鄧丹芳 王小琴
1湖北中醫(yī)藥大學(武漢430061);2湖北省中醫(yī)院,湖北中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院,湖北省中醫(yī)藥研究院(武漢430074)
自2019年12月以來,新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)對世界公共衛(wèi)生造成了嚴重的威脅[1-2]。雖然彌漫性肺泡損傷和急性呼吸衰竭是本病的主要特征,腎臟作為血管緊張素轉化酶2(ACE2)高表達器官,也是嚴重急性呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒2(SARS-CoV-2)入侵的重要靶器官,且重型及危重癥型患者相關急性腎損傷(acute kidney injury,AKI)是COVID-19 患者死亡的獨立危險因素之一[3],因此,關注COVID-19相關急性腎損傷至關重要。筆者梳理近4個月來文獻中COVID-19相關急性腎損傷特征、發(fā)病機制及治療情況等,以期深入認識COVID-19相關AKI,并為開展深入臨床、實驗研究提供參考。
COVID-19 是由SARS-CoV-2 感染引起的一類急性傳染病,除主要表現為急性呼吸系統(tǒng)病變外,還可累及腎臟、肝臟、胃腸、心血管、神經等多系統(tǒng),臨床表現復雜多樣。該病毒是繼嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒(severe acute respiratory syndrome coronaviru,SARS-CoV)和中東呼吸綜合征冠狀病毒(middle east respiratory syndrome coronavirus,MERS-CoV)之后的第3 種可引起急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)的β-冠狀病毒,與SARS-CoV 和MERS-CoV 分別具有79%和50%的同源性[4]。該病毒為26~32 kb 的線性單股正鏈RNA 病毒,包含棘突蛋白(spike,S)、膜蛋白(membrane,M)、核衣殼蛋白(nucleocapsid,N)和包膜蛋白(envelope,E)等4個結構蛋白[5]。與SARS-CoV一樣,SARS-CoV-2通過S 蛋白與細胞表面受體血管緊張素轉換酶2(angiotensin converting enzyme 2,ACE2)結合進入靶細胞,引起損傷[6]。
COVID-19 所累及的器官與ACE2 的器官分布有關[7],隨著臨床病例資料的積累,發(fā)現腎臟是SARS-CoV-2 感染的肺外靶器官之一。研究發(fā)現,SARS-CoV-2 感染可引起腎小管損傷及腎小球濾過功能異常。CHENG 等[3]發(fā)現43.9%的患者出現蛋白尿(1+~3+),26.7%患者出現血尿(1+~3+),血清肌酐升高、血尿素氮升高、腎小球濾過率下降的發(fā)生率分別為14.4%、13.1%和13.1%。腎臟CT 影像表現為腎實質密度降低,提示腎臟存在炎癥和水腫情況[8]。病理上,姚小紅等[9]發(fā)現腎小管上皮細胞水腫、空泡變性、脫落,管腔內可見蛋白管型和色素管型;腎小球內皮細胞腫脹,球囊腔內見少量蛋白性滲出物,毛細血管內可見透明血栓。
GUAN 等[10]研究表明COVID-19 患者AKI 發(fā)生率為0.5%,且AKI 是復合終點事件的影響因素之一。華中科技大學附屬同濟醫(yī)院對52例重癥COVID-19 患者的研究數據顯示,幸存病例AKI 發(fā)生率為15%,死亡病例AKI 發(fā)生率高達37.5%,AKI總發(fā)生率為29%[11],且研究[12]發(fā)現合并AKI 的COVID-19 患者病死率更高。另外,研究[13]發(fā)現COVID-19 相關AKI 發(fā)病率與疾病嚴重程度呈正相關,且年齡大、合并慢性腎臟疾病的患者更容易并發(fā)AKI。因此,關注COVID-19 相關AKI 對于提高COVID-19 患者救治率、降低病死率至關重要。
