重磅｜广州医科大唐小平／李锋团队研究深度解析新冠复阳

　　本文转载自iNature，作者椰子

　　全球确诊新冠病毒（SARS-CoV-2）感染人数已超6亿。感染者康复后，体内再次检测得病毒核酸一直备受关注。根据病毒来源、浓度和传播风险，新冠康复者再次检测到病毒核酸可分为三类：病毒核酸复阳、病毒反弹和病毒再次感染。病毒核酸复阳是指在排除再次感染的前提下，感染者出院后检测病毒核酸再次呈阳性的情况。病毒反弹主要是指直接抗病毒药物（DAAs，如Paxlovid和Molnupiravir）的临床应用中观察到的完整用药周期后病毒滴度再次反弹的现象。病毒再次感染是由于病毒特异性免疫力丧失或减弱，一些康复者受到不同于首次病毒的二次或多次感染的情况。

　　近日，广州医科大学附属市八医院唐小平/李锋团队针对Delta变异株感染病毒核酸复阳进行了大样本分析，发现病毒核酸复阳发生率虽然很高，但复阳病人病毒载量低、病毒培养阴性、基本无传染性（National Science Review?, Volume 9, Issue 10, October 2022, nwac141, https://doi.org/10.1093/nsr/nwac141）。但有关新变异株的复阳率以及宿主免疫对病毒核酸复阳发生的影响仍不明确。

　　在此研究基础上，该团队在Journal of Medical Virology?杂志发表题为“High titers of neutralizing antibodies in the blood fail to eliminate SARS-CoV-2 viral RNA in the upper respiratory tract”的文章。该研究比较了不同变异株的病毒核酸复阳率；且分析接种疫苗和中和抗体（BRII-196/198）治疗对患者康复后病毒核酸复阳率的影响。发现在病毒核酸复阳者中，尽管血液里存在高浓度的病毒特异性抗体，仍不能有效清除上呼吸道中长时间存在的病毒核酸。

　　

　　首先，研究比较了不同变异株病毒核酸复阳情况。2020年野生株SARS-CoV-2感染的核酸复阳率为7.27%（21/289）。然而，Delta和Omicron变异株感染的病毒核酸复阳率分别大幅增加至61.41%（514/837）和39.53%（119/301）。与野生株SARS-CoV-2感染病毒核酸复阳倾向于消化道不同（15/21，71.40%），Delta株绝大部分发生在上呼吸道病毒核酸复阳。值得注意的是，Delta与Omicron变异株感染的鼻咽拭子病毒滴度峰值均显著高于野生株（图1C），上呼吸道高病毒滴度可能是病毒核酸复阳的影响因素之一。

　　

　　图1 不同变异株病毒核酸复阳情况（摘自J Med Virol. 2022 Oct 13.doi: 10.1002/jmv.28219 ）

　　另外，宿主有效的免疫应答是否能抑制病毒核酸复阳呢？文章分别分析了接种疫苗和中和抗体治疗对病毒核酸复阳的影响。接种疫苗是预防新冠肺炎的有效有段，能降低重症率及死亡率。但作者观察到，疫苗突破感染者血液里可检测到快速升高的RBD-IgG抗体，水平显著高于未接种感染者。然而，即使存在高浓度的病毒特异性抗体，Delta突破感染者病毒核酸复阳率仍然很高（65.52%，266/406，图2A）。且在接种两针灭活疫苗突破感染者中，复阳和非复阳人群的RBD-IgG水平、住院天数、PBMCs转录组水平都无明显差异（图2C、D、E）。

　　图2 疫苗接种对病毒核酸复阳的影响（摘自J Med Virol. 2022 Oct 13.doi: 10.1002/jmv.28219）

　　另外，研究者还在未接种疫苗感染者中评估了中和抗体（BRII-196/198）治疗对控制Delta变异株感染复阳的影响。静脉输入治疗性中和抗体后，患者血液中RBD-IgG水平立即提高到较高水平，并可以持续100天之久。但接收治疗患者中病毒核酸复阳率并未降低（67.27%，37/55）住院天数也未缩短（图3C、D）。

　　

　　图3 中和抗体治疗对Delta核酸复阳的影响（摘自J Med Virol?. 2022 Oct 13.doi: 10.1002/jmv.28219）

　　感染者血液中存在高浓度的病毒中和抗体情况下，仍不能有效清除上呼吸道中长期存在的病毒核酸，为新冠的临床救治出了一个大难题。该研究结果说明，系统免疫对上呼吸道病毒核酸完全清除鞭长莫及，上呼吸道局部的抗病毒黏膜免疫不足可能是病毒核酸长期滞留在的主要原因。

