小児患者からのSARS-CoV-2の便中への持続的排泄

概要

SARS-CoV-2 RNAのリアルタイム逆転写PCRアッセイによって確認された10の小児SARS-CoV-2感染症例の疫学的および臨床的調査を報告します。 これらの症例の症状は非特異的であり、呼吸補助や集中治療を必要とする子供はいませんでした。 胸部X線は、肺炎の明確な兆候、成人の場合の感染の特徴を欠いていました。 特に、鼻咽頭検査が陰性であっても、8人の子供が直腸スワブで持続的に陽性と検査され、糞口感染の可能性が高まった。

SARS-CoV-2（以前の2019-nCoV）感染の発生は、2019年12月に中国湖北省武漢で発生しました。

2020年2月25日までに、中国で2,666人の死亡を含む77,780人が確認され、他の33か国で2,459人以上が確認されました。

新しいウイルスのゲノムと成人における感染の初期の疫学的および臨床的特徴が報告されている。

感染症の平均潜伏期間は5.2日であり、一般に患者に発熱、咳、筋肉痛、肺炎を引き起こします。

これまでのところ、子供のSARS-CoV-2感染に関する情報は不足しています。

ここでは、SARS-CoV-2に感染した10人の子供の疫学的および臨床的特徴を報告し、胃腸および気道を介したウイルス排泄の証拠についてテストしました。

2020年2月20日までに、合計745人の子供と3,174人の大人（そのほとんどが診断された患者と密接に接触しているか、家族のメンバーが過去2週間に家族性の集団発生を報告していた）を、咽頭スワブリアルタイムPCR(SARS-CoV-2感染に対するRT–PCR)でスクリーニングした。

全体として、10人の子ども（1.3％）と111人の大人（3.5％）が陽性でした。

子どもと大人の間の2.7倍の差は統計的に有意です（P = 0.002）。

10人の小児患者全員が、地方自治体によって指定されたSARS-CoV-2感染症の治療センターである私たちの病院に入院しました。

10人の患者のうち、6人が男性、4人が女性で、年齢は2か月から15歳の範囲でした。

4人は確定患者との明確な接触歴があり、7人は感染の集団をもつ家族からであり、7人は感染の発症の2週間前に湖北省の流行地域への旅行歴がありました。

入院時、7人は発熱しましたが、全員39°C未満でした。

その他の症状は、咳（5人）、喉の痛み（4人）、鼻づまり・鼻漏（2人）、下痢（3人）でした。

1人の子どもは完全に無症候性でした。

いずれの患者も、嗜眠、呼吸困難、筋肉痛、頭痛、吐き気、嘔吐、見当識障害などの成人患者に一般的に見られる他の症状はありませんでした。

実際、彼らは誰も治療は不要でした。

それらはすべてそれらの暴露歴のために識別され診断された。

これらの患者の胸部X線は正常であるか、片側性または両側性肺炎のない粗い肺のマーキングのみを示しました。

胸部コンピューター断層撮影（CT）スキャンでは、5人の患者で孤立したまたは複数の斑点状のすりガラス状陰影が示されましたが、他の5人では正常範囲内でした。

これらの変化は主に外肺野に見られ、胸膜下の帯状の変化を認めた患者は殆どどいませんでした。

危篤状態の成人患者で一般的に見られる胸水、リンパ節の拡大、またはその他の変化はありませんでした。

入院時に、全血球数、尿および便の分析、凝固機能、血液生化学、感染バイオマーカーをテストしました。

患者9を除いて、ほとんどすべての検査結果は患者で正常でした。

白血球減少症、白血球増加症、リンパ球減少症、またはトランスアミナーゼの上昇を示す症例はほとんどありませんが、成人患者では頻繁に見られます。

インフルエンザAウイルス（H1N1、H3N2、H7N9）、インフルエンザBウイルス、呼吸器合胞体ウイルス、パラインフルエンザウイルス、アデノウイルス、SARS-CoVおよびMERS-CoVのウイルス検査は、すべての患者で陰性でした。

9人の患者（10人目の患者は入院時にサイトカイン検査を実施しなかった別の病院から転院した）のうち、7人がIL-17Fの上昇を示し、5人の患者が同時にIL-22の上昇を示した。

