儿科SARS-CoV-2研究（PECOS）：对感染组与未感染组参与者在感染后12个月内出现的症状进行纵向分析

《Pediatric Research》：Pediatric SARS-CoV-2 outcomes study (PECOS): 12-month longitudinal analysis of post-COVID symptoms in infected versus uninfected participants

　　**摘要**

**背景**
本研究的目的是识别儿童在SARS-CoV-2感染后出现的症状、这些症状在感染后第一年的发展轨迹，以及它们与年龄之间的关系。

**方法**
对感染组和未感染组进行纵向比较。参与者（0-21岁）中，实验室确诊为SARS-CoV-2感染的人被纳入感染组。未感染组是指那些没有SARS-CoV-2感染实验室证据的人。主要结果是症状的存在与否。

**结果**
共有852名参与者（705名感染者，147名未感染者）完成了基线访问。其中，558名感染者在感染后12个月时完成了随访访问。与未感染者相比，感染者中发现了20种更常见的症状，这些症状在基线或12个月时都有出现，且不同年龄段的参与者表现出不同的症状特征。一些感染者在基线时症状更为频繁（例如发热、体重下降），而许多症状持续到了12个月。一些症状在12个月时更为常见（例如痛经、持续性头痛）。12个月时症状的存在与初次感染时病毒传播的情况没有显著关联。

**结论**
感染后一年的中期分析确定了20种感染者比未感染者更可能报告的症状。症状类型因年龄而异。持续到感染后3年的纵向数据将有助于更好地了解儿童SARS-CoV-2感染的长期症状及其发展轨迹。

**临床试验注册号**
NCT04830852

**影响**
尽管大多数儿童能从SARS-CoV-2感染中完全康复，但有些儿童在感染后会经历各种长期症状。许多试图描述这些症状及其发展轨迹的研究既不是前瞻性的也不是纵向的，并且缺乏与未感染对照组的比较。这项纵向分析识别并描述了儿童和青少年在感染后第一年的症状及其发展轨迹，与未感染组进行了对比。研究发现，与未感染组相比，感染组中有20种症状出现得更频繁。年龄在感染后症状的类型和频率中起着关键作用。胃肠道症状尤为突出。

**引言**
儿童在SARS-CoV-2感染后的症状发展轨迹及其长期影响仍不明确。虽然大多数儿童能迅速且完全从急性COVID疾病中恢复，但据估计有1-20%的儿童和青少年可能会经历数月的慢性症状。对于许多儿童来说，这些症状可能会妨碍他们正常参与学校活动、课外活动、工作和社会交往，从而对快速发展的童年和青春期造成严重影响。这些症状在某些情况下符合“COVID后遗症”（PASC）或“长COVID”（LC）的定义，它们出现在所有年龄段的患者中，症状涉及全身多个系统，疾病和症状的严重程度各不相同。我们继续研究SARS-CoV-2感染对儿童身体、心理和发育的影响。这种多系统状况与儿童自然成长和发展的动态过程叠加在一起，情况非常复杂。已经确定，儿童和成人的COVID后遗症模式不同，即使是不同年龄段的儿童也是如此。因此，对处于不同发育阶段的儿童的COVID后遗症进行特征描述和纵向分析至关重要。

**现有报告**
主要来自成人群体的报告显示，许多人在COVID感染后12-36个月内会经历持续或间歇性的疲劳、神经系统、肺部、胃肠道症状以及凝血异常。目前关于儿童COVID后遗症的纵向数据仅限于一项意大利队列研究，该研究对儿童进行了长达3年的随访；其中23%的儿童在3个月时仍有症状。在3个月时仍有症状的儿童中，有56%在感染后6个月时仍有症状，29.5%在12个月时仍有症状。研究还指出，年龄较大、有COVID-19住院史以及感染原始SARS-CoV-2毒株是COVID后遗症的风险因素。英国CloCK研究对11-17岁青少年的纵向调查发现，约25%的参与者符合研究定义的“COVID后遗症”（PCC），这些参与者在感染后24个月时更可能报告疲劳/嗜睡、呼吸急促、胸痛、头晕、头痛和肌肉疼痛等持续或反复出现的症状。更好地描述儿童感染后症状的发展轨迹和多样性，认识到这些症状的动态性质，将有助于临床医生、家庭、教育工作者和患者更好地理解症状的演变过程。儿科SARS-CoV-2长期结果研究（PECOS）的主要目标是描述儿童和青少年从SARS-CoV-2感染中恢复后的长期临床表现和潜在后遗症。本文描述了学龄前（0-5岁）、学龄（6-11岁）和青少年（12-21岁）患者从基线研究访问到感染后12个月的症状发展轨迹，包括感染组和未感染组。

