Virus học

Hội chứng hô hấp cấp tính nghiêm trọng coronavirus 2 (SARS-CoV-2) là một loại virus betacoronavirus chưa từng được biết đến trước đây đã được phát hiện trong mẫu dịch rửa phế quản phế nang lấy từ các cụm bệnh nhân bị viêm phổi không rõ nguyên nhân ở thành phố Vũ Hán, tỉnh Hồ Bắc, Trung Quốc, vào tháng 12 năm 2019. [41]

Coronavirus là một họ lớn các vi rút RNA có vỏ bọc, một số vi rút gây bệnh cho người (ví dụ, cảm lạnh thông thường, hội chứng hô hấp cấp tính nghiêm trọng [SARS], hội chứng hô hấp Trung Đông [MERS]), và các vi rút khác lưu hành giữa các loài động vật có vú và chim. Hiếm khi, coronavirus động vật có thể lây sang người và sau đó lây lan giữa người với người, như trường hợp của SARS và MERS.

SARS-CoV-2 thuộc chi Sarbecovirus của họ Coronaviridae, và là loại coronavirus thứ bảy được biết là có khả năng lây nhiễm sang người. Virus này được phát hiện là tương tự như các coronavirus giống SARS từ dơi, nhưng nó khác với SARS-CoV và MERS-CoV. [42] [43]

 

Nguồn gốc của vi rút

Đa số bệnh nhân trong giai đoạn đầu của đợt bùng phát này cho biết có mối liên hệ với Chợ Hải sản Hoa Nam Nam Trung Quốc, một khu chợ động vật sống hoặc chợ ‘ẩm ướt’, cho thấy nguồn gốc lây truyền từ động vật của vi rút. [44] [45] [46] Đánh giá ban đầu về động lực truyền dẫn trong 425 trường hợp được xác nhận đầu tiên cho thấy 55% trường hợp trước ngày 1 tháng 1 năm 2020 có liên quan đến chợ, trong khi chỉ 8,6% trường hợp sau ngày này có liên quan đến chợ. Điều này cho thấy rằng sự lây lan giữa người với người đã xảy ra giữa những người tiếp xúc gần gũi kể từ giữa tháng 12 năm 2019. [46] Nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy rằng vi rút có thể đã xuất hiện sớm hơn những gì người ta nghĩ trước đây. [47]

Nguồn gốc từ động vật vẫn chưa được xác nhận. Một số nghiên cứu cho rằng SARS-CoV-2 có thể là một loại vi rút tái tổ hợp giữa một coronavirus dơi và một coronavirus không rõ nguồn gốc, với tê tê và chồn được coi là vật chủ trung gian. Tuy nhiên, hiện chưa có bằng chứng chứng minh con đường lây truyền có thể từ ổ chứa dơi sang người thông qua một hoặc một số loài động vật trung gian. [48] Cần phải nghiên cứu thêm để xác định nguồn gốc của SARS-CoV-2.

 

Động lực học truyền động

Lây truyền qua đường hô hấp là phương thức lây truyền chiếm ưu thế, với sự gần gũi và thông khí là những yếu tố quyết định chính của nguy cơ lây truyền. [49] Các bằng chứng hiện có cho thấy rằng sự lây truyền giữa người với người chủ yếu xảy ra khi một người bị nhiễm bệnh tiếp xúc gần gũi với một người khác. Vi rút có thể lây lan từ miệng hoặc mũi của người bị bệnh dưới dạng các hạt chất lỏng nhỏ (có kích thước từ giọt lớn hơn đến hạt khí dung nhỏ hơn) khi người đó ho, hắt hơi, hát, thở sâu hoặc nói chuyện. Tiếp xúc trong phạm vi gần có thể dẫn đến việc hít phải hoặc tiêm nhiễm vi rút qua miệng, mũi hoặc mắt. [50]