5人の患者はIL-6が上昇していた。

すべての患者は、入院から開始されたα-インターフェロン経口スプレーによる抗ウイルス療法を受けました（8,000 U、2回のスプレー、1日3回）。

患者1は、広州で診断されたSARS-CoV-2感染の非常に最初の小児症例であり、アジスロマイシン10 mg kg-1 /日で5日間、IVIG 300 mg kg -1 /日で3日間治療されました。

呼吸サポートや集中治療室のケアを必要とする患者はいません。

リアルタイムRT–PCRを使用して、鼻咽頭および直腸スワブの経時的サンプルを経時的に分析することにより、10人の患者すべての呼吸器および消化管からのウイルス排泄のパターンを追跡しました。

患者4は無症候性でしたが、複数回陽性でした。

患者6は、彼の鼻咽頭スワブが陽性であった日に無症候性であり、翌日、鼻づまりおよび鼻漏を発症した。

残りの8人の患者は、症状の発症直後に陽性検査を受けました。

さらに、10人中8人の患者は、リアルタイムのRT-PCR陽性の直腸スワブもあり、糞便からのウイルス排泄の可能性が示唆されました。

さらに、10人中8人の患者（患者1〜6、8、10）は、上咽頭検査が陰性になった後、直腸スワブの持続的な陽性リアルタイムRT-PCR検査を示した。

患者2、4、7、および10は、直腸スワブで2回連続してリアルタイムRT-PCR検査が陰性（少なくとも24時間離れている）で退院した。

彼らの鼻咽頭と直腸スワブは退院後、毎週繰り返された。

患者4と7はフォローアップ中は陰性のままでしたが、患者2は退院後13日間で直腸スワブが陽性でした。

興味深いことに、SARS-CoV-2感染症（COVID-19）で入院し、同じ期間に別の病院から退院した患者2の母親も、子どもと同じ日に直腸スワブ検査で陽性でした。

同様の現象が患者10でも観察されました。

彼は1月27日から2月11日まで広州の第8人民病院に入院し、鼻咽頭と直腸スワブの2つの連続して、24時間以上の間隔の後に陰性結果だった場合、退院しました。

しかし、彼の鼻咽頭スワブ検査は陰性のままであったが、彼の直腸スワブ検査は2月17日に再び陽性となったため、彼は当院に再入院した。

2月20日の時点で、残りのすべての患者（患者1、3、5、6、8、および9）はまだ直腸スワブ検査で陽性であり、病院から隔離および観察され続けましたが、全員が病気から回復し、無症候性になった。

同様のトピック7に関する最近の研究で示唆されているように、私たちはシリアル直腸および鼻咽頭スワブテストのサイクルしきい値（Ct）値を使用して、これらの患者のウイルス量（Ct値に反比例する）をほぼ示し、経時的な変化を示しました。

ウイルスRNAの測定は、消化器系からのウイルスの排出が、気道からのそれよりも大きく、長く続く可能性があることを示唆しています（図1b）。

成人におけるSARS-CoV-2感染の臨床的特徴は他にも報告されています。

ただし、いくつかの小児症例が公開されていますが、その臨床的特徴はまだ文書化されていません。

成人患者と比較して、ここで報告された10人の小児患者は臨床的に穏やかな症状があり、放射線学的および検査室試験パラメーターの変化が少なかった。

たとえば、最初の成人患者に見られる典型的な特徴である肺炎と一致する明確な臨床徴候または胸部X線所見を示した患者は10人いませんでした。

子供の感染症の軽度で非定型の症状は、検出を困難にする場合があります。

実際、ここで報告されたすべての患者は、疑わしい症例のスクリーニングを通じて発見されました。

また、10人の小児患者のうち8人の直腸スワブでリアルタイムRT–PCRの結果が陽性であることが観察されました。

これは、鼻咽頭スワブが陰性になった後も検出可能なままであり、胃腸管がウイルスを排出し、糞便から口腔への感染の可能性があることを示唆しています。

実際、他の呼吸器ウイルスでは糞便から口への感染が存在します。

これらの発見はまた、直腸スワブ検査は、鼻咽頭スワブ検査よりも治療の有効性を判断し、検疫の終了のタイミングを決定する上でより有用かもしれないことを示唆しています。

ただし、糞便スワブでの複製能のあるウイルスの証拠はありません。

これは、糞便から口腔への感染の可能性を確認するために必要です。

Characteristics of pediatric SARS-CoV-2 infection and potential evidence for persistent fecal viral shedding