**研究设计和设置**
PECOS是一项正在进行的纵向观察性研究，由美国国立卫生研究院（NIH）下属的国家过敏和传染病研究所（NIAID）以及华盛顿特区的儿童国家医院（CNH）共同开展。符合条件的参与者从2021年7月19日至2023年6月30日期间招募，来自CNH的住院和门诊部门、CNH综合网络以及NIH临床中心（CC）。在招募时患有急性感染或妊娠检测呈阳性的参与者被排除在外。

**参与者资格**
**感染组参与者**
实验室确诊为COVID-19的儿童和年轻人（0-21岁）在症状出现或检测呈阳性后至少4周内被纳入研究。实验室确认包括SARS-CoV-2逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）阳性、抗原阳性或抗核衣壳抗体阳性。
**未感染组参与者**
未感染对照组（0-21岁）没有SARS-CoV-2感染史，在招募时SARS-CoV-2（RT-PCR）和抗核衣壳抗体检测均为阴性。在基线或12个月随访时血清学检测显示SARS-CoV-2感染证据的对照组被取消资格，并被邀请重新作为感染组参与者参与研究。重新作为感染组参与者加入的个体被纳入当前分析。

**随访计划**
所有纳入分析的参与者在基线和感染后12个月时都接受了标准化面对面评估。感染组参与者还完成了额外的6个月随访，并将在接下来的3年内每6个月接受一次监测。未感染组参与者将在3年内每年接受一次随访。研究访问包括数据收集和研究程序（见补充表S1）。

**数据收集**
本报告分析的数据包括WHO病例报告表（CRF），用于评估COVID-19后遗症（见补充表S2）、自我报告的人口统计信息和全面的医疗史。

**SARS-CoV-2变异株评估**
通过有症状参与者的症状出现日期和无症状参与者的实验室确诊阳性日期来评估变异株的流行情况。Omicron之前的时期定义为2021年12月1日之前的所有时间，而Omicron时期定义为2021年12月2日之后的时间，直到招募期结束。

**使用WHO CRF评估SARS-CoV-2感染后的症状**
在每次研究访问时，会询问感染者及其家长或监护人（针对年幼的儿童），询问他们在从SARS-CoV-2感染中恢复后是否出现过WHO CRF中列出的50种症状中的任何一种。对于无症状参与者，以检测呈阳性的时间作为时间起点。
在基线时，回答被分类为：（1）自感染或检测呈阳性以来从未出现；或（2）“出现”，定义为在访问时出现或在感染/检测呈阳性到基线访问之间的任何时间出现，即使后来症状消失了。
在随访访问时，回答被分类为未出现或“出现”，定义为在访问时出现。

**未感染对照组**
未感染对照组也被问及在招募前6-12个月（基线访问）或两次访问之间的时间内的情况。虽然未评估症状的严重程度和确切持续时间，但在每次访问时都会评估每个症状的持续存在或消失情况。导致临床诊断的症状被记录并使用MedDRA术语（医疗词典用于监管活动）和不良事件通用术语标准（CTCAE）进行分类。这些数据未包含在本文中。

**样本量计算**
根据资源可用性，预计研究将有最多710名SARS-CoV-2感染者和最多355名未感染者。为简化计算，假设选择的未感染者数量与感染者数量相同。例如，对于一个在未感染组中发生率为5%的二元结果，招募200名SARS-CoV-2感染者并与200名未感染者进行比较，可以在0.05显著性水平（双侧）下以80%的效力检测到2.6的相对风险。

