客观日本

【新型肺炎】日本成功控制住中国输入的第一波疫情,现在流行的是来自欧洲的第二波

2020年05月01日 生物医药

日本国立感染症研究所4月27日宣布,通过追踪新型冠状病毒(SARS-CoV-2)基因组随机发生的突变发现,日本成功地控制住了从中国输入的第一波疫情,但目前来欧洲的第二波疫情正在日本蔓延。

按时间序列显示的病毒株基因变化视频:
https://gph.niid.go.jp/covid19/haplotype_networks

在来自中国的第一波疫情中,出现了大量区域性聚集性感染,日本通过以“中国、湖北省、武汉”为关键字确定高风险感染者,并及时发现密切接触者,成功控制住了疫情。然而,就在通过详细的流行病学调查,控制聚集性感染,使疫情逐渐走向平息可控的时候,从3月中旬开始日本全国各地却同时出现多例“感染途径不明”的孤发病例。据推测,这是因为在日本政府做出渡航禁制令的3月中旬之前,由海外的回国者(海外游客、海外日本人)输入的“第二波”疫情,并在数周内迅速传播到日本全国,导致“无出国史和感染途径不明”的患者及无症状感染者增加。从这些海外游客引起的同时多发病例和对3月中旬以后实施的行动限制不足的情况来看,可以认为感染源不明的新型冠状病毒已经入侵日本国内,造成了目前疫情扩散的状况。

title

日本曾经流行的第一波疫情和现在流行的第二波疫情(TV朝日的节目截屏)

日本的新型冠状病毒聚集性感染防控过程

2019年底爆发于中国武汉的新型冠状病毒从2020年1月开始进入到日本国内,引发了多起区域性的聚集性感染。通过在疫情发生地积极实施流行病学调查,确定发生源和密切接触者,采取了隔离观察等抑制感染进一步扩散的对策。一段时间内,各地均取得了一定的成效,比如各地确认感染人数开始减少,宣布聚集性感染疫情平息等(如北海道·北见市聚集性感染 2020/04/14),但之后各地的疫情又开始出现,最终导致政府宣布全国规模的紧急事态宣言。

日本国立感染症研究所在各地方卫生研究所的协助下,确定了日本国内流行的新型冠状病毒(单链正链RNA病毒,全长29.9kb)基因组序列,通过病毒遗传特征推算了感染的发生原因。

新型冠状病毒基因组解析方法

研究人员优化了Wellcome Trust财团支援的ARTIC Network提出的方法,通过改良实现了高流量。详情已在bioRxiv的Preprint上公开(参考文献1、2)

世界各地的研究所都在解码SARS-CoV-2的基因组序列,截至2020年4月16日,已经录入4,511名患者的SARS-CoV-2基因组序列(几乎完整的长度,足够用于基因组分子流行病学研究,参考文献3)。日本国内也从各地收集了阳性样本,对562名患者实施了基因组解析。通过整合全球和日本的基因组信息提取出了碱基突变,制作了显示病毒株亲本关系的单倍型网状图(图2)。

title

图2:利用全球和日本的新冠病毒基因组信息,制作的碱基突变单倍型网状图。
碱基突变的病毒株亲本关系图(截至2020年4月16日)。据推算,突变速度为25.9碱基突变/基因组/年(也即, 1年有25.9个位置发生突变)。

据推算,SARS-CoV-2的突变速度目前为25.9碱基突变/基因组/年(也就是说,预计1年有25.9个位置发生突变)。这表明,自2019年底出现疫情以来,经过约4个月的时间,整个基因组至少有9个碱基随机发生了突变。

经确认,1月上旬来中国武汉的病毒株在日本各地曾引发多起聚集性感染(图2红●),但现在已经基本消失。另外,在2月5日开始全面进行检疫的钻石公主号游轮上确诊的896名(相当于全部3,711人的1/4)乘客和船员中,抽取了检测结果呈阳性的148名患者样本,并从中确定了70人的基因组信息。与武汉病毒株(Wuhan-Hu-1: GenBank_IDMN908947)的基因组信息比较发现,引起船内大规模感染的病毒株基因组仅1个碱基发生了突变(G11083T,图2 洋红色●)。目前日本各地未再检测出源自钻石公主号的病毒株,该病毒株被认为已在日本消失。

虽然至此日本控制住了来自中国的第一波疫情,但从3月上旬起,新型冠状病毒开始在欧洲和北美扩散,全球出现感染爆发趋势,日本也检测出了源自欧洲的病毒株(图2左上 红●)。之后,由于日本3月份实施的限制措施不够严格,随着大城市圈的感染扩散,全国各地检测出大量“感染途径不明”的病例。从日本2020年3月底至4月中旬的疫情来看,虽然成功控制住了初期来自中国的疫情(第一波),但来自欧洲(第二波)的输入病例在国内出现了扩散。

结论

流行病学调查显示,通过追踪SARS-CoV-2基因组上随机发生的突变足迹,追溯了感染途径,在来自中国的第一波疫情中,出现了大量区域性的聚集性感染,通过以“中国、湖北省、武汉”为关键字确定高风险感染者,并及时发现和隔离密切接触者,成功控制住了疫情。

然而,从3月中旬开始,日本开始出现 “感染途径不明”的病例。如图2的SARS-CoV-2单倍型网状图所示,在开始渡航自肃的3月中旬之前,由海外的回国者(海外游客、海外日本人)向日本输入了“第二波”疫情,并在数周内传播到全国各地,导致“无出国史和感染途径不明”的患者及无症状感染者增加,造成了目前的疫情扩散。

参考文献
1 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.03.10.985150v3
2 https://www.protocols.io/view/ncov-2019-sequencing-protocol-for-illumina-betejeje.
3 https://www.gisaid.org/epiflu-applications/next-hcov-19-app/.

日语发布原文

文:JST客观日本编辑部

专题网页