COVID-19 和流感

COVID-19 and the Flu

11月. 22, 2022

本文最初发表于 2020 年 7 月 31 日,并已由作者更新。

COVID-19 大流行对我们公认的生活方式造成了巨大的不平衡,消除了宿主主导的幻觉,并将目光投向了社会中一些最微小的成员——病毒。在 2020-2021 年流感季节,实验室确诊的流感相关住院累计率是自 2005 年开始收集流感数据以来的最低记录。但随着时间的流逝,许多人再次考虑与传播的大流行性呼吸道病毒与下一个即将到来的流感季节发生冲突的风险。为了预测今年这两种重磅病毒如何相互作用,让我们来看看我们对每种病毒及其引起的疾病的了解。要了解更多信息,请查看我们的 COVID-19 和流感资源页面。

病毒学

流感病毒和 SARS-CoV-2 病毒特性的比较。
流感病毒和 SARS-CoV-2 病毒特性的比较。

来源:美国微生物学会

基因组

冠状病毒和流感病毒都是有包膜的单链 RNA 病毒,都被核蛋白包裹。然而,这两种病毒的基因组在极性和分割方面有所不同。流感病毒由 8 个单链、负链病毒 RNA 片段组成。SARS-CoV-2 具有单链、非分段、正义病毒 RNA。

表面蛋白

两种病毒都具有独特的表面蛋白,这些蛋白是感染的重要毒力因子。SARS-CoV-2 被刺突 (S) 蛋白覆盖,可促进宿主细胞的侵袭。S 蛋白与宿主细胞受体血管紧张素转换酶 2 (ACE2) 结合,ACE2 调节血压和体盐平衡,由全身多个器官系统表达,包括肺、心脏、肾脏、肝脏、肠道、大脑和脂肪组织。结合后,SARS-CoV-2 将其 RNA 注射到受感染的细胞中,并使用宿主细胞机制复制其基因组。然后释放新合成的病毒颗粒以感染其他宿主细胞。

流感病毒依靠 2 种病毒表面蛋白(血凝素 (HA) 和神经氨酸酶 (NA) 的协同功能进出宿主细胞。流感病毒的宿主细胞受体是唾液酸,这是一种相当普遍的糖链,附着在大多数宿主细胞的表面脂质和蛋白质以及可溶性蛋白质上。HA 优先与呼吸道上皮细胞表面的唾液酸结合,并介导病毒进入宿主细胞。一旦进入内部,流感病毒还会释放其 RNA,以便复制并合成成新的病毒颗粒。然而,只要 HA 与细胞表面的唾液酸保持结合,新合成的病毒颗粒就无法离开受感染的细胞。NA 从细胞表面裂解唾液酸,释放 HA 并允许后代病毒离开受感染的细胞并继续传播。

病毒蛋白功能流感SAR-CoV-2 病毒
进入宿主细胞HAS
退出宿主细胞NA不適用

毒株和亚型

SARS-CoV-2 和流感之间的另一个重要区别是,流感病毒有多种变体和 4 种不同的毒株(A、B、C 和 D)和许多不同的亚型。SARS-CoV-2 变体分为监测中的变体 (VUM)、目标变体 (VOI) 和关注变体 (VOC)。2021 年 10 月,高度传播的 Delta 变体成为美国主要流行的变体,到 2022 年 2 月,Omicron 已经超过了 Delta,占 GISAID 上共享的所有病毒序列的 >98%。以前循环的 VOCs,如 Alpha、Beta 和 Gamma,要么不再被检测到,要么以如此低的水平循环,以至于它们不会对公众健康构成重大的紧迫威胁。

就人类疾病而言,流感病毒的 2 种最重要的毒株是甲型流感和乙型流感,它们都会导致每年的季节性流感爆发。甲型流感病毒根据其 HA 和 NA 表面蛋白进一步分为亚型。有 18 种可能的 HA 亚型和 11 种 NA 亚型,这意味着有 198 种可能的组合。然而,迄今为止,在自然界中仅检测到 131 种亚型。

病毒进化和大流行概率

SARS-CoV-2 是一种新型病毒,这意味着当该病原体在 2019 年底出现时,我们没有可用的治疗方法或免疫力。正因为如此,病毒能够在宿主之间不受限制地传播,没过多久,SARS-CoV-2 爆发就变成了大流行病。尽管我们后来开发出的疫苗在预防 SARS-CoV-2 感染引起的严重疾病和住院方面非常有效,但研究表明,季节性(地方性)人类冠状病毒的刺突蛋白经历了适应性进化,这与抗体逃逸的选择一致。因此,SARS-CoV-2 继续变异也就不足为奇了,并且出现具有 S 蛋白突变的新变体导致传播性和/或发病机制增加,这表明新型冠状病毒正在种群水平上进行选择性进化。

