儿童冠状病毒感染的研究进展

沈芳芳，宁 静，徐勇胜，董春娟

(天津市儿童医院 呼吸科，天津 300134)

2019年12月，中国湖北武汉出现了一系列病因不明的肺炎病例，临床表现与病毒性肺炎非常相似且病例数迅速增加[1]。研究发现这是一种由新型冠状病毒引起的呼吸道疾病，国际病毒分类委员会冠状病毒小组将此病毒命名为"严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)；同时，世界卫生组织(WHO)宣布将新型冠状病毒引发的疾病正式命名为2019冠状病毒病(corona Virus Disease 2019, COVID-19)。SARS-CoV-2是除冠状病毒229E，NL63，OC43，HKU1，中东呼吸综合征相关冠状病毒(middle East respiratory syndrome coronavirus, MERS-CoV)和严重急性呼吸综合征相关冠状病毒(severe acute respiratory syndromecoronavirus, SARS-CoV)之外的新型人类冠状病毒。目前对新型冠状病毒肺炎的认识仍不全面，其流行病学特征仍在变化、感染途径及致病机制并未完全确定、疾病发展与转归尚不清楚，这些给临床诊治和疫情控制带来很大困难。截止到4月20日，209个国家和地区累计确诊COVID-19超过242万例，死亡达16万例，我国累计确诊84239例，SARS-CoV-2在全球迅速蔓延。儿童由于免疫功能尚不成熟，已成为SARS-CoV-2感染的易感人群。本研究从冠状病毒感染的发病机制、儿童感染的流行病学特点、临床表现、辅助检查、诊断与治疗方面进行综述。

1 发病机制

1.1冠状病毒分类及致病机制 冠状病毒是一种有包膜的RNA病毒, 可以引起多种哺乳动物、禽类以及人类患病[2]。根据冠状病毒基因组结构的差异, 冠状病毒科分为α，β，γ和δ属。而能够感染人类的冠状病毒(human coronavirus，HCoV)有7种, 包括: α属的HCoV-229E和HCoV-NL63；β属的HCoV-OC43, HCoV-HKU1, MERS-CoV，SARS-CoV[3]和SARS-CoV-2。研究显示这7种可感染人类的冠状病毒与人类细胞的不同受体结合[4-5]。HCoV-229E的受体为氨基肽酶N(APN)，HCoV-OC43和HCoV-HKU1都使用9-O-乙酰化唾液酸作为受体，SARS-CoV与HCoV-NL63有相同的特异性受体，均为血管紧张素转换酶2(ACE2)，MERS-CoV的受体为二肽基肽酶4(DPP4)。冠状病毒通过S蛋白与细胞表面受体结合。进入细胞后翻译复制转录酶，接着进行基因组转录和复制，结构蛋白的翻译，以及病毒粒子的组装和释放而在人体内大量复制。冠状病毒激活宿主的固有免疫、适应性免疫，通过诱导免疫细胞凋亡进行免疫逃逸，诱导宿主的呼吸道、肠黏膜、肾小管、神经元等细胞凋亡等对人体造成损害[5]。

1.2SARS-CoV-2致病机制 SARS-CoV-2是β属冠状病毒的新成员，是COVID-19的致病原因。研究指出SARS-CoV-2的基因序列与SARS-CoV相似性约79.5%, 与MERS-CoV约50%相似性[6-7]。与SARS-CoV相同的是SARS-CoV-2也是通过ACE2受体进入细胞[7]。ACE2受体在肺泡上皮，小肠上皮等细胞中高表达[8]。这也与COVID-19明显的肺炎与胃肠道症状相符合。

SARS-CoV-2可以引起免疫系统异常激活，最新一项研究表明，通过解剖一位COVID-19死亡患者发现，该患者体内外周CD4+和CD8+T淋巴细胞的数量大大减少，细胞免疫被过度激活，表现为CD8+T细胞内高浓度的细胞毒性颗粒，一定程度上解释了该患者的严重免疫损伤，提示淋巴细胞的减少与COVID-19的严重程度和病死率相关[9]。通过SARS-CoV和SARS-CoV-2在儿童患者感染的研究发现，儿童CD4+、CD8+T细胞下降不明显，因而儿童肺部病变较成人轻，可能与儿童时期免疫系统的特点、高频次的病毒感染和预防接种有关。意大利的一项最新研究表明，与常见的病毒如鼻病毒、流感病毒、呼吸道合胞病毒不同，免疫抑制的儿童和成年人感染SARS-CoV-2，患严重肺部疾病的风险与普通人群相比并没有增加，宿主的先天免疫反应可能是感染期间肺组织损伤的主要驱动力[10]。然而目前的数据较少，对于SARS-CoV-2的致病机制仍需进一步研究。

