重癥手足口病免疫球蛋白治療的機理探討

曹瑞源，韓劍峰，秦鄂德，秦成峰

軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所 病原微生物與生物安全國家重點實驗室，北京 100071

重癥手足口病免疫球蛋白治療的機理探討

曹瑞源，韓劍峰，秦鄂德，秦成峰

軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所 病原微生物與生物安全國家重點實驗室，北京 100071

手足口病是由多種腸道病毒感染導(dǎo)致的一種急性兒科傳染病。近年來，我國腸道病毒71型 (EV71) 手足口病發(fā)病率急劇上升，重癥病例時有報道，嚴重威脅兒童健康。臨床上對于重癥手足口病的治療缺乏有效手段，主要以對癥治療和支持療法為主。靜脈注射人免疫球蛋白由健康獻血員血漿提取純化而來，含有包括EV71在內(nèi)的多種腸道病毒的中和抗體，可作為重癥手足口病被動免疫和免疫調(diào)節(jié)的重要手段，值得關(guān)注。

腸道病毒71型，手足口病，免疫球蛋白，中和抗體

目前，尚無有效的手足口病治療方法，臨床上主要以支持療法為主[4]。人靜脈注射免疫球蛋白(Intravenous immunoglobulin，IVIG) 由健康獻血員血漿混合后提取純化而來的藥用血液制品，含有針對多種病原微生物的中和抗體，可作為重癥腸道病毒感染的被動免疫手段，在手足口病的臨床治療中可能具有一定應(yīng)用價值[5]。

1 IVIG及其在抗病毒治療中的應(yīng)用

靜脈注射免疫球蛋白 (IVIG) 的主要成分為人IgG。靜脈注射后能在短時間內(nèi)提高人體循環(huán)中的IgG濃度，臨床上主要用于原發(fā)性或繼發(fā)性 IgG缺乏或低下癥、原發(fā)性血小板減少性紫癜；也可用于各種細菌和病毒引起的嚴重感染；在類風濕性關(guān)節(jié)炎、重癥肌無力、自身免疫性貧血和免介導(dǎo)的單純紅細胞再生障礙性貧血的治療中也有一定應(yīng)用[6]。美國、歐盟批準上市的人IVIG有十余種，國內(nèi)也有十余家生物制藥企業(yè)具備生產(chǎn)人IVIG的資質(zhì)。IVIG的作用機制較為復(fù)雜，主要包括免疫調(diào)節(jié)、抗炎反應(yīng)以及抗感染作用。目前的研究認為，IVIG可結(jié)合補體，影響細胞凋亡，調(diào)節(jié)T淋巴細胞亞群、B淋巴細胞、巨噬細胞、補體、樹突狀細胞和其他效應(yīng)細胞的作用，從而調(diào)節(jié)機體因免疫介導(dǎo)異常所導(dǎo)致的疾病。IVIG經(jīng)靜脈注射后，能迅速提高受者血液中的IgG水平，增強機體的抗感染能力和免疫調(diào)節(jié)功能[7]。

