护人员遵守感染控制，防止超级传播事件的发生。
不同于2003年SARS爆发事件，中国完善的检测网络和实验室研究能力能够在几周内识别疫情爆发并宣布病毒基因组序列，从而进行快速诊断性测试并高效地进行流行病控制。
我们的研究表明了新型冠状病毒在家庭或医院的传播，以及在城市之间传播这种病毒是可能的。因此，在疫情早期阶段，高度警惕的控制措施是有必要的。
译者后记：因为译者能力有限，本文的翻译和解读还有诸多不到位和错误的地方，欢迎各位读者留言讨论、批评和指正。我们会根据读者的讨论和建议及时更新这篇文章的翻译和解读，尽一点微薄之力支持大家的“抗疫”热情和国家的“抗疫”决策。
译者 | 陈志刚
编辑 | 日月明
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