流行性感冒重癥化機(jī)制研究及治療進(jìn)展

鄒遷達(dá) 包佳琪 鄭書發(fā) 陳 瑜

流行性感冒(influenza)，簡(jiǎn)稱流感，是常見的急性呼吸道疾病，可引起流感世界大流行與季節(jié)性流行。20世紀(jì)以來(lái)全球曾暴發(fā)多次流感大流行，包括1918年西班牙流感(H1N1)、1957年亞洲流感(H2N2)、1968年香港流感(H3N2)和2009年豬流感(H1N1pdm09)，造成當(dāng)時(shí)大量人口的發(fā)病與死亡。而據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，每年有29萬(wàn)～65萬(wàn)人死于季節(jié)性流感相關(guān)的呼吸系統(tǒng)疾病[1]。由此可見，流感給全球帶來(lái)了巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。大多數(shù)流感以輕微的上呼吸道表現(xiàn)為主且多為自限性，然而少數(shù)患者病情進(jìn)展迅速，可并發(fā)重癥肺炎、多臟器衰竭甚至死亡。病毒與宿主因素在流感重癥化中的作用仍是當(dāng)下的研究熱點(diǎn)，相應(yīng)的以抗病毒為主、免疫調(diào)節(jié)為輔的治療策略也備受關(guān)注。本文就流感重癥化機(jī)制及其治療進(jìn)展做如下綜述。

一、流感重癥化機(jī)制

1.病毒因素

(1)表面抗原變異：抗原漂移和抗原轉(zhuǎn)換是流感病毒逃避宿主免疫攻擊，引起流感流行的重要因素。流感病毒表面抗原基因的點(diǎn)突變稱為抗原漂移，通常引起季節(jié)性流行。研究顯示，流感病毒血凝素蛋白(haemagglutinin, HA)受體結(jié)合區(qū)上的一些點(diǎn)突變可增強(qiáng)病毒與人類下呼吸道α-2,3唾液酸受體的親和力，使之更易附著于肺泡上皮細(xì)胞，其中HA D222G突變?cè)贖1N1pdm09重癥感染中的檢出率較高[2]。甲型流感病毒可發(fā)生抗原轉(zhuǎn)換，即不同亞型病毒的基因片段重配成為新亞型。由于人群普遍缺乏對(duì)新型重組病毒的免疫力，若其能夠在人群中傳播將引發(fā)世界大流行[3]。此外，不同于低致病性流感病毒，一些高致病性毒株HA(H5、H7)裂解位點(diǎn)附近插入多個(gè)堿性氨基酸，能夠被宿主細(xì)胞中普遍存在的弗林蛋白酶(furin)所識(shí)別、裂解，從而增強(qiáng)病毒的復(fù)制能力[4]。

(2)RNA聚合酶變異：流感病毒RNA聚合酶由堿性聚合酶1(basic polymerase 1, PB1)、堿性聚合酶2(basic polymerase 2, PB2)、酸性聚合酶(acidic polymerase, PA)3個(gè)亞基組成，是影響病毒毒力與宿主適應(yīng)性的重要因素。PB1基因第二個(gè)可讀框編碼PB1-F2蛋白，該蛋白能夠誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、抑制宿主早期免疫應(yīng)答以及提高繼發(fā)細(xì)菌性肺炎的概率。H1N1和H5N1中PB1-F2 N66S突變可延遲宿主體內(nèi)干擾素的激活并加重肺部免疫病理?yè)p傷，是導(dǎo)致這兩種流感高病死率的原因之一。PB2中E627K和D701N突變是禽流感病毒跨種屬感染哺乳動(dòng)物的重要因素，多項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提示這些突變能夠增強(qiáng)H5N1、H7N7和H7N9的毒力與宿主適應(yīng)性。PA具有核酸內(nèi)切酶活性，參與流感病毒起始轉(zhuǎn)錄的“CAP-snatching”過(guò)程。反向遺傳實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其多個(gè)突變位點(diǎn)與各型流感病毒聚合酶活性提高有關(guān)，如I550L(H1N1pdm09)、N409S(H7N9)、G631S(H5N1)、K338R(乙型流感病毒)等[5]。

