作者
Chaolin Huang*, Yeming Wang*, Xingwang Li*, Lili Ren*, Jianping Zhao*, Yi Hu*, Li Zhang, Guohui Fan, Jiuyang Xu, Xiaoying Gu, Zhenshun Cheng, Ting Yu, Jiaan Xia, Yuan Wei, Wenjuan Wu, Xuelei Xie, Wen Yin, Hui Li, Min Liu, Yan Xiao, Hong Gao, Li Guo, Jungang Xie, Guangfa Wang, Rongmeng Jiang, Zhancheng Gao, Qi Jin, Jianwei Wang, Bin Cao
概述
背景 中国武汉市最近发生的一系列肺炎病例是由新型β冠状病毒（2019-nCoV）引起的。 本文报告了这些患者的流行病学分析、临床分析、实验室分析、放射学特征以及治疗方案和临床反应。
调查方案 所有疑似2019-nCoV的患者均被送往武汉的一家指定医院（金银潭医院）。 我们通过实时逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）和下一代测序前瞻性收集和分析了实验室确诊的2019-nCoV感染患者的数据。 数据格式按由世界卫生组织和国际严重急性呼吸及新兴感染联合会设定的标准化数据收集表编写，从患者电子病历中获取的。 研究人员还直接与患者或其家人沟通以确定流行病学和临床症状的数据。 文中对比分析入住重症监护病房（ICU）和未入住重症监护病房的患者的临床反应。
调查结果
- 截至2020年1月2日，已确认有41名入院患者被实验室确诊感染2019-nCoV病毒。
- 大多数被感染者是男性（41名患者中的30名[73％]）；
- 患者中不到一半的人患有基础疾病（13 [32％]），包括糖尿病（8 [20％]）、高血压（6 [15％]）和心血管疾病（6 [15％]）。
- 患者年龄中位数为49岁（IQR 41·0–58·0）。
- 41例患者中有27例（66％）曾接触过华南海鲜市场。
- 发现一个家庭集群案例。
- 发病时的常见症状为发烧（41例患者中的40例[98％]），咳嗽（31例[76％]）和肌痛或疲劳（18例[44％]）；
- 较不常见的症状是痰液产生（占39的11 [28％]），头痛（占38的3 [8％]），咯血（占39的2 [5％]）和腹泻（占38的1 [3％]）。
- 40名患者中有22名（55％）出现了呼吸困难（从发病到呼吸困难的时间中位数为8天[IQR 5·0-13-1·0]）。
- 41名患者中有26名（63％）患有淋巴细胞减少症。
- 全部41例患者均患有肺炎，胸部CT检查发现异常。
- 并发症包括急性呼吸窘迫综合征（12 [29％]），RNA血症（6 [15％]），急性心脏损伤（5 [12％]）和二次感染（4 [10％]）。
- 13例（32％）患者被送入ICU，六例（15％）死亡。
- 与非ICU患者相比，ICU患者的血浆IL2，IL7，IL10，GSCF，IP10，MCP1，MIP1A和TNFα更高。
注释 2019-nCoV病毒感染会导致群体性严重呼吸系统疾病（该现象与SARS类似）并伴有大量危重病例和高致死率。我们对该病毒的病毒来源，传播途径，持续在人体传播时间和疾病临床表现极度缺乏认识，这需要通过未来的研究来弥补。
赞助 科技部，中国医学科学院，国家自然科学基金委员会和北京市科学技术委员会。
介绍