Sự truyền qua hạt nhỏ kiểu khí dung có thể xảy ra ở các cơ sở chăm sóc sức khỏe trong quá trình tạo khí dung. Cũng có một số báo cáo về ổ dịch cho thấy có thể lây truyền qua đường khí dung trong cộng đồng trong một số điều kiện nhất định; tuy nhiên, những báo cáo này liên quan đến không gian đông đúc trong nhà kín với hệ thống thông gió kém, nơi người nhiễm bệnh có thể đã thở sâu (ví dụ: nhà hàng, buổi tập hợp xướng, lớp học thể dục). Một cuộc điều tra chi tiết về các cụm này cho thấy rằng sự truyền qua giọt và fomite cũng có thể giải thích sự lây truyền trong các báo cáo này. [50] Trong khi không khí ở gần và ở xa, bệnh nhân được phát hiện thường xuyên bị nhiễm virus SARS-CoV-2 RNA, một số ít trong số các mẫu này có chứa vi rút sống sót. [51] Nguy cơ lây truyền ở ngoài trời thấp hơn nhiều so với trong nhà, với một số nghiên cứu hạn chế ước tính tỷ lệ lây truyền là <1%. [52] Bằng chứng cho thấy phương pháp điều trị bằng máy phun sương làm tăng nguy cơ lây truyền coronavirus tương tự như SARS-CoV-2 là không thể kết luận và có rất ít bằng chứng trực tiếp về nguy cơ lây truyền SARS-CoV-2. [53]

Có thể có sự lây truyền Fomite (từ  dùng để chỉ những đồ vật vô tri vô giác có thể mang và lây lan bệnh tật cũng như các tác nhân truyền nhiễm. Fomite cũng có thể được gọi là vectơ thụ động.- do tiếp xúc trực tiếp với bề mặt), nhưng hiện chưa có bằng chứng thuyết phục về phương thức lây truyền này. Trong một số ít trường hợp đã cho rằng có sự lây truyền qua fomite, việc lây truyền qua đường hô hấp vẫn chưa được loại trừ hoàn toàn. [49] Trong khi phần lớn các nghiên cứu báo cáo việc xác định vi-rút trên các bề mặt vô tri, vẫn thiếu bằng chứng để chứng minh khả năng phục hồi của vi-rút tồn tại. [54]

Có thể có khả năng lây truyền qua đường miệng – đường hô hấp (hoặc đường hô hấp qua phân được phun khí dung), nhưng chỉ có một số bằng chứng cụ thể hạn chế để chứng minh cho phương thức lây truyền này. [49]

Sự lây truyền qua các chất dịch cơ thể khác (bao gồm cả lây truyền qua đường tình dục hoặc lây truyền qua đường máu) chưa được báo cáo. [49] Mặc dù vi rút đã được phát hiện trong dịch cơ thể (ví dụ, tinh dịch, nước tiểu, dịch não tủy, dịch mắt), sự hiện diện của vi rút hoặc các thành phần vi rút không đồng nghĩa với khả năng lây nhiễm. [55]

Sự lây truyền dọc hiếm khi xảy ra và sự lây truyền qua nhau thai đã được ghi nhận. Có bằng chứng hạn chế về mức độ lây truyền dọc và thời điểm lây truyền của nó. [56] Các mảnh virut đã được phát hiện trong sữa mẹ; tuy nhiên, phát hiện này không phổ biến và khi nó xảy ra, có liên quan đến các triệu chứng nhẹ ở trẻ sơ sinh. [57]

Sự lây truyền ở bệnh viện đã được báo cáo ở 44% bệnh nhân trong một tổng quan hệ thống; tuy nhiên, đánh giá này chỉ giới hạn trong loạt trường hợp được tiến hành sớm khi bùng phát ở Vũ Hán, trước khi có các biện pháp phòng ngừa và kiểm soát nhiễm vi rút thích hợp. [58] Nhiễm vi rút mắc phải tại bệnh viện chiếm khoảng 11,3% các ca nhiễm vi rút ở Anh từ tháng 2 đến tháng 8 năm 2020. Con số này đạt đỉnh 15,8% vào giữa tháng 5. Tỷ lệ cao tới 25% đã được báo cáo ở một số khu vực vào tháng 10 năm 2020. Tỷ lệ này cao hơn đáng kể ở các bệnh viện chăm sóc cộng đồng (61,9%) và bệnh viện tâm thần (67,5%) so với bệnh viện chăm sóc cấp tính và đa khoa (9,7%). [59 ] [60] Các nghiên cứu về nhân viên y tế tiếp xúc với các trường hợp chỉ định (không có tạo khí dung) cho thấy rất ít hoặc không có sự lây truyền bệnh viện khi các biện pháp phòng ngừa tiếp xúc và giọt nhỏ được sử dụng. [61]

Đi sau giản đồ này là hệ thống sơ đồ hóa cho các thông số nhập vào: môi trường tiếp xúc, các phương tiện bảo hộ được dùng, mức độ nặng của triệu chứng ở người đã xác định nhiễm virus… cụ thể hóa cho các kết luận ở trên, nhưng không thể chuyển ngữ ở đây.

