流感后肺炎的细胞因子风暴及免疫治疗

流感病毒是引起人和动物呼吸道感染的重要病原体,具有传染性强、潜伏期短、发病率高等特点,而流感病毒感染合并肺炎是其最常见的并发症,也是导致流行性感冒（流感）患者死亡的主要原因。近百年来,在世界范围多次暴发流感,1918年的西班牙大流感,数周内就有近1亿人死亡,全球一半人口被感染;1957年的甲型H2Ｎ2流感造成美国约7万人死亡;2009年甲型H1N1流感暴发,造成全球30万人死亡,其中重症流感后肺炎占很大比例,流感流行是世界范围医疗和公共卫生系统面临的巨大威胁。因此,对于流感、流感后肺炎的发病机制进行深入研究很有必要。目前研究认为,在流感病毒感染机体时,疾病的严重程度与病毒和机体炎症反应的强度相关,如体内出现过度的炎症反应,即“细胞因子风暴”,将可能导致严重的后果甚至死亡。由此可见,流感病毒感染机体时炎症反应的强度决定了患者的预后。因此,除了常规的抗病毒治疗外,对流感后肺炎免疫治疗策略的了解就显得尤为重要。通过文献回顾发现,联合抗病毒药物同时进行免疫治疗可有效降低患者的病死率和器官损伤。大部分免疫治疗药物相对便宜且易于生产,在流感大流行时被广泛应用。

现就流感后肺炎的细胞因子风暴及免疫治疗的研究进展予以综述。

1 流感后肺炎的细胞因子风暴

流感后肺炎的致病机制目前尚不明确,可能与流感病毒和细菌的协同作用、病毒和细菌对机体免疫功能破坏、病毒和细菌对呼吸道上皮细胞破坏以及机体易感性等有关,但无论何种致病机制,流感后肺炎的一个主要表现即为体内炎症因子过度表达而出现的“细胞因子风暴”。细胞因子风暴发生期间,免疫网络中的细胞因子在促进疾病进展、诱导局部炎症、消除感染、调节细胞和分子免疫反应、调控组织修复等方面的作用十分复杂,呈现交叉式的网络作用特点。细胞因子风暴可对机体造成严重的损害,如弥漫性肺泡损伤、透明膜形成、纤维蛋白渗出等,进而加速肺损伤,而严重的肺部毛细血管损伤和对机体免疫功能的损害以及细胞因子在循环系统中导致的全身细胞因子风暴会进一步引起全身脏器功能障碍。“细胞因子风暴”在流感后肺炎的发病过程起着重要作用,可检测到很多炎症因子在流感后肺炎患者中高表达,包括干扰素（IFN）、肿瘤坏死因子（TNF）、白细胞介素（IL）和趋化因子等。

1.1 非特异性免疫与细胞因子风暴

非特异性免疫作为机体对抗流感病毒的第一道防线,在流感病毒入侵呼吸道上皮细胞时启动,其中最重要的细胞因子为IFN、TNF-α和IL-6。在流感后肺炎的非特异性免疫中,IFN主要通过诱导已感染细胞的“抗病毒状态”激活发挥重要的作用,其中Ⅰ型和Ⅲ型IFN主要在非特异性免疫中表达,Ⅰ型IFN主要由巨噬细胞、树突状细胞和单核细胞在流感病毒急性感染期间产生,也是流感病毒感染期间主要的免疫细胞生产者。细胞因子风暴中,流感病毒通过级联反应上调了许多IFN刺激基因的表达,特别是在非特异性免疫细胞中的表达,鞘氨醇-1-磷酸受体的内皮细胞被证实在细胞因子风暴中起关键协调作用。IFN家族另外一个重要组成是Ⅲ型IFN,主要由IFN-λ1（IL-29）、IFN-λ2（IL-28Ａ）、IFN-λ3（IL-28B）和IFN-λ4组成,它们可以通过不同的细胞类型表达与Ⅰ型IFN相似的功能。因此,作为第一道防线,Ⅰ型和Ⅲ型IFN通过促进病毒清除和抗病毒免疫应答等作用保护宿主免受流感病毒感染。TNF-α被认为是流感细胞因子风暴中心的促炎细胞因子,TNF-α升高表明流感病毒的高致病性。动物实验发现,TNF-α可能导致感染后的症状加重,而抗TNF治疗可能成为潜在的治疗靶点。临床研究发现,IL-6也是主要的促炎细胞因子,在继发细菌感染时IL-6活性减弱,有利于病毒清除和宿主生存,IL-6水平与流感后肺炎的严重程度相关。