冠状病毒是属于冠状病毒科和Nidovirales的有包膜的非节段的阳性RNA病毒，广泛分布于人和其他哺乳动物中。 尽管大多数人类冠状病毒感染都是轻度感染，但在过去的二十年中，两种β冠状病毒（严重的急性呼吸系统综合症冠状病毒（SARS-CoV）和中东呼吸系统综合症冠状病毒（MERS-CoV））的流行已导致超过10,000例病例 ，SARS-CoV的死亡率为10％，MERS-CoV的死亡率为37％。 已经鉴定出的冠状病毒可能只是冰山一角，可能还会发现更多新颖和严重的人畜共患病事件。
2019年12月，中国湖北武汉市出现了一系列原因不明的肺炎病例，临床表现与病毒性肺炎非常相似。对下呼吸道样品的深度测序分析显示出一种新型冠状病毒，被命名为2019年新型冠状病毒（2019年 -nCoV）。 迄今为止，在武汉已经确认了800例确诊病例，包括医护人员，在中国其他省份以及泰国，日本，韩国和美国也确诊了一些跨境病例。
我们旨在描述证实患有2019-nCoV感染的患者的流行病学，临床，实验室和放射学特征，治疗和结局，并比较重症监护病房（ICU）和非ICU患者的临床特征。 我们希望我们的研究结果将使这种新型冠状病毒的出现及其临床特征告知全球社区。
方法
患者
武汉市报告了原因不明的肺炎病例，并考虑到患者之间共同接触华南海鲜市场的历史，地方卫生部门于2019年12月31日发出了流行病学预警，并于2020年1月1日关闭市场。与此同时，从2019年12月31日起，将59例发烧和干咳的疑似病例转移到指定的医院。预警发出后不久，一个由医生、流行病学家、病毒学家和政府官员组成的专家团队成立。
由于这些新发感染的发病原因未知，因此武汉市不明原因的肺炎的诊断基于临床特征，胸部影像学和排除引起肺炎的常见细菌和病毒病原体。疑似患者被隔离在用户预防空气传播传染病的定点医院——武汉金银潭医院，同时对这批患者进行了N95口罩的适合性测试并采取了预防空气传播的气雾生成预防措施。本研究得到中国国家卫生委员会和伦理委员会金银滩医院的批准（KY-2020-01.01）。指定医院新发传染病的道德委员会放弃了书面知情同意书。
步骤
当地疾病预防控制中心收集了呼吸，血液和粪便标本，然后将它们运送到指定的权威实验室以检测病原体（NHC病原体系统生物学重点实验室和Christophe Me’rieux实验室，中国北京）。然后从下呼吸道标本中分离出一种新的冠状病毒，命名为2019-nCoV，此后不久就对该病毒进行了诊断测试。在59例疑似病例中，证实有41例患者被2019-nCoV感染。通过下一代测序或实时RT-PCR方法检测到呼吸道标本中存在2019-nCoV。使用了CoV的包膜基因的引物和探针靶，其序列如下：正向引物****、反向引物****、探针****。实验繁殖的条件为50°C 15分钟，95°C 3分钟，然后是45个循环，分别是95°C 15 s和60°C 30 s。
初步调查包括全血细胞计数，凝血特性和血清生化测试（包括肾和肝功能，肌酸激酶，乳酸脱氢酶和电解质）。使用经中国食品药品监督管理局批准的实时RT-PCR检测方法，对呼吸道标本（包括鼻和咽拭子，支气管肺泡灌洗液，痰或支气管吸出液）进行了常见病毒的测试（包括流感、禽流感、呼吸道合胞病毒、腺病毒、副流感病毒、SARS-CoV和MERS-CoV）。 还进行了常规细菌和真菌检查。
鉴于在流感季节期间出现了2019-nCoV肺炎病例，经验性地使用了抗生素（口服和静脉内）和奥司他韦（口服75 mg，每天两次）。 如果指定医院的医生诊断出严重的社区获得性肺炎则联合使用皮质类固醇疗法（每天使用甲泼尼龙40-120 mg）作为联合治疗方案。 根据低氧血症的严重程度向患者给予氧气支持（例如鼻插管和有创机械通气）。 对确诊为2019-nCoV感染的患者进行重复的2019-nCoV检测，以显示出院或中断隔离之前的病毒清除率。
