病原體感染引發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴的相關(guān)研究進(jìn)展

摘要：細(xì)胞因子風(fēng)暴（cytokine storm）是指機(jī)體感染微生物后引起體液中多種細(xì)胞因子如TNF-α、IL-1、IL-6、IL-12、IFN-α、IFN-β、IFN-γ、MCP-1和IL-8等迅速大量產(chǎn)生的現(xiàn)象。細(xì)胞因子風(fēng)暴是引起急性呼吸窘迫綜合癥和多器官衰竭的重要原因。其濃度與疾病的嚴(yán)重程度和預(yù)后相關(guān)。

關(guān)鍵詞：細(xì)胞因子風(fēng)暴；細(xì)胞因子；感染

H7N9禽流感是一種新型禽流感，于2013年3月底在上海和安徽兩地率先發(fā)現(xiàn)。臨床研究發(fā)現(xiàn)，H7N9禽流感感染者的癥狀與H5N1禽流感大致相似，重癥感染患者中普遍存在\"細(xì)胞因子風(fēng)暴\"現(xiàn)象。細(xì)胞因子風(fēng)暴在病原體感染性疾病中與疾病的嚴(yán)重程度和預(yù)后有關(guān)，愈來(lái)愈多的人開(kāi)始研究與之相關(guān)的問(wèn)題。

1細(xì)胞因子風(fēng)暴

細(xì)胞因子風(fēng)暴（cytokine storm）是指機(jī)體感染微生物后引起體液中多種細(xì)胞因子迅速大量產(chǎn)生的現(xiàn)象。\"細(xì)胞因子風(fēng)暴\"的發(fā)生，是源自人體的免疫系統(tǒng)對(duì)于入侵者的反應(yīng)過(guò)于激烈，從而合成了高水平的細(xì)胞因子。這些細(xì)胞因子是重要的信號(hào)化合物，可以幫助調(diào)動(dòng)免疫細(xì)胞，從而將病原體從體內(nèi)清除出去。但當(dāng)過(guò)多的細(xì)胞因子產(chǎn)生后就會(huì)導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的發(fā)生，免疫細(xì)胞和相關(guān)液體在感染部位的累積會(huì)阻礙組織和器官的正常功能，例如肺。這種情況如果嚴(yán)重的話，可以直接導(dǎo)致人死亡。細(xì)胞因子風(fēng)暴最早是作為移植物抗宿主病的發(fā)病機(jī)制提出的，近年來(lái)在炎癥的發(fā)病學(xué)研究中也廣為運(yùn)用，在嚴(yán)重的病毒感染中起重要作用[1]。細(xì)胞因子風(fēng)暴常見(jiàn)于一些病毒感染、某些藥物治療和造血系統(tǒng)疾病。細(xì)胞因子風(fēng)暴是引起急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）和多器官衰竭的重要原因，在多種疾病中是致死的重要原因之一，近來(lái)越來(lái)越引起人們的關(guān)注。

1.1 SFTSV誘發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴 發(fā)熱伴血小板減少綜合征病毒（SFTSV）是一種新型布尼亞病毒，感染者發(fā)熱伴血小板減少綜合征，是一種急性傳染病，臨床表現(xiàn)以發(fā)熱伴血小板減少為主要特征，少數(shù)患者病情較重且發(fā)展迅速，可因多臟器功能衰竭而死亡。病例多發(fā)生于4～10月份，以青壯年居多。研究表明SFTSV感染誘導(dǎo)細(xì)胞因子的異常表達(dá)的細(xì)胞因子風(fēng)暴與疾病嚴(yán)重程度相 關(guān)[2]。

1.2 SARS誘導(dǎo)細(xì)胞因子風(fēng)暴 香港大學(xué)Peiris博士和許多專家在尸檢中發(fā)現(xiàn)，重型SARS患者肺組織都有明顯的損傷，肺泡內(nèi)有多核巨細(xì)胞和增大核粒狀兩性染色性胞漿的肺泡巨噬細(xì)胞，可分泌TNF，IL-1，TGF等細(xì)胞因子，誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞活化，細(xì)胞外基質(zhì)沉著和肺泡上皮損傷修復(fù)，最終導(dǎo)致肺纖維化。肺組織中有吞噬紅細(xì)胞現(xiàn)象，提示細(xì)胞因子調(diào)節(jié)失控。據(jù)此推測(cè)SARS感染后引起許多炎性介質(zhì)釋放。劉志英等在治愈的和死亡的SARS患者體內(nèi)檢測(cè)到高濃度炎性和抗炎因子存在，IL-6，IL-8，IL-10檢出率高，提示了3者在患者疾病進(jìn)展中起重要作用。在SARS患者治療中普遍應(yīng)用類固醇激素，抑制細(xì)胞因子釋放，減輕反應(yīng)，降低死亡率。