3.1 病毒直接攻擊SARS-CoV-2 與SARS-CoV 均通過S 蛋白與ACE2 結合進入靶細胞,引起損傷,且SARS-CoV-2 與ACE2 具有更高親和力[6,14]。免疫組化發(fā)現,ACE2 蛋白在腎臟,尤其是腎小管細胞中的表達水平明顯較高[15],且經人體組織RNA測序發(fā)現,ACE2 在腎臟中的表達量近乎肺臟的100 倍[16]。SARS-CoV-2 可通過與ACE2 結合而進入腎小管細胞,從而引起細胞毒性和腎功能異常。有學者在COVID-19 死者腎臟原位檢測到病毒核衣殼蛋白并發(fā)現SARS-CoV-2 抗原積累于腎小管,證實SARS-CoV-2 直接感染人的腎臟,誘導AKI 并促進病毒在體內的傳播[17-18]。
3.2 ACE2 表達下調ACE2 是腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)的重要組成部分,經典RAS ACE-AngⅡ-AT1R 調節(jié)軸和ACE2-Ang 1-7-MasR 反調節(jié)軸在維持人類體內的穩(wěn)態(tài)扮演重要角色。研究[19-20]表明,RAS ACE-AngⅡ-AT1R 調節(jié)軸的主要作用是增加交感神經系統(tǒng)緊張,引起血管收縮,增加血壓,并促進炎癥、纖維化等,而ACE2-Ang 1-7-MasR 反調節(jié)軸可以拮抗這些作用。ACE2 表達下調,則AngⅡ水平升高,加劇血管收縮效應,抑制血管擴張,從而導致腎臟血管舒縮功能障礙、腎臟缺血灌注不足等腎臟血流動力學改變,最終致腎小球濾過率下降,引起腎功能損傷。
LI 等[21]研究表明,SARS 并發(fā)ARDS 與SARSCoV 感染導致ACE2 表達下調有關,而COVID-19患者和SARS 患者在肺部均具有典型的ARDS 病理表現,SARS-CoV-2 和SARS-CoV 可能具有相似的發(fā)病機制。TIKELLIS 等[22]研究發(fā)現,在糖尿病腎病中,腎小管ACE2 表達下調與蛋白尿和腎小管損害存在相關性,且進一步抑制ACE2 能加重腎臟損害[23],而重組ACE2 在降血壓同時能減輕對腎臟的損傷[24]。因此,推測COVID-19 相關AKI 或許與SARS-CoV-2 感染致使ACE2 活性降低,AngⅡ/ACE2 調節(jié)軸失衡有關。
3.3 細胞因子釋放綜合征細胞因子釋放綜合癥(cytokine release syndrome,CRS)也稱為“細胞因子風暴”,即機體感染后引起病毒復制、大量炎癥細胞浸潤、促炎細胞因子水平升高或趨化反應增強[25]。分別發(fā)表于JAMA 和Lancet 雜志的兩篇關于COVID-19 報道均記錄了CRS 的發(fā)生[26-27]。與SARS、MERS 一樣,ARDS 是COVID-19 的主要死亡原因,而ARDS 的主要機制之一是CRS,機體感染后釋放大量的促炎細胞因子(IL-1β、IL-2、IL-6、IL-7、IL-10、IL-18、IL-33、G-CSF、IFN-α、IFN-γ、TNFα、TGF-β等)和趨化因子(CCL2、CCL3、CCL5、CXCL8~10 等)[25-26,28-29],發(fā)生全身性炎癥反應,從而啟動對免疫系統(tǒng)的猛烈攻擊,導致ARDS 和多器官功能衰竭,甚至死亡。故COVID-19 相關AKI 可能與CRS 爆發(fā)后引起腎內炎癥、血管通透性增加、血容量減少等有關。
