北海道大學遺傳病控制研究所的大冢亮助教和清野研一郎教授等人組成的研究團隊,圍繞新冠病毒(SARS-CoV-2)感染患者出現的強烈發炎狀態發表了一篇綜述論文,總結了科學家們最新的發現。
新冠病毒迅速蔓延到全球範圍,現在正處於大流行狀態。由於尚未開發出明確有效的治療藥物和疫苗,這種威脅人們生命的新傳染病目前還沒有收斂的跡象。部分新冠病毒感染症(COVID-19)患者的症狀比較嚴重,甚至死亡。研究發現,重症患者血液中的發炎性細胞介素濃度非常高(導致細胞介素風暴)。這種特徵與由自體免疫性疾病等引起的巨噬細胞活化症候群而出現的高細胞介素血癥相似。
另外,感染新冠病毒後會在整個肺部引起劇烈的急性發炎,出現名為急性呼吸窘迫症候群的症狀。嚴重時,這種呼吸系統症狀會發展為全身性的細胞介素風暴(MAS),引起血管内凝血症候群,最終導致全身器官耗竭並造成死亡。過去已經有研究報告,血液中檢測出高濃度的發炎性細胞介素時,使用抗體等的抗細胞介素療法比較有效。因此,各國紛紛啟動了抗細胞介素療法的臨床試驗。已經有幾家醫療機構報告,利用抗細胞介素療法改善了危重COVID-19患者的預後,其有效性備受關注。
【研究成果】
大部分新冠患者都沒有症狀或者只有輕度的呼吸道症狀,但大約20%的患者會發展為重度的肺功能障礙。另一方面,關於為何只有部分患者會重症化,目前尚不清楚其詳細機制。
研究發現,新冠病毒經由特定的接受者感染肺泡上皮細胞。隨著病毒增加,感染的細胞受到傷害,並最終死亡。此時,死亡細胞釋放的各種蛋白質會被肺部的巨噬細胞吸收,並誘導其活化。被激活的巨噬細胞產生吸引T細胞等其他免疫細胞的趨化因子,以及激活趨化因子的發炎性細胞介素,從而使免疫細胞向感染部位聚集並將其激活。另外,聚集的T細胞會釋放各種發炎性細胞介素,巨噬細胞受此刺激後再次被激活,如此循環往復(圖1)。

圖1:感染SARS-CoV-2後引起細胞介素風暴(MAS)的機制
這樣一來,源於新冠病毒感染和巨噬細胞活化的發炎反應逐漸被放大,最終發展為整個肺部的急性發炎狀態。
MAS是全身性的過度發炎反應,傳染病、惡性腫瘤或全身型幼年特發性關節炎等兒童風溼性疾病患者經常出現這種症狀。研究發現,TNF-α、IL-6和IL-1β與MAS關係密切,因此,實施了靶向這些細胞介素的治療。典型例子有人源化抗人IL-6接受者單源抗體IL-6(託珠單抗)和重組人IL-1接受者(阿那白滯素)等,有報告顯示,由於新冠病毒的情況與MAS相似,這些細胞介素的濃度也比較高,因此嘗試了同樣的治療方法。
中國科學技術大學的徐曉玲等人組成的研究團隊報告,利用託珠單抗治療後,新冠患者的發炎狀態得到顯著改善,也未出現明顯的副作用,取得了良好的治療效果。另外,接受託珠單抗治療的21名患者有19名(相當於90%)在3周内出院。此外,在與中國一樣出現大量感染者的意大利,佈雷西亞大學的Paola Toniati等人的研究團隊也針對100名COVID-19患者實施了託珠單抗治療,其中70%以上的患者症狀得到改善或者未進一步惡化。這些病例表明,抗IL6療法有望取得效果。
同樣位於意大利的聖拉斐爾生命健康大學的Giulio Cavalli等人的研究團隊,利用阿那白滯素對36名患者實施了抗IL-1療法。該研究團隊還將阿那白滯素治療成分為高用量組和低用量組兩組,據報告,與僅利用標準治療法(羥氯喹、洛匹那韋、利托那韋)的患者組相比,聯用高劑量阿那白滯素的群組第三週的生存率顯著提高。
論文資訊
題目:Macrophage activation syndrome and COVID-19
期刊:Inflammation and Regeneration
DOI:10.1186/s41232-020-00131-w
文:JST客觀日本編輯部