1.3流感病毒誘導(dǎo)小鼠膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞因子風(fēng)暴 周健祥等[3]從新生小鼠大腦皮質(zhì)分離培養(yǎng)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，用流感病毒H1N1和H3N2進(jìn)行體外感染星形膠質(zhì)細(xì)胞，分別于6 h和24 h收獲上清，采用超濾分子截留的方法，去除流感病毒顆粒。用不同時(shí)間點(diǎn)的條件上清，分別刺激星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞，24 h后提取RNA并進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄，利用Real-Time PCR檢測(cè)促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6，趨化因子IP-10、MCP-1、MIP-1轉(zhuǎn)錄水平的變化。結(jié)果：不同時(shí)間點(diǎn)的條件上清皆可誘導(dǎo)正常膠質(zhì)細(xì)胞的促炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6和趨化因子IP-10、MCP-1、MIP-1的轉(zhuǎn)錄水平發(fā)生不同程度的上調(diào)，產(chǎn)生細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)效應(yīng)。流感病毒H1N1和H3N2感染星形膠質(zhì)細(xì)胞后所引起的細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)效應(yīng)可能與免疫病理?yè)p傷存在一定關(guān)系。

1.4 H5N1型禽流感病毒誘發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴 香港大學(xué)和越南醫(yī)務(wù)人員協(xié)作進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究中，研究人員從1例死于1997年香港禽流感的患者（H5N1/97）、2例2004年越南患者（H5N1/04）及1例季節(jié)性流感患者（H1N1）中采集了病毒株， 他們用這些病毒感染正常的肺組織標(biāo)本，然后采用定量RT-PCR 和 ELISA測(cè)定其細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞因子和趨化因子水平。結(jié)果顯示被H5N1禽流感病毒感染細(xì)胞的炎性蛋白水平比人流感病毒H1N1感染細(xì)胞高10倍多。這個(gè)結(jié)果至少在一定程度上可以解釋禽流感病毒H5N1感染患者的肺部炎癥為什么如此嚴(yán)重，其原因是由H5N1誘發(fā)的免疫系統(tǒng)化學(xué)物質(zhì)\"風(fēng)暴\"。

1.5 H7N9型禽流感病毒誘發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴 H7N9型禽流感是全球首次發(fā)現(xiàn)的新亞型流感病毒。人感染H7N9禽流感潛伏期一般為7 d以內(nèi)?；颊咭话惚憩F(xiàn)為流感樣癥狀，重癥患者病情發(fā)展迅速，表現(xiàn)為重癥肺炎，并快速進(jìn)展出現(xiàn)急性呼吸窘迫綜合征、縱隔氣腫、膿毒癥、休克、意識(shí)障礙及急性腎損傷等。臨床研究發(fā)現(xiàn)，重癥感染患者中普遍存在\"細(xì)胞因子風(fēng)暴\"現(xiàn)象。關(guān)于H7N9型禽流感的重大研究2013年4月25日在世界著名醫(yī)學(xué)期刊《柳葉刀》的官方網(wǎng)站在線發(fā)表。

1.6 EBV相關(guān)淋巴細(xì)胞增殖病與細(xì)胞因子風(fēng)暴相關(guān) 2008年9月8～9日在美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）召開(kāi)的關(guān)于非免疫缺陷性 EBV 相關(guān)嗜血細(xì)胞性淋巴組織細(xì)胞增生癥淋巴細(xì)胞增殖病（EBV-LPD）討論會(huì)上將CAEBV稱為EBV+LPD，分為B細(xì)胞型（EBV+B-LPD）和T/NK細(xì)胞型（EBV+T/NK-LPD）兩大類（HLH），又稱為嗜血細(xì)胞綜合征（HPS）。Kimura等分析了39例T-CAEBV和NK-CAEBV患者的病毒學(xué)差異和細(xì)胞因子分泌的不同，發(fā)現(xiàn)二者血清中均高表達(dá)IL-1β、IL-10和IFN-γ，但是NK細(xì)胞型感染患者體內(nèi)IL-13水平較T細(xì)胞型高，而一些進(jìn)展為HPS的患者血清中高表達(dá)IL-1β和IFN-γ。另外研究了其中19例CAEBV患者外周血單個(gè)核細(xì)胞中細(xì)胞因子諸如IL-1α、IL-1β、IL-10、IL-12p35、IL-13、IL-15、TNF-α和IFN-γ的轉(zhuǎn)錄水平升高，而未檢測(cè)到IL-4和IL-10。Ishii等[4]發(fā)現(xiàn)，單核細(xì)胞可通過(guò)膜上的IL-15促進(jìn) EBV 相關(guān)NK/T細(xì)胞增殖和分泌LMP1，證明IL-15在EBV-LPD疾病進(jìn)展過(guò)程中的重要作用。SNK6（ EBV相關(guān)鼻型NK/T細(xì)胞淋巴瘤）細(xì)胞株高表達(dá)IFN-γ、IL-9和 IL-10，IL-10通過(guò)促進(jìn)LMP1和CD25分泌間接促進(jìn)細(xì)胞增殖。不同類型的EBV-LPD所表達(dá)的細(xì)胞因子有所不同，對(duì)細(xì)胞因子分泌譜的研究有利于了解它們的發(fā)病過(guò)程，以進(jìn)一步對(duì)診斷和治療提供及時(shí)、有效的幫助[5]。