• Yi Xu,

• Xufang Li,

• Bing Zhu,

• Huiying Liang,

• Chunxiao Fang,

• Yu Gong,

• Qiaozhi Guo,

• Xin Sun,

• Danyang Zhao,

• Jun Shen,

• Huayan Zhang,

• Hongsheng Liu,

• Huimin Xia,

• Jinling Tang,

• Kang Zhang &

• Sitang Gong

https://www.nature.com/articles/s41591-020-0817-4

• Brief Communication

• Published: 13 March 2020

Abstract

We report epidemiological and clinical investigations on ten pediatric SARS-CoV-2 infection cases confirmed by real-time reverse transcription PCR assay of SARS-CoV-2 RNA. Symptoms in these cases were nonspecific and no children required respiratory support or intensive care. Chest X-rays lacked definite signs of pneumonia, a defining feature of the infection in adult cases. Notably, eight children persistently tested positive on rectal swabs even after nasopharyngeal testing was negative, raising the possibility of fecal–oral transmission.

The outbreak of SARS-CoV-2 (formerly 2019-nCoV) infection emerged in December 2019 in Wuhan, Hubei Province, China1,2. By 25 February 2020, there had been 77,780 confirmed cases including 2,666 deaths in China and over 2,459 confirmed cases in 33 other countries3.

The genome of the new virus and early epidemiological and clinical features of the infection in adults have been reported4,5,6. The infection is estimated to have a mean incubation period of 5.2 d and commonly causes fever, cough, myalgia and pneumonia in patients4. To date there is a paucity of information regarding SARS-CoV-2 infection in children.

We here report the epidemiological and clinical features of ten children infected with SARS-CoV-2 and tested for evidence of viral excretion through the gastrointestinal and respiratory tracts.

By 20 February 2020, a total of 745 children and 3,174 adults, most of whom had either close contact with diagnosed patients or had members of the family reporting familial outbreaks in the previous 2 weeks, were screened by nasopharyngeal swab real-time PCR with reverse transcription (RT–PCR) for SARS-CoV-2 infection. Overall, 10 children (1.3%) and 111 adults (3.5%) tested positive. The 2.7-fold difference between children and adults is statistically significant (P = 0.002). All ten pediatric patients were admitted to our hospital, a treatment center for SARS-CoV-2 infection designated by the local municipal government.

Of the ten patients, six were male and four were female, with ages ranging from 2 months to 15 years (Table 1). Four had definite contact history with a confirmed patient, seven were from families with a cluster of infection and seven had travel history to epidemic areas in Hubei Province 2 weeks before the onset of infection.

Upon admission, seven had fever but none had a temperature above 39 °C (Table 1). Other symptom presentations included coughing (five children), sore throat (four children), nasal congestion and rhinorrhea (two children) and diarrhea (three children). One child was completely asymptomatic (patient 4). None of the patients had other symptoms commonly seen in adult patients such as lethargy, dyspnea, muscle ache, headache, nausea and vomiting and disorientation. In fact, none of them sought medical care; they were all identified and diagnosed because of their exposure history.

Chest X-rays of these patients were either normal or showed only coarse lung markings without unilateral or bilateral pneumonia. Chest computed tomography (CT) scans showed isolated or multiple patchy ground-glass opacities in five patients but were within normal ranges in the other five. These changes were mainly seen in the outer lung fields and few patients had subpleural bands or strips. There was no pleural effusion, enlarged lymph nodes or other changes that are typically seen in the critically ill adult patients4,6 (Supplementary Fig. 1).

Complete blood count, urine and stool analyses, coagulation function, blood biochemistry and infection biomarkers were tested upon admission (Table 1). Almost all test results were normal in the patients except for patient 9. Few cases had leukopenia, leukocytosis, lymphopenia or elevated transaminase, which in contrast are frequently seen in adult patients. Viral testing for influenza-A virus (H1N1, H3N2, H7N9), influenza B virus, respiratory syncytial virus, parainfluenza virus, adenovirus, SARS-CoV and MERS-CoV were negative in all patients.