1.2 特异性免疫与细胞因子风暴

特异性免疫激活的关键是流感病毒诱导辅助性T细胞（Th细胞）分泌不同的细胞因子,将单核-巨噬细胞募集到肺实质。根据分泌的细胞因子的不同,Th细胞又分为Th1和Th2细胞,其中IFN-γ是Th1细胞中最重要的细胞因子,而IL-10是Th2细胞中最重要的细胞因子。IFN-γ是唯一的Ⅱ型IFN,在整个流感感染期间均有产生,IFN-γ的活性与炎症反应和肺损伤有关,且大多数情况下,IFN-γ的作用是保护性的,包括促进病毒清除、促进细胞和体液免疫反应以及改善宿主疾病结果等。IL-10是流感后肺炎典型的抗炎细胞因子,有研究证明,流感病毒感染机体时IL-10高表达,IL-10水平与肺部炎症的严重程度呈正相关。在流感病毒感染机体发展为流感后肺炎的过程中,细胞因子起到重要作用,趋化因子诱导促炎因子和抗炎因子到达感染部位,促炎因子和抗炎因子相互作用导致肺组织广泛水肿、肺毛细血管渗漏,进展为急性呼吸窘迫综合征,甚至呼吸循环衰竭、死亡。

2 流感后肺炎的免疫治疗

2.1 糖皮质激素

目前流感后肺炎糖皮质激素治疗的应用尚无定论,通过大样本病例研究发现,使用糖皮质激素可能会造成原有感染加重、病程延长等不良预后,且并不能提高患者的生存率。Moｒｅｎo等对2009年6月至2014年4月西班牙多家医院的重症监护室收集的148例已确诊为重症流感后肺炎患者进行统计分析,以评估糖皮质激素对重症流感后肺炎的影响,最后得出重症流感后肺炎患者使用糖皮质激素会增加病死率的结论,因此认为糖皮质激素不可用作辅助治疗。Ｎi等通过荟萃分析得出类似结论,即流感后肺炎患者使用糖皮质激素治疗会导致更高的病死率。在动物实验中也发现,对流感后肺炎进行糖皮质激素治疗,效果并不确切,感染甲型H5Ｎ1流感的小鼠使用全身糖皮质激素治疗的病死率与对照组相似。有研究者认为,使用糖皮质激素会导致免疫反应受到抑制,进而可能导致病毒清除延迟,最终增加患者死亡风险,还有可能出现糖皮质激素使用的不良后果,如心血管事件,有增加机会性感染的可能。但也有研究认为,在合适的时机使用合适剂量的糖皮质激素可缓解流感后肺炎的渗出症状,例如,2009年甲型H1N1流感的研究报道指出,使用糖皮质激素可以减轻流感后肺炎的症状。在流感后肺炎是否使用糖皮质激素、什么时机选择使用糖皮质激素以及剂量如何调整等方面还存在争议,仍需在临床工作中总结经验,并在动物实验中进行验证。

2.2 他汀类药物

他汀类药物在高脂血症、心血管疾病的预防和治疗方面应用广泛。此外,他汀类药物还有抗炎和免疫调节作用,据报道,他汀类药物可以抑制IFN-γ,诱导T淋巴细胞活化,故认为他汀类药物可能在治疗严重流感方面具有潜在作用。有研究发现,阿托伐他汀、辛伐他汀和普伐他汀在降低促炎细胞因子（如TNF-α和IL-6）的表达水平方面同样有效,与单独使用抗病毒药物处理的细胞相比,联合使用他汀类药物处理的甲型H1N1病毒感染细胞,促炎细胞因子蛋白的表达显著降低。墨西哥进行的一项临床研究显示,入住重症监护病房的流感后肺炎患者接受他汀类药物治疗的存活率更高。但他汀类药物对于流感后肺炎是否有效仍存在争议。Kwong等对来自加拿大安大略省连续10个流感季节入组的流感后肺炎患者进行统计分析发现,他汀类药物对流感病毒感染者没有显著的保护作用,不能降低流感的发病率和病死率。尽管上述研究结果互相矛盾,但因为他汀类药物价格便宜且相对容易获得,很多老人将其作为治疗和预防心血管事件的常用药物,所以进一步探究其在预防或治疗流感后肺炎方面的作用和机制有积极意义。