数据收集
我们审查了当地卫生局报告的所有实验室确诊为2019-nCoV感染的患者的临床图表，护理记录，实验室检查结果和胸部X光片。 这些患者的入院数据为2019年12月16日至2020年1月2日。根据流行病学、临床、实验室和放射学特征以及治疗和结局数据通过标准化数据收集表（特征病例记录表由世卫组织和国际严重急性呼吸与新兴感染联合会承认适用于SARS临床)。 两名研究人员还独立审查了数据收集表以仔细检查收集的数据。 为了确定流行病学和症状数据（这些数据无法从电子病历中获得）研究人员还直接与患者或其家属进行交流。
细胞因子和趋化因子的测量
为了表征冠状病毒对疾病急性期细胞因子或趋化因子产生的影响，根据制造商的说明，为所有患者提供血浆细胞因子和趋化因子检测。来自四个健康成年人的血浆样品用作交叉比较的对照。患者从转移到指定医院到采集血液样本的时间间隔中位数为4天（IQR 2-5）。
血浆中冠状病毒的检测
将来自患者和接触者的每份80 µL血浆样品添加到生物安全等级3实验室的240 µL Trizol LS中。按照制造商的说明，使用Direct-zol RNA Miniprep试剂盒提取总RNA，每个样品获得50 µL洗脱液。 5 µL RNA用于实时RT-PCR，使用AgPath-ID一步式RT-PCR试剂靶向NP基因。引物的最终反应混合物浓度为500 nM，探针为200 nM。使用以下条件进行实时RT-PCR：50°C持续15分钟，95°C持续3分钟，在95°C进行10 s扩增，并在60°C进行45 s扩增。由于我们没有进行检测血液中传染性病毒的测试，因此我们避免使用病毒血症一词，而改为使用RNA血症。 RNA血症被定义为血浆样品中实时RT-PCR的阳性结果。
定义
急性呼吸窘迫综合征（ARDS）和休克是根据WHO对新型冠状病毒的临时指导定义的。低氧血症的定义是动脉血氧分压（PaO 2）超过吸氧分数（FIO 2）小于300 mm Hg。根据改善整体结局分类的肾脏疾病，根据最高的血清肌酐水平或尿量输出标准对急性肾脏损伤进行了识别和分类。如果患者具有临床症状或医院内肺炎或菌血症迹象，并与来自下呼吸道标本（包括痰液，气管吸出物或支气管肺泡灌洗液，或来自入院后48小时内采集的血液样本）。心脏损伤遵循了我们先前对H7N9患者进行的研究中的定义。简而言之，如果心脏生物标志物（例如肌钙蛋白I）的血清水平高于参考值的99％，或者心电图和超声心动图显示新异常，则可诊断为心脏损伤。
数据分析
连续变量表示为中位数（IQR），并与Mann-Whitney U检验进行比较； 分类变量以数字（％）表示，并通过χ²检验或Fisher精确检验在ICU护理和无ICU护理组之间进行比较。 绘制箱形图以描述血浆细胞因子和趋化因子浓度。 小于0·05的双向α被认为具有统计学意义。 除非另有说明，否则使用SAS软件9.4版进行统计分析。
结果
截至2020年1月2日，武汉市共有41名入院患者被确定为实验室确诊的2019-nCoV病毒感染。在2019-nCoV病毒感染的患者中，有20名[49％]年龄在25-49岁之间，有14名（34％）在50-64岁之间（图1A）。患者的中位年龄为49·0岁。截至1月2日，在我们的前41名患者中，没有儿童或青少年受到感染。在41例患者中，有13例（32％）因需要高流量鼻导管或更高水平的氧气支持措施来纠正低氧血症而被送入ICU。大多数感染的患者是男性（30 [73％]）；不到一半的人患有基础疾病（13 [32％]），包括糖尿病（8 [20％]），高血压（6 [15％]）和心血管疾病（6 [15％]）。