2 儿童冠状肺炎流行病学现状

2.1儿童冠状病毒感染现状 在感染人类的6种HCoV中，HCoV-NL63、HCoV-HKUl、HCoV-229E、HCoV-OC43这4种HCoV分布全球，不同的地点流行的季节不同，通常在冬春季达到高峰[11]。SARS与MERS是2003年与2012年才开始爆发的全球性严重传染性疾病[12]。WHO的数据显示，截止2003年7月31日，SARS全球总患病人数为8 096例，中国占总患病人数的91.8%[13]。儿童SARS患病率相对于成人低，报告的病例数较少，据估计儿童患者仅占患病总数的5%[14]，香港儿童病例占该地区的6%[15]。虽然SARS在中国的病死率为9.2%，但由于儿童患病基数低，且预后较好，尚未有儿童死亡的病例报道[14, 16]。

截至2019年12月，MERS的全球的病例数为2 502例，受累国家达27个，大多数病例来自沙特阿拉伯，占84.2%[17]。儿童患者在MERS中占也较低，截至2015年11月，报告的儿童病例仅35例[18]。在已确诊的儿童患者中，平均年龄为8岁，最小年龄为36周[19]。WHO数据显示，截止至2019年12月，MERS总死亡人数为861例，病死率高达34.4%。就目前的数据看来MERS儿童患者的病死率低于成人，数据显示儿童患者病死率为9.09%～14.3%[19-20]。

2.2儿童SARS-CoV-2感染现状 2019年12月，首例COVID-19患者在湖北省武汉市被确诊，截至今日，SARS-CoV-2在全球感染的人数迅速增多，国内确诊人数约占全球的8.1%。钟南山院士团队研究显示，SARS-CoV-2平均潜伏期一般为0～24天，中位潜伏期为3天[21]。在儿童患者中最小年龄为出生36小时的新生儿[22]。家庭内密切接触是儿童患病的关键。截止2020年4月3日，中国COVID-19的病死率为4.02%。中国疾病预防控制中心数据显示，在72 314例确诊病例中儿童确诊病例为965例(2.1%)，病死率约为0.1%[23-24]。一项纳入2 143例儿童确诊或疑似新冠状肺炎的研究指出，包含731例(34.1%)确诊病例和1 412例(65.9%)疑似病例中，整体中位年龄为7岁，男孩数量为1 213例(56.6%)，明显多于女孩；且仅有1例14岁男性患儿死亡[25]。武汉儿童医院自2020年1月28号至2月26号收治的1 391例儿童中，共有171例(12.3%)被确诊患有SARS-CoV-2感染，观察至3月8号，有1例10月龄患有肠套叠的新冠状肺炎患儿因多脏器衰竭死亡[26]。

3 临床特征

3.1冠状病毒感染的临床表现 冠状病毒感染呈全球性分布，人群普遍易感，特别是α属的HcoV-229E和HcoV-NL63, β属的HcoV-OC43和HcoV-HKU1, 在人类往往引起上呼吸道感染，多是自限性的，但在婴幼儿、老年人或免疫缺陷患者也可引起严重的下呼吸道感染，表现为喘息、气促，甚至支气管肺炎、支气管哮喘急性发作等。有研究表明，几乎100%的儿童均曾感染过HcoV-229E和HcoV-NL63[27]。临床症状一般无明显发热，或仅为低热, 主要以流涕、咽喉肿痛、咳嗽、头痛等症状为主[11, 28-30]。β属的另外两种冠状病毒SARS-CoV和MERS-CoV则有明显的临床症状, 病情进展迅速，甚至引起死亡。

感染SARS-CoV的患者初始症状为发烧，肌痛，头痛，畏寒，病情严重的患者可快速进展为呼吸困难呼吸窘迫，最终出现多器官功能衰竭从而危及生命。SARS-CoV还可以累及胃肠道，肝脏，肾脏等器官[31-33]。MERS-CoV感染的起始症状为发烧，咳嗽，畏寒，肌痛和关节痛，然后迅速发展为肺炎，并伴有急性呼吸窘迫，败血性休克和导致死亡的肾衰竭，1/3的患者出现胃肠道症状，例如腹泻和呕吐[34-35]。MERS-CoV的病死率高达40%[36]。

3.2儿童COVID-19的临床表现 COVID-19疾病谱广, 有轻有重, 既可以在临床上表现为无症状感染, 也可以导致重症肺炎甚至危重症肺炎, 危及生命。国家卫生健康委员会发布的“关于做好儿童和孕产妇新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控工作的通知”[37]，明确指出儿童是SARS-CoV-2易感人群。

