为什么新冠肺炎病毒杀死一些人的同时“饶过”了另一些人呢?这便是科学家们正发现并探索的谜题。
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2020-07-26 08:10
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新冠肺炎病毒通过与人体细胞表面的血管紧张素转换酶(ACE)2受体特异性结合的方式来侵袭人体细胞。

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导致肺炎的新冠病毒似乎感染某些人要比正常人更加困难,而这些人一般只经历了轻微的症状,但正常人被送到医院救治后却需要通风。虽然科学家起初认为年龄是支配性因素,即年轻人可以避免最坏的结果,但是新研究已经揭开了一套影响疾病严重性的特点。这些影响也能解释为什么一些非常健康的

潜在的健康状况被认为是影响疾病严重程度的一个重要因素。事实上,6月15日发表在《发病率和死亡率周报》杂志上的一项对美国130多万例COVID-19病例的研究发现,在有潜在疾病的COVID-19患者中,住院率高出6倍,死亡率高出12倍,与无基础疾病的患者比较。最常见的潜在疾病是心脏病、糖尿病和慢性肺病。

一般来说,更严重的COVID-19转归的危险因素包括:

年龄

糖尿病(1型和2型)

心脏病和高血压

吸烟

血型

肥胖

遗传因素.

年龄

根据美国疾病控制和预防中心(CDC)的数据,在美国,约有8/10的死亡病例发生在65岁及以上的成年人中。随着年龄的增长,死于感染的风险以及需要住院治疗或重症监护的可能性显著增加。例如,在美国,65-84岁的成年人估计占COVID-19死亡人数的4-11%,而85岁及以上的成年人占10-27%。

疾病预防控制中心称,这种趋势可能部分是由于许多老年人患有慢性疾病,如心脏病和糖尿病,这些疾病会加重COVID-19的症状。据统计新闻报道,免疫系统抵抗病原体的能力也随着年龄的增长而下降,使老年人容易受到严重的病毒感染。

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糖尿病

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糖尿病是一组导致高血糖的疾病,似乎也与更严重的COVID-19感染风险有关。

在美国最常见的形式是2型糖尿病,它发生在人体细胞对胰岛素激素没有反应时。结果,原本会从血液中转移到细胞中作为能量使用的糖类在血液中积聚起来。(当胰腺一开始几乎不分泌胰岛素时,这种情况被称为1型糖尿病。)

科学家们4月在网上报道说,在对13项相关研究的回顾中,科学家们发现,与没有任何潜在健康状况(包括糖尿病、高血压、心脏病或呼吸系统疾病)的患者相比,患有糖尿病的人患COVID-19危重病例或死于该病的可能性高出近3.7倍23号刊登在《感染杂志》上。

即便如此,科学家们也不知道糖尿病是否直接加重了病情的严重程度,还是其他与糖尿病相关的健康状况,包括心血管和肾脏疾病,都是罪魁祸首。

这与研究人员在其他感染和糖尿病上的发现相吻合。例如,科学家们在4月9日的《糖尿病研究与临床实践》杂志上在线报道,流感和肺炎在患有2型糖尿病的老年人中更常见、更严重。在对COVID-19与糖尿病之间联系的相关研究进行文献检索时,该论文的作者发现了一些可能的机制来解释为什么糖尿病患者感染COVID-19后病情可能会恶化。这些机制包括:“慢性炎症、凝血活性增强、免疫反应受损和SARS-CoV-2潜在的直接胰腺损伤。”

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越来越多的研究表明,2型糖尿病的进展与人体免疫系统的变化有关。这种联系也可能在糖尿病患者暴露于SARS-CoV-2(引起COVID-19的病毒)的不良预后中发挥作用。

目前还没有研究针对糖尿病患者的这种特殊病毒和免疫反应;然而,在2018年《糖尿病研究杂志》上发表的一项研究中,科学家通过回顾过去的研究发现,肥胖或糖尿病患者的免疫系统出现了紊乱,白细胞受损称为自然杀伤(NK)细胞和B细胞,这两种细胞都有助于身体抵御感染。研究还表明,这些患者的炎性分子(细胞因子)的生成增加。当免疫系统分泌过多的细胞因子时,一场所谓的“细胞因子风暴”就会爆发,损害人体器官。livescience此前报道,一些研究表明,细胞因子风暴可能是导致COVID-19患者严重并发症的原因。总的来说,2型糖尿病与帮助抵抗COVID-19等感染的人体系统受损有关,这可以解释为什么糖尿病患者有严重感染的高风险。

