劉奇 王世春 姚春艷

發(fā)生細(xì)胞因子風(fēng)暴是病毒性呼吸道傳染疾病[如新型冠狀病毒肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-19）、中東呼吸綜合征（middle east respiratory syndrome，MERS）、新型甲型H1N1、嚴(yán)重急性呼吸綜合征（severe acute respiratory syndrome，SARS）等]重型和危重型患者死亡的一個(gè)重要原因，如能早期發(fā)現(xiàn)并阻斷則能逆轉(zhuǎn)病情、提高患者生存率[1]。由于目前臨床上針對細(xì)胞因子風(fēng)暴尚未建立特異性治療方案，但有臨床數(shù)據(jù)表明血漿置換在減輕細(xì)胞因子風(fēng)暴治療中療效顯著[2]，本文結(jié)合COVID-19細(xì)胞因子風(fēng)暴發(fā)生機(jī)制對血漿置換用于包括COVID-19在內(nèi)的病毒性呼吸道傳染疾病治療作如下綜述。

1 細(xì)胞因子及細(xì)胞因子風(fēng)暴 細(xì)胞因子主要包括白細(xì)胞介素（IL）、干擾素（IFN）、腫瘤壞死因子（TNF）、集落刺激因子（CSF）、趨化因子和生長因子等，具有調(diào)節(jié)固有免疫、適應(yīng)性免疫、血細(xì)胞生成、細(xì)胞生長分化以及損傷組織修復(fù)等多種生物學(xué)功能[3]。和其他免疫分子一樣，細(xì)胞因子既可發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，在一定條件下也可參與多種疾病的發(fā)生，甚至引發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴（cytokine storm）。發(fā)生細(xì)胞因子風(fēng)暴時(shí)，首先是局部的炎癥反應(yīng)（如TNF-α和IL-1β的表達(dá)升高），在趨化因子IL8，C5a（補(bǔ)體激活產(chǎn)物）的作用下，細(xì)胞因子在炎癥部位大量積聚然后循環(huán)達(dá)到全身，引起淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞過度激活，產(chǎn)生過度免疫應(yīng)答。該過程中細(xì)胞因子與免疫細(xì)胞之間產(chǎn)生特定的正反饋機(jī)制，使多種細(xì)胞因子在組織、器官中異常升高，引發(fā)炎癥級聯(lián)效應(yīng)，破壞上皮細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，最終導(dǎo)致患者單器官或多器官損傷、功能衰竭甚至死亡[4]（見圖1）。

圖1 病原體侵入人體產(chǎn)生細(xì)胞因子風(fēng)暴的示意圖

目前臨床上對于細(xì)胞因子風(fēng)暴尚無特異性治療手段，常見給予糖皮質(zhì)激素或針對細(xì)胞因子風(fēng)暴中某種特異細(xì)胞因子進(jìn)行靶向治療[5]，前者存在較大的隨意性和不確定性，缺乏對給予患者激素治療的起始時(shí)間點(diǎn)、激素個(gè)體化應(yīng)用劑量以及何時(shí)終止激素應(yīng)用等關(guān)鍵問題進(jìn)行指導(dǎo)的治療標(biāo)準(zhǔn)。靶向治療細(xì)胞因子風(fēng)暴中的特異細(xì)胞因子[6-8]，應(yīng)用其單克隆抗體（如托珠單抗-人源性抗人IL6受體單克隆抗體）以拮抗病理情況下的體液促炎因子來減輕細(xì)胞因子風(fēng)暴，或應(yīng)用特異重組蛋白調(diào)節(jié)細(xì)胞因子風(fēng)暴具有良好前景，但不同疾病造成細(xì)胞因子風(fēng)暴機(jī)制不同，引起不同的細(xì)胞因子變化，該治療手段同樣具有不確定性。

近年來血漿置換用于減輕細(xì)胞因子風(fēng)暴療效顯著[2,9,10]，作為一種非特異、廣譜的方法，非靶向地去除血液中的細(xì)胞因子，調(diào)節(jié)過度激活的免疫反應(yīng)，促進(jìn)免疫重建。