(3)耐藥相關(guān)變異：基質(zhì)蛋白2(matrix protein 2, M2)S31N和神經(jīng)氨酸酶(neuraminidase, NA)H275Y是兩個(gè)常見的耐藥突變，分別導(dǎo)致流感病毒對(duì)金剛烷類和神經(jīng)氨酸酶抑制劑(neuraminidase inhibitors, NAIs)的敏感度下降。H3N2和H1N1pdm09流感病毒對(duì)金剛烷類耐藥率>99%。自H1N1pdm09流感病毒取代NAIs耐藥的季節(jié)性H1N1流感病毒進(jìn)入全球流行之后，目前NAIs耐藥率<2%，然而仍有少部分耐藥毒株在社區(qū)散發(fā)流行的情況報(bào)道。另外，免疫功能低下患者在長(zhǎng)期抗病毒治療過(guò)程中易出現(xiàn)耐藥突變，可致預(yù)后不佳。H7N9禽流感患者治療過(guò)程中可出現(xiàn)繼發(fā)性耐藥(如R292K)，導(dǎo)致病毒載量再次上升，疾病進(jìn)展[3]。印度一項(xiàng)最新的研究顯示，27.3%感染H1N1pdm09死亡病例中檢測(cè)到H275Y耐藥突變株，而輕癥病例中未發(fā)現(xiàn)該突變[6]。由此可見，耐藥突變對(duì)流感疾病重癥化及不良預(yù)后的影響值得重視。

(4)病毒細(xì)菌共感染：流感感染后肺上皮細(xì)胞壞死脫落，呼吸道物理屏障受損，鼻咽部的定植菌得以進(jìn)入肺部引發(fā)二重感染。Li等[7]發(fā)現(xiàn)甲型流感病毒表面蛋白NA能夠激活生長(zhǎng)轉(zhuǎn)換因子(transforming growth factor-β， TGF-β)進(jìn)而上調(diào)宿主細(xì)胞表面纖連蛋白、整合素等黏附受體表達(dá)，使得細(xì)菌得以大量附著于呼吸道表面，隨后增殖播散，進(jìn)一步加重肺部感染。流感侵襲后，損傷的宿主細(xì)胞在修復(fù)過(guò)程中還可表達(dá)亞乙基化聚糖(asialylated glycans)、α5β1整合蛋白等頂端受體，為金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌等細(xì)菌提供結(jié)合位點(diǎn)[8]。此外，流感病毒能夠影響宿主對(duì)細(xì)菌的固有免疫應(yīng)答。研究發(fā)現(xiàn)機(jī)體在流感感染早期產(chǎn)生的Ⅰ型干擾素可抑制吞噬細(xì)胞識(shí)別與殺傷細(xì)菌，同時(shí)還可降低輔助性T細(xì)胞17(T helper cell 17, Th17)及白細(xì)胞介素-17(interleukin-17, IL-17)、IL-2、IL-23對(duì)細(xì)菌的清除作用[9]。近年來(lái)，細(xì)菌共感染在流感重癥患者中的發(fā)生率有所上升，是死亡相關(guān)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，其中檢出率位列前五的分別為肺炎鏈球菌、銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌、曲霉菌和流感嗜血桿菌[10]。

