楊 艷，龔 慧，趙翊暢，徐 萍，張畢奎，顏 苗#

(1.中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院藥學(xué)部，湖南 長(zhǎng)沙 410011；2.中南大學(xué)臨床藥學(xué)研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410011；3.湖南省毒物咨詢中心，湖南 長(zhǎng)沙 410011)

新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)是由嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2型(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2)感染引起的新出現(xiàn)的傳染病，感染早期常見的癥狀為發(fā)熱和咳嗽，絕大多數(shù)患者為輕癥且預(yù)后良好，少數(shù)患者可在短時(shí)間內(nèi)發(fā)展為急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)或多器官衰竭甚至死亡[1-2]。研究者認(rèn)為，疾病后期的迅速惡化可能是病毒誘導(dǎo)的細(xì)胞因子風(fēng)暴導(dǎo)致的結(jié)果[3-4]。細(xì)胞因子風(fēng)暴是指感染后多種細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素(IL)、干擾素(IFN)、腫瘤壞死因子(TNF)和集落刺激因子(CSF)等迅速大量釋放的現(xiàn)象。病毒入侵人體后，免疫系統(tǒng)啟動(dòng)，細(xì)胞因子激活和募集免疫細(xì)胞，激活的免疫細(xì)胞分泌更多的細(xì)胞因子，從而激活和募集更多的免疫細(xì)胞，如此形成正反饋；當(dāng)免疫系統(tǒng)過度激活，就會(huì)出現(xiàn)瀑布樣級(jí)聯(lián)反應(yīng)，發(fā)生細(xì)胞因子風(fēng)暴，導(dǎo)致單或多器官損傷、衰竭[5-6]。因此，除控制病毒復(fù)制外，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并遏制細(xì)胞因子風(fēng)暴也是治療COVID-19的關(guān)鍵，治療方案包括抗病毒藥、靜脈注射免疫球蛋白及細(xì)胞因子阻斷劑等?，F(xiàn)對(duì)COVID-19疾病過程中細(xì)胞因子風(fēng)暴發(fā)生的可能機(jī)制及抑制細(xì)胞因子風(fēng)暴的潛在治療藥物進(jìn)行綜述。

1 COVID-19的細(xì)胞因子風(fēng)暴

以往的研究結(jié)果表明，嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus，SARS-CoV)或中東呼吸綜合征冠狀病毒(Middle East respiratory syndrome coronavirus，MERS-CoV)感染后的嚴(yán)重病情與TNF-α、IL-6及IFN-γ等細(xì)胞因子的過度釋放有關(guān)[7-8]。而這樣的細(xì)胞因子風(fēng)暴似乎也是導(dǎo)致COVID-19患者病情惡化甚至死亡的重要原因。最早發(fā)表在《柳葉刀》的臨床研究數(shù)據(jù)顯示，COVID-19患者血漿中檢測(cè)到高水平的炎癥因子和趨化因子，其中ICU患者比非ICU患者具有更高水平的IL-2、IL-7、IL-10、粒細(xì)胞集落刺激因子、IFN-γ誘導(dǎo)蛋白-10(IP-10)、單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1)、巨噬細(xì)胞炎性蛋白1 A(MIP1A)和TNF-α，提示SARS-CoV-2感染后的嚴(yán)重病情與細(xì)胞因子風(fēng)暴的發(fā)生有關(guān)[3]。另一項(xiàng)研究結(jié)果顯示，發(fā)生ARDS的COVID-19患者肝損傷指標(biāo)(總膽紅素)、腎損傷指標(biāo)(尿素)、炎癥相關(guān)指標(biāo)(IL-6、中性粒細(xì)胞)和凝血功能指標(biāo)(D-二聚體)水平顯著升高，而淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)和CD8+T細(xì)胞計(jì)數(shù)明顯降低，死亡的ARDS患者上述指標(biāo)水平變化更顯著[9]；而且，中性粒細(xì)胞是多種炎癥因子和趨化因子的來源，表明過度炎癥反應(yīng)是導(dǎo)致COVID-19患者發(fā)生ARDS和多器官損害甚至死亡的重要原因。已有研究結(jié)果表示，ARDS的發(fā)生是由于細(xì)胞因子風(fēng)暴造成的肺泡毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和肺泡上皮細(xì)胞的彌漫性損傷[5]。首例進(jìn)行尸檢的COVID-19患者病理結(jié)果顯示，雙側(cè)肺泡彌漫性損害(肺細(xì)胞脫屑、肺水腫)，伴有透明膜形成，雙肺可見以淋巴細(xì)胞為主的間質(zhì)單核細(xì)胞炎癥浸潤(rùn)；該患者發(fā)生了ARDS，并且病情在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)展，表明細(xì)胞因子風(fēng)暴發(fā)生迅速[4]。因此，了解細(xì)胞因子風(fēng)暴在COVID-19患者中的發(fā)生機(jī)制，對(duì)于尋找有效的生物標(biāo)志物預(yù)測(cè)、識(shí)別風(fēng)暴的發(fā)生有著重要意義。