2 血漿置換適應(yīng)征及機(jī)理 血漿置換是通過分離和去除患者血液中的病理性血漿，同時(shí)輸注一定量的溶液或正常人血漿，以達(dá)到清除致病物質(zhì)，減輕病理損傷的目的[11]。根據(jù)臨床療效將治療性血漿置換的適應(yīng)征分為Ⅰ-Ⅳ級[12]，針對I級適應(yīng)征，如吉蘭-巴雷綜合征，重癥肌無力，ABO-血型不符的肝、腎移植患者，血漿置換或聯(lián)合其他方案作為基礎(chǔ)一線治療方案；對于系統(tǒng)性紅斑狼瘡的Ⅱ級適應(yīng)征患者，血漿置換或聯(lián)合其他方案可作為獨(dú)立二線治療方案；針對Ⅲ級適應(yīng)征如膿毒血征和多器官衰竭患者，血漿置換的最佳治療效果尚未確定，需制定個(gè)性化治療方案；而不適宜血漿置換治療如急性類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎則歸為Ⅳ級適應(yīng)征。在前3級適應(yīng)征中，多數(shù)疾病自身進(jìn)程或其治療手段都可產(chǎn)生細(xì)胞因子風(fēng)暴，如噬血細(xì)胞綜合征[2]、造血干細(xì)胞移植[9]，及近年來用于腫瘤治療的CAR-T細(xì)胞療法[13]，經(jīng)血漿置換治療后，部分難治、復(fù)發(fā)性疾病患者的生存率得到了提高。

2019年12月初，在我國武漢市暴發(fā)的COVID-19被證實(shí)為新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）引起的肺炎，目前尚無特異性治療手段，科學(xué)家對該疾病進(jìn)程研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞因子風(fēng)暴是重型和危重型COVID-19患者死亡的一個(gè)重要原因[14，15]。李蘭娟院士[16，17]牽頭編著的《人工肝血液凈化系統(tǒng)應(yīng)用于重型、危重型新型冠狀病毒肺炎治療的專家共識(shí)》明確表示人工肝血液凈化系統(tǒng)（簡稱人工肝）能清除炎癥因子，阻斷“細(xì)胞因子風(fēng)暴”，從而減輕炎癥反應(yīng)對機(jī)體的損傷，對重型、危重型患者的救治具有重要價(jià)值，可明顯縮短ICU住院時(shí)間，血清細(xì)胞因子IL2/IL4/IL6/TNF-α顯著下降，呼吸改善，氧飽和度提升。血漿置換是人工肝系統(tǒng)中核心技術(shù)之一，同時(shí)“新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第七版）”中寫到將血漿置換等血液凈化方式用于重型和危重型COVID-19患者早中期的治療，能清除炎癥因子，阻斷細(xì)胞因子風(fēng)暴[18]。

3 COVID-19引發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴的潛在機(jī)制及血漿置換療效武漢金銀潭醫(yī)院的黃朝林[19]等對41名COVID-19患者的回顧性研究觀察到患者血清中眾多炎癥因子和趨化因子水平顯著升高，如IL1B、IL1RA、IL7、IL8、TNF-α、生長因子PDGF和VEGF；特別指出與非ICU患者相比，ICU患者血清中IL2、IL7、IL10、粒細(xì)胞集落刺激因子GCSF及TNF-α因子水平進(jìn)一步升高。華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院（武漢協(xié)和醫(yī)院）的研究團(tuán)隊(duì)[20]描述了不同嚴(yán)重程度的COVID-19患者外周血淋巴細(xì)胞亞群和細(xì)胞因子的動(dòng)態(tài)變化，他們也觀察到淋巴細(xì)胞減少和促炎細(xì)胞因子風(fēng)暴在重型COVID-19患者中比在輕型患者中更嚴(yán)重，且與疾病的嚴(yán)重程度密切相關(guān)。相比之下，重型患者組的細(xì)胞因子血清水平波動(dòng)更顯著。大部分被檢測的細(xì)胞因子于發(fā)病后3～6天在血清中達(dá)到峰值水平，但I(xiàn)L6和IL10水平均持續(xù)升高。