然而,并非所有2型糖尿病患者的风险都相同:5月1日发表在《细胞代谢》杂志上的一项研究发现,与血糖水平波动较大的人群相比,将血糖水平保持在较低范围内的糖尿病患者患严重疾病的可能性要小得多。

发表在《糖尿病护理》杂志上的一项小型研究表明,患有1型糖尿病(T1D)的人也面临着更高的不良后果风险。这项研究由T1D Exchange(一家专注于治疗1型糖尿病的非盈利研究机构)协调进行,发现64名有COVID-19或COVID-19类似症状的人中,有2人死亡。将近十分之四的人必须在医院接受治疗。近三分之一的人经历了糖尿病酮症酸中毒,这是一种潜在的致命疾病,体内胰岛素缺乏,血糖水平升高到危险的水平。患者的平均年龄约为21岁,这表明年龄较大的人群风险可能更高。

心脏病和高血压

(图片来源:Shutterstock)

根据美国心脏协会的数据,患有心脏病和高血压等心血管系统疾病的人,患COVID-19的并发症通常比那些没有疾病的人更严重。也就是说,历史上健康的人也会因病毒感染而遭受心脏损害。

例如,美国首次报道的冠状病毒死亡发生在病毒不知何故损伤了一名妇女的心肌,最终导致其破裂。57岁的她在感染前保持着良好的健康并经常锻炼,据报道她拥有一颗“正常大小和重量”的健康心脏。一项对中国武汉COVID-19患者的研究发现,超过1/5的患者出现心脏损害,其中一些患者存在心脏病,另一些没有。

通过观察这些模式的出现,科学家们提出了几种理论来解释为什么COVID-19可能会伤害受损的心脏和健康的心脏,根据一份现场科学报告。

在一种情况下,通过直接攻击肺部,病毒可能会耗尽人体的氧气供应,以至于心脏必须更加努力地将含氧血液泵入体内。病毒也可能直接攻击心脏,因为心脏组织中含有血管紧张素转换酶2(ACE2)——一种病毒插入其中感染细胞的分子。在某些个体中,COVID-19还可以启动一种被称为细胞因子风暴的过度夸大的免疫反应,在这种情况下,身体变得严重发炎,心脏可能因此受到损害。

吸烟

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吸烟的人可能容易受到严重的COVID-19感染,这意味着他们面临患肺炎、器官受损和需要呼吸支持的风险。发表在《新英格兰医学杂志》(newengland Journal of Medicine)上的一项针对中国1000多名患者的研究表明了这一趋势:目前纳入研究的吸烟者中有12.3%被送入重症监护室、被置于呼吸机上或死亡,而非吸烟者的这一比例为4.7%。

根据最近的一份实时科学报告,香烟烟雾可能会使人体在多种方式下容易感染冠状病毒。从基线来看,吸烟者很容易感染病毒,因为长期吸烟会削弱免疫系统,损害呼吸道组织,引发慢性炎症。吸烟还与多种疾病有关,如肺气肿和动脉粥样硬化,这可能加剧COVID-19的症状。

3月31日发布在预印本数据库bioRxiv上的一项最新研究提出了一个更具推测性的解释,解释为什么COVID-19对吸烟者的打击更大。这项初步研究尚未得到同行评审,但对数据的早期解释表明,吸烟会增加肺部ACE2受体的数量,ACE2受体是SARS-CoV-2插入肺部感染细胞的受体。

许多受体出现在所谓的杯状细胞和棒状细胞上,这些细胞分泌粘液样液体,保护呼吸组织免受病原体、碎片和毒素的伤害。众所周知,吸烟时间越长,这些细胞的数量就会增加,但科学家们不知道ACE2受体随后的增加是否会直接导致更严重的COVID-19症状。更重要的是,高ACE2水平是吸烟者特有的,还是慢性肺疾病患者中常见的。

肥胖

一些早期的研究表明肥胖和更严重的COVID-19疾病之间存在联系。一项研究分析了纽约市一组60岁以下的COVID-19患者,发现肥胖者住院的可能性是非肥胖者的两倍,而接受重症监护的可能性是非肥胖者的1.8倍。

作者在这项研究中写道,在美国这样一个近40%的成年人肥胖的国家,“这具有重要的实际意义”。这项研究已被《临床传染病》杂志接受,但尚未进行同行评议或发表。同样,另一项尚未经同行评审的初步研究发现,因冠状病毒而住院的两大风险因素是年龄和肥胖。这项发表在medRxiv上的研究观察了纽约市数千名COVID-19患者的数据,但是来自世界其他城市的研究发现了类似的结果,正如《纽约shi报》报道的那样。