目前，細(xì)胞因子風(fēng)暴發(fā)生的機(jī)制尚未明確，以下因素可能在誘發(fā)炎癥風(fēng)暴方面起著關(guān)鍵作用。

1.1 持續(xù)病毒復(fù)制

有研究結(jié)果表明，COVID-19患者咽拭子和痰液樣本的病毒載量在癥狀出現(xiàn)后約1周達(dá)到峰值，比嚴(yán)重急性呼吸綜合征(severe acute respiratory syndrome，SARS)患者約10 d的達(dá)峰時(shí)間短，且年齡越大病毒載量越高[10-12]。然而，也有研究結(jié)果顯示，重癥患者擁有比輕癥患者更高、持續(xù)時(shí)間更久的病毒載量，輕癥患者在發(fā)病初期病毒載量較大，第2周達(dá)到峰值，隨后降低，而重癥患者在發(fā)病后第3周仍然維持較高水平，甚至死亡患者直到死亡仍能檢測(cè)到病毒[13-14]。盡管達(dá)峰時(shí)間有所不同，但值得注意的是，發(fā)病早期的病毒載量就很高。面對(duì)SARS-CoV-2這樣新的、高致病性的病原體，免疫系統(tǒng)需要變得足夠強(qiáng)大。Lin等[15]對(duì)SARS-CoV-2感染的潛在發(fā)病機(jī)制提出假設(shè)：病程可分為病毒血癥階段、急性期(肺炎期)和恢復(fù)期3個(gè)階段。病毒從黏膜經(jīng)呼吸道進(jìn)入肺，再?gòu)姆芜M(jìn)入血液致病毒血癥，最后到達(dá)表達(dá)血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(ACE2)的靶器官，如心、腎。病毒二次攻擊，如果此時(shí)患者的免疫功能是有效的，并且沒有更多的基礎(chǔ)疾病，就能有效地控制病毒，然后進(jìn)入恢復(fù)期；反之，如果無法控制病毒復(fù)制，致淋巴細(xì)胞逐漸消耗，以IL-6為主的炎癥因子顯著增加，患者病情在發(fā)病后7～14 d惡化，進(jìn)入急性期。因此，SARS-CoV-2的病毒載量可能是評(píng)估疾病嚴(yán)重程度和預(yù)后的有用指標(biāo)[16]。

1.2 IFN反應(yīng)

Ⅰ型IFN在促進(jìn)病毒清除和免疫調(diào)節(jié)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，延遲的Ⅰ型IFN反應(yīng)可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果，如SARS-CoV和MERS-CoV可編碼多種結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)蛋白來對(duì)抗IFN反應(yīng)，延遲的IFN信號(hào)導(dǎo)致了病毒清除延遲，進(jìn)一步誘導(dǎo)單核巨噬細(xì)胞反應(yīng)，并使T細(xì)胞對(duì)凋亡敏感，從而導(dǎo)致失調(diào)的炎癥反應(yīng)[17-19]。但也有研究提出，上述結(jié)論很大程度是基于體外研究，而實(shí)際臨床上的SARS患者在急性期表現(xiàn)出強(qiáng)大的I型和Ⅱ型IFN反應(yīng)，表現(xiàn)出高水平的IFN刺激的趨化因子CXCL10和CCL2，并表達(dá)抗病毒ISG基因[7，20]。Xiong等[21]經(jīng)研究方向，IL-10、CCL2/MCP-1、CXCL10/IP-10、CCL3/MIP-1 A和CCl4/MIP1B在COVID-19患者的肺泡灌洗液中呈高表達(dá)，而高水平的巨噬細(xì)胞趨化因子CXCL10/IP-10和CCL2/MCP-1以及中性粒細(xì)胞趨化因子CXCL2、CXCL8促進(jìn)了免疫細(xì)胞的遷移，提示可能發(fā)生IFN介導(dǎo)的免疫失控。