**统计分析**
使用具有可交换相关结构的广义估计方程（GEE）和logit链接进行队列比较。为了考虑家庭内部的相关性，每个家庭被视为一个簇。比较感染组和未感染组之间、不同年龄组之间以及不同访问之间的症状出现情况，每次访问被视为一个连续变量。最初比较了三个不同的年龄组：0-5岁 vs. 6-11岁、6-11岁 vs. 12岁以上，以及0-5岁 vs. ≥6岁和0-11岁 vs. 12岁以上。这里仅展示了0-5岁 vs. ≥6岁和0-11岁 vs. 12岁以上的比较结果，因为它们得出了相同的结论并且更容易解释。分析通过将年龄、性别和2020年之前的既往疾病作为GEE模型中的附加因素进行了调整。对于年龄组之间的比较，年龄未作为额外调整因素。当一个组的结果为零时，GEE模型无法收敛；为了解决这个问题，我们选择了该组中年龄最大的个体，并将其结果设为1。通过稍微偏向零假设，模型得以收敛，这些是报告的结果。此外，我们还使用了Fisher精确检验进行了补充分析，其中忽略了聚类效应，因此结果可能会有偏差。

**常见症状的定义**
常见症状被定义为：a) 在基线或第12个月时感染组和未感染组之间比例存在统计学显著差异（p<0.05）的症状；或b) 在感染组中超过5%的参与者中出现，并且在基线或第12个月时感染组和未感染组之间的比值比（OR）≥2.0的症状。选择这些截断值的理由是，双倍差异在临床上具有显著性，同时5%的差异也在药物和疫苗试验中用于评估不良事件的监管研究中使用的截断值范围内。第二个标准是为了应对第12个月时未感染组样本量较小以及检测到统计学显著差异的能力下降问题。

所有p值均为双侧。调整变量是基于文献回顾和临床经验的综合判断预先指定的。缺失数据很少，其程度在表格和图例中有所报告，当存在缺失数据时，假设是完全随机缺失的。所有分析均使用R软件4.3.2版本（R Foundation for Statistical Computing）进行。

**研究结果**
参与者的招募过程如前所述。截至2023年9月15日，共有1097名参与者同意参与研究。其中78%（852名）完成了基线访问，纳入了本次分析。83%（705名）为感染者，17%（147名）为未感染者。在705名感染者中，97%（684名）患有急性COVID-19，3%（21名）患有MIS-C。86%（609名）和79%（558名）感染者分别完成了6个月和12个月的随访访问。正如预期的那样，随着时间的推移，越来越多的未感染者被SARS-CoV-2感染。在感染后12个月时，37%（54名）的未感染者仍然未感染（见补充图S1）。本文总结的数据包括所有完成了基线和感染后12个月访问的参与者。感染参与者在入组后6个月也完成了一次中期访问。截至入组后36个月的纵向随访协议研究访问仍在进行中。

**人口统计学**
整个队列的中位年龄为8.9岁，大多数年龄段的代表性广泛且相似，除了年轻成人（≥18岁）占参与者少数（表1）。总体而言，47%的参与者为女性，57%为白人，23%为黑人，15%的参与者自认为是西班牙裔。基线时，57%的参与者有既往病史，且两个队列中的病史相似（补充表S3）。感染参与者是在美国几种SARS-CoV-2毒株同时流行的时期招募的。从COVID-19症状出现到基线访问的中位时间为9.1个月（四分位数范围4.5–14.6个月）。大多数参与者有资格接种SARS-CoV-2疫苗，其中79%（604/761）的合格者在基线访问前已接种了2剂或更多剂次的COVID-19疫苗（表1）。然而，只有33%的感染者（235/705）在初次SARS-CoV-2感染前已完全接种（2剂）。18%的参与者未接种疫苗（感染者中为19%，未感染者中为14%）。报告SARS-CoV-2再感染的参与者比例从基线的14%增加到12个月访问时的31%。这些SARS-CoV-2再感染病例症状较轻（表1）。

**症状的纵向分析**
在基线和12个月访问时，计算了感染组与未感染组之间50种症状存在的比值比。大约三分之一的感染参与者在初次感染恢复后没有症状，而三分之二的参与者报告有一种或多种恢复后的症状。

**症状群分析**
按症状群分析显示，感染参与者在基线时报告更多全身性症状（31% vs 17%，OR：2.23；95% CI：1.43, 3.50，p < 0.001）、胃肠道症状（40% vs 21%，OR：2.44；95% CI：1.60, 3.71，p < 0.001）、头颈耳鼻喉（HEENT）症状（9% vs 2%，OR：4.59；95% CI：1.39, 15.15，p = 0.01）、神经系统症状（37% vs 23%，OR：1.82；95% CI：1.21, 2.76，p = 0.004）和呼吸系统症状（18% vs 9%，OR：1.93；95% CI：0.85, 4.53，p = 0.002）。只有在12个月随访后，全身性症状仍然具有统计学上的显著差异（30% vs 13%，OR：2.32；95% CI：1.05, 5.12，p = 0.04）（图1）。