 

Động lực lây truyền liên quan đến các triệu chứng

Khả năng lây truyền cao hơn nếu các tiếp xúc xảy ra một thời gian ngắn trước hoặc sau khi khởi phát triệu chứng ở bệnh nhân đã xác định. Trong một nghiên cứu, nguy cơ lây truyền cho những người tiếp xúc gần sẽ cao hơn nếu phơi nhiễm xảy ra trong khoảng từ -2 đến 3 ngày kể từ khi khởi phát triệu chứng ở bệnh nhân chỉ định. Trong số những người tiếp xúc đã bị nhiễm bệnh, nhiễm vi rút không triệu chứng phổ biến hơn nếu họ tiếp xúc với một bệnh nhân đã xác định cũng không triệu chứng, cho thấy mức độ nghiêm trọng của bệnh ở bệnh nhân đã xác định có thể liên quan đến biểu hiện lâm sàng của bệnh. [62]

Lây truyền có triệu chứng

Sự lây truyền chủ yếu xảy ra qua các giọt đường hô hấp hoặc bình xịt khi tiếp xúc gần với một trường hợp có triệu chứng bị nhiễm bệnh. Khả năng lây truyền phụ thuộc vào số lượng vi rút tồn tại được phát tán và phát tán bởi một người, loại tiếp xúc, môi trường và các biện pháp ngăn ngừa và kiểm soát lây nhiễm được áp dụng. [50]

Lây truyền trước khi có triệu chứng

Sự lây truyền có thể xảy ra trong thời gian ủ bệnh trước khi khởi phát triệu chứng. Chỉ 7% những người tiếp xúc với một trường hợp được xác định, trước khi người đó biểu hiện có triệu chứng, bị nhiễm bệnh, trong một cuộc đánh giá có hệ thống. [63] Những người không có triệu chứng có thể là đang ở giai đoạn trước khi biểu hiện triệu chứng hoặc họ có thể luôn luôn không có triệu chứng.

Lây truyền không có triệu chứng

Sự lây truyền từ các trường hợp không có triệu chứng (các trường hợp được xét nghiệm xác nhận nhưng không bao giờ phát triển các triệu chứng) đã được báo cáo; tuy nhiên, hầu hết các bằng chứng đều dựa trên dữ liệu ban đầu từ Trung Quốc và có những hạn chế (ví dụ, số lượng trường hợp nhỏ, các trường hợp có thể không có triệu chứng). [64] [65] [66] [67] [68] [69] [ 70] Nhiều nghiên cứu đã báo cáo không có bằng chứng về sự lây truyền không có triệu chứng từ người mang SARS-CoV-2, bao gồm một nghiên cứu lớn ở gần 10 triệu cư dân ở Vũ Hán. [71] [72] [73] [74] Chỉ 1% những người tiếp xúc với một trường hợp được xác định, không có triệu chứng bị nhiễm bệnh trong một cuộc đánh giá có hệ thống, cho thấy khả năng lây nhiễm hạn chế. [63]

Việc ước tính tỷ lệ các trường hợp không có triệu chứng trong dân số là rất khó. Một phân tích tổng hợp trên 130.000 người cho thấy 21,7% vẫn không có triệu chứng trong suốt quá trình nhiễm virus (sau khi loại trừ các trường hợp không có triệu chứng). Phân tích phân nhóm cho thấy tỷ lệ nhiễm virus không triệu chứng chung cao hơn ở phụ nữ có thai (48,8%) và trẻ em (32,1%). Các nghiên cứu châu Phi báo cáo tỷ lệ nhiễm virus không có triệu chứng cao nhất, trong khi các nghiên cứu châu Á báo cáo tỷ lệ thấp nhất. [75]