1.3 T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的免疫失衡

T淋巴細(xì)胞對(duì)免疫平衡的維持起著重要作用，根據(jù)細(xì)胞表面分化抗原可分為CD4+T淋巴細(xì)胞和CD8+T淋巴細(xì)胞2大亞群。然而，COVID-19患者常見外周血淋巴細(xì)胞減少，重癥、危重癥患者顯著減少，尤其是T淋巴細(xì)胞[22-23]。上文提到的首例尸檢患者中，其外周血CD4+T淋巴細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞數(shù)量明顯減少但處于過度激活狀態(tài)，表現(xiàn)為輔助性T細(xì)胞(helper T cell，Th)17的增加和CD8+T細(xì)胞的高細(xì)胞毒作用[4]。Th17是一個(gè)效應(yīng)CD4+T細(xì)胞亞群，主要效應(yīng)因子為IL-17；IL-17可刺激上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生前炎癥細(xì)胞因子如IL-6、IL-8、巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)等。Liu等[24]也觀察到嚴(yán)重COVID-19患者的T淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)的動(dòng)態(tài)變化與大多數(shù)外周血細(xì)胞因子水平的動(dòng)態(tài)變化呈負(fù)相關(guān)，表明T淋巴細(xì)胞的消耗可能加劇了免疫失控。對(duì)于導(dǎo)致淋巴細(xì)胞減少的原因，Xiong等[21]表示，SARS-CoV-2可能不會(huì)感染淋巴細(xì)胞，而是誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡和P53信號(hào)通路激活；Zhou等[25]表示，在SARS-CoV-2感染后，CD4+T淋巴細(xì)胞被迅速激活，成為致病性Th1細(xì)胞，并產(chǎn)生GM-CSF。細(xì)胞因子誘導(dǎo)CD14+CD16+單核細(xì)胞高表達(dá)IL-6，加速炎癥。這些異常過多的免疫細(xì)胞可能大量進(jìn)入肺循環(huán)，損傷肺組織，導(dǎo)致呼吸衰竭和快速死亡。因此，T細(xì)胞免疫失衡可能是細(xì)胞因子風(fēng)暴發(fā)生的重要原因。監(jiān)測(cè)淋巴細(xì)胞亞群將有助于COVID-19危重癥的早期篩查、診斷和治療[23]。

2 藥物治療

2.1 IL-6拮抗劑

IL-6作為主要的炎癥因子，在COVID-19中起著重要的病理作用，而抗IL-6受體(IL-6R)抗體可通過抑制IL-6與膜結(jié)合型IL-6R和sIL-6R的結(jié)合阻斷IL-6介導(dǎo)的信號(hào)，因此，抗IL-6R抗體可能有助于抑制SARS-CoV-2引起的細(xì)胞因子風(fēng)暴[26]。魏海明教授和徐曉玲教授牽頭組成的聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，托珠單抗可以通過阻斷IL-6通路阻斷COVID-19細(xì)胞因子風(fēng)暴，率先提出“托珠單抗+常規(guī)治療”的全新治療方案，并在11例使用該方案的患者中看到了臨床效果。隨后，該方案也被納入到《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》中，用于IL-6水平升高的重癥患者的治療，建議托珠單抗注射液劑量為4～8 mg/kg，靜脈滴注時(shí)間應(yīng)>1 h[27]。托珠單抗是一種靶向IL-6R的人源化單抗，也是全球首個(gè)獲批上市的IL-6單抗，常用于治療各種炎癥性自身免疫性疾病[26,28]。