2細(xì)胞因子風(fēng)暴應(yīng)對(duì)研究

2.1 Slit蛋白抵抗細(xì)胞因子風(fēng)暴 美國(guó)猶他大學(xué)一項(xiàng)新的實(shí)驗(yàn)顯示，一種叫Slit的蛋白可抵抗因機(jī)體因病原體感染所引發(fā)的細(xì)胞因子風(fēng)暴。這一發(fā)現(xiàn)為人們?cè)O(shè)計(jì)新藥以增加機(jī)體Slit蛋白的供應(yīng)量來(lái)幫助患者度過(guò)嚴(yán)重的感染鋪設(shè)了道路。 研究者發(fā)現(xiàn)，Slit的作用是通過(guò)增加細(xì)胞表面的一種粘性附著物質(zhì)的量，從而能修復(fù)由細(xì)胞因子風(fēng)暴引起的血管損傷。因此，像Slit這樣的蛋白也許會(huì)因?yàn)槠鋵?duì)滲漏的血管具有超級(jí)黏膠樣的作用而成為抵抗細(xì)胞因子風(fēng)暴的一種有效工具。

2.2人工肝技術(shù)用于抵抗細(xì)胞因子風(fēng)暴 H7N9型禽流感研究者在臨床治療中，創(chuàng)造性地應(yīng)用人工肝技術(shù)，來(lái)清除炎癥因子，抑制炎癥反應(yīng)，避免了大規(guī)模的\"細(xì)胞因子風(fēng)暴\"，幫助患者渡過(guò)器官功能衰竭難關(guān)，從而降低了病死率。

3討論

許多感染性疾病中都證實(shí)有過(guò)量前炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生，其濃度與疾病的嚴(yán)重程度和預(yù)后相關(guān)。當(dāng)免疫系統(tǒng)為擊退細(xì)菌或病毒而進(jìn)入超速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候就會(huì)造成敗血癥。膿毒癥會(huì)使正常的炎癥過(guò)程傾覆，并釋放出細(xì)胞因子引起細(xì)胞因子風(fēng)暴，當(dāng)風(fēng)暴來(lái)襲時(shí)，人體造血系統(tǒng)，肝臟，肺臟，心臟，中樞神經(jīng)系統(tǒng)等都\"躲閃不及\"。如果不立即采取正確措施，它會(huì)在1～2 d內(nèi)奪走人的性命。因此尋找對(duì)抗細(xì)胞因子風(fēng)暴的途徑是亟待解決的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳克復(fù)，馬小彤，鄭國(guó)光，等.造血系統(tǒng)的人類皰疹病毒潛伏感染[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)血液學(xué)雜志，2008，16（06）：1251-1256.

[2]Sun，Y.ab， Jin， C.a， Zhan， F.c， Wang， X.d， Liang， Host cytokine storm is associated with disease severity of severe fever with thrombocytopenia syndrome[J].INFECT DIS，2012，7（206）.

[3]周健祥，王革非，蔣治武，等.流感病毒誘導(dǎo)小鼠膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)反應(yīng)[J].中國(guó)免疫學(xué)雜志，2012，28（1）：12-15，19.

[4]Ishii H， Takahara M， Nagato T， et al. Monocytes enhance cell pro-liferation and LMP1 expression of nasal natural killer/T-cell lympho-ma cells by cell contact-dependent interaction through membrane-bound IL-15.Int J Cancer，2011；130（1）：48-58.

[5]劉倩，朱平.EB 病毒相關(guān)淋巴細(xì)胞增殖病與細(xì)胞因子風(fēng)暴[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)血液學(xué)雜志2013；21（2）：498-502.編輯/肖慧