新冠疫情下兒童呼吸道感染病毒病原學(xué)的變遷及診斷策略

王宇清 蔣吳君 顧文婧

蘇州大學(xué)附屬兒童醫(yī)院呼吸科（江蘇蘇州 215000）

呼吸道感染是兒童就診最主要的原因，病毒是最重要的病原體，尤其是5 歲以下兒童的呼吸道感染。新型冠狀病毒肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-2019）疫情自2019年底暴發(fā)以來(lái)，迅速波及全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，引起全球大流行[1]。自2020年1 月以來(lái)，世界范圍內(nèi)實(shí)施了一系列公共衛(wèi)生預(yù)防措施，包括戴口罩、手衛(wèi)生消毒、隔離、關(guān)閉學(xué)校、限制旅行、關(guān)閉邊境等，有效地遏制了新冠病毒的傳播，同時(shí)也減少了其他呼吸道病原體的傳播。本文重點(diǎn)對(duì)新冠疫情期間兒童常見(jiàn)呼吸道病毒感染的流行病學(xué)情況及相關(guān)診斷問(wèn)題進(jìn)行闡述。

1 病毒是兒童呼吸道感染的主要病原體

呼吸道感染包括上呼吸道感染和下呼吸道感染，上呼吸道感染60%～70%的病原是病毒；下呼吸道感染中最主要的疾病是肺炎，肺炎仍然是全球5歲以下兒童死亡的首位原因，約占新生兒后期死亡人數(shù)的12.8%[2]。2021年中國(guó)疾病預(yù)防控制中心在Nature Communications期刊發(fā)布了一項(xiàng)來(lái)自106個(gè)城市、277家哨點(diǎn)醫(yī)院和92個(gè)實(shí)驗(yàn)室，歷時(shí)11年的呼吸道傳染病監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，顯示5 歲以下兒童急性呼吸道感染病毒檢出陽(yáng)性率最高，為46.9%，流感病毒（influenza virus，IV）、呼吸道合胞病毒（respiratory syncytial virus，RSV）和人鼻病毒（human rhinovirus，HRV）是前三位的病毒病原，其中呼吸道合胞病毒（28.1%）和鼻病毒（18.3%）是兒童肺炎的主要病毒病原[3]。PERCH 研究納入了來(lái)自7 個(gè)非洲和亞洲國(guó)家4 232例1～59月齡的重癥肺炎住院患兒（無(wú)人免疫缺陷病毒感染）以及5 119例社區(qū)對(duì)照組兒童，采集了鼻咽拭子及血液、痰液和其他液體樣本進(jìn)行病原學(xué)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)病毒占61.4%，其中呼吸道合胞病毒是最重要的病原體，檢出率為31.1%,人鼻病毒、人偏肺病毒（human metapneumovirus，HMPV）、副流感病毒（parainfluenza virus，PIV）、肺炎鏈球菌、結(jié)核分枝桿菌和流感嗜血桿菌各占病因?qū)W分布的5%，說(shuō)明病毒是5歲以下兒童肺炎的主要病原[4]。因此，針對(duì)這些病原體的預(yù)防和治療措施或可顯著影響兒童肺炎的預(yù)后。