2.3 静脉注射免疫球蛋白

目前静脉注射免疫球蛋白用于治疗急性感染、抑制有害炎症的机制尚未十分明确。有研究报道,免疫球蛋白通过阻断免疫球蛋白Fc部分C端的受体进行免疫调节,而这些受体与炎症反应的强度有关。在传染性非典型性肺炎和2009年甲型H1N1流感流行期间,研究发现静脉注射免疫球蛋白可以有效改善流感病毒感染患者的症状。Rockman等在一项以雪貂为研究对象的实验中发现,用甲型H1N1病毒攻击雪貂后,给予静脉注射免疫球蛋白可以显著降低肺部病毒载量。有研究者对中国香港5家医院的35例重症流感后肺炎患者进行抗病毒治疗,将患者随机分配为接受静脉注射免疫球蛋白治疗组（17例）和未接受静脉注射免疫球蛋白治疗组（18例）,结果发现,接受静脉注射免疫球蛋白治疗组的病毒载量显著降低。综上可以发现,在流感后肺炎的急性感染阶段,静脉注射免疫球蛋白对降低病毒载量、缓解临床症状有一定的效果。

2.4 具有免疫调节作用的抗生素

一些抗生素在体内和体外具有抗炎作用和免疫调节特性。流感后肺炎患者如高度怀疑合并金黄色葡萄球菌感染应及时应用万古霉素或利奈唑胺,在抗感染方面两者无明显差异,但Breslow-Deckman等研究发现,利奈唑胺可减少肺内IFN-γ产生,对合并金黄色葡萄球菌感染的流感后肺炎具有一定的免疫治疗作用。大环内酯类抗生素同样也具有免疫调节作用,可以干扰流感病毒复制周期,导致病毒感染抑制。体外实验发现,大环内酯类抗生素可以显著下调促炎细胞因子,抑制信号转导和黏附分子的表达。另外,一项多中心试验将已确诊为流感后肺炎住院的成年患者随机分为联合使用奥司他韦和阿奇霉素组（n=25）及单独使用奥司他韦组（n=25）,结果发现,联合使用奥司他韦和阿奇霉素治疗组的血浆中促炎细胞因子IL-6、IL-8、IL-17、IL-18以及C反应蛋白水平下降速度更快,证明阿奇霉素可以有效降低细胞因子水平。在流感后肺炎治疗的过程中,抗生素治疗是不可或缺的,进一步对有免疫调节作用的抗生素进行研究,寻找到既有明显抗感染作用又有免疫调节作用的抗生素对临床意义重大。

2.5 其他

有研究认为,维生素C等抗氧化剂对流感后肺炎患者有益处,可有效减轻流感后肺炎的细胞因子风暴,但目前的证据表明,使用抗氧化剂的单一疗法对细胞因子风暴的影响有限,需结合抗病毒药物使用。另外,临床中被广泛用于解热镇痛的环氧化酶抑制剂（如塞来昔布和美沙拉嗪）,可显著降低感染流感病毒小鼠的病死率和细胞因子水平,在与奥司他韦合用时可增加甲型H5Ｎ1病毒感染小鼠的存活率。这些数据表明,环氧化酶抑制剂与抗病毒药物联合应用时,可获得更好的疗效。另外,研究发现,血管紧张素受体阻滞剂和血管紧张素转换酶抑制剂也有一定的免疫调节作用,可以减少流感病毒引起的炎症反应,但疗效和机制还需进一步深入研究。

3 小结

流感病毒流行范围广、传播快,对公共卫生造成了重大威胁。流感后肺炎是患者病情加重甚至死亡的重要原因,研究流感后肺炎的免疫调节治疗,是对传统治疗流感后肺炎方案的补充,在降低患者病死率方面有重要意义。目前在流感后肺炎治疗领域中尚未有公认有效的免疫治疗方案,但临床中经常应用的糖皮质激素、人免疫球蛋白、他汀类药物等有一定的免疫治疗意义,可能成为常规抗病毒治疗外的重要辅助治疗方案。细胞因子风暴对机体免疫系统的干扰在整个流感后肺炎的发病过程中有重要作用,结合这些具有一定免疫调节功能的药物,从细胞因子风暴中寻找流感后肺炎的潜在治疗靶点,对干预流感后肺炎的病情进展有一定的帮助。

引用：张曦木,黎檀实.流感后肺炎的细胞因子风暴及免疫治疗[J].医学综述,2020,26(6):1142-1146.