Out of nine patients (the tenth patient was transferred from another hospital that did not conduct cytokine tests upon admission), seven showed elevated interleukin (IL)-17F and five of these patients had concurrent elevation of IL-22 (Supplementary Table 1). Five patients had elevated IL-6.

All patients received antiviral therapy with α-interferon oral spray initiated from admission (8,000 U, two sprays, three times a day). Patient 1 was the very first pediatric case of SARS-CoV-2 infection diagnosed in Guangzhou and also treated with azithromycin 10 mg kg−1 per day for 5 d and IVIG 300 mg kg−1 per day for 3 d. No patient required respiratory support or intensive care unit care.

We followed the pattern of viral excretion from respiratory and gastrointestinal tracts in all ten patients by a chronological series of nasopharyngeal and rectal swab samples using real-time RT–PCR (Fig. 1a). Patient 4 was asymptomatic but tested positive on multiple occasions. Patient 6 was asymptomatic on the day his nasopharyngeal swab tested positive and then developed nasal congestion and rhinorrhea the following day. The remaining eight patients had positive tests soon after the onset of symptoms. In addition, eight of ten patients also had real-time RT–PCR-positive rectal swabs, suggesting potential fecal viral excretion. Moreover, eight of ten patients (patients 1–6, 8 and 10) demonstrated persistently positive real-time RT–PCR tests of rectal swabs after their nasopharyngeal testing had become negative.

Patients 2, 4, 7 and 10 were discharged home after two consecutive negative real-time RT–PCR tests (separated by at least 24 h) on rectal swabs. Their nasopharyngeal and rectal swabs were repeated weekly after discharge. Patients 4 and 7 remained negative during follow-up but patient 2 had a positive rectal swab again 13 d after discharge. Interestingly, the mother of patient 2, who was hospitalized for SARS-CoV-2 infection (COVID-19) and discharged from a different hospital during the same time period, also had a positive rectal swab test on the same day as her child. A similar phenomenon was also observed in patient 10. He was hospitalized in the Eighth People’s Hospital of Guangzhou between 27 January and 11 February and discharged after two consecutive negative results for both nasopharyngeal and rectal swabs obtained 24 h apart.

He was however re-admitted to our hospital because his rectal swab test became positive again on 17 February, although his nasopharyngeal swab test remained negative.

As of 20 Feb, all remaining patients (patients 1, 3, 5, 6, 8 and 9) were still testing positive for rectal swabs and continued to be under hospital isolation and observation, although they had all recovered from their illness and had become asymptomatic.

As suggested in a recent study on a similar topic7, we used the cycle threshold (Ct) values of the serial rectal and nasopharyngeal swab tests to approximately indicate viral load (inversely related to Ct value) in these patients to show its change over time.

Viral RNA measurements suggest that viral shedding from the digestive system might be greater and last longer than that from the respiratory tract (Fig. 1b).

Clinical features of SARS-CoV-2 infection in adults have been reported elswhere4,8,9. However, few pediatric cases are published and their clinical features have yet to be documented. Compared to adult patients, the ten pediatric patients reported here had clinically milder symptoms and showed fewer alterations in radiological and laboratory testing parameters. For example, none of the ten patients showed clear clinical signs or chest X-ray findings consistent with pneumonia, a typical feature seen in the initial adult patients4,6. Mild and atypical presentations of the infection in children may make it difficult to detect. Indeed, all the patients reported here were found through screening of suspected cases.

We also observed positive real-time RT–PCR results in rectal swabs in eight out of ten pediatric patients, which remained detectable well after nasopharyngeal swabs turned negative, suggesting that the gastrointestinal tract may shed virus and fecal–oral transmission may be possible. Indeed, fecal–oral transmission does exist with other respiratory viruses10. These findings also suggest that rectal swab-testing may be more useful than nasopharyngeal swab-testing in judging the effectiveness of treatment and determining the timing of termination of quarantine12. However, we do not have evidence of replication-competent virus in fecal swabs, which is required to confirm the potential for fecal–oral transmission.