Nature子刊:曹雪濤院士系統(tǒng)闡述新冠病毒免疫病理學(xué)及治療方法

由于新病例的迅速增加,新冠病毒肺炎(COVID-19)很快引起了全球關(guān)注,病原體被鑒定為SARS-CoV-2。截至2020年4月10日,全球確診病例累計超過160萬例,死亡9.6萬余例。這些數(shù)字每天都會更新,而且預(yù)計還會進(jìn)一步增加。但是到現(xiàn)在為止,對于COVID-19的免疫病理學(xué)及其治療,理解的還是很有限。
2020年4月9日,南開大學(xué)校長曹雪濤院士在 Nature Reviews Immunology 雜志(IF=44)在線發(fā)表題為:COVID-19: immunopathology and its implications for therapy 的評論文章。
該文章系統(tǒng)總結(jié)了SARS-CoV-2產(chǎn)生的免疫學(xué)反應(yīng)及潛在的治療方法,這對于進(jìn)一步認(rèn)清SARS-CoV-2的致病機(jī)制提供了很好的參考作用,同時對于更好的控制COVID-19指引了方向。

COVID-19是由嚴(yán)重的急性呼吸綜合癥冠狀病毒2(SARS-CoV-2)引起的一種新出現(xiàn)的呼吸系統(tǒng)疾病,最近已成為大流行病。大多數(shù)COVID-19患者表現(xiàn)出輕度至中度癥狀,但約15%進(jìn)展為嚴(yán)重的肺炎,約5%最終發(fā)展為急性呼吸窘迫綜合征(ARDS),敗血性休克和/或多器官功能衰竭。臨床治療的主要內(nèi)容包括對癥管理和氧氣治療,并為呼吸衰竭患者提供機(jī)械通氣。盡管正在積極測試包括核苷酸類似物remdesivir在內(nèi)的幾種抗病毒藥物,但尚未專門批準(zhǔn)將其用于COVID-19。除了直接針對病毒或阻斷病毒進(jìn)入的疫苗開發(fā)和方法外,解決感染的免疫病理學(xué)問題的治療也成為主要關(guān)注點。
SARS-CoV-2感染可激活先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)。但是,不受控制的炎性先天反應(yīng)和受損的適應(yīng)性免疫反應(yīng)可能導(dǎo)致局部和全身有害的組織損傷。在嚴(yán)重COVID-19的患者中,淋巴細(xì)胞減少癥是一個常見特征,CD4 + T細(xì)胞,CD8 + T細(xì)胞,B細(xì)胞和自然殺傷(NK)細(xì)胞數(shù)量急劇減少,以及單核細(xì)胞,嗜酸性粒細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞的百分比急劇下降。中性粒細(xì)胞計數(shù)和中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞之比的增加通常表明疾病嚴(yán)重程度較高,臨床預(yù)后較差。此外,COVID-19患者的細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞(包括NK細(xì)胞和CD8 + T細(xì)胞)上的耗盡標(biāo)記(例如NKG2A)被上調(diào)。在康復(fù)或恢復(fù)期的患者中,CD4 + T細(xì)胞,CD8 + T細(xì)胞,B細(xì)胞和NK細(xì)胞的數(shù)量以及細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞衰竭的標(biāo)志正常化。此外,可以檢測到SARS-CoV-2-特異性抗體。
含有中和抗體的恢復(fù)性血漿已用于治療少數(shù)重癥患者,初步結(jié)果顯示,在5名發(fā)展為ARDS的COVID-19危重患者中,其臨床癥狀顯著改善。通過高通量平臺,例如來自康復(fù)期患者的B細(xì)胞的大規(guī)模單細(xì)胞RNA測序(富集產(chǎn)生針對SARS-CoV-2刺突蛋白的抗體的B細(xì)胞),已可以鑒定SARS -CoV-2特異性中和抗體。
結(jié)合基于RT-PCR的檢測,對患者SARS-CoV-2特異性IgM和IgG的檢測為疾病診斷提供了基礎(chǔ)。然而,兩項分別基于222例和173例COVID-19的分析的研究報告說,患有嚴(yán)重疾病的患者常常具有更高的IgG反應(yīng)和更高的總抗體滴度,這與更差的預(yù)后相關(guān)。這暗示了SARS-CoV-2感染可能的抗體依賴性增強(qiáng)。
大多數(shù)患有嚴(yán)重COVID-19的患者表現(xiàn)出血清促炎細(xì)胞因子水平顯著升高,包括IL-6和IL-1β以及IL-2,IL-8,IL-17,G-CSF,GM-CSF,IP10 ,MCP1,MIP1α(也稱為CCL3)和TNF,特征為細(xì)胞因子風(fēng)暴。另外,發(fā)現(xiàn)C反應(yīng)蛋白和D-二聚體異常高。高水平的促炎性細(xì)胞因子可能導(dǎo)致心臟,肝臟和腎臟的休克和組織損傷,以及呼吸衰竭或多器官衰竭。它們還介導(dǎo)廣泛的肺部病理,導(dǎo)致嗜中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞大量浸潤,彌漫性肺泡損傷。
許多研究已經(jīng)嘗試了抑制炎癥反應(yīng)的策略。在患有嚴(yán)重肺炎和ARDS的嚴(yán)重COVID-19患者中,發(fā)現(xiàn)IL-6水平升高是不良預(yù)后的穩(wěn)定指標(biāo)。一項使用IL-6受體靶向單克隆抗體(mAb)托珠單抗的臨床試驗(ChiCTR2000029765):報告了在中國安徽治療的21例嚴(yán)重COVID-19患者的發(fā)燒快速控制和呼吸功能的改善。所有患者,包括兩名重病患者,均已康復(fù)并已出院。這項令人鼓舞的臨床試驗表明,針對其他促炎細(xì)胞因子的中和單克隆抗體也可能有用,其潛在靶標(biāo)包括IL-1,IL-17及其各自的受體。此外,其下游信號傳導(dǎo)成分的小分子抑制劑有望阻止細(xì)胞因子風(fēng)暴相關(guān)的免疫病理學(xué)。希望這些方法將被批準(zhǔn)用于臨床試驗,以使患者受益。

