儿童腺病毒相关严重急性呼吸道感染的临床和基因组特征：一项来自巴西和哥伦比亚的双国研究（2022–2023）

《International Journal of Infectious Diseases》：Clinical and Genomic Characterization of Pediatric Adenovirus-Associated Severe Acute Respiratory Infection: A Binational Study from Brazil and Colombia, 2022–2023

　　

背景：人类腺病毒（HAdV）在因急性呼吸道感染住院的儿童中检出率低于10%，然而多个地区在2021–2022年报告了不寻常的增加。研究人员调查了在巴西库里蒂巴和哥伦比亚安蒂奥基亚通过监测发现的HAdV爆发，比较了爆发前和爆发期间的临床和基因组特征。

方法：研究人员开展了一项针对住院儿童中HAdV相关严重急性呼吸道感染（SARI）的多中心观察性研究。2022年2月至2023年4月间收集的呼吸道样本进行了宏基因组测序和六邻体蛋白（hexon）基因分析。临床和系统发育分析评估了病毒动态和遗传多样性。

结果：在2022年末，两个地区均发生了HAdV爆发。爆发前以HAdV-C为主，而爆发期间两个地点的优势基因型均变为HAdV-B3。爆发期间，安蒂奥基亚最常见的是细支气管炎/哮喘加重，而库里蒂巴则以肺炎为主。对六邻体基因的系统发育分析确定了两个不同的HAdV-B3分支，它们源自共同祖先，但在巴西和哥伦比亚独立扩增。

结论：在非药物干预措施放松后，两个地区均经历了HAdV-B3相关疾病的显著增加。尽管病例数量增加，但各地点内的临床模式保持稳定，而地区间则存在差异。整合基因组和临床监测为腺病毒谱系扩增和爆发动态提供了重要见解。

### 研究背景与问题

急性呼吸道感染（Acute Respiratory Infection, ARI）是全球儿童住院的主要原因之一，对公共卫生系统构成重大负担。人类腺病毒（Human Adenovirus, HAdV）在住院儿童中检出率约为5%–10%，且倾向于引起更严重的疾病，尤其在伴有免疫抑制、神经系统疾病或心脏病的患儿中。HAdV为无包膜双链DNA病毒，可导致呼吸道、眼部、胃肠道感染，在免疫功能低下宿主中可引发播散性致死性疾病。目前，国际病毒分类委员会（International Committee on Taxonomy of Viruses, ICTV）根据中和试验和全基因组序列分析共识别出7个HAdV物种、51种血清型和117种基因型。在急性呼吸道感染中，常见基因型包括C1、C2、B3、E4、C5和B7，其中B3、E4、B7、B14、B21和B55与暴发流行相关。2019冠状病毒病（COVID-19）大流行期间（2020–2021年），非药物干预措施（如学校关闭、口罩佩戴和手卫生）显著减少了儿童中呼吸道病毒的传播。然而，2022年呼吸道病毒出现反弹，报告显示较大儿童中疾病更严重且季节性模式异常。本研究旨在通过整合临床、流行病学和基因组数据，扩展对腺病毒遗传变异及其与不同地理和流行病学背景下临床严重程度关联的理解，重点描述2022年在巴西库里蒂巴和哥伦比亚安蒂奥基亚同时检测到的HAdV爆发。

### 研究内容与结论

研究人员开展了一项多中心观察性研究，纳入两个国家（巴西和哥伦比亚）的住院儿童，系统比较了爆发前和爆发期间HAdV相关临床特征与基因型变化。研究显示，2022年末两个地区均出现HAdV爆发：爆发前以HAdV-C基因型（C1、C89）为主，爆发后HAdV-B3成为两地共同的优势基因型。临床分析表明，尽管各地区内爆发前后临床模式保持稳定，但地区间存在显著差异——安蒂奥基亚更常见细支气管炎/哮喘加重，而库里蒂巴则以肺炎为主，且需要呼吸支持的比例更高。基于六邻体（hexon）基因的系统发育分析揭示，巴西和哥伦比亚的HAdV-B3病毒形成两个独立分支，两者分别源自一个共同祖先，这一祖先大约在2012年从亚洲谱系分化，之后各自独立引入南美洲：哥伦比亚分支于2018年左右引入并呈地方性传播；巴西分支则于2021年引入，并继续作为全球流行谱系的一部分。该研究强调了放松非药物措施后HAdV-B3相关疾病的显著增加，以及整合基因组和临床监测在理解腺病毒谱系扩增和爆发动态中的重要性。论文发表于《International Journal of Infectious Diseases》。