2 疫情期間病毒病原學(xué)的變化

2.1 流感病毒

COVID-19 限制措施直接導(dǎo)致北半球多國(guó)的流感提前結(jié)束[5]。截至2020年底，歐洲哨點(diǎn)監(jiān)測(cè)顯示IV病毒活動(dòng)水平極低，第40～53周僅檢出415例IV陽(yáng)性病例，相比2019年同期檢出26 525例陽(yáng)性病例有顯著下降[6]。在南半球，流感的流行季節(jié)為每年6月至8月，而來(lái)自大洋洲（澳大利亞）、南美洲（智利）和南部非洲（南非）的數(shù)據(jù)顯示，在2020年的6月至8 月的IV 活動(dòng)也非常低[7]。澳大利亞從以往每年流行季節(jié)（3月至9月）平均檢出15萬(wàn)例降至2020年的7 029例[8]，即使在5 月之后解除了部分限制措施，IV 檢出率依舊沒(méi)有回升。國(guó)內(nèi)也表現(xiàn)出相同的趨勢(shì)。國(guó)家流感中心顯示，自2020年初我國(guó)采取新冠疫情防控措施后國(guó)內(nèi)IV活動(dòng)呈持續(xù)下降趨勢(shì)，截止2020年年底，中國(guó)內(nèi)地IV持續(xù)保持在較低水平，僅南方省份檢出少量IV[9]。北京地區(qū)2020 年2 月至5月IV檢出率較疫情前平均水平下降94.67%[10]。西安地區(qū)2020 年度IV 檢出率降至5%以下[11]。蘇州地區(qū)2020年2月—12月間IV的檢出率僅為0.08%，較2016 年—2019 年間IV 檢出率7.79%明顯下降[12]。2021 年隨著疫情常態(tài)化管理，部分病毒正在恢復(fù)期流行病學(xué)特點(diǎn)，冬季IV 呈現(xiàn)流行趨勢(shì)。歐洲哨點(diǎn)2021 年第40～52 周共向TESSY 報(bào)告了23 246例流感檢測(cè)，恢復(fù)至疫情前平均水平[13]。根據(jù)國(guó)家流感中心顯示，我國(guó)2021 年冬季流感高發(fā)，且以B（Victoria）系占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)局部疫情，僅2021年49周1周內(nèi)國(guó)內(nèi)就報(bào)道流感局部暴發(fā)疫情225起[14]。

2.2 呼吸道合胞病毒

RSV 的流行季節(jié)也在疫情后發(fā)生了明顯的變化。新冠疫情暴發(fā)前，RSV檢出率冬季高夏季低，但新冠暴發(fā)后，由于佩戴口罩、手衛(wèi)生和保持社交距離等措施，世界各地都出現(xiàn)RSV 檢出率急劇下降，最高下降幅度可達(dá)70%～90%[15]。歐洲預(yù)防和疾病控制中心2021年第31周報(bào)告RSV從疫情前流行季每周可檢出2 000～2 500例降至疫情后每周700例左右[16]。澳大利亞新南威爾士州急診部的毛細(xì)支氣管炎監(jiān)測(cè)證實(shí)了RSV病例的急劇下降[8]。北京地區(qū)2020年2月—5月RSV的檢出率較往年同期下降92.17%[10]，蘇州地區(qū)2020年2月—12月間RSV的檢出率為4.91%，較2016—2019年RSV平均檢出率10.26%明顯下降[12]。但隨著防控等級(jí)的下調(diào)和學(xué)校開(kāi)放，RSV在2020年夏季出現(xiàn)流行的情況。湖南長(zhǎng)沙6月開(kāi)始，RSV陽(yáng)性率逐月升高，到2020年8月檢出率達(dá)12.51%，為2019年的6倍多，存在暴發(fā)流行[17]。揚(yáng)州地區(qū)在2020年9月出現(xiàn)RSV感染小高峰[18]。同樣，在美國(guó)和澳大利亞等國(guó)家也發(fā)現(xiàn)RSV再燃的現(xiàn)象，且RSV 感染的患兒年齡偏大，中位數(shù)年齡為18月齡，臨床癥狀高熱的比例增多[19-20]。