3.4 免疫損傷介導SARS-CoV-2 感染機體后持續(xù)的抗原提呈誘導機體免疫應答,而過度激活的免疫反應也可能引起AKI,加重患者的病情,致其死亡。XU 等[30]通過對1例COVID-19 死亡患者外周血的研究發(fā)現,外周血CD4+和CD8+T 細胞呈過度活化(呈雙陽性分數:CD4 3.47%、CD8 39.4%)且計數顯著減少,CD4+T 細胞所含高促炎因子CCR6+Th17 增多,CD8+T 細胞含有高濃度細胞毒性顆粒,其中31.6%的細胞穿孔素陽性,64.2%的細胞顆粒溶素陽性,有30.5%的細胞顆粒溶素和穿孔素雙陽性,證實T 細胞過度活化介導嚴重的免疫損傷。此外,部分COVID-19 重癥患者血液中的細胞因子水平較高,有些細胞因子還能加劇免疫反應,如IL-6 作為信號轉導蛋白,可以募集巨噬細胞,巨噬細胞增強炎癥反應同時,也會破壞正常的細胞。病毒與細胞的相互作用導致免疫介質的大量釋放,受感染細胞會促進大量趨化因子和細胞因子IL-1、IL-6、IL-8、IL-21、TNF-β和MCP-1 等的分泌,進一步誘導CRS、ARDS、彌漫性器官受累等[31-32]。
3.5 器官串擾SARS-CoV-2 感染可引起全身炎癥,導致高?;颊叨嗥鞴俟δ苷系K。研究[33]表明,COVID-19 的肺泡和腎小管損害存在相關性,一項包括357例既往無CKD 或AKI 的ARDS 回顧性研究表明,肺炎是83%的患者發(fā)生ARDS 的原因,68%的患者出現了AKI。此外,AKI 的嚴重程度與年齡、體質量指數,糖尿病、心力衰竭史,高氣道反應和多器官衰竭有關。另外,細胞因子的過度釋放也與肺-腎雙向損傷有關,受損的腎小管上皮能促進IL-6 的上調,而在人類和動物的研究中,AKI 中血清IL-6 濃度升高與肺泡-毛細血管通透性增加和肺出血有關[34]。ARDS 也可能導致腎髓質缺氧,進一步損害腎小管細胞。心腎串擾可能對COVID-19 相關AKI 也有影響,CRS 心肌病和急性病毒性心肌炎均可導致腎靜脈充血、低血壓和腎灌注不足,導致腎小球濾過率降低。
3.6 全身作用重癥、危重癥COVID-19 患者并發(fā)感染性休克,一方面低血壓導致腎灌注不足;另一方面,在積極擴充血容量的同時導致正性液體平衡,加劇腎靜脈充血均可能與AKI 的發(fā)生有關。此外,缺氧、橫紋肌溶解癥[35]、代謝性酸中毒和高鉀血癥[36]也會加劇腎損害發(fā)生AKI。
4.1 西醫(yī)治療根據國家衛(wèi)健委發(fā)布的《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》以下簡稱“第七版方案”)[37]及《新型冠狀病毒感染合并急性腎損傷診治專家共識》[38],COVID-19 合并AKI 的治療包括:一般治療、抗病毒治療、腎臟替代治療及其他療法,重型及危重型患者應維持器官功能和循環(huán)支持,必要時盡快考慮體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)。(1)抗病毒治療:可試用α-干擾素、洛匹那韋/利托那韋、利巴韋林、磷酸氯喹、阿比多爾等藥物。而據已有臨床報道,抗病毒藥物在部分改善患者癥狀同時,也可導致包括AKI 等在內的不同程度的不良反應[39-40]。另外既往有報道磷酸氯喹500 mg/d的劑量血漿藥物濃度即可超過EC90(6.90 μmol/L)[41],因此在缺乏臨床驗證有效的治療方法時,需要進一步摸索,觀察劑量范圍與安全性,進行不良反應監(jiān)護,及時發(fā)現并對癥處理,避免因藥物引起的機體損害。(2)持續(xù)性腎臟替代療法(continuous renal replacement therapy,CRRT):基于CRRT 通過清除潛在的有害毒素并穩(wěn)定代謝和血液動力學狀態(tài)的優(yōu)勢,及時開展CRRT 對于COVID-19 合并AKI等重癥患者意義重大。研究[42]表明,膿毒癥采用高容量血液濾過治療6 h 后,能顯著降低IL-6 水平(P<0.05),且改善全身性器官衰竭評分,提示CRRT 在救治COVID-19 合并AKI 等重癥患者中可能發(fā)揮重要作用。(3)糖皮質激素:據第七版方案,根據氧合指標及影像學進展情況,可酌情短期內使用小劑量糖皮質激素。HUANG 等[43]通過甲潑尼龍沖擊治療COVID-19 患者,能改善臨床癥狀,有助于患者病情穩(wěn)定,而大劑量能抑制免疫功能,延緩病毒清除,因此使用時應注意劑量、療程及關注并發(fā)癥。(4)其他療法:康復期血漿治療COVID-19 患者目前還處于探索階段,存在輸血服務人員感染及其他病毒通過輸血傳播等風險,因此,應謹慎對待恢復期血漿治療。IL-6 單抗托珠單抗是阻斷COVID-19 CRS 的有效藥物,目前也處于臨床試驗階段(ChiCTR2000029765)。