中國科學(xué)院團(tuán)隊(duì)[21，22]結(jié)合已有的研究結(jié)果又分析了33例COVID-19 ICU患者和非ICU患者的多項(xiàng)免疫學(xué)指標(biāo)，觀察到SARS-CoV-2通過刺突蛋白（S蛋白）識(shí)別血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（ACE2）感染機(jī)體后，可大量復(fù)制，從而迅速激活CD4+T細(xì)胞，使之增殖分化為Th1細(xì)胞并分泌IL6、γ干擾素和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF）等促炎性細(xì)胞因子。其中，GM-CSF又可激活單核細(xì)胞進(jìn)一步釋放IL6和其他因子，導(dǎo)致形成細(xì)胞因子風(fēng)暴，使患者病情發(fā)展為急性呼吸窘迫綜合征甚至死亡。因此，T淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞釋放的IL6和GM-CSF可能是COVID-19誘發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而單核細(xì)胞作為非特異性免疫的免疫細(xì)胞，提示COVID-19引發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴的機(jī)制可能與機(jī)體特異性和非特異性免疫平衡破壞密切相關(guān)。

盡管對COVID-19疾病發(fā)展機(jī)制的認(rèn)識(shí)尚未完全明確，但抑制COVID-19細(xì)胞因子風(fēng)暴是逆轉(zhuǎn)危重癥患者病情的關(guān)鍵治療靶點(diǎn)已非常明確[16]?，F(xiàn)有血漿置換用于該疾病的報(bào)道不多，駱嵩[23]等采用血漿置換治療了3例重型COVID-19患者，并與托珠單抗治療組對比分析，發(fā)現(xiàn)血漿置換組治療后3例患者炎癥水平下降明顯，C反應(yīng)蛋白下降了76.64%，IL6下降了79.63%，淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)升高110.38%，凝血酶原時(shí)間也有明顯改善；而托珠單抗治療組3例患者炎癥C反應(yīng)蛋白下降了73.75%，IL6下降了17.74%，淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)升高42.82%，凝血酶原時(shí)間也無明顯改善。因此，筆者最后推論對于炎癥反應(yīng)強(qiáng)烈的重型COVID-19患者，血漿置換仍應(yīng)該作為首選方式。鑒于對于新冠肺炎行血漿置換的病例較少，此結(jié)論仍需進(jìn)一步證實(shí)。

雖然血漿置換在新冠肺炎中的報(bào)道目前較少，但在其他病毒性呼吸道傳染病中卻有很多研究，雖然它們的發(fā)病機(jī)制略有不同，但絕大部分的重型或危重型都會(huì)引起相應(yīng)的細(xì)胞因子水平發(fā)生變化，觸發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴（見表1）。充分借鑒既往的病毒的治療經(jīng)驗(yàn)，分析病毒引起的呼吸道傳染疾病的發(fā)病機(jī)制及相關(guān)細(xì)胞因子水平的變化特點(diǎn)，了解血漿置換在病毒性呼吸道傳染病中的治療現(xiàn)狀，對血漿置換治療COVID-19具有重要的意義。

4 血漿置換在其他病毒性呼吸道傳染病中的應(yīng)用

4.1 血漿置換治療甲型H1N1流感：甲型H1N1流感病毒在侵襲感染者肺部時(shí)，會(huì)出現(xiàn)大量被激活的T細(xì)胞以抵抗病毒。T細(xì)胞被激活的同時(shí)導(dǎo)致人體內(nèi)細(xì)胞因子形成細(xì)胞因子風(fēng)暴，使肺部出現(xiàn)炎癥反應(yīng)。急性肺損傷(ALI)是甲型H1N1流感病毒感染者死亡的重要原因。對死亡患者的尸檢結(jié)果發(fā)現(xiàn)患者出現(xiàn)嚴(yán)重的肺部炎癥、肺血管通透性增加及明顯的血行動(dòng)力障礙[24]。