**个体症状分析**
在基线和12个月随访访问时，发现了20种在感染参与者中比未感染参与者更常见的症状。在这20种症状中，11种在基线时具有统计学意义（p < 0.05），4种在基线时满足>5%的发病率和OR ≥ 2.0的预设标准，其余5种仅在12个月时满足预设标准。在完成12个月访问的558名感染参与者中，有325人（58%）报告在该访问时至少有一种这些选定的症状。

**基线时的个体症状**
在感染参与者中统计上显著更常见的11种症状包括：全身性症状如持续发热（6% vs 1%，OR：5.06；95% CI：1.18, 21.72，p = 0.03）、持续疲劳（18% vs 5%，OR：4.60；95% CI：2.09, 10.13，p < 0.001）和劳累后不适（11% vs 4%，OR：2.52；95% CI：1.06, 6.0，p = 0.04）；胃肠道症状如便秘（20% vs 12%，OR：1.96；95% CI：1.16, 3.30，p = 0.01）、腹泻（10% vs 4%，OR：3.12；95% CI：1.26, 7.74，p = 0.01）、食欲不振（15% vs 5%，OR：2.91；95% CI：1.41, 6.00，p = 0.004）和恶心/呕吐（8% vs 3%，OR：2.70；95% CI：1.04, 7.03，p = 0.04）；神经系统症状如健忘（17% vs 8%，OR：2.02；95% CI：1.09, 3.74，p = 0.02）和持续头痛（15% vs 5%，OR：2.38；95% CI：1.13, 4.99，p = 0.02）；以及呼吸系统症状如持续干咳（10% vs 4%，OR：2.79；95% CI：1.17, 6.62，p = 0.02）和呼吸急促（10% vs 2%，OR：4.74；95% CI：1.38, 16.23，p = 0.01）（图2，补充表S4）。

**其他信息**
- 胸痛、腹痛、体重减轻以及麻木或刺痛在超过5%的感染参与者中报告，且OR ≥ 2.0。
- 在12个月时，未发现感染组与未感染组之间有任何症状在统计学上显著不同，这可能是由于未感染对照组数量较少。
- 头晕/头重脚轻、睡眠增多、痛经、关节疼痛/肿胀和持续肌肉疼痛在超过5%的感染参与者中报告，且仅在12个月时OR ≥ 2.0。
- 此外，在基线时具有统计学显著性的持续疲劳、劳累后不适和持续干咳在12个月时也满足预设标准（图2，补充表S4）。
- 一小部分症状仅在感染参与者中出现，但频率非常低，<3%；这些症状包括吞咽问题、嗅觉或味觉减退、COVID toes和动作迟缓（补充表S4）。
- 焦虑、抑郁和注意力难以集中等症状在感染组和未感染组中都很普遍。
- 有多种症状在感染组与未感染组之间的频率没有显著增加，表明这些症状与SARS-CoV-2感染无关，突显了未感染对照组的重要性（补充表S4）。
- 特别值得注意的是，焦虑、抑郁和注意力难以集中的症状在感染组和未感染组中都非常普遍，表明这些症状与SARS-CoV-2感染无关。

**不同年龄组之间的症状比较**
确定了20种更可能出现在感染个体中的症状后，我们检查了这些症状是否存在年龄特异性差异。在基线时，较年幼的感染儿童（≤5岁）比年龄较大的儿童更可能出现持续发热（10% vs 3%，OR：0.29；95% CI：0.15, 0.55，p < 0.001）和持续干咳（16% vs 7%，OR：0.36；95% CI：0.22, 0.60，p < 0.001），而6岁及以上的儿童更可能报告胸痛、头晕、持续疲劳、劳累后不适、睡眠增多、关节疼痛、持续肌肉疼痛、健忘、麻木和呼吸急促。在其他7种选定的症状上，基线时各年龄组之间没有显著差异（图3）。到12个月时，持续发热和干咳在年龄组之间不再具有统计学上的显著差异，而年龄较大的儿童中更常见的症状仍然不同（补充图S2）。