27名（66％）患者直接接触了华南海鲜市场（图1B）。接触海鲜市场在ICU患者（9 [69％]）和非ICU患者（18 [64％]）中比例相似。首例确诊患者的症状发作日期为2019年12月1日，其家人未出现发烧或呼吸道症状。首例患者和之后的病人间未发现任何流行病学联系。首例致死病例在海鲜市场工作，经过了持续7天的发烧、咳嗽和呼吸困难症状后入院治疗。 该病例发病5天后，他的妻子（一位53岁的女性）已知没有接触海鲜市场的经历也被感染肺炎送往隔离病房住院。
发病时最常见的症状是发烧（41名患者中的40名[98％]），咳嗽（31名[76％]）和肌痛或疲劳（18名[44％]）。 较少见的症状是痰液产生（39的11 [28％]），头痛（38的3 [8％]），咯血（39的2 [5％]）和腹泻（38的1 [3％]）；表 1）。 一半以上的患者（40名中的22名[55％]）发展为呼吸困难。 从发病到呼吸困难的中位持续时间为8·0天（IQR 5·0-13-1·0）。 从症状发作到第一次入院的中位时间为7·0天（4·0–8·0），到呼吸短促为8·0天（5·0-13·0），到ARDS的中位时间为9· 0天（8·0-14·0），机械通气为10·5天（7·0-14·0），入ICU的时间为10·5天（8·0-17·0；图2 ）。
入院患者的血细胞计数显示白细胞减少症（白细胞计数低于4×10⁹/ L； 40例患者中的10个[25％]）和淋巴细胞减少症（淋巴细胞计数<1·0×10⁹/ L； 26 [63％]） 患者；表2）。 ICU患者入院时凝血酶原时间和D-二聚体水平较高（凝血酶原中位时间为12·2 s [IQR 11·2-13·4]；中位D-二聚体水平为2·4 mg / L [0·6-14] ·[4]）比非ICU患者（凝血酶原中位时间10·7 s [9·8-12·1]，p = 0·012；中位D-二聚体水平0·5 mg / L [0·3-0] ·8]，p = 0·0042）。 41名患者中有15名（37％）的天冬氨酸转氨酶水平升高，包括13名ICU患者中的8名（62％）和28名非ICU患者中的7名（25％）。 过敏性肌钙蛋白I（hs-cTnI）大大增加了五名患者，其中病毒相关的心脏损伤的诊断。
多数患者入院时血清降钙素水平正常（降钙素<0·1 ng / mL； 27名[69％]患者；表2）。 四名ICU患者发生继发感染。 四名继发感染患者中的三名降钙素原大于0·5 ng / mL（0·69 ng / mL，1·46 ng / mL和6·48 ng / mL）。
入院时，在所有患者中均检测到胸部CT图像异常。 在41例患者中，有40例（98％）有双侧受累（表2）。 ICU患者入院时胸部CT图像的典型发现是双侧多发性小叶和段下巩固区（图3A）。 非ICU患者的代表性胸部CT表现显示双侧玻璃管混浊和下段巩固区域（图3B）。 后来的胸部CT图像显示双侧毛玻璃样混浊，而固结已解决（图3C）。
ICU患者和非ICU患者的初始血浆IL1B，IL1RA，IL7，IL8，IL9，IL10，碱性FGF，GCSF，GMCSF，IFNγ，IP10，MCP1，MIP1A，MIP1B，PDGF，TNFα和VEGF浓度均高于 在健康的成年人中（附录第6-7页）。 健康成年人和感染2019-nCoV的患者的血浆IL5，IL12p70，IL15，嗜酸性粒细胞趋化因子和RANTES水平相似。 ICU患者与非ICU患者之间的进一步比较表明，ICU患者的IL2，IL7，IL10，GCSF，IP10，MCP1，MIP1A和TNFα的血浆浓度高于非ICU患者。