緩解COVID-19相關(guān)免疫病理的另一種方法涉及間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC),其發(fā)揮抗炎和抗凋亡作用,可以修復(fù)肺上皮細(xì)胞損傷并促進(jìn)肺泡液清除。受到臨床前和臨床研究的鼓舞,這些研究證實了它們在非COVID-19相關(guān)疾病中的安全性和有效性,目前已在中國啟動了以MSC為基礎(chǔ)治療重癥COVID-19的臨床試驗,目前正在進(jìn)行兩項試驗。
為了進(jìn)一步幫助我們對抗COVID-19,需要為罹患ARDS或多器官功能衰竭的高風(fēng)險患者識別預(yù)后生物標(biāo)志物。年齡(50歲以上)已成為嚴(yán)重疾病的一個獨立危險因素,這引發(fā)了人們對在該人群中產(chǎn)生有效疫苗誘導(dǎo)有效細(xì)胞和體液反應(yīng)的可行性的擔(dān)憂。此外,似乎患有COVID-19和高血壓或糖尿病的患者更容易患上嚴(yán)重疾病。描述這些慢性疾病導(dǎo)致疾病惡化的機(jī)制,以及更好地理解SARS-COV-2免疫逃逸機(jī)制,可能為嚴(yán)重病例的臨床治療提供線索。
至關(guān)重要的是,在全球范圍內(nèi)推薦成功的針對嚴(yán)重病例的標(biāo)準(zhǔn)化治療方案,以應(yīng)對COVID-19大流行??寡姿幒涂共《舅幍穆?lián)合使用可能比單獨使用任何一種方式更有效?;谝种芐ARS-CoV-2復(fù)制并阻止SARS-CoV-2感染誘導(dǎo)的促炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生的體外證據(jù),中藥已顯示出臨床療效(鐘南山,個人交流)。
到目前為止,可能會影響治療結(jié)果的另一項尚未充分研究的致病因素涉及壓力誘發(fā)的神經(jīng)內(nèi)分泌-免疫串?dāng)_疾病。眾所周知,在對病毒感染的天然免疫反應(yīng)的背景下釋放的細(xì)胞因子可以誘導(dǎo)神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)釋放糖皮質(zhì)激素和其他肽,從而削弱免疫反應(yīng)。已從呼吸道,糞便和尿液樣本中分離出傳染性SARS-CoV-2病毒顆粒。SARS-CoV-2是否可以感染中樞神經(jīng)系統(tǒng),促進(jìn)炎癥誘導(dǎo)的病理性神經(jīng)內(nèi)分泌介質(zhì)的釋放,從而影響呼吸功能和ARDS發(fā)病機(jī)理,值得進(jìn)一步研究。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41577-020-0308-3
本文來源:iNature
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