溯源新证!意大利2019年的样本中发现新冠病毒感染的分子学证据

2022年8月25日,意大利米兰大学的研究人员在Environmental Research杂志上发表题为“Molecular evidence for SARS-CoV-2 in samples collected from patients with morbilliform eruptions since late 2019 in Lombardy, northern Italy”的论文[1],该研究首次从新冠疫情大流行以前的样本中发现新冠病毒感染的分子学证据,在2019年9月的样本中检测到新冠病毒RNA,2019年10月的样本测序中发现了早于武汉采样中的病毒突变,推测可能在2019年6月下旬即已在意大利发生新冠病毒的流行。


“前疫情”时期的流行证据


已有多个研究证据表明,SARS-CoV-2在被发现之前已经在不知不觉中传播了一段时间:

  • 2019年12月底在意大利北部、2019年11月在巴西的废水中检测到SARS-CoV-2 RNA[2]。
  • 在法国、意大利、英国、美国和安哥拉,通过抗体检测发现了2019年新冠病毒感染的间接证据[3-7]。
  • 2019年12月,在一名来自法国的咯血住院患者的呼吸道样本,一名来自意大利米兰(伦巴第)的疑似麻疹儿童的口咽拭子、来自意大利北部尸检患者的血液和肺部中分别检测到SARS-CoV-2 RNA[8-10]。
  • 2019年11月,在米兰一名女性皮肤病患者的石蜡保存皮肤活检中检测到SARS-CoV-2病毒抗原和RNA[11]。


新冠病毒感染和麻疹有什么关系?


新冠病毒感染患者中有多种皮肤表现,Freeman E.E.等人曾报道,麻疹样皮疹和新冠病毒感染之间有明显的联系,尽管由于非特异性临床表现、实验室结果的不一致以及缺乏最佳检测时间,诊断仍然具有挑战性[12]。

Bianchi S等人监测米兰大都会区及其周边地区的麻疹和风疹流行情况发现,2019年的麻疹/风疹发病率是前两年平均值的2倍多(3.00 vs 1.25 人/10万人);而且自2019年夏季以来,麻疹和风疹疑似病例但检测呈阴性(discarded cases,丢弃病例,即具有麻疹/风疹相关症状,但经相关检查排除麻疹/风疹诊断的人)的比例从第一波疫情之初的30%上升至70%,2021年达到100%[13]。

疑似但排除麻疹/风疹(丢弃病例)的患者比例


意大利2019年9月的样本即已发现新冠阳性分子证据


为了进一步调查新冠病毒与麻疹样综合征之间的联系,研究人员收集了2018年8月以来所有麻疹/风疹阴性患者(丢弃病例)的样本数据,从156例病例中采集的435份样本,包括148份口咽拭子、141份尿液样本和146份血清样本,进行新冠病毒检测、分子测序和血清学检测等。

结果在13例患者中发现了新冠病毒感染的分子学证据,其中2例(16.7%,2/12)样本是在COVID-19大流行期间,11例(25%,11/44)样本来自于大流行之前。在这13例样本中,6例(46.2%)是在尿液中发现新冠病毒RNA,其余是在呼吸道样本中发现新冠病毒。

第一例新冠病毒RNA阳性的样本是在2019年9月12日收集的尿液,来自一名8月龄的婴儿,其血清学检查也呈IgG和IgM阳性。然而,该样本在实时PCR未检出阳性,而是在嵌套PCR后呈阳性,表明病毒载量较低。其他2019年9月之前收集到的191分样本均未检测到阳性。


意大利2019年10月的序列发现武汉样本中没有的突变


该研究共获得了15个基因序列,其中12个来自COVID-19大流行前病例。这15个序列都观察到病毒的三个主要突变(C3037T、C14408T和A23403G),这三个突变属于β突变,在中国疫情暴发几周后才首次检测到;而武汉暴发新冠疫情中检测到的为α突变。

而该研究中所有β突变,都是在2019年10月17日收集的样本中发现。研究人员估计新冠病毒的祖病毒可能在2019年10月17日之前就已经存在了11.6-16.2周,即在2019年6月下旬至2019年7月下旬。

