《Heliyon》:Factors associated with COVID-19 severe illness leading to hospitalization in Bangladesh: a matched case-control study
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一项回顾性匹配病例对照研究纳入250例因重症COVID-19(coronavirus disease 2019)住院的患者,以及250例按年龄和性别匹配、无需住院的对照者。通过结构化问卷以回顾性电话访谈方式从病例和对照中收集48个变量的数据。首先采用单因素条件
一项回顾性匹配病例对照研究纳入250例因重症COVID-19(coronavirus disease 2019)住院的患者,以及250例按年龄和性别匹配、无需住院的对照者。通过结构化问卷以回顾性电话访谈方式从病例和对照中收集48个变量的数据。首先采用单因素条件logistic回归识别与重症相关的变量,将p ≤ 0.10的变量纳入多因素模型,以识别与重症独立相关的因素。作为探索性分析,研究人员对5对目的性选取的病例-对照配对病毒样本进行全基因组测序(WGS),以评估是否存在与重症结局相关的独特病毒突变。存在多重(≥2)共病(adjusted odds ratio = 2.5,95% confidence interval:1.4–4.4,p = 0.001)以及患病期间尝试在家补充氧气(adjusted odds ratio = 6.3,95% confidence interval:2.7–15.1,p < 0.001)与因重症COVID-19住院的较高比值比相关。相反,患病期间进行室内体育锻炼与重症比值比降低相关(adjusted odds ratio = 0.3,95% confidence interval:0.2–0.5,p < 0.001)。两种暴露均发生在症状出现之后;这些关联可能反映延迟就医(家庭氧疗)以及病前体力活动或疾病较轻(体育锻炼),且不能排除反向因果关系。在对10个目的性选取基因组的探索性分析中,未发现与重症相关的持续性突变;样本量较小,不能排除病毒对重症的贡献。
研究背景与问题:COVID-19由严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)引起,多数表现为无需住院的轻中度症状,但约五分之一患者会进展为需氧疗等抢救措施的重症或危重症;老年人和存在糖尿病、肥胖、心脏病、呼吸系统疾病或高血压等基础疾病者更易发展为重症。既往研究报道了人口学特征(性别、种族)、饮食与生活方式、以及特定变异株(如B.1.1.7 Alpha、B.1.617.2 Delta)等与重症相关。南亚地区医疗资源有限,Alpha和Delta流行期间病例激增常使医疗系统不堪重负,但包括孟加拉国在内的南亚国家缺乏兼具流行病学与病毒学分析、系统评估COVID-19重症相关因素的研究。孟加拉国2020年3月报告首例确诊病例,10天后出现首例死亡;为缓解医院压力,卫生服务总局(DGHS)实施集中电话咨询系统,建议患者严格自我隔离并进行室内身体和呼吸锻炼,但这些公共卫生建议的影响尚未在任何南亚国家被系统研究;病毒变异对重症的贡献亦认识不足。因此研究人员开展本研究,旨在识别孟加拉国导致住院的COVID-19重症相关因素,特别关注病毒遗传特征。
主要技术方法:研究为2020年12月15日至2021年7月31日在孟加拉国吉大港专区开展的匹配病例对照研究(按性别和年龄差≤5岁匹配),共纳入500例(250对)参与者,样本来自吉大港兽医与动物科学大学(CVASU)检测实验室的实验室确诊COVID-19记录,据STROBE规范报告;通过结构化问卷以回顾性电话访谈收集48个变量数据,并采集地理坐标;采用条件logistic回归进行单因素及多因素分析(STATA 11);对5对目的性选取的病例-对照鼻咽和口咽拭子样本进行全基因组测序(Illumina MiniSeq平台),并进行系统发育分析(MEGA7)与变异注释(SnpEff)。
研究结果:
3.1 孟加拉国COVID-19的时间趋势(至2021年7月中旬):通过7天滚动平均数据发现该国此期间出现三波疫情,日增病例和死亡峰值均出现在第三波。