表1 病毒性呼吸道傳染病發(fā)病機(jī)制及細(xì)胞因子水平變化

Pritesh Patel[25]研究報(bào)道了用血漿置換治療3例患有急性呼吸道窘迫綜合征和血流動(dòng)力學(xué)損害的H1N1感染患者的案例。3例患者此前均接受了奧司他韋、機(jī)械通氣聯(lián)合吸入一氧化氮的治療，在常規(guī)治療干預(yù)失敗的情況下接受了血漿置換治療。在血漿置換治療的過程中，其中1例患者血小板計(jì)數(shù)減少，有凝血功能障礙，選擇用新鮮冰凍血漿作為其置換液。另外2例患者均需要血管加壓素支持，以維持平均動(dòng)脈壓大于60 mmHg，他們接受的是新鮮冷凍血漿和5%白蛋白各占50%的比例所制備的置換液。每位患者連續(xù)治療3 d，血漿置換量按照每千克體重置換（38～40）mL執(zhí)行。治療結(jié)果顯示在第一次血漿置換后需要血管加壓素支持的兩名患者對血管加壓素的需求立即降低，在完成第二次治療后都不再需要血管加壓素支持，此外在第二次血漿置換后，所有3例患者的器官功能障礙評分（PELOD）降低了50%，需氧量也都降低了。第三次血漿置換后，PELOD評分明顯降低且小于3（P=0.001），氧合指數(shù)PaO2/FIO2比值顯著提高，從平均值77提高到202。最后3例患者全部存活，無明顯后遺癥，4個(gè)月后均完全康復(fù)。

4.2 血漿置換治療中東呼吸綜合征(MERS)：MERS是由中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)引起的一種嚴(yán)重呼吸道傳染病。MERS-CoV感染會(huì)引起患者白細(xì)胞計(jì)數(shù)減少、淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)減少，重癥患者可出現(xiàn)血小板計(jì)數(shù)顯著降低，此外還會(huì)引起肺部癥狀以及胸部X線和CT異常，最嚴(yán)重的也是主要致死的并發(fā)癥是腎功能衰竭[26]。

Benjamin Koch[27]等研究者利用一個(gè)帶有200納米孔徑并附有凝集素的血漿置換（LAP）裝置來模擬血漿置換對MERS-CoV病毒的體外清除能力。研究者在體外構(gòu)建中東呼吸綜合征冠狀病毒的偽病毒質(zhì)粒，并在HEK/293T細(xì)胞中表達(dá)純化。實(shí)驗(yàn)前用完全培養(yǎng)基或人血清將純化的病毒質(zhì)粒稀釋至1 500 ng/mL，然后使其通過LAP，每30 min采集一次血漿置換后的樣本，用于細(xì)胞感染性試驗(yàn)，以此來驗(yàn)證血漿置換對病毒的清除能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，大部分病毒和糖蛋白在LAP治療的第一個(gè)小時(shí)內(nèi)就被清除，LAP對完全培養(yǎng)基中的MERS-CoV病毒清除率在3小時(shí)內(nèi)即達(dá)到70%左右，對人血清中病毒的清除率為60%左右，且傳染性下降到30%。雖然MERS-CoV病毒確實(shí)可以被LAP體外清除，但仍需在體內(nèi)進(jìn)一步驗(yàn)證，考慮到MERS-CoV病毒的高致死率并且沒有特定的治療方案，在條件允許下，血漿置換治療也可以作為備選治療方案。

4.3 血漿置換治療埃博拉病毒病(EVD)：埃博拉病毒病(ebola virus disease，EVD)是由埃博拉病毒(ebola virus，EBOV)感染引起的急性烈性傳染病，病變幾乎可累及全身所有器官組織，極易引起免疫系統(tǒng)紊亂，發(fā)生細(xì)胞因子風(fēng)暴。國際上在救治少數(shù)危重患者時(shí)通常采用機(jī)械通氣、腎臟替代、血漿置換等生命支持措施，明顯提高了患者的生存率[28]。

埃博拉病毒表面的糖蛋白(glycoproteins，GP)對植物血凝素(lectin)具有極高的吸附性，德國法蘭克福大學(xué)醫(yī)院的研究者就利用這一特性，將植物血凝素吸附與血漿置換相結(jié)合(lectin affinity plasmapheresis，LAP)對1例危重癥埃博拉病毒感染的患者進(jìn)行治療[29]。在患者被確診感染埃博拉病毒后的第13天，進(jìn)行了6.5 h的血漿置換治療。在血漿置換治療前，病人血液中的病毒載量是2.29×105拷貝/毫升，血漿置換治療后，檢測血液中的病毒載量為7.66×104拷貝/毫升，血液中病毒載量下降明顯，此外在LAP濾過柱中檢測到有2.53億個(gè)埃博拉病毒。但是根據(jù)病程來看，在這個(gè)時(shí)間段，患者體內(nèi)的病毒正好呈現(xiàn)一個(gè)下降的趨勢。因此，血漿置換對埃博拉病毒的清除率有待進(jìn)一步驗(yàn)證。但此次治療至少證實(shí)，在做好生物安全防護(hù)的情況下，血漿置換治療對患者是安全的，并且可以對患者體內(nèi)的埃博拉病毒起到清除作用，為埃博拉病毒的治療提供一種新的治療方式。