　　基于新冠病毒复阳的主题，唐小平/李锋团队又在Cellular & Molecular Immunology?杂志发表题为“The compartmentalized upper respiratory mucosa needs time to rally a sufficient immune force for SARS-CoV-2 clearance”的述评，重点分析了新冠病毒核酸复阳与病毒反弹两种现象的特点，强调了上呼吸道抗新冠病毒的黏膜免疫相对独立且滞后于系统抗病毒免疫应答，认为上呼吸道局部的抗病毒黏膜免疫应答需要一定时间成熟，成熟后的强有力抗病毒黏膜免疫才是有效清除上呼吸道中病毒，并保持长期控制的主要力量。

　　新冠病毒反弹与病毒核酸复阳特点不同。病毒感染初期，二者病毒滴度水平相当。在病毒核酸复阳者中，复阳阶段病毒核酸载量较感染初期低10万倍；核酸复阳呈现偶发、无规律、不可预测的特点，可间隙性出现长达几个月（图4C）；未能培养出活病毒；流行病学追踪也未发现社区传播。然而，在病毒反弹中，反弹的病毒核酸载量能上升至与初始感染水平相当；且病毒核酸动态变化规律与初始急性感染期相似（图4D）；反弹阶段可以培养出活病毒。

　　

　　病毒核酸复阳阶段，绝大部分病例无临床症状，且其肺部炎症也呈好转趋势。仅4%的患者会有偶发咳嗽和疲劳，但并不需要进一步治疗。相比之下，几乎所有病毒反弹者仍会出现与疾病严重转归相关的症状，其中约六分之一的人需要接受进一步治疗。病毒反弹更倾向出现在有合并症、器官移植和使用免疫抑制剂的患者中。说明出现病毒反弹时，应当及时加以遏制。

　　这些病毒复阳现象促使研究人员对其潜在机制进行深入分析。（1）这些复阳的病毒或病毒核酸存在于哪里？（2）为什么宿主免疫系统不能完全清除病毒核酸？（3）哪些措施可以促进新冠病毒核酸的清除?

　　外周血中的病毒特异性免疫反应能有效地保护肺部免受SARS-CoV-2的攻击，但对清除上呼吸道中的残留病毒核酸的作用有限。作者提出新冠病毒复阳频繁发生可能与上呼吸道和下呼吸道的病毒特异性黏膜反应分离（或延迟）有关（图5E）。肺部丰富的血液循环可以提供大量免疫细胞、抗体、细胞因子和抗病毒药物等，形成强大的屏障，抑制病毒的复制。相比之下，上呼吸道黏膜是一个独特的解剖部位，主要负责捕获外来小颗粒和湿润吸入的空气。为了避免频繁引起炎症，鼻粘膜免疫对外来刺激具有较高耐受水平。当上呼吸道鼻咽黏膜未能建立起强有效的抗病毒免疫时，病毒可能会持续存在某些特定细胞中，偶尔被检测到，呈现出核酸复阳现象（图5F）。

　　与抗体和细胞因子相比，小分子DAAs能更好地从血液渗透到鼻黏膜，并积累到足够的浓度来抑制SARS-CoV-2的复制。通常情况下，DAAs治疗配合宿主自身病毒特异性黏膜免疫反应足以清除所有病毒。停止用药后，及时形成的病毒特异性黏膜免疫开始发挥作用，控制病毒反弹。然而，在免疫力不足的个体中（如有合并症、器官移植或使用免疫抑制剂的患者），当有效上呼吸道黏膜尚未形成免疫控制能力时，一旦过早停止使用DAAs，残留的病毒又会复活（图4D）。理论上，适当延长DAAs治疗时间到病毒自然感染周期，将有利于病毒特异性黏膜免疫充分成熟，从而避免病毒反弹。

　　

　　由上可见，加强上呼吸道的病毒特异性黏膜免疫似乎对消除SARS-CoV-2和避免病毒反弹至关重要。目前符合条件的人群均接种了新冠疫苗，在此基础上，需要鼓励能提升上呼吸道黏膜免疫应答能力的疫苗。同时，也应考虑向上呼吸道黏膜直接递送抗病毒药物和中和抗体，并在治疗过程中应延长疗程，以达到彻底清除病毒核酸。

　　广州医科大学附属市八医院唐小平教授、胡凤玉研究员、李锋研究员为文章的通讯作者。广州医科大学附属市八医院博士后李璐、硕士研究生崔剑萍、唐婧艳为论文“High titers of neutralizing antibodies in the blood fail to eliminate SARS-CoV-2 viral RNA in the upper respiratory tract”的共同第一作者。广州医科大学附属市八医院感染科医师郑晓文为文章“The compartmentalized upper respiratory mucosa needs time to rally a sufficient immune force for SARS-CoV-2 clearance”的第一作者。该研究得到广州实验室和广东省科技厅项目资助。