重要的是,疫苗对包括奥密克戎在内的传播性最强的 SARS-CoV-2 变体仍然具有保护作用。然而,在减少病例数的同时增加疫苗接种是减缓这种病毒传播最终需要的一拳两拳,而勤奋监测 SARS-CoV-2 突变是告知缓解策略的关键。

尽管流感不是一种新的病原体,但流感病毒在不断进化并经历不同程度的抗原漂移(和转移),这可能使我们的免疫系统更难识别它。这使得开发普遍有效的流感疫苗特别具有挑战性,并解释了新的人畜共患流感毒株可能出现并成为大流行的持续潜在威胁。美国的所有大流行性流感病例都是由甲型流感的人畜共患亚型引起的,包括 1918 年流感 (H1N1)、2005 年禽流感 (H5N1) 和 2009 年猪流感 (H1N1)。

合并感染动态

我们知道,多种呼吸道病毒的混合感染是可能的。更具体地说,据报道,SARS-CoV-2 和呼吸道合胞病毒 (RSV)、鼻病毒、其他冠状病毒科和流感都有混合感染。发表在《医学病毒学杂志》上的一项研究表明,在中国武汉最初的 COVID-19 爆发期间,SARS-CoV-2 和流感病毒的混合感染很常见,经历过混合感染的患者出现不良健康状况的风险更高。

然而,在 2020-2021 年流感季节,北半球和南半球报告的季节性流感发病率异常低。从 2020 年 9 月 28 日至 2021 年 5 月 22 日,在美国,在 818,939 份实验室检测的呼吸道样本中,只有 1,675 份 (0.2%) 呈流感病毒阳性。来自南半球的早期报告暗示,本赛季的开局温和。截至 2020 年 7 月 20 日,没有地区报告的检测阳性率超过 10%,包括东南亚以及南美洲和非洲部分地区在内的几个地区报告的流感病例为 0。相比之下,2019 年 7 月,南半球大多数地区报告的季节性流感检测阳性率超过 10%,受灾最严重的地区报告的检测阳性率超过 30%,估计 2019 年 10 月 1 日至 2020 年 4 月 4 日期间美国发生了 39-5600 万例流感病例

在美国,2021-2022 年的流感季节也很温和,分 2 波发生,第二波住院人数更高。从 2021 年 10 月到 2022 年 5 月,美国疾病控制和预防中心 (CDC) 估计有 900 万例流感相关疾病、400 万次就诊、10,000 例住院和 5,000 例死亡

在大流行初期,许多因素可能导致流感病例的减少。非药物干预措施 (NPI),例如保持社交距离、国际旅行禁令、佩戴口罩和改善手部卫生,都用于减缓 SARS-CoV-2 的传播。毫无疑问,这些 NPI 也减少了流感传播,而且尽管采取了这些缓解策略,但 COVID-19 的传播范围仍然比流感更普遍,这一事实表明 SARS-CoV-2 比流感病毒更具传染性。此外,根据疾病预防控制中心的数据,在 2020-2021 年流感季节选择接种流感疫苗的人数创下了历史新高。截至 2021 年 2 月 26 日,美国已分发了 1.938 亿剂疫苗。由于供应和人员短缺以及大流行的关注导致检测和报告不足,也可能导致病例数低于完全代表真实患病率的水平。

总体而言,尚不完全确定这些因素中哪些影响最大,或者非常低的数字将如何影响今年的流感季节。一些科学家假设,近年来缺乏流感暴露可能会降低群体免疫力并增加宿主对病毒的易感性。事实上,从 4 月到 10 月。2022 年,澳大利亚报告了 5 年来最严重的流感季节,许多人猜测南半球流感的增加将预示着未来北半球将出现类似趋势月份。

如果这两种病毒确实在同一宿主中同时相互接触,则任何一种病原体是否会引起病毒干扰(竞争性抑制另一种病毒的复制)都非常有趣。由于 SARS-CoV-2 和流感病毒都会感染呼吸道细胞,因此它们在混合感染期间可能不得不争夺资源(包括要感染的细胞)。如前所述,这些病毒的宿主细胞受体都是独一无二的。唾液酸比 ACE2 更普遍,但 S 蛋白与 ACE2 的结合亲和力非常强。这些因素中的任何一个是否有助于竞争优势是可能的,但仍然不确定。

宿主免疫反应是另一个值得考虑的变量。宿主对一种病毒的免疫反应是否使另一种病毒更难引起感染?或者已经免疫功能低下的宿主是否更容易受到继发感染?只有时间和经验会证明一切。但是,在我们前进的过程中,仔细研究疾病特征有助于为诊断和治疗计划提供信息。

COVID-19 与流感病例数的比较。更新于 2021 年 10 月 7 日。
COVID-19 与流感病例数的比较。更新于 2021 年 10 月 7 日。

来源:美国微生物学会

传播

流感和 COVID-19 都主要通过称为呼吸道飞沫的小病毒颗粒传播,这些颗粒会在感染者咳嗽、打喷嚏、说话或简单地呼气时释放出来。附近的人可能会吸入这些飞沫或通过身体接触(如握手或拥抱)感染,然后触摸自己的鼻子或嘴巴。

