全世界最漫長的新冠感染:她在新冠中掙紮了335天

2021年10月24日10:40

  ▎藥明康德內容團隊編輯

  2021年3月,剛剛從寒冬中複蘇的美國馬里蘭州,又遭遇了新一輪的新冠疫情增長。對於在這裏的美國國立衛生研究院(NIH)工作的傳染病專家Veronique Nussenblatt醫生來說,頭疼的不僅是再次上漲的新增病例曲線,還有面前的病人。

  這名女性患者今年47歲,躺在病床上的她不時發出咳嗽聲,呼吸短促。新冠檢測結果表明,她的體內有大量新冠病毒。但與周圍的其他新冠肺炎患者不同的是,這位病人並非近期才遭受感染:她的症狀已經持續了300多天,是已知遭受感染時間最長的新冠患者。近日,《科學》網站報導了這個罕見的案例,研究論文也已公開於預印本平台(尚未經同行評議)。在接近一年的時間內,病毒在人體發生了哪些變化?從她身上,我們能找到怎樣的病毒演化線索?

  一

  2020年5月,Nussenblatt醫生就見過這位患者了。在那之前大約10天,病人出現了發燒、頭疼、咳嗽、鼻塞等症狀。隨著症狀的持續,她來到了NIH的臨床中心,診斷結果是新冠肺炎。而在查看了患者的既往病史後,Nussenblatt醫生意識到病人的情況有些特殊:她不僅是一位2型糖尿病患者,還是一位癌症康復者。

  3年前,患有瀰漫性大B細胞淋巴瘤的她接受了CAR-T療法的治療,這種新興療法利用經過改造的T細胞識別癌細胞表面的抗原,成功清除了她的淋巴瘤。美中不足的是,這種激進的療法也讓她的B細胞發育遭遇障礙。對於這類缺乏足夠B細胞的免疫低下人群,普通的感染也可能帶來更嚴重的威脅。

  好在,這位新冠患者的病情沒有那麼嚴重。經過一個月的恢復期血漿和免疫球蛋白治療,患者出院了。不過她並沒有完全康復,還伴隨著低燒、間斷性咳嗽,並且需要輔助供氧。之後的幾個月,她定期接受新冠檢測,結果總是在陰性與弱陽性之間搖擺。由於症狀較為輕微,因此從新冠檢測的結果來看,弱陽性更可能是由無法存活的病毒片段導致的。畢竟對大多數人來說,新冠病毒的RNA在感染幾個月後仍然有可能被檢測到,但活病毒在出現症狀10天后一般就檢測不出來了。

  就這樣,患者在陰性與陽性之間反複,症狀也時有時無。直到今年3月,她的呼吸道症狀明顯加重。她的C反應蛋白水平上升,這種血漿中的急性蛋白在身體受到感染時大量出現;同時,新冠病毒載量也顯著增加。於是,她又一次因新冠肺炎住進了NIH的病房。

  此時,瑞德西韋(remdesivir)已經獲得FDA的批準,用於治療新冠肺炎。於是Nussenblatt醫生使用了10日療程的瑞德西韋,輔以高滴度的恢復期血漿治療。很快,患者的病情明顯好轉了。

  二

  這時,Nussenblatt醫生和同事無需再過度擔憂這位患者的安危,於是他們將重心轉移到了科學研究上。他們相信,在這位令他們困惑的患者體內,一定隱藏著更多關於新冠病毒的線索。

  首先要明確的是,患者是在冬季康復之後再次遭受了新冠病毒感染,還是說,她體內的病毒一直存在、根本沒有被徹底清除?

  要回答這個問題,對患者體內病毒的基因測序必不可少。領導這項工作的是NIH的分子病毒學家Elodie Ghedin博士和計算生物學家Allison Roder博士。治療團隊仍然保留著患者首次就診時的病毒樣本,因此她們得以分別對去年5月及今年3月的病毒進行全基因組測序。結果顯示,時隔300多天的兩組病毒屬於同一株,也就是說,病毒從未離開過這位患者。

  前面我們提到,新冠病毒在大多數患者體內生存時間很有限。但這位患者屬於免疫低下人群,她自身的免疫系統不足以在初次感染時殺滅病毒。於是,低載量的病毒在體內若隱若現,潛伏了10個月,直至再次暴發。

  類似的情況此前也有過報導。去年12月,《新英格蘭醫學雜誌》的一篇文章就報導了一位45歲的免疫低下者的病例,新冠病毒在他體內存活了5個月,直至最終導致他死亡。而本文的這位患者更是攜帶新冠病毒超過300天,這也是已知感染新冠病毒時間最長的患者。

  三

  通過這位患者,我們看到的是新冠病毒在人體內演化的情景。在接近1年的演化過程中,病毒經曆了哪些突變?這些突變對病毒的特徵、傳播能力產生了怎樣的影響?

