病毒肺炎临床及影像学研究

病毒肺炎临床及影像学研究

[摘要]近期暴发的病毒肺炎(novelcoronaviruspneumonia,NCP)主要引起呼吸道感染,严重时出现全身各系统并发症,甚至死亡,严重威胁全球公共卫生安全。由于NCP具有传染性较强、人群普遍易感等特点,正确认识其临床及影像学特点对临床诊治和管理具有重要意义。本文就病毒肺炎的病原学、流行病学、临床诊治等方面研究进展作一综述,特别对其不同分期CT影像学特征进行分析。

[关键词]病毒;感染;肺炎;CT影像学;COVID-19;临床诊治

1病原学及发病机制

冠状病毒是一种广泛存在于人类和动物的RNA病毒,属套式病毒目冠状病毒科冠状病毒属,可导致呼吸道、消化道、肝脏和神经系统疾病[3]。严重急性呼吸综合征病毒(Severeacuterespiratorysyndromecoronavirus,SARS-CoV)和中东呼吸综合征冠状病毒(MiddleEastrespiratorysyndromecoronavirus,MERS-CoV)是已知的可引起致死性疾病的β型冠状病毒[3-4]。通过对此次病毒肺炎患者呼吸道标本的全基因测序发现,该病毒序列与β型冠状病毒属的B谱系匹配,与SARS-CoV和MERS-CoV相似,但其与以上两者在保守区域复制酶(ORF1ab)的序列一致性低于90%[5-7]。国际病毒分类委员会(ICTV)根据系统学、分类学和惯例,将2019病毒命名为“SARS-CoV-2”[8]冠状病毒感染细胞的途径主要是经S蛋白特异性结合于宿主细胞表面受体,通过膜融合方式入胞后将其基因组释放到细胞质中[9]。SARS-CoV-2主要通过刺突S蛋白作用于人细胞表面的ACE2,S蛋白经过结构重排使病毒膜与宿主细胞膜融合,从而感染人呼吸道上皮细胞,且生物物理和结构证据表明SARS-CoV-2与ACE2的结合强度约为15nmol/L,具有比SARS-CoV更高的亲和力,因此传染性更强[10-11]。此外,单细胞RNA测序数据显示,心脏、肾脏、肝脏、膀胱、回肠等都存在ACE2基因表达,提示除了肺部外,这些器官也有病毒侵袭的风险[12]。

2传播途径

目前认为,SARS-CoV-2的传染源主要是已感染患者,无症状感染者也存在携带病毒的可能性[13]。主要通过人与人近距离的呼吸道飞沫传播,也可通过直接或间接接触传播,如经手等感染口、鼻和眼部黏膜[14]。在特定的、病毒浓度较高的相对封闭的环境下有可能会发生气溶胶传播[14],但暂无证据表明其是主要传播方式。此外,在患者粪便中检测到病毒核酸[15],消化道传播有待进一步明确。

3临床特点

3.1潜伏期

目前认为SARS-CoV-2的潜伏期一般为1~14d,多数在感染后3~7d出现症状,存在极少数病例潜伏期超过14d,最长者甚至可达24d[16]。

3.2临床表现

早期临床表现主要是发热和咳嗽,可伴乏力或肌肉酸痛,头痛、咽痛、流涕、腹泻等症状较少见[17-18],少数患者早期无明显症状。钟南山团队研究结果表明有43.8%的患者早期出现发热症状,87.9%则在入院后表现为发热,如果监测病例定义发热检测,则此类患者可能会被遗漏[16]。部分患者则以消化系统症状(如呕吐、腹泻等)、神经系统症状(如头痛)、心血管系统症状(如心慌、胸闷等)为首发表现[19-20]。肺炎患者病情进展或转归各不相同。典型患者感染后迅速进展为肺炎,呼吸道症状加重,多数经治疗后预后良好[14]。由于病毒感染导致全身炎症反应和免疫系统功能紊乱,人体各系统均有可能出现不同程度的损伤。如,疾病进展过程中出现急性心肌损伤、突发心率进行性下降、心音减弱等心脏损害表现[21],还会出现蛋白尿、血浆肌酐和尿素氮水平升高以及肾脏异常影像表现[22]。少数患者病情进展迅速,发病1周后出现呼吸困难和(或)低氧血症,进而出现急性呼吸窘迫综合征、脓毒症休克、难以纠正的代谢性酸中毒和出凝血功能障碍及多器官功能衰竭,以致危及生命[14]。年龄大于60岁、中性粒细胞/淋巴细胞比值≥3.13、患有其他基础性疾病(如高血压、糖尿病、心血管疾病、呼吸道传染病、肿瘤等)是引起重症肺炎的高危因素,及时识别并进行重症监护管理有助于降低不良预后的发生率[23-24]。截止2020年2月11日中国内地全部报告确诊病例中,大多数NCP患者(80.9%)仅表现为轻症或普通型,极少数(4.7%)病情危重出现呼吸衰竭、败血性休克和(或)多器官功能衰竭等表现,总体病死率低,为2.3%[24]。