2.3 人鼻病毒

相比IV 及RSV 在疫情后受到明顯抑制，RV 則表現(xiàn)為不同的流行趨勢(shì)。澳大利亞研究人員發(fā)現(xiàn)，從2020年第22周開(kāi)始，RV的檢出率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于平均水平，這與大多數(shù)呼吸道病毒下降的趨勢(shì)完全不同[21]。新南威爾士州僅在學(xué)校關(guān)閉的第15～21周檢出率明顯降低，第22 周學(xué)校開(kāi)放后RV 陽(yáng)性檢出率顯著升高，考慮與檢測(cè)范圍的擴(kuò)大及缺乏IV 和RSV的競(jìng)爭(zhēng)有關(guān)。日本學(xué)者報(bào)道橫濱在新冠疫情期間，與IV、RSV 等呼吸道病毒感染率出現(xiàn)下降不同，10歲以下兒童中RV 感染率出現(xiàn)明顯上升[22]。首都兒科研究所趙林清教授團(tuán)隊(duì)就新冠疫情前后北京地區(qū)RV 流行情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)疫情發(fā)生后，2020 年2月—5月RV檢出率與2017—2019年同期相比下降了94.59%，保持在6.00%以下。但伴隨著北京地區(qū)2020年第23周和24周的學(xué)校和幼兒園重新開(kāi)放，從6月開(kāi)始，RV陽(yáng)性檢出率迅速上升（13.77%），8月升至最高點(diǎn)（37.25%），顯著高于2017—2019年8月的水平（22.51%），并且這種上升趨勢(shì)在3歲以上兒童中更為明顯[10]。蘇州地區(qū)報(bào)道2020年2月—12月RV的檢出率高于2016—2019年同期，在2020年6月迎來(lái)RV檢出高峰，在住院患者中檢出率高達(dá)44%，顯著高于往年平均水平。這可能與學(xué)校和幼兒園的重新開(kāi)放有關(guān)，提示兒童，尤其是在校兒童，在RV傳播中的作用較大[12]。

2.4 其他呼吸道病毒

其他病毒變化各地報(bào)道相對(duì)較少，日本Takashita等[22]報(bào)道腺病毒、人博卡病毒、人偏肺病毒、副流感病毒等檢出率在COVID-19 流行期間均明顯下降。北京地區(qū)報(bào)道腺病毒檢出率較往年同期下降86.31%[10]。蘇州地區(qū)報(bào)道PIV-3流行季節(jié)為每年3月至9月，但2020年其流行季向后推遲，9月才開(kāi)始出現(xiàn)檢出率升高，10 月達(dá)到高峰，在住院患兒中檢出率達(dá)12.99%，顯著高于疫情前流行季的檢出率，而腺病毒、人偏肺病毒檢出率則較2016—2019年同期分別下降78.7%、34.2%，人博卡病毒檢出率則變化不明顯[12,23-24]。

3 病毒流行病學(xué)變化的可能機(jī)制

3.1 非藥物干預(yù)措施的實(shí)施

呼吸道病毒感染傳播的主要模式是飛沫傳播和接觸傳播，為應(yīng)對(duì)COVID-2019疫情，隨著佩戴口罩、手衛(wèi)生、保持社交距離、關(guān)閉學(xué)校、旅行限制、關(guān)閉口岸等一系列防控政策的實(shí)施，有效的切斷了傳播途徑，這些非藥物干預(yù)措施對(duì)流感病毒、呼吸道合胞病毒等同樣有效，使得呼吸道病毒感染的發(fā)病率明顯降低。

3.2 病毒互相干擾

有研究顯示部分病毒如流感病毒、鼻病毒，可以在宿主或群體中干擾其他病毒的感染，一種呼吸道病毒可以通過(guò)刺激人氣道上皮的抗病毒防御能力來(lái)阻斷另一種呼吸道病毒的感染[25]。有學(xué)者認(rèn)為，病毒干擾可能會(huì)影響流行病學(xué)的進(jìn)程，感染一種病毒可提供暫時(shí)的保護(hù)，防止感染其他相關(guān)或不相關(guān)的病毒，例如2009年秋季的鼻病毒流行似乎延遲或打斷了甲型H1N1流感在歐洲的大流行[26]。一項(xiàng)關(guān)于嬰兒鼻病毒和呼吸道合胞病毒共檢測(cè)的研究表明，RSV和RV共檢測(cè)呈負(fù)相關(guān)，通過(guò)免疫預(yù)防抑制RSV感染可能會(huì)增加HRV感染的風(fēng)險(xiǎn)[27]，這也支持了病毒干擾假說(shuō)。目前對(duì)于病毒干擾的機(jī)制，包括通過(guò)一種病毒直接被另一種病毒阻斷病毒進(jìn)入受體和病毒對(duì)宿主細(xì)胞的競(jìng)爭(zhēng)，以及病毒誘導(dǎo)先天性或適應(yīng)性免疫反應(yīng)來(lái)防止相關(guān)或不同病毒的感染。研究表明，鼻病毒和其他RNA病毒感染后，即使沒(méi)有癥狀，也能誘導(dǎo)人氣道內(nèi)ISG 的表達(dá)，因此干擾素介導(dǎo)的抗病毒應(yīng)答是一種可能的機(jī)制，當(dāng)病毒感染細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)的固有免疫傳感器產(chǎn)生I型和III型干擾素以及誘導(dǎo)抗病毒ISG表達(dá)[28-30]。進(jìn)一步了解呼吸道病毒之間的相互作用可能有助于更好地預(yù)測(cè)呼吸道病毒流行的時(shí)間和規(guī)模。

