COVID-19関連追加(202139日)

眼表面上のSARS-CoV-2

 

【イタリア,ロンバルディア地方のCOVID-19患者コホートにおける眼表面上のSARS-CoV-2

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https://doi.org/10.1001/jamaophthalmol.2020.5464.

Background

20202月以降,COVID-19は世界中で急速に広がっており,イタリアのロンバルディア州で疫学的クラスターが発生した.ウイルスの伝染性は様々な体液を媒介する可能性があるが,ヒトの涙に含まれるウイルスの存在については十分な情報が得られていない.

Methods

COVID-19患者から採取したに含まれるSARS-CoV-2の割合rRT-PCRアッセイを用いて調査し,ウイルスの存在と併存する臨床状態との関連を評価する.

202049日〜55日に実施された横断研究.設定は,イタリア,ロンバルディア州ヴァレーゼ市のインスブリア大学Azienda Socio-Sanitaria Territoriale (ASST) Sette-Laghi病院の集中治療室とした.COVID-19入院患者91人を対象に結膜スワブを実施し,鼻咽頭スワブのrRT-PCRアッセイおよび放射線画像によって臨床診断した.COVID-19の症状がない健康なボランティア参加者17人の結膜スワブを追加で採取し,結膜スワブ検査の有用性と適用性を評価した.

Figure 1: Procedure for Sampling of Tears.

: まず、綿棒を5秒間,角膜上で傾ける.B: その後,露出した下円蓋部結膜(inferior fornix conjunctiva)を横切って,5秒以内に外側円蓋(C)にゆっくりと移動させる.サンプルは,局所麻酔なしで,涙腺代替物を使用してから十分な時間が経過(elapse)した後に得られた.すべての患者において,結膜スワブはまず右眼で行った.

Results

合計108人の参加者(平均[SD]年齢, 58.7[14.2]; 女性55, 男性53人)を対象に,rRT-PCRアッセイを用いてSARS-CoV-2検査を行った.91人がCOVID-19入院患者で,17人は健常者であった.健常参加者平均(SD)年齢は 49.55.2)歳であった.健常参加者の結膜スワブはすべてSARS-CoV-2陰性であった.これら17人の結膜スワブ検査の有用性と適用性の評価から,この手順は参加者にとって煩わしいものであるが,オペレーターが簡単に繰り返し行うことができることが示された.

入院患者91人の特徴をTable 1に示すこのうち,58人(63.7%)は鼻咽頭スワブが陽性で,33人(36.3%)は鼻咽頭スワブが陰性であった

SARS-CoV-2COVID-19で入院した91人のうち52人(57.1%; 95%CI, 46.3%-67.5%)で眼表面に検出された.両眼からの平均ウイルス量には大きなばらつきがあった(median[range], 284 copies/μL[29-45000 copies/μL]).

ウイルスは患者52人のうち31人で両眼に存在していた.何人かの患者(31人のうち22[71%])では,両眼のウイルス量にわずかな差を認めた.同一患者内での結膜スワブ結果の不一致(すなわち1眼陽性と1眼陰性)は,91人のうち21人(23.1%)の患者で観察された; 1眼で50 copies/μLを超えるウイルス量が検出された.片眼のウイルス量レベルが最も高かったのは,両眼でウイルスが検出された患者であった(最大90,000 copies/μL.結膜スワブ陽性と考えられる患者で認められたウイルス量の最も低いレベル(58 copies/μL)は,1眼のみでウイルスが検出された患者で認められた

COVID-19診断時のウイルス検出と併存疾患との間には関連性は認められなかった.結膜スワブ陽性の患者では,結膜スワブ陰性の患者よりも,少なくとも1眼での眼徴候または表面炎症の症状の有病率がわずかに高かった.病院の診療科や結膜スワブ時の呼吸器デバイスの種類は,眼表面上のウイルスの存在とは関連していなかった(Table 1

 

 

Table 1: Demographic and Clinical Characteristics of 91 Patients Overall and by Conjunctival Swab Positivity or Negativity for SARS-CoV-2.

 

入院患者のうち 58人(63.7%; 95%CI, 53.0%-73.6%)で鼻咽頭スワブが陽性であった(Table 2).COVID-19の診断からの時間および臨床症状に関して,入院患者91人では結膜スワブ陽性数の差は認められなかった

Table 2: Comparison of Patients With Positive Conjunctival Swab Results and Those With Positive Nasopharyngeal Swab Resultsa.