所有患者均患有肺炎。 常见并发症包括ARDS（41例患者中的12例[29％]），其次是RNA血症（6例[15％]例），急性心脏损伤（5例[12％]例）和二次感染（4例[10％]例）； 表3）。 四名（10％）患者需要有创机械通气，其中两人（5％）患有难治性低氧血症并接受体外膜氧合作为挽救疗法。 所有患者均接受了经验性抗生素治疗，其中38例（93％）患者接受了抗病毒治疗（奥司他韦）。 此外，有9名（22％）患者接受了系统性皮质激素治疗。 附录（第1-5页）比较了接受和不接受系统性皮质类固醇的患者之间的临床特征。
截至2020年1月22日，41名患者中的28名（68％）已出院，六名（15％）患者已死亡。 出院适应性的基础是至少消退10天的发烧，并改善胸部放射学证据和上呼吸道呼吸道样本的病毒清除率。
讨论
我们在这里报告了41名实验室确诊为2019-nCoV感染的患者。这批患者均是重症患者部分为危重症患者于2020年1月2日被送往武汉指定医院。临床表现与SARS-CoV非常相似。重症患者发展为呼吸衰竭(ARDS)需送入ICU病房并呼氧治疗。患者从入院治疗到出现呼吸衰竭症状的时间间隔短至2天。根据当前情况判断2019-nCov病毒致死率很高，这批41人的患者中已有6人(15%)死亡。
中国国内死亡人数在迅速攀升。截至2020年1月24日，中国报告了835例实验室确诊的2019-nCoV病毒感染者，其中已有25例死亡。在中国其余省份及其他国家已报道出现跨境病例；武汉也有一些医护人员被感染。迄今为止的证据表明，2019-nCoV具备人传人的能力。我们担心2019-nCoV病毒可能具备快速人传人能力，因此强烈建议相关机构采用预防空气传播的防疫措施（例如使用经安全检测的N95口罩和其他个人护理装备）。为防止该疾病在收治病毒感染者的医疗机构中进一步传播，应对医疗人员采取严密的发烧及呼吸道症状监测。一旦出现疑似症状应立即进行呼吸道采样测试。在医护人员接触患者前后时段都应进行血清抗体测试，以预防无症状感染的出现。
我们已经注意到2019-nCoV病毒感染者和之前的β型冠状病毒感染者具有相似临床反应。这批患者中大多数表现出发烧、干咳、呼吸困难等症状，且胸部CT扫描显示肺部双侧呈毛玻璃状混浊。2019-nCoV病毒感染者的这些特征与SARS和MERS感染者有些相似。但很少有2019-nCoV感染者出现明显的上呼吸道症状（例如，鼻涕、打喷嚏或喉咙痛）表明该病毒的靶向细胞可能位于下呼吸道。此外2019-nCoV感染者很少出现肠道症状（例如腹泻），而约20–25％的MERS或SARS感染者有腹泻症状。后续我们将对患者的粪便和尿液样本进行测试以排除现阶段未知的可能传播途径。
尚未完全了解SARS或MERS病毒异常高致病率的病理原因。早期研究表明，SARS患者血清中促炎性细胞因子(IL1B, IL6, IL12, IFNγ, IP10, and MCP1)数量的增加与肺部炎症和进一步的肺部损伤相关。据报道感染MERS会导致患者体内促炎性细胞因子(IFNγ, TNFα, IL15, and IL17)的浓度增加。我们注意到被2019-nCoV感染的患者也具有大量的促炎性细胞因子( IL1B, IFNγ, IP10, and MCP1)，可能会导致活化的T-helper-1（Th1）细胞反应。此外入住ICU的危重患者比不需要入住ICU的患者具有更高的GCSF、IP10、MCP1、MIP1A和TNFα因子浓度，这表明细胞因子风暴与疾病严重程度有关。然而与感染SARS不同，感染2019-nCoV病毒还引发抑制炎症的T-helper-2（Th2）细胞因子（例如IL4和IL10）分泌增加。有必要进一步地研究以鉴定2019-nCoV感染者中的Th1和Th2细胞反应以阐明发病机理。尸检或活体病毒检测将是了解该疾病的关键。