**症状随时间的变化轨迹**
我们评估了完成基线、6个月和12个月研究访问的感染参与者的症状变化轨迹。随着时间推移，频率下降的症状包括持续发热（OR：0.52；95% CI：0.36, 0.73，p < 0.001）和体重减轻（OR：0.44；95% CI：0.31, 0.64，p < 0.001），而痛经（OR：1.32；95% CI：1.04, 1.69，p = 0.02）、关节疼痛（OR：1.20；95% CI：1.03, 1.4，p = 0.02）和持续头痛（OR：1.20；95% CI：1.04, 1.373，p = 0.01）则较晚出现（图4）。报告其他15种感染相关症状的参与者频率在研究的前12个月内保持稳定。

**12个月内的症状普遍性和与变异株类型的相关性**
未发现这些选定症状的存在与初次感染时流行的主要病毒株（Omicron vs. pre-Omicron）之间存在显著关联。例如，早期上呼吸道症状与SARS-CoV-2病毒初次侵入呼吸道上皮时的局部组织损伤和局部先天免疫激活相对应，随后出现下呼吸道疾病、发热、肌肉痛、头痛，在病毒血症期间还会出现血管和凝血并发症，并激活全身性的先天免疫和促炎反应。21 在发展为重症COVID-19的患者中，发现免疫激活的时间存在差异，如体液免疫反应的时间不同，以及抗病毒干扰素的产生减弱或延迟。22 同样，在感染后3-8个月内，与康复的年龄匹配对照组相比，持续症状的患者表现出免疫学上的差异，23,24,25 包括更高的抗刺突蛋白和核衣壳IgG水平、先天免疫细胞（单核细胞和浆细胞样树突状细胞）、特异性CD8+记忆T细胞以及持续的抗病毒细胞因子（IFN-β和IFN-γ1）的产生。这些免疫学差异在12-24个月内大部分会得到缓解，表明某些患者在COVID后存在一个“急性后期”的免疫阶段。26 持续或异常的免疫反应可能与报告中的全身症状（如发热和体重下降）相关，但在我们研究的大部分感染者中，这些症状在3-8个月后不再出现，尽管仍需要进一步研究。在这个漫长的急性后期免疫阶段中发生的损伤可能会引发其他过程，导致迟发的生理表现，如周围自主神经损伤、27 血管内功能障碍和炎症性微栓子28,29 以及微生物群失调。30 理解这些潜在过程的轨迹（可能通过临床症状表现出来）是确定适当治疗策略的关键。本研究的潜在局限性包括在整个研究期间未感染受试者数量的减少，因为随着时间的推移，许多最初登记为未感染的参与者最终被感染。这是未感染受试者数量减少的主要原因，并非由于自愿退出研究。样本量小导致第12个月的数据置信区间较大且缺乏统计显著性。此外，可能有一些无症状感染未被发现。年龄相关的症状识别和报告差异也可能影响研究结果；由于年幼儿童无法充分表达症状，其症状可能被低估，而年长儿童则更容易准确识别和描述自己的症状。另一个局限性是症状可能与潜在疾病（如并发疾病或受伤）相关，这可能会造成混淆。不过，我们通过收集2020年之前的详细既往病史以及两组患者在随访期间的新诊断情况来尝试解决这个问题。最后，需要注意的是，由于本研究的方法学限制，我们无法排除基线和随访时出现的症状并未完全消失而是持续存在的可能性。

结论
了解所有年龄段儿童COVID后症状的频率、类型和轨迹，并将其与非SARS-CoV-2感染引起的症状区分开来是复杂的。这项正在进行的研究的结果将帮助临床医生了解与SARS-CoV-2感染相关的具体症状及其发展过程。这有助于制定适当的筛查和咨询措施，指导患者及其护理人员的护理，并在COVID后的适当时间点决定转诊给专科医生和进行干预。通过对这些儿童进行为期三年的纵向分析，包括实验室检查、影像学检查、心脏功能、肺功能、心理和发育方面的评估，将更全面地了解SARS-CoV-2感染在儿童中的最终结局，并为研究疾病机制和开发针对性治疗方法提供生物样本。