COVID-19患儿表现以发热、咳嗽较为常见，一项包含134例确诊患儿的研究[38]显示，有发热症状的患儿占76%，热程多为2～3天，最长8天，多在1周内消失。其余症状包括乏力、肌痛、鼻塞、流涕、喷嚏、咽痛、头痛、头晕、呕吐、腹痛等表现，少数患儿可以无发热，仅表现为咳嗽或腹泻。婴幼儿常伴随精神萎靡或烦躁不安、喂养困难、少吃、少哭、少动等表现。

3.3儿童COVID-19的临床分型 无症状感染：SARS-CoV-2核酸检测阳性但患儿无任何临床症状和体征，胸部影像学检查正常。急性上呼吸道感染：仅表现为发热、咳嗽、咽痛、鼻塞、乏力、头痛、肌痛或不适等，无脓毒性症表现，影像学无肺炎改变。轻症肺炎：有或无发热，伴咳嗽等呼吸道症状，胸部影像学检查有肺炎改变，但未达到重症肺炎的表现。重症肺炎：符合以下情况之一：①呼吸频率增快：1岁以下RR≥70次/min，1岁以上RR≥50次/min，除外发热和哭闹的影响；②氧饱和度<92%；③有缺氧表现：辅助呼吸(呻吟、鼻翼扇动、三凹症)，发绀，间歇性呼吸暂停；④意识障碍：出现嗜睡、昏迷、惊厥；⑤拒食或喂养困难，有脱水征。危重型：符合以下情况之一：需入重症监护室(ICU)监护治疗者：①出现呼吸衰竭，且需要机械通气；②出现休克；③合并其他器官功能衰竭[38-39]。

4 辅助检查

4.1实验室检查 最新研究表明，COVID-19发病早期患者外周血白细胞总数正常或减少，淋巴细胞计数减少，严重者D-二聚体升高、外周血淋巴细胞进行性减少。重型、危重型患者常有炎症因子升高。然而，与成人患者不同的是儿童COVID-19患者外周血白细胞计数和淋巴细胞绝对值大多正常，少数患儿可出现白细胞总数减少，淋巴细胞绝对值减少。C反应蛋白正常或轻度升高，危重症患儿可出现C反应蛋白、乳酸脱氢酶、铁蛋白明显升高[26, 38]。

病原检测上，实时荧光RT-PCR是目前检测新型冠状病毒RNA的有效检测手段。鼻咽拭子、痰和其他下呼吸道分泌物、血液、粪便、肛拭子等指标均可进行检测[39]。为提高核酸检测阳性率，尽可能留取痰液，实施气管插管患者采集下呼吸道分泌物，标本采集后尽快送检[39]。但核酸检测技术仍存在一定局限性，有患儿出现连续三次咽拭子检测病毒核酸阴性[40]。因此对于临床高度疑似的新冠肺炎病例需要做谨慎的隔离观察并治疗[41]。新型冠状病毒血清特异性抗体IgM和IgG检测双阳性有助于确诊，还可用于回顾性辅助诊断和血清流行病学调查。

HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63和HCoV-HKU1致病性较低，一般只引起呼吸道症状，类似普通感冒，可不进行特殊的实验室诊断[3]。对于复杂的病程和严重的呼吸道感染，可使用实时逆转录酶聚合酶链反应(RT-PCR)进行冠状病毒的检测，且根据临床情况，咽拭子或上呼吸道分泌物是最有效的检测标本。由于以上4种病毒感染后的人体只能产生暂时的免疫，存在频繁感染及再感染的可能，因此只有病情复杂且普通检测手段不能识别分型，才基于抗体检测冠状病毒感染[42]。MERS-CoV和SARS-CoV也可通过实时荧光RT-PCR直接检测病毒RNA[43]。主要检测物为下呼吸道分泌物(支气管肺泡灌洗液，吸出物，痰液)，以往研究表明这些分泌物的病毒浓度较高[44-46]。

4.2影像学检查 影像学检查是检测冠状病毒肺炎快速、有效的检查手段，在患者不能及时获得准确病原学诊断的情况下，采用CT和X线筛查可以达到早诊断、早隔离、早治疗的目的[39]。