重要的是,个人不需要表现出症状即可具有传染性。COVID-19 和流感都可以由症状前、无症状和症状轻微的个体传播。

流感病毒在体外表面的传染性长达 48 小时,这意味着有可能通过触摸最近咳嗽、打喷嚏或流感患者触摸过的物体或表面而生病。有证据表明,SARS-CoV-2 RNA 可能会长时间存在于物体和表面上,但病毒在体外保持传染性的时间尚未明确确定。

弱势群体和年龄组更容易感染 SARS-CoV-2 流感病毒,但 COVID-19 显示出比流感(定义为一个人至少有 8 次疾病传播给其他人的情况)更多的超级传播活动

流感季节发生在秋季和冬季。在美国,这意味着 10 月至 3 月,在南半球,这意味着 6 月至 9 月。虽然这种季节性的原因尚不完全清楚,但流感病毒已被证明在低温和低湿度下存活时间更长。其他建议的解释包括由于阳光和维生素 D 减少而导致宿主免疫力减弱,以及由于冬季室内同居而增加对病毒的暴露。目前尚不完全清楚 SARS-CoV-2 在多大程度上表现出类似流感的季节性和温度敏感性。但整个夏天持续存在的 COVID-19 病例提醒我们,这确实是 2 种不同的病毒。

幸运的是,SARS-CoV-2 和流感病毒都对含酒精的消毒剂和肥皂敏感,良好的手部卫生是减少传播的有效方法。

潜伏

流感的潜伏期通常是感染后 1-4 天,但 COVID-19 的潜伏期变化要大得多。大多数人在接触后 5 天内出现症状,但也有报道称潜伏期短至 2 天,最长可达 14 天或更长时间。

症状

呼吸道病毒主要感染肺和呼吸道细胞。因此,症状和传播方式与呼吸过程密切相关。SARS-CoV-2 和流感都会引起发烧、咳嗽、呼吸急促、疲劳、喉咙痛、流鼻涕、身体疼痛、呕吐和腹泻。SARS-CoV-2 还会导致味觉或嗅觉丧失,并且其他不太常见的 COVID-19 症状和并发症正在继续被观察、报告和评估。

在严重的情况感和 COVID-19 都会导致肺炎、呼吸衰竭、急性呼吸窘迫综合征、败血症、心脏病发作或中风、多器官衰竭、严重炎症甚至死亡。

虽然大多数呼吸道病毒,包括 RSV、腺病毒和副流感病毒,表现出一些症状重叠,但这并不意味着每种病毒的疾病进展、严重程度或发病机制相同。流感的症状通常在发病后 5-7 天内消退,但从 COVID-19 中恢复需要更长的时间(轻度病例约 2 周,严重病例长达 6 周或更长时间)。

诊断

由于 COVID-19 和流感的表现非常相似,因此几乎不可能仅根据症状来区分它们。准确诊断需要实验室检测以确定感染病毒的遗传或分子成分。

有许多美国食品和药物管理局 (FDA) 批准的流感诊断测试,包括病毒培养、血清学、快速抗原检测、分子检测和免疫荧光检测。FDA 已颁发紧急使用授权 (EUA),用于分子检测、血清学检测和快速抗原检测以诊断 COVID-19(请注意,EUA 不授予 FDA 批准)。

治疗与预防

瑞德西韦 (VEKLURY)® 是一种靶向 RNA 依赖性 RNA 聚合酶(负责复制 SARS-CoV-2 基因组的酶)的抗病毒药物,已获得 FDA 批准用于治疗 COVID-19。Merek 的口服抗病毒药物 LAGEVRIO (molnupiravir) 和辉瑞的口服抗病毒药物 PAXLOVID 均已获得 EUA,用于治疗成人 (molnupiravir) 和成人以及 12+ 岁且体重至少 88 磅 (PAXLOVID) 的轻度至中度 COVID-19。其他候选药物正在测试和开发中,但预防严重 COVID-19 的最有效方法仍然是通过接种疫苗。最后,支持性护理仍然是疾病管理的重要组成部分。

医生可能会开具许多抗病毒药物来治疗流感,包括 NA 抑制剂,如奥司他韦 (Tamiflu)、扎那米韦 (Relenza) 或帕拉米韦 (Rapivab),以及聚合酶酸性核酸内切酶抑制剂 baloxavir (Xofluza)。所有这些药物都可以抑制流感病毒,但不能完全消除流感病毒。每年接种季节性流感疫苗是预防流感的最佳方法。

随着我们度过冬天,为即将到来的流感季节和全球 COVID-19 大流行做准备,我们能做的最好的事情就是接种 COVID-19 和流感疫苗,并保持良好的手部卫生和社交距离措施。

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