IVIG在治療病毒感染方面已有較多研究和應(yīng)用，如用于治療甲肝、乙肝、丙肝、麻疹、風疹、腮腺炎、狂犬病、巨細胞病毒、呼吸道合胞病毒、水痘帶狀皰疹病毒、人細小病毒感染等[8]。IVIG對病毒引起的免疫缺陷狀態(tài)具有調(diào)節(jié)作用，如能有效提高體內(nèi)IgG抗體及CD3+、CD4+、CD8+免疫細胞及CD4+/CD8+比值，迅速恢復(fù)紊亂的免疫調(diào)節(jié)功能，使T細胞有效地輔助或抑制免疫細胞，T殺傷細胞充分發(fā)揮細胞介導(dǎo)的細胞毒作用，B淋巴細胞產(chǎn)生足量抗體，使感染機體增強體液免疫和細胞免疫功能[9]。呼吸道合胞病毒所致毛細支氣管肺炎是較常見的兒科病毒感染性疾病，其發(fā)病機制除了病毒對呼吸道上皮直接損傷外，還證實有 I型變態(tài)反應(yīng)參與，患兒呼吸道合胞病毒特異性IgG檢出率明顯升高，引起氣道反應(yīng)性增加。大劑量IVIG治療可以迅速提高抗體水平，直接中和病毒等作用，并能封閉效應(yīng)細胞Fc受體，減少炎癥介質(zhì)的釋放，減輕氣道炎癥反應(yīng)，還具有抑制淋巴細胞增殖反應(yīng)，降低白細胞介素-2的作用，因而可以減輕氣道慢性炎癥反應(yīng)，預(yù)防喘息反復(fù)發(fā)作[10]。IVIG代表了獻血員人群的總體免疫水平，含有針對大多數(shù)常見病毒的抗體，因而能直接與病毒相結(jié)合，并將其從體內(nèi)清除。另外大劑量 IVIG進入血液能反饋性抑制淋巴細胞的增殖、分化及功能，具有抑制細胞和體液免疫的作用，中和引起自身免疫反應(yīng)抗體，保護與自身抗體結(jié)合的細胞不被破壞，阻止補體介導(dǎo)的免疫損傷，從而達到抗炎癥反應(yīng)和調(diào)節(jié)免疫功能的作用[11]。

2 IVIG在腸道病毒感染中的應(yīng)用

腸道病毒包括70余種血清型，感染分布廣泛，臨床表現(xiàn)復(fù)雜多樣。已有較多報道IVIG治療重癥腸道病毒感染，涉及的病毒主要包括柯薩奇病毒、?？刹《镜萚12-14]。McKinney等[15]對12例腸道病毒感染而導(dǎo)致腦膜腦炎患者采用靜脈滴注 IVIG治療以及心室內(nèi)IVIG注射治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IVIG治療能夠在一定程度上清除病毒，12名患者中有一半康復(fù)。同時，臨床研究發(fā)現(xiàn)，對于?？刹《?1型，柯薩奇病毒B1等引起的廣泛性感染，IVIG的應(yīng)用能夠顯著改善中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，降低死亡率[16-17]。Pasic等認為[13]，在?？刹《?所致的中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染中，低中和效價的IVIG雖然無法阻止病毒的擴散，但是能夠緩解病毒感染所致的神經(jīng)癥狀。陳哲民等[18]通過比較發(fā)熱、頭痛、嘔吐等神經(jīng)系統(tǒng)病理征以及腦脊液、腦電圖等指標，證實IVIG治療能夠緩解腸道病毒感染的癥狀。國內(nèi)關(guān)于應(yīng)用IVIG治療輕癥腸道病毒感染的報道也證實，IVIG治療能夠縮短平均發(fā)熱時間以及皰疹消失時間[19]。

研究表明，高效價的中和抗體在腸道病毒感染的動物模型中顯示出良好的被動免疫治療效果[20]。Abzug等[14]對 9名感染了腸道病毒的新生兒的進行IVIG治療后，患兒體內(nèi)中和抗體的滴度有一定程度的上升，但是病毒血癥和病毒尿癥并沒有改善；但是當 IVIG對患兒體內(nèi)病毒分離株的滴度大于1∶800時，患兒的血清中和效價顯著上升，相應(yīng)的病毒血癥和病毒尿癥的持續(xù)時間明顯縮短。這暗示中和抗體在腸道病毒的 IVIG治療中可能具有重要意義。

在我國的手足口病診療指南以及臺灣地區(qū)的嬰幼兒腸道病毒感染的臨床診療指南中，IVIG被推薦用于重癥感染的支持治療[21]。我國衛(wèi)生部辦公廳也推薦各級醫(yī)療機構(gòu)使用EV71抗體效價大于1∶256的靜注人免疫球蛋白開展重癥病例救治工作[22]。

3 IVIG抗腸道病毒感染的作用機制

腸道病毒感染人體后，可以直接入侵中樞神經(jīng)系統(tǒng)，造成自主神經(jīng)系統(tǒng)失調(diào)，誘發(fā)細胞因子、趨化因子分泌紊亂；病毒自身也能夠通過多種途徑刺激炎性細胞因子的產(chǎn)生。IVIG的臨床治療作用可能通過三種途徑來實現(xiàn)：一是 IVIG中含有針對病毒本身的中和抗體，直接作用病毒使其失去感染性；二是IVIG中IgG Fc段的免疫調(diào)節(jié)作用；三是IVIG中本身含有針對某些炎性細胞因子以及趨化因子的抗體。

