科学探索|新研究对COVID-19在唾液和鼻腔中的感染动态进行了追踪新研究对COVID-19在唾液和鼻腔中

由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(UIUC)的科学家领导的一个研究小组追踪了SARS-CoV-2在新近感染该病毒的人的唾液和鼻腔中的上升和下降情况。该研究是第一个通过重复采样跟踪急性COVID-19感染的时间并比较不同测试方法的结果的研究。

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该研究结果发表在《Nature Microbiology》上。
“我们捕捉到了自然感染期间SARS-CoV-2如何在人体内复制和脱落的最完整、高分辨率、定量的画面。没有其他类似的数据。该研究揭示了感染的几个方面，这些方面对公共卫生和基础生物学都很重要，”芝加哥大学微生物学教授Christopher B. Brooke说道。他跟微生物学和统计学教授Pamela P. Martinez和病理生物学教授Rebecca L. Smith一起领导这项研究。
这项研究源于SHIELD: Target, Test, Tell倡议，即伊利诺伊大学的COVID-19应对计划。该计划于2020年秋季开始对工作人员、学生和教职员工每周进行两次测试。伊利诺伊州的研究人员意识到，测试数据可能是一个关于感染过程的信息宝库：如不同的SARS-CoV-2变体的复制速度以及个人清除感染的能力有何不同。

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美国国家卫生研究院出面资助了比较PCR测试--扩增和检测病毒RNA、快速抗原测试--寻找与病毒相关的蛋白质的工作。这笔资金使得这项研究的其他方面成为可能。
从最初的阳性测试的24小时内开始，研究小组每天从COVID-19感染测试呈阳性的成年人那里采集了鼻腔和唾液样本。该研究的60名参与者的年龄从19岁到73岁不等。该研究对每个人进行了长达14天的跟踪。
Brooke表示，确定受感染的人可能会在他们的唾液或鼻腔等处脱落多长时间的病毒，这是了解病毒如何在人群中传播和持续存在的关键。为了做到这一点，该团队还使用了病毒培养法来测量他们样本中传染性病毒的脱落情况。“仅仅因为你通过PCR或抗原测试看到了病毒的信号并不意味着那里确实有可能复制和脱落并传播给其他人的活病毒。”
洛斯阿拉莫斯国家实验室的合作者、该论文的第一作者Ruian Ke使用了各种数学模型来帮助研究小组了解数据如何反映潜在的感染过程并确定了影响感染过程的因素。
这项工作显示，一些人只在一两天内流出活病毒，而另一些人则持续流出病毒长达九天。
“基于这一发现，我们预测那些病毒脱落超过一周的人将会比那些只有一两天可检测到活病毒的人有更大的传播风险，” Brooke说道。
Martinez则称：“这是一个非常关键的发现。人们已经观察到病毒传播是异质的，但大多数人把这些差异归结为个人行为。我们假设超级传播者不那么谨慎或跟更多人接触。这表明内在的感染动力学也发挥了重要作用。”
研究人员还发现，病毒基因组负荷--可通过PCR技术检测--在唾液样本中比在鼻拭子中更早达到峰值。
研究人员写道，这表明唾液可能作为早期检测感染的一个优越的采样点。
科学家们在SARS-CoV-2病毒的早期循环变种和阿尔法变种的感染动态中没有看到有意义的差异。研究人员指出，这表明阿尔法变种的较高传播性不能用较高的病毒负荷或延迟清除来解释。
研究小组看到人们的症状和感染过程之间没有有意义的关联。Brooke指出，虽然人们通常认为那些有更多症状的人可能更具感染性，但这可能并不总是正确的。值得注意的一点是，这部分研究的意义可能受到一些限制，因为研究中的所有参与者要么没有症状要么症状轻微且没有人住院。