2.2 糖皮質(zhì)激素

糖皮質(zhì)激素因其廣泛的抗炎作用而被用于治療各種感染性、自身免疫性疾病等。糖皮質(zhì)激素的抗炎機(jī)制眾多，可激活I(lǐng)L-1R、IL-10等抗炎因子的基因轉(zhuǎn)錄，抑制TNF-α、IL-6、IL-8及趨化因子等炎癥因子的基因轉(zhuǎn)錄；還可通過抑制巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞等炎癥細(xì)胞向炎癥部位聚集，抑制NO和黏附分子的生成以及降低毛細(xì)血管通透性等發(fā)揮抗炎效應(yīng)，這些非基因組效應(yīng)能在幾分鐘或幾秒鐘產(chǎn)生[29-30]。因此，糖皮質(zhì)激素作為廣譜抗炎藥用于治療ARDS理論上有效。但由于缺乏確鑿的證據(jù)，其臨床應(yīng)用仍存在爭(zhēng)議[30]。有研究結(jié)果認(rèn)為，糖皮質(zhì)激素可能因?yàn)橐种屏嗣庖叻磻?yīng)而造成病毒清除延遲[31]。也有研究結(jié)果顯示，正確使用糖皮質(zhì)激素可降低危重SARS患者的病死率，縮短住院時(shí)間，且與繼發(fā)性下呼吸道感染、其他并發(fā)癥無關(guān)[32]。因此，使用糖皮質(zhì)激素前應(yīng)權(quán)衡利弊，用于部分危重患者，并嚴(yán)格控制劑量[不超過相當(dāng)于0.5～1 mg/(kg·d)的甲潑尼龍]和療程，聯(lián)合應(yīng)用抗凝血藥和擴(kuò)血管藥有助于降低激素性股骨頭壞死的發(fā)生率[33-34]。

2.3 恢復(fù)者血漿

恢復(fù)者血漿中含有病毒特異性抗體，可中和抗原，輸入到患者體內(nèi)可降低病毒載量，這種治療方法在抗擊SARS、H1N1流感等疾病時(shí)就已被使用，并有研究結(jié)果顯示其可降低呼吸道病毒載量、血清細(xì)胞因子反應(yīng)和死亡率，病程早期使用可能更有效[35-36]。在缺乏疫苗和特效藥的情況下，恢復(fù)者血漿治療可能是對(duì)COVID-19最為有效的治療手段。根據(jù)《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第六版)》的建議，恢復(fù)者血漿輸注劑量應(yīng)為200～500 ml(4～5 ml/kg)，且應(yīng)謹(jǐn)慎使用，密切監(jiān)測(cè)。

2.4 血必凈注射液

血必凈注射液是由紅花、赤芍等5種中藥的提取物制成，在臨床上常與蛋白酶抑制劑烏司他丁(體內(nèi)天然的抗炎物質(zhì))聯(lián)合治療ARDS、重癥肺炎等疾病，以獲得更顯著的抗炎效果[37-38]。近期有研究結(jié)果表示，血必凈注射液可能通過對(duì)70個(gè)能與ACE2交集的蛋白，調(diào)控HIF-1、PI3K-Akt等信號(hào)通路，緩解炎癥反應(yīng)，抑制SARS-CoV-2復(fù)制[39]。過往的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中，血必凈注射液(100 ml，每12 h給藥1次)可有效改善重癥肺炎，降低死亡率，縮短機(jī)械通氣時(shí)間和ICU住院時(shí)間[40]。膿毒癥大鼠模型中，血必凈注射液可通過調(diào)節(jié)Treg/Th17細(xì)胞的平衡，預(yù)防細(xì)胞因子風(fēng)暴，提高存活率[41]。該藥不良反應(yīng)小，具有較高的安全性[42]。目前，血必凈注射液已被納入COVID-19診療方案，靜脈給藥，1次100 ml，1日2次。