该研究绘制的新型冠状病毒的全球突变史


总结


该研究首次提供了从2019年12月之前收集的临床样本中获得的新冠序列信息。其研究结果对阐明新冠病毒在人前中出现的事件链具有潜在相关影响,作者认为在病毒溯源调查中应考虑更加广泛的地理区域和时间跨度。

作者也指出了该研究的一些局限性,比如患者例数还相对较少,样本不是在呼吸道疾病监测的框架内收集的,并且病毒载量较低。此外,初步数据必须通过后续研究来补充,需要采用宏基因组方法从检测到的毒株中获取更多序列信息,以研究病毒进化史并更准确地估计病毒引入的时间。


参考文献

[2]La Rosa G., Mancini P., Bonanno Ferraro G., Veneri C., Iaconelli M., Bonadonna L., Lucentini L., Suffredini E. SARS-CoV-2 has been circulating in northern Italy since december 2019: evidence from environmental monitoring. Sci. Total Environ. 2021;750 doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.141711.

[3]Carrat F., Figoni J., Henny J., Desenclos J.-C., Kab S., de Lamballerie X., Zins M. Evidence of early circulation of SARS-CoV-2 in France: findings from the population-based “CONSTANCES” cohort. Eur. J. Epidemiol. 2021 doi: 10.1007/s10654-020-00716-2.

[4]Apolone G., Montomoli E., Manenti A., Boeri M., Sabia F., Hyseni I., Mazzini L., Martinuzzi D., Cantone L., Milanese G., Sestini S., Suatoni P., Marchianò A., Bollati V., Sozzi G., Pastorino U. Unexpected detection of SARS-CoV-2 antibodies in the prepandemic period in Italy. Tumori J. 2020 doi: 10.1177/0300891620974755.

[5]Ng K.W., Faulkner N., Cornish G.H., et al. Preexisting and de Novo humoral immunity to SARS-CoV-2 in humans. Science. 2020;370(6522):1339–1343. doi: 10.1126/science.abe1107.

[6]Basavaraju S.V., Patton M.E., Grimm K., et al. Serologic testing of US blood donations to identify severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2)–Reactive antibodies: december 2019–january 2020. Clin. Infect. Dis. 2021;72(12):e1004–e1009. doi: 10.1093/cid/ciaa1785.

[7]Paixao J., Galangue M., Gaston C.,et al.Early evidence of circulating SARS-CoV-2 in unvaccinated and vaccinated measles patients, september 2019–february 2020. Infect. Drug Resist. 2022;15:533–544. doi: 10.2147/IDR.S344437.

[8]Deslandes A., Berti V., Tandjaoui-Lambotte Y.,et al. SARS-CoV-2 was already spreading in France in late december 2019. Int. J. Antimicrob. Agents. 2020;55(6) doi: 10.1016/j.ijantimicag.2020.106006.

[9]Amendola A., Bianchi S., Gori M., et al. Evidence of SARS-CoV-2 RNA in an oropharyngeal swab specimen, milan, Italy, early december 2019. Emerg. Infect. Dis. 2021;27(2):648–650. doi: 10.3201/eid2702.204632.

[10]Lai A., Tambuzzi S., Bergna A., et al. Evidence of SARS-CoV-2 antibodies and RNA on autopsy cases in the pre-pandemic period in milan (Italy) Front. Microbiol. 2022;13 doi: 10.3389/fmicb.2022.886317.

[11]Gianotti R., Barberis M., Fellegara G., et al. COVID-19-Related dermatosis in november 2019: could this case Be Italy's patient zero? Br. J. Dermatol. 2021;184(5):970–971. doi: 10.1111/bjd.19804.

[12]Freeman E.E., McMahon D.E., Hruza G.J., Lipoff J.B., French L.E., Fox L.P., Fassett M.S. Timing of PCR and antibody testing in patients with COVID-19-associated dermatologic manifestations. J. Am. Acad. Dermatol. 2021;84(2):505–507. doi: 10.1016/j.jaad.2020.09.007.

[13]Bianchi S., Faccini M., Lamberti A., Senatore S., Civeri G., Frati E.R., Colzani D., Gori M., Cereda D., Gramegna M., Auxilia F., Tanzi E., Amendola A. Measles surveillance activities in the metropolitan area of milan during 2017-2018. J. Prev. Med. Hyg. 2019;60(4):E286–E292. doi: 10.15167/2421-4248/jpmh2019.60.4.1269.

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