Nhân viên y tế có thể đóng một vai trò trong việc lây truyền không có triệu chứng. Khoảng 7,6% nhân viên y tế làm việc tại các đơn vị bệnh viện có bệnh nhân nhiễm bệnh có kết quả xét nghiệm dương tính với kháng thể SARS-CoV-2; tuy nhiên, chỉ 58% trong số những người này này báo cáo các triệu chứng trước đó. [76]

Mặc dù có một số bằng chứng cho thấy trẻ lớn hơn có tỷ lệ mắc bệnh không có triệu chứng cao hơn so với trẻ <1 tuổi, nhưng phần lớn trẻ mắc bệnh có triệu chứng và dường như không phải là người lây truyền bệnh thầm lặng. [24]

Sự kiện lan rộng

Các sự kiện lan rộng đã được báo cáo. Những sự kiện này có liên quan đến sự phát triển bùng nổ sớm trong một đợt bùng phát và sự lây truyền bền vững trong các giai đoạn sau. Ví dụ bao gồm các buổi họp mặt tại nhà thờ / tôn giáo, họp mặt gia đình hoặc xã hội, tập luyện của dàn hợp xướng, hoạt động thể thao giải trí trong nhà, câu lạc bộ đêm, nhà hàng, hội nghị kinh doanh và làm việc trong các trung tâm cuộc gọi. Sự lây truyền trên diện rộng cũng đã được báo cáo trong các cơ sở chăm sóc dài hạn, nơi tạm trú cho người vô gia cư, nhà tù và các cơ sở chế biến thịt và gia cầm, cũng như trên các tàu du lịch. [77]

Sự lây truyền hạn chế đã được báo cáo ở các cơ sở chăm sóc trẻ em, trường học và trường đại học. [78] [79] Có rất ít bằng chứng chất lượng cao để định lượng mức độ lây truyền trong trường học hoặc để so sánh với việc lây truyền trong cộng đồng. Tuy nhiên, bằng chứng cho thấy tỷ lệ tấn công lây nhiễm nói chung ở nhân viên trường học thấp hơn (1,18%) so với học sinh (1,66%). Bằng chứng mới ra cho thấy tỷ lệ tấn công lây nhiễm nói chung và tỷ lệ dương tính với SARS-CoV-2 trong môi trường trường học là thấp. [80] Trong những thời kỳ có tỷ lệ lây nhiễm thấp trong cộng đồng dân cư địa phương tại các trường học có các biện pháp can thiệp không dùng thuốc, nguy cơ đối với nhân viên trường học nhìn chung không cao hơn so với dân số chung và không thể so sánh với các nghề có nguy cơ cao khác (ví dụ: nhân viên y tế ). Các nghiên cứu báo cáo các khoảng thời gian có tỷ lệ nhiễm cao bị hạn chế, nhưng cho thấy các nhân viên trường học có nguy cơ cao hơn trong những trường hợp này. [81] Trong một nghiên cứu, việc lây nhiễm khi tiếp xúc gần ở các trường trung học và cao đẳng ở Anh là không phổ biến (khoảng 2%). [82]

Một số cá nhân là siêu phát tán vi khuẩn, nhưng lý do cơ bản của các sự kiện siêu lây lan thường phức tạp hơn là chỉ phát tán vi rút quá mức và có thể bao gồm nhiều yếu tố hành vi, vật chủ và môi trường. [83]

Các yếu tố lây truyền virus

Thời gian ủ bệnh

Thời gian ủ bệnh được ước tính là từ 1 đến 14 ngày, trung bình là 5 đến 7 ngày (9,6 ngày ở trẻ em). [84] [85] [86]

Số sinh sản (R₀)

Một đánh giá và phân tích có hệ thống ước tính con số tái sản xuất là 2,69 (dựa trên tài liệu đã xuất bản từ tháng 1 đến tháng 8 năm 2020). [87] Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ ước tính R₀ là 2,5. [88]

Khoảng nối tiếp

Khoảng thời gian nối tiếp được ước tính là khoảng 5,45 ngày (khoảng 4,2 đến 6,7 ngày). [89] Bằng chứng mới nổi không hỗ trợ sự khác biệt đáng kể về khoảng thời gian nối tiếp giữa các biến thể kiểu Delta và kiểu hoang dã. [90]