2.5 甘草酸制劑

甘草酸是中藥甘草提取的有效成分，具有抗炎、抗病毒和免疫調(diào)節(jié)等活性，在臨床上用于治療肝病、獲得性免疫缺陷綜合征等疾病，常用制劑有復(fù)方甘草酸苷、甘草酸二銨和異甘草酸鎂[43]。最近有研究結(jié)果表明，甘草酸能夠與ACE2結(jié)合[44]。鑒于ACE2是SARS-CoV-2的功能受體，有理由認(rèn)為甘草酸有抗SARS-CoV-2的潛力。另外，甘草酸可以通過減少中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)、抑制NF-κB的激活和IL-6生成、抑制補(bǔ)體系統(tǒng)等機(jī)制發(fā)揮抗炎作用，也可以通過抑制肝細(xì)胞凋亡和壞死發(fā)揮護(hù)肝作用[45]。因此，甘草酸制劑不僅具有抑制SARS-CoV-2誘導(dǎo)的細(xì)胞因子風(fēng)暴的潛力，也可緩解病毒或藥物造成的肝損傷。但須注意其引起的低血鉀和高血壓等副作用，因?yàn)楦什菟嶂苿┩ㄟ^抑制11β-羥基類固醇脫氫酶(11β-HSD)與鹽皮質(zhì)激素受體結(jié)合，而表現(xiàn)出一系列鹽皮質(zhì)激素樣活性[46]。目前，有研究發(fā)現(xiàn)甘草酸二銨治療普通型COVID-19患者的臨床療效顯著且安全性高，能夠明顯抑制機(jī)體的炎性反應(yīng)和提高免疫功能[47]。

2.6 其他

鑒于TNF-α是過度炎癥反應(yīng)的主要炎癥因子之一，TNF-α抑制劑依那西普可能在抑制細(xì)胞因子風(fēng)暴上發(fā)揮作用。其可顯著降低巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞等炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、炎性細(xì)胞因子TNF-α,IL-6,IFN-γ分泌和Toll樣受體(TLR3、TLR4和TLR7)的表達(dá)，還下調(diào)和抑制核因子κB(NF-κB)的級(jí)聯(lián)蛋白(如MyD88、TRIF、NF-κB和p65)，并增強(qiáng)宿主對(duì)病毒復(fù)制的控制[48]。CD8+T淋巴細(xì)胞中NKG2A表達(dá)上調(diào)，并伴有細(xì)胞功能缺陷(產(chǎn)生CD107a、IFN-γ、IL-2、顆粒酶B和TNF-α的能力降低)，抗病毒治療后NKG2A+細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞百分比降低，提示重癥肺炎患者中，SARS-CoV-2誘導(dǎo)的NKG2A表達(dá)可能與早期細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞功能衰竭有關(guān)，從而可能導(dǎo)致疾病進(jìn)展。靶向NKG2A可能會(huì)阻止細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞的功能衰竭，有助于在SRAS-CoV-2感染的早期階段消除病毒[49]。

3 小結(jié)

細(xì)胞因子介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)是清除病原體過程中不可或缺的一步。然而，SARS-CoV-2誘導(dǎo)了過度的炎癥反應(yīng)，即細(xì)胞因子風(fēng)暴，導(dǎo)致感染后彌漫性肺損傷、ARDS、多器官衰竭甚至死亡。目前，對(duì)于SARS-CoV-2如何影響宿主防御，導(dǎo)致嚴(yán)重免疫病理的分子和細(xì)胞機(jī)制尚不清楚。在后續(xù)的研究里，深入了解宿主對(duì)冠狀病毒的免疫應(yīng)答過程是必要的，這將有利于了解發(fā)病機(jī)制，指導(dǎo)疾病的治療，改善預(yù)后。如何避免輕、中癥患者發(fā)展為重癥和危重癥患者是目前治療的重點(diǎn)、難點(diǎn)，而監(jiān)測(cè)中性粒細(xì)胞/淋巴細(xì)胞比值、細(xì)胞因子、淋巴細(xì)胞亞群和病毒載量等指標(biāo)有助于早期篩查、診斷和治療。目前，治療COVID-19尚無特效藥，而疫苗的研發(fā)也是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。因此，臨床治療上主要應(yīng)用抗病毒藥以及糖皮質(zhì)激素、炎癥因子拮抗劑、人免疫球蛋白、胸腺肽和恢復(fù)者血漿等，達(dá)到控制病毒在體內(nèi)復(fù)制、抑制炎癥和增強(qiáng)免疫功能的目的。血必凈注射液、甘草酸制劑等中藥也具有一定的治療意義。盡管多種潛在治療藥物被發(fā)現(xiàn)，但無法確定是否使COVID-19患者受益，因此，需進(jìn)行更多有關(guān)COVID-19治療藥物的臨床研究，以驗(yàn)證藥物的有效性以及用藥的劑量和時(shí)機(jī)，同時(shí)監(jiān)測(cè)不良反應(yīng)。