  通過病毒基因序列的對比,研究團隊發現了兩處有意思的基因缺失。其中一處位於編碼刺突蛋白的RNA上,導致刺突蛋白中特定的N端結構域丟失。我們知道,刺突蛋白是新冠病毒用於與宿主細胞結合的位點,而N端結構域的缺失使得一些特定抗體失效。免疫低下人群N端結構域缺失的原因尚不明確,但之前,劍橋大學流行病學家Ravindra Gupta教授就在研究中發現,接受(富含抗體的)恢復期血漿治療的免疫低下宿主容易出現此類突變,因此對中和抗體的敏感性下降。而本文中患者的經曆,為這一現象提供了新的證據。

  在Gupta教授看來,這一現象提醒我們,對於免疫低下新冠患者的治療需要格外謹慎。例如,我們還不清楚,目前使用的單複製抗體療法是否同樣會加速病毒在這類患者體內的演化。因此,儘可能避免免疫低下人群遭受感染十分關鍵。這不僅是為了保護他們的生命安全,也是為了避免新型突變的誕生——Gupta教授之前就提出,首先在英國出現併成為全球主要毒株的新冠病毒阿爾法突變株,最初可能就是在免疫低下者體內出現的。

  對於NIH團隊來說,與刺突蛋白有關的突變固然重要,但他們更感興趣的是另一處與刺突蛋白無關的突變:497個核苷酸丟失,編碼輔助蛋白ORF7b和ORF8的區域被完全刪除。這是首次在免疫低下者體內,發現如此大規模的基因缺失。

  儘管並非位於刺突蛋白上,但在病毒入侵人體的過程中,ORF8蛋白同樣起到重要作用。例如今年6月,中山大學團隊的一項研究就發現,ORF8蛋白能誘發免疫逃逸。而本文患者編碼ORF8蛋白基因的缺失,可能是自然選擇的結果:新冠病毒在入侵免疫低下的患者時,根本不需要ORF8蛋白來躲避免疫系統的攻擊;相反,缺少ORF8蛋白的病毒複製速度更快,在競爭中更有優勢——這正是本文研究團隊在患者的病毒樣本中觀察到的趨勢。

  這一現象也提醒我們:新冠病毒在一些免疫低下患者體內的長期演化,還可能產生其他有利於病毒傳播的突變,因此慢性新冠肺炎患者體內病毒的變化需要格外引起警惕。

  四

  但這顯然不是Nussenblatt醫生的這位患者需要擔心的問題,她漫長而波折的新冠故事還是迎來了令人欣慰的結局。今年3月接受了11天的住院治療後,她的肺功能得到改善,血液中C反應蛋白明顯減少。最終,從首次就醫的那天算起,她遭受新冠病毒感染的時間定格在335天——自那時起,她的多次新冠檢測結果均為陰性,後遺症也逐漸消退。

  而對於Nussenblatt醫生和其他研究者來說,一條充滿吸引力的嶄新研究道路已經鋪開。新冠病毒不斷突變帶來的威脅讓我們始終被籠罩在烏雲之下,而從這類特殊患者身上尋覓的病毒演化線索,或許將讓我們撥雲見日,找到理解、對抗病毒突變的方向。

  題圖來源:123RF

  參考資料:

  [1] A cancer survivor had the longest documented COVID-19 infection。 Here’s what scientists learned。 Retrieved Oct 19, 2021 from https://www.science.org/content/article/cancer-survivor-had-longest-documented-covid-19-infection-here-s-what-scientists-learned

  [2] Year-long COVID-19 infection reveals within-host evolution of SARS-CoV-2 in a patient with B cell depletion。 MedRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/2021.10.02.21264267

  [3] Persistence and Evolution of SARS-CoV-2 in an Immunocompromised Host。 N Engl J Med 2020; DOI: 10.1056/NEJMc2031364

  [4] The ORF8 protein of SARS-CoV-2 mediates immune evasion through down-regulating MHC-Ι。 PNAS (2021); https://doi.org/10.1073/pnas.2024202118

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