 

41人の患者では,鼻咽頭と結膜の両方のスワブ検査が同日または2日以内に行われた.結膜スワブと鼻咽頭スワブを2日以内に実施した場合の陽性一致率は63.0%95%CI, 41.0%-81.0%であった.これら41人のうち,結膜スワブと鼻咽頭スワブの結果が陰性であったのは17人のうち7人(41.2%; 95%CI, 18.0%-67.0%)のみであった(Table 3また,これら17人の患者のうち10人は鼻咽頭スワブが陰性であったが,結膜スワブが陽性であり,平均ウイルス量は881.7 copies/μLrange, 29-6900 copies/μLであった

Figure 2は,結膜スワブ陽性の52人の患者におけるウイルス量の中央値と25th-75thパーセンタイル値を示したものである.ウイルス量中央値は,1週目が1120 copies/μL2週目が303 copies/μL3週目が424 copies/μL4週目が295 copies/μLであった.健常対照者17人の34眼すべてがSARS-CoV-2陰性であった.

Table 3: Results of Conjunctival and Nasopharyngeal Swab Tests Among 41 Patients With Both Tests Performed Within 2 Days.

Figure 2: Viral Load in 52 Conjunctival Swab–Positive Patients According to Time Since COVID-19 Diagnosis.

 

Discussion

本研究では,SARS-CoV-2COVID-19患者の眼表面に存在し,定量的および定性的に検出可能であったが,この感染性,したがって決定的な臨床的関連性は本研究からは決定できなかった.本研究で報告された高率(Table 1, 2)は,異なる理由に起因するかもしれない.サンプルの採取は,正確に定義された手順に従い、分子検査用の専用スワブを使用して,同じ眼科医によって行われた.涙サンプルは,COVID-19患者から1日に何千もの体液サンプルを処理することに豊富な経験を有する同じ研究室で処理された.サンプルのインキュベーションと処理の間の時間は,Methodsの項に記載されているように最小限にし,SARS-CoV-25UTR領域を標的としたリアルタイムPCRプライマーをすべての症例で使用した20)

文献21)-24),31)-35)で報告されているコロナウイルス結膜スワブの陽性結果がほとんどないのは,サンプリングや検査プロセスにいくつかの重大な問題があるためかもしれない.第一に,サンプル採取の手順が論文で十分に説明されておらず,再現性がない可能性がある.第二に,サンプルは同じ研究内で異なるrRT-PCR手法を用いて様々な研究室で分析されている.第三に,涙サンプルは様々な流体でインキュベートされていたかもしれない.第四に,採取から処理までの間隔が記載されていなかったため,もし結果が高い場合には結果が変化したかもしれない.第五に,ウイルスの挙動や特徴に関する理解は,検出法がさらに利用できるようになり,ここ数ヶ月で深まっている.

研究対象となったコホートでは,両眼の平均ウイルス量に大きなばらつきがあった.何人かの患者では2眼においてわずかな差が認められた.結膜スワブの結果(すなわち,1眼が陽性,1眼が陰性)の不一致が91人のうち21人(23.1%)で観察された.患者間でのウイルス量のばらつきと両眼間での不一致は,異なる説明をしているかもしれない.眼球表面上のウイルスの存在は変動性がある(低い場合もあれば検出できない場合もある)可能性がある.さらに,サンプリングの手順は,特に2番目の眼で行う場合には,不快感があり,不十分でかもしれない.

COVID-19患者41人の結膜スワブと鼻咽頭スワブの検査結果を,いずれも2日以内に実施した場合の比較では,検査結果において陽性一致率は63.0%95%CI, 41.0%-81.0%)であった(Table 3, 左列)同じサブグループにおいて,鼻咽頭スワブ検査結果が陰性であったCOVID-19患者17人のうち,結膜スワブ検査結果が陽性であった患者は10人であった(Table 3, 右列)これらの患者では,涙サンプル中に高いレベルのウイルス量(平均約1000 copies/μL)を示し,鼻咽頭では検出されないにもかかわらず,ウイルスが体内に存在していることを示している.ある研究26)36)では,様々な体液中にSARS-CoV-2が存在することが報告されているが,それらの症例では必ずしも鼻咽頭から検出できるとは限らなかった.

眼表面にウイルスが存在することについては,さまざまな説明が考えられるが,これらの理由はすべて推測の域を出ない.例えば,大気中に拡散した粒子同様に,感染者による空気媒介性飛沫からの直接感染の可能性がある1)9)

大気中の微粒子は,ウイルスを含む多くの化学的・生物学的汚染物質のキャリアとして機能することが知られている37)piggybackingによって,ウイルスは,特にロンバルディア州のポー渓谷のような風の強くない汚染された気候では,大気中に数時間,数日,またはそれ以上の時間留まることができる固体または液体の粒子から構成されている39),大気中の微粉末に付着する38)2020210日〜29日までに記録された過剰な大気中微粒子レベル40)に一致して,202033日以降,この地域でCOVID-19患者数が増加している.この間隔は,ウイルスの臨床症状が現れる前の潜伏期間として認識される.

