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在美国COVID-19大流行的早期,官员们将有限的检测能力集中在最近去过或与去过确诊爆发SARS-CoV-2的地方的人有密切接触的有症状的人身上。一年后,很明显,病毒传播的一部分——可能高达50%——来自症状前或无症状的个体,这使得追踪传播变得困难。在6月15日发表在《临床传染病》杂志上的一项研究中,研究人员分析了2020年1月2日至3月18日期间收集的血液,并在美国五个州的9人样本中发现了SARS-CoV-2的抗体,这意味着该病毒可能在2019年底出现在美国。
“我们怀疑在被诊断和确诊的病例之前可能有病例。没有参与这项研究的新加坡杜克-新加坡国立大学医学院的传染病研究员阿什利·圣约翰说:“这很有可能表明,在这些最初的病例之前,可能有多次接触。”研究结果还表明,“我们可能可以用血清学以类似的方式发现更早的潜在暴露。”
2018年,美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的研究人员及其在美国各地的合作者开始为“我们所有人”(All of US)研究项目招募志愿者,该项目旨在多年来从许多人那里收集个性化的健康数据,最终目标是使医学更加个性化。因此,这项研究在2020年初SARS-CoV-2出现时,在美国各地收集了参与者的病史和血液样本。
随着公共卫生部门开始关闭,纵向研究的招募和测试暂停,约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院的流行病学家Keri Althoff和她在“我们所有人”团队的同事们讨论了他们是否可以查看以前收集的标本,看看是否存在针对SARS-CoV-2的抗体。她说,这条调查路线可以“帮助我们把早期的困惑拼凑起来,因为这可以帮助我们了解我们可以在哪些方面改进,以便为未来的疫情做好准备。”
全国各地的研究人员都在同时开发检测这些抗体的测试方法,因此“我们所有人”团队与Quest Diagnostics的一个小组建立了合作关系,并将样本送到他们的临床实验室进行抗体测试。他们要求对每个样本进行两次测试:一次针对SARS-CoV-2基因组周围蛋白质的抗体,一次针对病毒刺突蛋白的抗体。在2020年1月2日至3月18日期间提供血液样本的24079人中,147人对针对核衣壳的抗体呈阳性。只有9名参与者在两项测试中都检测出抗体阳性。
最早的阳性样本是1月7日从伊利诺伊州的一名参与者身上采集的,是在该州1月24日首次正式病例报告前两周多收集的。研究人员还在马萨诸塞州、威斯康星州、宾夕法尼亚州和密西西比州收集的样本中发现了SARS-CoV-2抗体,这些样本是在这些州出现正式病例之前收集的。
“平均而言,检测到(免疫球蛋白G)抗体需要大约两周的时间……所以现在我们谈论的是12月24日的潜在感染,甚至在那之前的某个时候,”阿尔托夫解释说。她补充说,这些结果证实并扩展了2020年11月由疾病控制中心的研究人员领导的一项研究的结果,该研究发现,2019年12月和2020年1月在加利福尼亚州、康涅狄格州、爱荷华州、马萨诸塞州、密歇根州、俄勒冈州、罗德岛州、华盛顿州和威斯康星州的献血者收集的血液中含有SARS-CoV-2抗体。
加州大学欧文分校(University of California, Irvine)的临床科学家萨希尔·汗(Saahir Khan)说:“在记录的病例之前,有一些COVID-19病例是一个合理的结论,因为我们不太可能在许多地方发现第一例病例。”他没有参与这项工作。他补充说,因为作者在他们测试的相对较大的样本中发现了极少数抗体阳性的个体,所以他们在这里检测到的抗体阳性的数量可能不是真正的阳性。
Althoff承认:“当感染率很低的情况下,假阳性是你要努力解决的问题。”但是两个阳性的连续测试策略,随后对这些样本中的抗体进行量化,以及研究人员用来预测医疗保健使用、病例和死亡的模拟模型都表明,结果不太可能是由于错误造成的。
根据St. John的说法,他们未来可以寻找的其他证据是中和试验,研究人员将抗体阳性的血清或从血液样本中分离出来的抗体与活病毒混合,看看会发生什么。她说,事实上,结果“非常具有暗示性,但中和测试对我来说真的很重要。”
至于这些结果对美国SARS-CoV-2的起源意味着什么,“重要的是要记住,这是当时美国发生的事情的一个非常小的样本,”圣约翰解释说。“感染人数可能比我们预期的要多得多,”她补充说。“从某种意义上说,这是一个警钟,我们需要改善对这些新发传染病的监测,这样我们才能发现更多的早期病例,因为它确实强调了我们对正在发生的事情有一个很小的了解。”