根据发表在《柳叶刀传染病》杂志网上预印本的报告,来自中国深圳的一项初步研究也没有经过同行评审,发现肥胖的COVID-19患者患重症肺炎的几率是正常体重患者的两倍多。作者报告说,那些超重但不肥胖的人患严重肺炎的风险比“正常”体重的人高86%。另一项发表在《肥胖与同行评议》杂志上的研究发现,在法国里尔的重症监护病房,124名COVID-19患者中,近一半是肥胖。

作者在研究中写道,目前尚不清楚肥胖与更多的住院患者和更严重的COVID-19疾病有关,但有几种可能。肥胖通常被认为是严重感染的一个危险因素。例如,那些肥胖的人在猪流感流行期间会有更长更严重的疾病,作者写道。肥胖患者也可能会降低肺活量或增加体内炎症。大量的炎症分子在体内循环可能会引起有害的免疫反应,导致严重的疾病。

血型

(图片来源:Shutterstock)

血型似乎可以预测一个人感染SARS-CoV-2的易感性,尽管科学家还没有发现血型本身与疾病严重程度之间的联系。

深圳南方科技大学的焦昭和同事们观察了中国武汉三家医院2173名COVID-19患者的血型,以及武汉和深圳23000多名非COVID-19患者的血型。他们发现,A组血型(A阳性、A阴性和AB阳性、AB阴性)的个体感染该病的风险高于非A组。科学家们在3月27日的medRxiv预印本数据库中写道,与非O型血型相比,O型血(O型阴性和O型阳性)的人感染的风险较低;这项研究尚未得到该领域同行的审查。

在4月11日在线发布的一项关于血型和COVID-19的研究中,科学家们观察了纽约长老会医院1559名被检测出SARS-CoV-2的人,其中682人呈阳性。与其他血型相比,A血型(A阳性和A阴性)患者检测阳性的可能性高33%,O阴性和O阳性血型检测阳性的可能性较其他血型低。(风险增加的可能性为7%到67%的可能性为95%。)尽管只有68名AB血型的人被纳入研究,但结果显示,这一组人比其他人更不可能检测出COVID-19阳性。

研究人员考虑了血型与COVID-19的危险因素之间的关系,包括年龄、性别、是否超重、其他潜在的健康状况,如糖尿病、高血压、肺部疾病和心血管疾病。他们发现,其中一些因素与血型有关,例如,在糖尿病和B型血、a-阴性血型之间、超重状态与O-阳性血型之间有联系。当他们解释这些联系时,研究人员仍然发现血型和COVID-19易感性之间存在联系。当研究人员将他们的数据与赵教授和中国同事的研究相结合时,他们发现了相似的结果,而且在B型血个体中COVID-19阳性病例显著下降。

为什么血型可能增加或降低一个人感染SARS-CoV-2的风险还不清楚。一个人的血型表明什么样的特定抗原覆盖在他们的血细胞表面;这些抗原产生某些抗体来帮助对抗病原体。过去的研究表明,至少在SARS冠状病毒(SARS-CoV)中,抗A抗体有助于抑制病毒;这可能与SARS-CoV-2的机制相同,有助于O血型个体抵御病毒。

遗传因素.

(图片来源:Shutterstock)

许多疾病都会加重COVID-19的症状,但为什么历史上健康的人有时会因病毒而病倒或死亡?科学家们怀疑,某些遗传因素可能会让一些人特别容易感染这种疾病,许多研究小组的目标是精确地找出我们的基因密码中那些脆弱性所在。

据《科学》杂志报道,在一种情况下,指导细胞构建ACE2受体的基因可能在感染严重感染者和几乎不出现任何症状的人之间有所不同。另一种选择是,根据最近的一份实时科学报告,差异可能在于帮助免疫系统对抗入侵病原体的基因。

例如,4月17日发表在《病毒学杂志》上的一项研究表明,人类白细胞抗原(HLA)基因的特定组合,训练免疫细胞识别细菌,可能对SARS-CoV-2起到保护作用,而其他组合则会使身体处于攻击的开放状态。hla在我们的免疫系统机制中只代表一个齿轮,因此它们对COVID-19感染的相对影响还不清楚。此外,《病毒学研究杂志》只使用计算机模型来模拟HLA对抗冠状病毒的活性;需要COVID-19患者的临床和基因数据来充实HLA在实际免疫反应中的作用。

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最初发表在Live Science上。

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