4 病原學(xué)診斷策略

COVID-19 癥狀包括發(fā)熱、干咳、乏力、頭痛、肌肉酸痛、咽痛、流涕、惡心、嘔吐和腹瀉等，兒童病例癥狀相對(duì)較輕[31]。這些癥狀也可由甲型流感、乙型流感、RSV、腺病毒、人偏肺病毒、副流感病毒、鼻病毒和人冠狀病毒等引起，需要進(jìn)行鑒別，鑒別診斷的要點(diǎn)主要包括流行病學(xué)史和多病原學(xué)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)?；旌细腥驹趦和窝字休^為常見(jiàn)，有必要在有癥狀的患兒中同時(shí)檢測(cè) SARS-CoV-2 和其他呼吸道病毒[32-33]。尤其在流行季節(jié)，使用靈敏度和特異度較高的病原學(xué)檢測(cè)方法對(duì)呼吸道感染的患者進(jìn)行呼吸道病毒的快速檢測(cè)很有必要，準(zhǔn)確的診斷，給予針對(duì)性的治療，還可防止臨床抗生素的濫用。

4.1 呼吸道感染病原學(xué)檢測(cè)標(biāo)本的采集

兒童呼吸道感染病原檢測(cè)標(biāo)本包括上呼吸道和下呼吸道標(biāo)本，上呼吸道標(biāo)本包括鼻/口咽拭子、鼻咽抽吸物，下呼吸道標(biāo)本包括深部痰液、氣道吸取物、支氣管肺泡灌洗液等。上呼吸道采集的標(biāo)本檢測(cè)出病原是否可反映下呼吸道感染的病原目前存在爭(zhēng)議，但由于采集兒童下呼吸道標(biāo)本較為困難，因此上呼吸道感染檢測(cè)出病毒可代替下呼吸道標(biāo)本[34-35]。

4.2 呼吸道感染病原學(xué)檢測(cè)方法

4.2.1 呼吸道病毒抗原檢測(cè) 該檢測(cè)方法是基于病毒抗原和特異性抗體相互結(jié)合的機(jī)制，快速檢測(cè)標(biāo)本中的抗原。目前國(guó)內(nèi)最常用的直接免疫熒光法檢測(cè)試劑盒可以檢測(cè)七項(xiàng)常見(jiàn)的呼吸道病毒（RSV，ADV，IFA，IFB，PIV1、2、3）[36]。該檢測(cè)方法特異度高、價(jià)格便宜、操作方便，目前國(guó)內(nèi)多數(shù)基層醫(yī)院仍在使用當(dāng)中，但該方法的靈敏度較低。