3.2 纳入病例与对照概况:通过描述性统计发现病例与对照的中位年龄分别为51岁和52岁,病例中男性140例、女性110例;空间分布显示多数参与者聚集于吉大港都市区,部分来自班多尔班、卡格拉查里和兰加马蒂三个相邻丘陵地区。
3.3 单因素分析:通过单因素条件logistic回归评估48个变量,发现23个变量与重症正相关,关联最强者包括使用任何抗生素(OR = 32.5)、使用依诺肝素钠(OR = 14.2)、最低血氧饱和度<90%(OR = 12.2)、呼吸困难(OR = 9.7)、使用类固醇制剂(OR = 8.4)、尝试在家补氧(OR = 7.1)及使用利伐沙班(OR = 6.4);室内体育锻炼(OR = 0.2)和保持自我隔离(OR = 0.5)与重症降低相关;居住于空调房间呈边缘性负相关(OR = 0.5,p = 0.051);伊维菌素使用和儿童期卡介苗(BCG)接种与重症无显著关联。
3.4 多因素分析:初始模型纳入16个变量,尝试在家补氧(adjusted OR = 8.7)与室内体育锻炼(adjusted OR = 0.3)显著;经向后剔除获得最终模型,多重(≥2)共病(adjusted OR = 2.5,p = 0.001)和患病期间尝试在家补氧(adjusted OR = 6.3,p < 0.001)与重症住院风险升高独立相关,室内体育锻炼(adjusted OR = 0.3,p < 0.001)与风险降低相关,因两种暴露发生于症状出现后,其关联可能反映疾病严重程度而非病因。
3.5 探索性WGS分析的病毒学关联评估:10个基因组中6个属B.1.1.7(Alpha)、3个属B.1.351.3(Beta)、1个属B.1.1.318;系统发育树显示其进化关系;排除两组共有突变后,病例组发现36个独特突变、对照组14个,多为错义和无义突变;未在5个病例基因组同一基因座发现一致性突变,提示ORF1ab、ORF3a、ORF8、S、M和N等基因突变呈散发性且不均一;对照组样本2和4共有3个突变(位置487、11950和27689)。在有限基因组中未发现与重症一致的突变,因样本量小和探索性性质需谨慎解读,既不能确认也不能排除病毒对重症的贡献。
讨论与结论总结:讨论指出,住院前家庭补氧与重症正相关,可能反映资源有限环境下延迟就医而非因果关系;多重(≥2)共病独立关联重症;室内体育锻炼与重症降低相关,但呼吸锻炼无独立关联(adjusted OR = 1.5),研究无法确认保护效应。抗生素、抗凝剂和类固醇等临床管理变量在单因素分析中与重症正相关,但更可能反映疾病进展而非基线暴露,存在反向因果关系,故未纳入多因素模型。伊维菌素和结核相关免疫史未见保护性关联。血氧饱和度低于90%与疾病严重程度高度相关,若未及时补氧可致器官损伤;疫情期间医疗容量有限导致入院延迟,部分低氧患者在家使用非医用氧或不规范氧疗,可能使病情恶化,但研究未记录氧源、流量、持续时间和入院间隔,无法区分延迟治疗的危害与已存在严重低氧的标志。研究提示应保障及时入院和受监护的氧疗。年龄在本研究中与重症无显著关联,可能由于按年龄和性别匹配的设计,不应解读为否定年龄的作用;南亚人群年龄较大者仍保持体力活动及传统饮食习惯可能减轻年龄影响。探索性WGS未发现与重症相关的持续性突变,与英国B.1.1.7大规模分析结果一致,而印度一项临床基因组研究报告了与严重程度相关的突变,提示病毒遗传贡献可能因人群和环境而异;有限病毒遗传变异无法就宿主与病毒因素的相对贡献得出确切结论。研究局限性包括:研究人群地理上集中于大吉大港专区,可能限制外推性;回顾性电话访谈可能引入回忆偏倚、信息偏倚和测量误差,代理应答者可能带来额外不准确,仅纳入可电话联系且愿意参与者可能产生选择偏倚,未进行多重插补;体质指数(BMI)、吸烟状态和疫苗接种史因报告不一致未纳入模型,可能导致残余混杂;部分暴露发生于症状出现后且未记录其与入院的时间关系,存在反向因果可能;样本量按非匹配设计估算;仅对5对样本测序,目的性选择可能引入选择偏倚,样本量小限制病毒学关联的确切结论,需更大规模基因组研究。
结论翻译:多重(≥2)共病与因重症COVID-19住院的较高比值比相关。尝试在家补氧与住院相关,可能作为低氧和延迟住院治疗的标志,凸显及时住院治疗和受监护氧疗的必要性。患病期间室内体育锻炼与重症比值比降低相关,但不能排除反向因果关系。一项小型探索性基因组分析未发现与重症相关的持续性突变,亦不能排除病毒的贡献。