目へのウイルス拡散の他の手段については,手による感染面との直接接触や,口,鼻,結膜のような粘膜への移動が報告されている1)9)41)42)SARS-CoV-2は,感染力価が低下しても数時間はエアロゾルの中に活性化したままである43)SARS-CoV-2は様々な表面に長く留まる可能性がある.例えば,ウイルス力価が大幅に低下しても,プラスチック上では最大72時間まで検出可能である(すなわち,力価が1/10未満に低下しても,乾燥した表面では72時間までウイルスが活性をもっている可能性がある)44)我々は,ウイルスが涙腺からの涙液中に拡散するのは,HIVで実証されているように45),全身性のウイルス血症によるかもしれない推測しているここに記載されている説において,理論的には,空気媒介性飛沫からの直接感染が最も可能性が高いようだ

SARS-CoV-2が空気媒介性飛沫の着地する結膜から眼に感染すると,咽頭への経路である鼻涙管を介してウイルスが結膜からウイルスが体内に拡散する可能性がある46)-48).この伝染は,口や鼻の保護マスクを使用しているにもかかわらず発生する.文献に記載されている亡くなった中国武漢の眼科医Li Wenliang氏の臨床例は,このようなCOVID-19の感染拡大の一例であるだろう49).本研究で検出されたウイルス性マテリアルの感染性は不明であるが,これらの結果は,眼経路を介した感染が起こりうる環境で働く人々のための眼の保護具の使用を支持する50)-58).もしウイルス性マテリアルが一定の限界を超える可能性がある場合,特に風がない場合や空気を清浄化するように設計された室内システムがない場合では,眼の保護を考慮するべきだろう.

CPAPマスクやヘルメットなどの侵襲的な操作や呼吸器デバイスは,頭部周囲に閉鎖的な環境を作ることでウイルス拡散のリスクを高める可能性があると推測されている59)我々の研究では,呼吸器デバイスの使用と結膜スワブの結果との間には関連は認められなかった(Table 1

結膜スワブ陽性の患者では,眼徴候/症状の発生率が低いことが観察された(Table 1.持続的な眼瞼浮腫(palpebral edema)は,眼球手術後数日後に腹臥位(prone position)が必要な患者でみられるように,呼吸器系の理由で患者が腹臥位になったことによる二次的なものである可能性がある60).しかし,現時点の文献では,多くの患者が異なる徴候/症状を示すため,眼表面の炎症についてのデータは一致しておらず,判定や評価することは困難である61)

呼吸器気道では,SARS-CoV-2 感染と細胞内への侵入は,コロナウイルスのスパイク糖タンパク質と宿主細胞のSARS-CoV受容体のアンジオテンシン変換酵素 2ACE2)によって媒介される62)II型膜貫通型セリンプロテアーゼ(TMPRSS2: type II transmembrane serine protease)は,ウイルスの取り込みを促進するためにACE2を開裂し,SARS-CoV-2の侵入を促進するために必要とされる63).しかし,結膜や角膜などの前眼部組織におけるACE2受容体の発現については,まだ明らかにされていない.ACE2を介したSARS-CoV-2眼感染の仮説を探る研究が必要であろう.SARS-CoV-2 の様々な臨床症状が文献に記載されている64)が,それらは非特異的であり,ウイルス性結膜炎やアデノウイルスによる角膜炎(keratitislike adenovirus)とは異なるようである.

Limitation: 検出されたウイルス性マテリアルの感染性,およびその結果としての決定的な臨床的関連性を決定することができなかった.その他の限界としては,患者の長期的な前向き評価を欠いた横断研究デザインが挙げられる.COVID-19患者の鼻咽頭サンプルが陽性の場合の結膜スワブ陰性サンプル数が限られているのは、患者の涙の採取が困難であることと,現在の全体的に限られた知識に起因している可能性がある.結膜スワブ検査の有用性と適用性を評価するために,COVID-19の症状/徴候のない健常参加者17人を調査した.これらの参加者すべての結膜スワブはSARS-CoV-2陰性であった.

Conclusions

この横断研究では,研究コホートの大部分で,感染性は決定できなかったが,眼表面にSARS-CoV-2 RNAが認められたCOVID-19患者は結膜スワブで陽性となり,鼻咽頭スワブで陰性となる可能性があることが示唆された

 

 

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