4胸部影像学检查

4.1检查手段

SARS-CoV-2早期主要经呼吸道感染肺部,故胸部影像学表现成为肺炎的重要诊疗决策依据之一,影像学检查成为病例筛查、早期确诊及疗效评价等重要手段[25]。目前主要的检查手段包括胸部X线与CT。前者由于其对早期磨玻璃影容易漏检,不建议用于本病筛查和早期诊断,可用于重症及危重症患者的床边复查。CT尤其是高分辨率CT,能准确地检出早期病灶并对病变性质及范围进行评估,且表现具有一定特征性,是NCP的首选影像学检查方法[25]。

4.2影像学表现

胸部X线无法显示早期胸膜下的磨玻璃影,随着病情进展,可表现为双肺下野分布的局限性斑片状密度增高影[15],重症患者则可出现双肺弥漫性实变影,伴或不伴少量胸腔积液[26]。胸部CT的主要征象有单发或双肺多发磨玻璃密度影(GGO)和实变影,呈“铺路石”征[25,27],病变以肺外周、胸膜下分布为主,也可在支气管束、血管周围,可见空气支气管征及部分区域小叶间隔增厚[26,28],极少数或少数伴胸腔积液或淋巴结肿大[19]。根据肺部病变范围与类型,可将CT表现分为早期、进展期、重症期和吸收期[29-30]。早期病灶多局限于胸膜下或叶间裂下,密度不均,呈单发或多发的斑片状、局限性GGO,伴或不伴小叶间隔增厚,可见空气支气管征[31](图1A)。进展期病灶分布区域增多,范围扩大至双肺多叶,常见于4~5叶,病灶密度增高,融合成大片,呈非对称性分布,可见支气管血管束增粗(图1B)。重症期肺部弥漫性肺泡损伤,肺细胞脱落,肺透明膜形成[32],影像表现呈双肺弥漫性病变,进展快,以实变为主,合并GGO,少数呈“白肺”表现,并出现少量胸腔积液[33](图1C)。吸收期多见于发病1~2周后,病情呈好转趋势,可见肺部病变范围缩小,密度减低,实变灶逐渐消失,渗出物吸收或机化[34](图1D、1E)。CT显示的病灶变化与病情进展密切相关,随着病程进展肺部出现实变病灶,CT复查时间间隔大于4d的患者较小于4d的患者实变病灶增多,GGO则较少;此外,与年轻患者相比,老年患者的实变病灶同样明显增多。

4.3CT影像的临床诊断价值

作为传染性疾病,病原学检查是确诊肺炎的金标准,但实时荧光定量PCR(RT-PCR)检测SARS-CoV-2病毒总体阳性率不高,其检出率受试剂盒灵敏度、实验操作、患者病毒载量、临床样本类型等多方面因素影响[30]。有研究[35]表明CT检查的灵敏性高于RT-PCR检测。在国家卫生健康委肺炎第五版诊疗方案中,对于疫情严重的湖北省,除疑似病例和确诊病例外新增一条临床诊断病例,即疑似病例具有肺炎影像学特征者[36]。对于此类患者,应及时收治入院进行隔离治疗,后续再进行核酸检测,以改善患者预后及防止疫情扩散。必须提醒肺炎影像学特征不具有特异性,与不少其他病毒感染表现相似。目前,湖北地区疫情得到有效控制[37],需行核酸检测的积压患者均已检测完毕,且核酸检测能力提升可实现快速检测排查。因此,2020年2月19日国家卫生健康委最新的肺炎诊疗方案(试行第六版)中已取消湖北省的临床诊断病例标准,统一划分疑似病例和确诊病例,确诊病例需有病原学证据阳性结果[14]。由于有部分患者胸部影像学表现正常[17],且CT检查过程中同样存在交叉感染问题,RT-PCR检测和CT检查各有优劣。因此,胸部CT检查可作为当前肺炎的主要筛查和辅助诊断手段,但不能代替核酸检测作为确诊标准。对于肺炎的确诊,应结合流行病学病史、临床表现、影像学表现及实验室检查各方面资料综合考虑。综上所述,SARS-CoV-2是一种能够引起人类呼吸系统疾病的β型冠状病毒,传染性极强,目前已影响到全球多个国家,早期诊断对阻断病毒传播和临床治疗均有重要意义。SARS-CoV-2致病的患者早期临床表现较为隐匿,典型患者大多具有下呼吸道感染症状,患者的影像学表现较具特征性,结合临床病史有助于疑似患者的筛查和感染患者的早期临床诊断。此外,包括智能技术的辅助诊疗平台的开发、CT定量分析等影像新技术已经较成熟,应进一步加强其在肺炎诊断、疗效定量评估方面的应用,辅助临床进行更加科学精准的防控。

作者:马琼 石秀东 陆阳 施裕新 单位:复旦大学附属公共卫生临床中心放射科 上海市影像医学研究所