腸道病毒感染在自然界中普遍存在，成人的隱性感染十分普遍。我們之前的研究顯示，中國大陸地區(qū)成年人血清中普遍含有針對腸道病毒 EV71的抗體，相應(yīng)的IVIG制品也含有較高的EV71中和抗體[23]。國外的研究也顯示，商品化IVIG中含有針對埃可病毒、柯薩奇病毒等腸道病毒的中和抗體，這些中和抗體的存在對于 IVIG的治療效果可能具有重要作用。在1998年中國臺灣和2000年澳大利亞的EV71爆發(fā)流行中IVIG被用于治療重癥EV71感染，對腦干腦炎顯示出一定療效[24]。除此之外，也有研究利用 IVIG作為預(yù)防腸道病毒感染的手段。Nagington等[25]報道，在一個新生兒群體中出現(xiàn)了一例?？刹《?1型感染之后，立即給該高危群體的其他成員注射IVIG，能夠完全保護其他成員免受繼發(fā)感染。在其他類似研究中，雖然預(yù)防給藥的保護效果沒有達到完全保護，但是也在一定程度上證實了IVIG預(yù)防腸道病毒感染的效果。

目前認為重癥 EV71可能與病毒直接侵犯以及病毒感染后激發(fā)全身免疫炎癥反應(yīng)有關(guān)。臨床治療主要考慮抑制全身免疫炎癥反應(yīng)，如應(yīng)用甲潑尼龍等激素進行治療。研究證實 IVIG不僅具有中和抗體的作用，而且可以調(diào)節(jié)細胞因子的產(chǎn)生[26]。IVIG治療免疫介導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)疾病的機制尚不完全清楚，普遍認為在中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)存在著各種類型的IgG受體，在生理和病理狀態(tài)下 IgG可通過不同途徑進入神經(jīng)組織，抑制致病性自身抗體以及補體的產(chǎn)生；抑制和調(diào)節(jié)巨噬細胞 Fc受體；下調(diào)致病性細胞因子和趨化因子等。此外，大劑量 IVIG能夠刺激機體產(chǎn)生相應(yīng)的抗病毒抗體，緩解高濃度病毒血癥對機體的損傷，IVIG所含獨特型抗體形成復(fù)雜的免疫網(wǎng)絡(luò)具有免疫替代和免疫調(diào)節(jié)的雙重治療作用[8-9]。

腸道病毒能夠直接或者間接刺激炎性細胞因子、趨化因子的分泌。以EV71為例，EV71感染中樞神經(jīng)系統(tǒng)之后，能夠?qū)е路尾康拿庖卟±矸磻?yīng)，引發(fā)肺水腫等危重癥狀；此外，病毒-抗體的免疫復(fù)合物也能夠上調(diào)炎性細胞因子分泌[27]。IVIG的主要成分為IgG，其不但能夠競爭性封閉Fc受體，而且能夠通過自身Fc段的唾液酸化誘導(dǎo)抗炎性反應(yīng)[28]。Wang等曾使用IVIG治療EV71感染導(dǎo)致的腦干腦炎，當對腦炎伴肺水腫的病人輸入IVIG后，IFN-γ、IL-6、IL-8、IL-10以及 IL-13的水平顯著降低；腦炎伴自主神經(jīng)系統(tǒng)失調(diào)病例經(jīng) IVIG治療后，IL-6和IL-8水平顯著下降。因此，在患者出現(xiàn)自主神經(jīng)系統(tǒng)失調(diào)或出現(xiàn)急性遲緩性麻痹并且腦脊液細胞增多癥狀時，應(yīng)立即給予連續(xù)的IVIG治療。此外，在自主神經(jīng)系統(tǒng)失調(diào)癥狀的早期，IVIG的輸入能夠迅速下調(diào)IL-6和IL-8的產(chǎn)生，有助于預(yù)防肺水腫的發(fā)生[26,29]。因此，一旦出現(xiàn)肺水腫的征兆，應(yīng)該立即使用IVIG治療以降低IL-6和IL-8的水平[30]。