4.2 中醫(yī)治療COVID-19 屬于中醫(yī)學“瘟疫”范疇,與感染疫氣有關,傳染性強,且易發(fā)生變證。無論是“寒濕疫”[44]還是“濕毒疫”[45],病機均關乎“濕”。COVID-19 相關AKI 是內外因相互作用的結果。劉清泉等[46]認為,早期治療以宣肺透邪、芳香化濁、清熱解毒等法為主,防止病邪深入;而對于重癥、危重癥患者,可配合清心開竅、益氣固脫、熄風涼血養(yǎng)陰等治法;恢復期則采用益氣養(yǎng)陰、活血化瘀、通絡散結法清除余邪,扶助正氣。另外,已篩選出中醫(yī)藥干預COVID-19 的有效方劑三藥(金花清感顆粒、連花清瘟顆粒/膠囊、血必凈注射液)、三方(清肺排毒湯、化濕敗毒方、宣肺敗毒方)[47],其中,清肺排毒湯因通過多成分、多靶標起到整體調節(jié)作用,有效抑制內毒素的產生,避免或者延緩炎癥風暴的發(fā)生,被列入中醫(yī)臨床治療期首選,且國家衛(wèi)健委辦公廳、國家中管局推薦在中西醫(yī)結合救治新冠肺炎中使用清肺排毒湯,已在全國28 個省市使用,總體有效率達90%以上[48]。中成藥血必凈對于降低炎癥反應、炎癥風暴、凈化血液、清除細胞因子起到了很重要的作用。其他如巴元明等擬定的“肺炎1 號”(柴胡陷胸湯加減)在治療新冠肺炎451例多中心臨床研究[49]顯示,臨床治愈率達到95.34%,除改善主要癥狀外,還能促進核酸轉陰及肺部病灶吸收,降低輕型、普通型向重癥、危重癥轉化。盡管中醫(yī)辨證治療發(fā)揮個體化治療方案及整體調節(jié)的優(yōu)勢,且中藥通過多靶點、多途徑發(fā)揮作用,但COVID-19 相關AKI 患者應盡量避免具有腎毒性的藥物。
4.3 中西醫(yī)結合治療大量臨床實踐證實,中西醫(yī)結合在此次重癥及危重癥患者救治中均發(fā)揮了良好作用,除改善主要癥狀和有關指標外,還可以減少重癥向危重癥的發(fā)展,促進重癥向輕癥的轉變,降低病死率。鄭小豐等[50]對81例COVID-19 患者采用克力芝與阿比多爾聯合中醫(yī)辨證治療后發(fā)生急性腎臟損害較輕,提示發(fā)揮中西醫(yī)結合治療優(yōu)勢可能避免COVID-19 患者發(fā)生嚴重的腎損害。李曠宇等[51]研究報道,常規(guī)治療與常規(guī)治療聯合清肺排毒湯加減治療COVID-19 患者治愈率分別為83.33%和90.00%,聯合用藥組患者住院天數顯著低于對照組(P<0.05),且發(fā)熱、咳嗽及肺部CT 好轉時間顯著縮短(P<0.05)。另外,董浩旭等[52]報道患者經中西醫(yī)結合治療后,發(fā)熱及其他癥狀得到控制,核酸檢測陰性,且肺部病灶較前好轉,未向重癥及危重癥轉化,提示及時中藥干預、中西醫(yī)結合治療,有利于患者病情好轉。中西醫(yī)結合治療有助于改善癥狀,阻止疾病進程,但仍需警惕不當聯合增加不良反應的風險,如血必凈主要成分為活血化瘀類藥物,應避免與抗凝藥聯用,如聯用則應動態(tài)監(jiān)測。
腎臟作為ACE2 高表達器官也是COVID-19 的肺外靶器官之一,且COVID-19 相關AKI 是預后不良的獨立危險因素之一,因此,COVID-19 相關AKI不容忽視。尿沉渣、腎功能等檢查可作為風險篩查手段之一,早期識別患者,及時處理,有利于疫情的防控。COVID-19 相關AKI 發(fā)病機制可能與病毒直接攻擊、ACE2 表達下調、細胞因子風暴、免疫損傷等有關,但確切分子機制有待進一步研究,需要多學科協作。目前尚無針對COVID-19 的特效藥物,在特效藥物和疫苗出現前,重癥患者在采取抗病毒、糖皮質激素等治療的基礎上,應盡早行ECMO、CRRT 等體外臟器支持療法,而目前缺乏大規(guī)模且設計良好的RCT,因此臨床和研究均應重視治療藥物的療效、療程和安全性評估,甄別藥物不良反應,實現個體化給藥,同時發(fā)揮西醫(yī)結合優(yōu)勢互補,提高COVID-19 患者的治愈率,降低病死率。