4.4 血漿置換治療嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS)：SARS冠狀病毒、2019-nCoV均屬于冠狀病毒科β病毒屬，二者均屬包膜病毒，基因組為正鏈單股RNA，全基因組比對發(fā)現(xiàn)COVID-19與SARS-CoV有70%左右的相似性[30]。最近報(bào)道了一例COVID-19死亡患者病理解剖結(jié)果[31]，其肺部病變總體特征與SARS相似，血漿置換也曾應(yīng)用于SARS的治療[32]。研究發(fā)現(xiàn)在SARS感染的患者中免疫細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子（IFN-γ、IL6、IL12等）顯著提高，嚴(yán)重的患者呼吸困難，并且快速發(fā)展成急性呼吸窘迫綜合征。鑒于血漿置換可以清除患者體內(nèi)的細(xì)胞因子和炎癥因子，孫世軍[33]等用血漿置換聯(lián)合連續(xù)性靜脈-靜脈血液濾過的方法對20例急性呼吸窘迫綜合征展開治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過血漿置換治療后，患者的心率、平均動(dòng)脈壓、中心靜脈壓、動(dòng)脈血氧分壓、動(dòng)脈血二氧化碳分壓、氧合指數(shù)等指標(biāo)均明顯升高，而氣道阻力、C反應(yīng)蛋白的濃度下降顯著。提示血漿置換對SARS患者的治療有一定的療效。

5 血漿置換不良反應(yīng)及在病毒性呼吸道傳染病治療中的注意事項(xiàng) 血漿置換治療已是搶救危重病患者生命的有效手段，可快速清除循環(huán)系統(tǒng)中的抗原、抗體、可溶性免疫復(fù)合物及機(jī)體有害成分，在ICU具有廣泛的適應(yīng)征[34]。該類患者常見不良反應(yīng)有血壓下降（8.4%）、心律失常（3.5%）、寒戰(zhàn)（1.1%），大部分患者為一過性反應(yīng)，嚴(yán)重并發(fā)癥如休克、溶血的發(fā)生率為2.16%。

對于年齡偏大的重癥患者，由于存在諸多基礎(chǔ)疾病，在行血漿置換治療時(shí)除了關(guān)注常規(guī)的不良反應(yīng)外，還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注患者的心理負(fù)擔(dān)，密切關(guān)注患者病情變化，一旦發(fā)生不良反應(yīng)及時(shí)采用有效應(yīng)對措施，如降低流速、及時(shí)補(bǔ)液等。若出現(xiàn)以下情況[16]需謹(jǐn)慎使用血漿置換：①嚴(yán)重活動(dòng)性出血或彌漫性血管內(nèi)凝血者；②對治療過程中所用血制品或藥品如血漿、肝素和魚精蛋白等嚴(yán)重過敏者；③急性腦血管意外或嚴(yán)重顱腦損傷者；④慢性心功能不全，分級為Ⅲ級及以上者；⑤尚未糾正的低血壓、休克；⑥嚴(yán)重的心律失常。

6 小結(jié) 綜上，細(xì)胞因子風(fēng)暴發(fā)生機(jī)制研究已取得了很大進(jìn)步[35]，連續(xù)性腎替代療法（CRRT）對于細(xì)胞因子風(fēng)暴的治療也有一定效果[18]，但是目前仍無針對細(xì)胞因子風(fēng)暴的特異性治療手段，大量用于控制細(xì)胞因子風(fēng)暴的藥物已進(jìn)入臨床試驗(yàn)，但因來源的限制性和對機(jī)體潛在的不良反應(yīng)未能迅速投入大范圍的臨床治療。血漿置換作為一種成熟的血液凈化技術(shù)，仍是一種較為安全的減緩細(xì)胞因子風(fēng)暴的有效治療手段，但對于新冠的治療尚需更多的臨床數(shù)據(jù)支持。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突