4 前景與展望

目前在腸道病毒感染的臨床治療研究中，有很多證據(jù)支持IVIG的應(yīng)用，關(guān)于其作用機制也有了一定的線索。應(yīng)用IVIG或聯(lián)合甲潑尼龍、病毒唑等藥物治療手足口病顯示出一定效果[31-32]，通過一定技術(shù)手段增強IVIG的治療作用 (比如制備對EV71具有高中和活性的特異IVIG) 也值得嘗試。然而，目前尚未有嚴格對照的大規(guī)模臨床試驗證實 IVIG的治療效果，其治療效果與中和抗體的相關(guān)性也未得到充分證實。同時，IVIG的臨床使用非常復(fù)雜，涉及因素較多，臨床上IVIG使用不當可能會帶來過敏反應(yīng)、全身反應(yīng)、損害腎臟、血液及神經(jīng)系統(tǒng)等副作用，安全性必須引起高度重視[33]。另外，IVIG本身發(fā)揮作用的具體分子機制也不明確，加上治療費用較為高昂，臨床使用上存在一定難度。因此，應(yīng)用IVIG治療重癥手足口病應(yīng)當注意對癥、合理和適時用藥，充分衡量利益和風險，避免隨意和濫用IVIG。

無論如何，鑒于當前重癥手足口病的嚴重形勢，IVIG尤其是高效價中和抗體IVIG的臨床治療值得關(guān)注，隨機對照的臨床試驗將能夠回答中和抗體在重癥手足口病IVIG治療中的作用，明確IVIG的治療效果。同時，EV71感染導(dǎo)致手足口病重癥的機制也亟待闡明，最近臺灣學(xué)者發(fā)現(xiàn)IVIG在體外具有抗體依賴性增強 EV71病毒感染的作用[34]。深入了解EV71的感染過程和重癥手足口病的發(fā)病機制將能夠為手足口病合理有效的臨床治療提供重要依據(jù)。

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Mechanism of intravenous immunoglobulin therapy for severe hand-foot-mouth disease: a review

Ruiyuan Cao, Jianfeng Han, Ede Qin, and Chengfeng Qin

State Key Laboratory of Pathogen and Biosecurity, Beijing Institute of Microbiology and Epidemiology, Beijing 100071, China

Hand-foot-mouth disease (HFMD) is an acute infectious disease caused by various enteroviruses. Recently, large HFMD outbreaks caused by enterovirus type 71 (EV71) have been frequently reported in China, posing great threats on children’s health. There is no specific antiviral therapy for severe HFMD, and patient management mainly depends on supportive and symptomatic treatment. Intravenous immunoglobulin (IVIG) is a pharmaceutical preparation of human IgG that is pooled from thousands of healthy blood donors, and contained neutralization antibodies against various enteroviruses, including EV71. IVIG therapy should be carefully administrated for severe HFMD considering its role on passive immunization against EV71 and immune regulation.

enterovirus type 71, hand-foot-mouth disease (HFMD), intravenous immunoglobulin (IVIG), neutralization antibody

手足口病是一種常見的兒科傳染病，多發(fā)于 5歲以下兒童，主要表現(xiàn)為發(fā)熱和手、足以及口腔附近的皰疹，少數(shù)患者可出現(xiàn)腦膜炎、腦干腦炎、神經(jīng)源性肺水腫等嚴重神經(jīng)系統(tǒng)疾病。腸道病毒是手足口病的主要病原體，其中以柯薩奇病毒 A16型(CA16) 和腸道病毒71型 (EV71) 最為常見[1-2]。尤其是最近幾年，EV71感染導(dǎo)致的手足口疫情在我國持續(xù)暴發(fā)流行，每年發(fā)病人數(shù)超過 100萬，已經(jīng)成為威脅嬰幼兒健康的重要難題[3]。

December 16, 2010; Accepted: March 22, 2011

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