4.2.2 多重PCR技術(shù)的運(yùn)用 多重PCR技術(shù)采用多對(duì)特異性引物同時(shí)擴(kuò)增多個(gè)不同的DNA 片段，具有快捷、敏感度和特異度高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，利用一次多重PCR 反應(yīng)，可同時(shí)檢測(cè)多種病原體，在臨床多重感染的診斷上具有較高的實(shí)用價(jià)值。在COVID-19 疫情發(fā)生后，多重PCR 檢測(cè)方法得到了更多的應(yīng)用，使用該法可快速檢測(cè)SARS-CoV-2 和與其癥狀類(lèi)似的病毒，是兒科醫(yī)師能快速地對(duì)癥狀類(lèi)似的病毒感染盡早鑒別診斷[37]。近期世界多地開(kāi)發(fā)了自動(dòng)化多重實(shí)時(shí)PCR 檢測(cè)，在COVID-19 疫情期間可檢測(cè)SARS-CoV-2 和其癥狀類(lèi)似的病毒RSV、IV-A和IV-B等四種病原體[38-40]。

4.2.3 質(zhì)譜在呼吸道病原診斷的運(yùn)用 多重PCR檢測(cè)的靈敏度和特異度均較高，但由于單個(gè)反應(yīng)孔只能檢測(cè)3、4 種病原，檢測(cè)更多病原需要更多反應(yīng)孔，使檢測(cè)的便利性和檢測(cè)通量降低，而檢測(cè)費(fèi)用顯著升高。核酸質(zhì)譜檢測(cè)整合了PCR技術(shù)的高靈敏度和質(zhì)譜技術(shù)的高通量，能檢測(cè)更多的病原體?；|(zhì)輔助激光解析電離飛行時(shí)間質(zhì)譜（matrix assisted laser desorption ionization time of flight mass spectrometry，MALDI-TOF-MS）技術(shù)在細(xì)菌和真菌的檢測(cè)中起重要作用[41-43]，COVID-19 疫情發(fā)生后MALDI-TOFMS 技術(shù)也被用于SARS-CoV-2 及其變異株的檢測(cè)[44]。該技術(shù)可同時(shí)檢測(cè)SARS-CoV-2六種變異株（Alpha、Beta、Epsilon、Iota、Gamma和Delta）。

4.2.4 宏基因組病原檢測(cè)方法 基于二代測(cè)序的mNGS方法一次能對(duì)幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)條核酸序列測(cè)序，可無(wú)偏倚檢測(cè)標(biāo)本中所有的病原微生物信息。mNGS測(cè)序技術(shù)為不明原因的疑難重癥，新發(fā)、突發(fā)病原體的鑒定提供了新的選擇，成為臨床實(shí)驗(yàn)室的重要技術(shù)補(bǔ)充。mNGS 技術(shù)在SARS-CoV-2 的發(fā)現(xiàn)上也起了重要的作用。但是目前mNGS也存在成本較高、缺乏規(guī)范化的質(zhì)量控制、無(wú)法明確是致病菌還是定植菌等問(wèn)題，正確的結(jié)果解讀是利用好這一工具的關(guān)鍵。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，新冠肺炎疫情期間，兒童呼吸道感染的病毒病原譜及流行病學(xué)趨勢(shì)有所變化，但病毒仍然是最重要的病原體，我們?cè)陉P(guān)注新型冠狀病毒的同時(shí)，不能忽視其他呼吸道病毒的感染。隨著科技的迅猛發(fā)展，病原體檢測(cè)已從傳統(tǒng)的病原體分離培養(yǎng)到免疫學(xué)技術(shù)和血清學(xué)檢測(cè)，最終邁向了分子檢測(cè)時(shí)代，多重PCR 檢測(cè)等新技術(shù)在檢測(cè)病原的種類(lèi)和時(shí)效性上具有較大優(yōu)勢(shì)，但傳統(tǒng)的呼吸道病原檢測(cè)方法不應(yīng)被取代和忽視，兩者互補(bǔ)可以更好地服務(wù)于臨床，針對(duì)不同的檢測(cè)人群和不同的檢測(cè)目的，可采取不同的呼吸道病原體檢測(cè)組合方案。對(duì)兒童呼吸道病原學(xué)進(jìn)行檢測(cè)和持續(xù)監(jiān)測(cè)十分必要，這有利于新冠肺炎后疫情時(shí)代呼吸道病毒感染的精準(zhǔn)防控和臨床診斷及治療。