### 关键技术方法

研究人员基于世界卫生组织（WHO）严重急性呼吸道感染（Severe Acute Respiratory Infection, SARI）病例定义，通过定点监测系统在巴西库里蒂巴的Pequeno Príncipe医院和巴拉那联邦大学附属医院以及哥伦比亚安蒂奥基亚的San Vicente Foundation医院、San Juan de Dios医院和San Rafael医院招募住院儿童。呼吸道样本（2022年2月至2023年4月）经多重定量逆转录聚合酶链式反应（qRT-PCR）检测14种呼吸道病毒和SARS-CoV-2后，对HAdV阳性且Ct值<28的样本进行非靶向宏基因组下一代测序（metagenomic next-generation sequencing）。由于覆盖度不均，后续系统发育分析基于重构的六邻体（hexon）基因（仅纳入平均深度≥8×且覆盖度≥70%的序列），采用最大似然法（Maximum Likelihood, ML）和贝叶斯时间标定系统发育地理学分析（Bayesian phylogeographic analysis），以GTR+Γ+I模型和Coalescent Bayesian Skygrid树先验进行进化动态推断。

### 研究结果

#### 3.1 研究人群
研究人员在库里蒂巴（2021年12月至2023年12月）共识别272例HAdV相关SARI病例，其中64例（23.53%）发生于爆发前，208例（76.47%）发生于爆发期间；在安蒂奥基亚（2022年2月至2023年4月）共纳入133例患者，其中37例（27.82%）为爆发前，96例（72.18%）为爆发期间。时间序列分析表明，爆发起始阈值（3周移动平均MA₃超过基线均值μ+2σ）在库里蒂巴于2022年第20流行病学周（EW20）被突破，在安蒂奥基亚于EW26被突破，提示库里蒂巴爆发早约6周。

#### 3.2 临床分析
在库里蒂巴，爆发前最常见的诊断是上呼吸道感染（URTI，50.0%），爆发期间则为肺炎（44.7%），但两个时期在最终诊断、症状、性别、年龄、重症监护室（Intensive Care Unit, ICU）入住率、ICU住院时间、白细胞计数、C反应蛋白（C-Reactive Protein, CRP）水平、合并症及死亡率方面均无显著差异。病毒共检测在爆发前显著高于爆发期间（53% vs 38%，p=0.03）。地区间比较显示：爆发前，安蒂奥基亚的细支气管炎/哮喘频率显著高于库里蒂巴（35.1% vs 7.8%，p=0.0009），而呼吸困难/呼吸费力（73.4% vs 35.1%，p=0.0005）和通气支持需求（68.7% vs 5.4%，p<0.0001）在库里蒂巴更常见。爆发期间，库里蒂巴的肺炎比例显著高于安蒂奥基亚（44.7% vs 28.1%，p=0.006），而细支气管炎/哮喘在安蒂奥基亚更常见（28.1% vs 12.0%，p=0.014）；库里蒂巴患儿更常需要通气支持（71.1% vs 20.8%，p<0.00000001），尤其是高流量鼻导管（56.7%）；两地死亡率均较低（1.8% vs 3.1%，p=0.41）。

#### 3.3 系统发育分析
对六邻体（hexon）基因的最大似然系统发育分析显示：库里蒂巴9株HAdV-B3序列形成单一单系群（巴西分支），与安蒂奥基亚的B3序列（哥伦比亚分支）明确分离；核苷酸比对发现三个固定替换位点（巴西分支为T，哥伦比亚分支为G）。贝叶斯时间标定系统发育地理学分析进一步揭示，两个分支均源自2012年左右的共同祖先（亚洲谱系），但独立引入：哥伦比亚分支于2018年（95%最高后验密度区间HPD：2015.4–2018.9）引入，此后仅限当地传播；巴西分支于2021年（95% HPD：2019.5–2022.1）引入，并继续在全球传播（如日本、俄罗斯）。两种分支之间不存在直接的跨区域传播关系。

### 讨论与结论

讨论部分指出，人类腺病毒感染动态反映病毒遗传学、地理因素和临床表现之间的复杂相互作用。本研究在2022年爆发期间记录了巴西和哥伦比亚流行的不同HAdV分支，尽管HAdV-B3在两地区均成为优势基因型，但单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism, SNP）分析识别出两个地理上独立的分支，系统发育重建提示两者均起源于一个共同祖先，且可能在大流行前已引入。地区内爆发前后临床特征无显著差异，但地区间存在显著临床差异，这或许与环境暴露（如海拔、空气污染）、宿主免疫状态、遗传背景等因素有关，具体原因需未来研究。研究优势在于整合临床、流行病学和基因组数据的双国儿科队列，采用统一的六邻体基因分型进行直接系统发育比较。局限性包括监测系统差异可能带来检测偏倚、回顾性临床数据完整性不足、测序偏向高病毒载量样本（Ct<28）、仅基于六邻体基因的限制以及未调整混杂因素。

研究结论翻译如下：在非药物干预措施放松后，两个地区均经历了HAdV-B3相关疾病的显著增加。尽管病例数量增加，但各地点内的临床模式保持稳定，而地区间则存在差异。整合基因组和临床监测为腺病毒谱系扩增和爆发动态提供了重要见解。