由于感染SARS、MERS和2019-nCoV病毒会导致患者体内产生大量细胞因子，皮质类固醇激素常用于治疗重症患者以减轻炎症性肺损伤。 但最新证据表明SARS和MERS患者接受皮质类固醇激素后对其死亡率没有影响，但会延迟患者体内病毒清除。根据世界卫生组织的临时指导意见，治疗时不应常态化对患者注射皮质类固醇激素。在我们的41名经实验室确诊的2019-nCoV感染者中，非ICU病例很少接受皮质类固醇治疗，而重症呼吸衰竭患者中有不到一半给予中低剂量的皮质类固醇治疗。迫切需要进一步的证据来系统性评估皮质类固醇激素对2019-nCoV感染者的治疗是否有益。
目前为止没有任何反病毒治疗方案被医学证明是行之有效的。历史对照实验研究显示，对SARS患者综合使用洛匹那韦/利托那韦获得不错的临床表现（较少不良临床反应）。在沙特阿拉伯，Arabi及其同事对MERS患者进行了干扰素β-1b、洛匹那韦/利托那韦的安慰剂对照试验。 非临床证据显示瑞德西韦(Remdesivir，广谱抗病毒核苷酸前药)对治疗MERS和SARS是有效的。由于2019-nCoV是一种新兴病毒，对该病毒引发疾病尚未开发出有效治疗方案。金银潭医院备有洛匹那韦/利托那韦药物现已快速启动了一项随机对照实验，以评估洛匹那韦/利托那韦药物对2019-nCov患者的疗效和安全性。
我们的研究也存在一些局限性。首先这批41例患者中的大多数人通过采集其下呼吸道样本已确诊感染，由于没有获得对应的鼻咽拭纸难以分析病毒RNA检测率在患者上下呼吸道样本间的差异。因为未做血清检测我们无法得知18名未检测到病毒RNA的患者体内是否存在2019-nCov抗体升高的现象。其次受限于病例数量，研究人员难以通过多变量调整方法评估病毒宿主危险因子（包括疾病严重程度和死亡率）。这是一批中等规模的入院患者病理，进一步收集更大规模患者的标准化数据将有助于确定疾病的临床表现、自然病史和危险因子。需要对门诊、初级保健和社区医院进行进一步调查才能了解病情临床严重程度的全貌。同时对统计数据和p值的医学阐述持谨慎态度，较低的p值并不一定能消除ICU与非ICU患者间的差异。第三，由于刚刚确定病毒的病原体，尚无病毒滴定浓度和抗体滴定浓度的动力学数据。最后我们研究中潜在的暴露偏差是导致患者群体中没有儿童或青少年病例的可能原因。在以后的研究中，将付出更多的努力来回答这些问题。
当前研究认为，SARS和MERS病毒均源自蝙蝠并分别通过市场上的麝猫和单峰骆驼直接传播给人类。对SARS和MERS病毒的持续研究推动研究人员从蝙蝠中体内多种类SARS和类MERS冠状病毒的发现。2013年，Ge及其同事通报了蝙蝠体内类SARS冠状病毒的完整基因组序列，该病毒具有使用人体ACE2作为受体的能力因此具有在人体细胞中繁殖的潜力。鉴于2019-nCoV病毒成为全球健康威胁仍需对其进行深入研究。在与疑似患者的首次接触中，快速病原体检测和基于临床描述的可行诊断对临床医生至关重要。由于2019-nCoV病毒具有大范围传播的潜力，必须仔细监测其未来的宿主适应性、病毒进化、传染性、传播性和致病性等特征。