4.2.1SARS放射学特征 SARS放射学特征与其他社区获得性肺炎的放射学特征相似。最初的胸部X光片正常，但很快发展为多发片状阴影，主要集中胸膜下及肺外带。在CT影像上有不同程度的片状或斑片状浸润影，磨玻璃影是主要表现，发病第2周可出现网状改变[47]。空洞、淋巴结肿大和胸腔积液不常见[48]。儿童SARS-CoV肺炎的X线表现为：①肺实变影，多为不对称局灶性浸润影，可为单侧或双侧。②肺部病灶变化随病情进展加重，部分患儿由单侧发展为双侧。③病情好转后，病灶可在2周到1个月时间逐渐消退，无慢性纤维化的表现[49]。

4.2.2MERS放射学特征 MERS早期可在在胸部CT上发现肺外带磨玻璃影。且重症死亡患者中的胸腔积液和气胸比轻症康复患者更常见[50]。恢复后，影像学可表现出明显改善，但肺纤维化改变仍然存在[51]。

4.2.3COVID-19放射学特征 COVID-19的肺部薄层CT检查，影像学早期呈现多发小斑片影及肺间质改变，以肺外带最明显。进而发展为双肺多发磨玻璃影、浸润影，严重者可出现肺实变，但胸腔积液少见。重型患者肺CT显示典型新冠状肺炎表现，且在24～48小时内病灶明显进展超过50%[39]。儿童COVID-19的X线早期多无异常改变，随病情进展可表现为支气管炎或局限性斑片状影。胸部CT早期多呈现小结节磨玻璃影或斑片影，多累及单个或两个叶段。进展期发展为双肺多发实变影、磨玻璃影及肺间质改变，以双肺下叶多见，小叶间隔增厚及纤维化，严重患儿可出现大片肺实变影，甚至呈白肺样改变[38, 52]。总结来说，儿童COVID-19的CT表现形式多样，病灶多位于肺底胸膜下，多数为局限性、小范围病灶，少数范围广[53]。

病毒性肺炎的影像学改变与病毒感染的发病机制有关。因为相同病毒科的病毒具有相似的发病机理，所以大多数病毒性肺炎的呈现模式具有相似性。尽管不能仅根据影像学特征做出明确诊断，但临床和影像学检查的结合可以显着提高病毒性肺炎诊断的准确性[54]。

5 诊断

SARS-CoV-2引起的新型冠状病毒肺炎的确诊一般根据流行病学史，临床表现，辅助检查以及病原检测综合判断。

5.1流行病学史 包括：①发病前14天内有武汉市及周边地区，或其他有病例报告社区的旅行史或居住史。②发病前14天内与新型冠状病毒感染者(病原核酸检测阳性者)有接触史。③发病前14天内曾接触过来自武汉市及周边地区，或来自有病例报告社区的发热或有呼吸道症状的患者。④聚集性发病。⑤确诊新型冠状病毒感染的产妇所分娩的新生儿。

5.2临床表现 包括：①发热和(或)呼吸道症状；一些儿科患者可能没有发热。②有上述胸部影像学特征。③白细胞总数正常或减低或淋巴细胞计数减少[38]。

有流行病学史上的任何一条，且符合临床表现的任意2条；或无明确流行病史但符合临床表现3条则诊断为疑似病例，确诊需要在疑似病例的基础上，符合以下任1条：①实时荧光RT-PCR检测SARS-CoV-2核酸阳性；②病毒基因测序与SARS-CoV-2同源；③血清特异性抗体IgM和IgG双阳性；④血清特异性抗体IgG由阴性转为阳性或恢复期较急性期4倍及以上升高[39]。

6 治疗

目前尚无针对儿童COVID-19的有效抗病毒药物, 可以应用干扰素-α2b雾化[55]，在病毒感染初期使用可降低病毒载量[56]。成人抗病毒药物可选用洛匹那韦/利托那韦、利巴韦林(建议与干扰素或洛匹那韦/利托那韦联合使用)、磷酸氯喹等，有效性及安全性尚在临床试验评价之中，不应在儿童病例中推广应用。不建议同时应用3种及以上抗病毒药物，且药物使用不超过10天，并且要关注药物的相互作用及不良反应[39]。最新研究显示，在我国进行的多中心临床试验中，磷酸氯喹显示出对COVID-19相关性肺炎的明显疗效和可接受的安全性[57-58]。对于重症和危重症病例，还要积极防治并发症，治疗基础疾病，及时进行器官功能支持治疗。

7 结语

自2019年12月新型冠状肺炎感染人数迅速增加，人类冠状病毒又重新回到了大众视野。COVID-19与SARS和MERS相比，虽然病死率较低，但传染性更强。虽然对新型冠状肺炎病毒的了解逐步加深，但其发病机制仍然有很多的不明确之处，针对COVID-19的治疗仍缺乏有效的治疗方案。因此需要继续进行更深入的研究，进一步提高对COVID-19的认识，以指导临床工作。