Tỷ lệ tấn công phụ

Tỷ lệ tấn công thứ cấp gộp chung giữa tất cả các liên hệ gần gũi của một trường hợp chỉ mục được ước tính là 7%. [91] Tuy nhiên, tỷ lệ gộp lại khác nhau giữa các cơ sở tiếp xúc với tỷ lệ ước tính từ 18,9% đến 21,1% ở cơ sở hộ gia đình, 3,6% ở cơ sở y tế, 1,2% đến 5,9% ở cơ sở xã hội và 1,9% ở nơi làm việc. Tỷ lệ này cao hơn đối với các trường hợp có chỉ số triệu chứng so với các trường hợp không có triệu chứng và người lớn so với trẻ em. [92] [93] Tỷ lệ này ở trẻ em và thanh niên cao hơn ở môi trường hộ gia đình so với môi trường trường học. [94] Tỷ lệ tấn công thứ cấp cho các biến thể SARS-CoV-2 có thể khác nhau (xem phần Phân loại bên dưới).

Tải lượng virus

Tải lượng vi rút dường như là động lực hàng đầu của việc lây truyền vi rút; tải lượng vi rút cao hơn có liên quan đến tăng tỷ lệ tấn công thứ phát và nguy cơ phát triển bệnh có triệu chứng cao hơn. [95] Tải lượng vi rút cao nhất ở đường hô hấp trên (mũi họng và hầu) trong giai đoạn đầu của quá trình nhiễm trùng (thường đạt đỉnh điểm trong tuần đầu tiên của bệnh), sau đó tăng lên ở đường hô hấp dưới (đờm). Tải lượng vi rút giảm sau khi bắt đầu có triệu chứng. Những bệnh nhân mắc bệnh nặng có tải lượng vi rút cao hơn so với những bệnh nhân nhẹ. Tải lượng vi rút ở đường hô hấp trên có thể so sánh được ở những bệnh nhân không có triệu chứng và có triệu chứng; tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu đều chứng minh khả năng thanh thải virus nhanh hơn ở những người không có triệu chứng so với những người có triệu chứng. [96]

Vi rút phát tán

Thời gian lây lan trung bình của virus phụ thuộc vào mẫu bệnh phẩm: 17 ngày ở đường hô hấp trên (tối đa 83 ngày); 14,6 ngày ở đường hô hấp dưới (tối đa 59 ngày); và 17,2 ngày trong phân (tối đa 126 ngày). Thời gian khỏi bệnh lâu hơn ở những bệnh nhân có triệu chứng so với những bệnh nhân không có triệu chứng và ở những bệnh nhân bị bệnh nặng so với những bệnh nhân không nặng. [96] Bệnh nhân suy giảm miễn dịch có thể khỏi bệnh trong ít nhất 2 tháng. [97] Không có bằng chứng thuyết phục nào cho thấy thời gian lan truyền của virus tương quan với thời gian lây nhiễm. [98] Không có vi rút sống sót nào được phân lập ở những bệnh nhân mắc bệnh nhẹ hoặc trung bình sau 10 ngày có triệu chứng, hoặc sau 20 ngày ở những bệnh nhân nặng hoặc nguy kịch, mặc dù vi rút vẫn đang tiếp tục lan rộng. [49]

Nghiên cứu thử nghiệm trên con người

Nghiên cứu thử nghiệm trên người đầu tiên đã được xuất bản (không được đánh giá ngang hàng). Tổng cộng 36 tình nguyện viên từ 18 đến 29 tuổi không có bằng chứng về việc nhiễm trùng hoặc tiêm chủng trước đó đã được tiêm một liều vi rút SARS-CoV-2 hoang dại vào mũi. Mười tám tình nguyện viên (53%) tình nguyện viên đã bị nhiễm bệnh. Hầu hết (89%) không có hoặc có triệu chứng nhẹ đến trung bình. Ở những người bị nhiễm, sự phát tán vi rút có thể định lượng được trong mẫu gạc cổ họng sau 40 giờ. Tải lượng vi rút tăng mạnh và đạt đỉnh vào 5 ngày sau khi tiêm. Lần đầu tiên vi-rút được phát hiện ở cổ họng, nhưng đã tăng lên mức cao hơn đáng kể trong mũi cho đến 10 ngày sau khi tiêm. [99]