2.宿主因素

(1)免疫反應(yīng)：流感病毒入侵后被機(jī)體固有免疫系統(tǒng)所識(shí)別，進(jìn)而激活下游信號(hào)通路，釋放一系列促炎性細(xì)胞因子及趨化因子引發(fā)免疫應(yīng)答。這些促炎因子隨即招募中性粒細(xì)胞、單核-吞噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等到達(dá)感染部位以對(duì)抗流感病毒。大量免疫細(xì)胞浸潤(rùn)可造成組織損傷與器官功能障礙，通常在隨后得以修復(fù)。然而，部分患者體內(nèi)過(guò)激的免疫反應(yīng)，如“細(xì)胞因子風(fēng)暴”，將導(dǎo)致嚴(yán)重的免疫病理?yè)p傷。流感重癥病例中可觀察到單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein 1, MCP-1)、γ干擾素誘導(dǎo)單核因子(monokine induced by γ interferon, MIG)、巨噬細(xì)胞炎性蛋白-1β(macrophage inflammatory proteins, MIP-1β)、γ干擾素誘導(dǎo)蛋白-10(interferon γ-inducible protein-10, IP-10)、IL-6、IL-8、IL-10、等炎性因子水平顯著升高。此外，大量細(xì)胞/趨化因子溢入循環(huán)系統(tǒng)可引發(fā)全身性反應(yīng)，如膿毒血癥甚至多臟器衰竭[11]。

(2)遺傳易感性：近來(lái)，研究人員通過(guò)高通量測(cè)序篩選出許多與流感重癥化相關(guān)的宿主基因。干擾素誘導(dǎo)的跨膜蛋白3(interferon-induced transmembrane protein 3, IFITM3)是一直以來(lái)的研究熱點(diǎn)，其單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)rs12252-C可使該蛋白截短從而削弱機(jī)體抑制病毒復(fù)制的能力。有研究者對(duì)IFITM3rs12252與流感相關(guān)的文獻(xiàn)進(jìn)行Meta分析發(fā)現(xiàn)，T>C突變可增加流感感染風(fēng)險(xiǎn)(重癥流感: OR=1.69, 95% CI：1.23～2.33,P=0.001; 輕癥流感: OR=1.46, 95% CI：1.13～1.87,P=0.004)。此外，該基因的多態(tài)性是白種人輕、重癥流感和東亞人流感重癥化的危險(xiǎn)因素[12]。Lee等[13]發(fā)現(xiàn)IFITM33rs12252 CC基因型、Toll樣受體3(toll-like receptors 3, TLR3)rs5743313 CC基因型、衰變加速因子(decay-accelerating factor, CD55)rs2564978 TT基因型與流感病死率升高相關(guān)。其中，同時(shí)攜帶IFITM3 CC基因型和TLR3 CC基因型患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)升高近10倍。Chen等[14]通過(guò)全基因關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，rs4820294/rs2899292 GG單體型與半乳糖凝集素基因(lectin galactoside-binding soluble 1, LGALS1)mRNA高表達(dá)有關(guān)，是H7N9感染的潛在保護(hù)因素。此外，在小規(guī)模研究中也發(fā)現(xiàn)了相關(guān)易感基因，有的能夠影響病毒復(fù)制，如TMPRSS2(rs2070788)、SERPINE1(rs6092)；有的參與了先天免疫調(diào)控，如IL-1A(rs17561)、IL-1B(rs1143627)、IL-10(592C、1082A)、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α, TNF-α)(238A、308G)、干擾素調(diào)節(jié)因子-7(interferon regulatory factor-7, IRF-7)雜合復(fù)合突變等[15]。

二、治療研究進(jìn)展

1.抗病毒治療

(1)用于臨床的抗病毒藥物:目前臨床上廣泛使用的抗病毒藥物是NAIs，其以NA為靶點(diǎn)阻止子代病毒釋放，對(duì)甲、乙型流感病毒均有效。一項(xiàng)針對(duì)H1N1pdm09住院患者的Meta分析顯示，與未接受抗病毒治療比較，NAIs治療組的死亡風(fēng)險(xiǎn)下降；與延遲治療比較，早期治療(發(fā)病48h內(nèi))可顯著降低病死率[16]。對(duì)重癥流感來(lái)說(shuō)，早期治療能夠降低ICU病死率，且在發(fā)病5天內(nèi)予以NAIs治療仍可從中獲益。目前，重癥流感抗病毒治療的最佳持續(xù)時(shí)間及劑量仍存在爭(zhēng)議，普通流感NAIs推薦療程為5天，而有關(guān)重癥病例的臨床數(shù)據(jù)有限。有研究顯示重癥患者的病毒排毒時(shí)間延長(zhǎng)，提示抗病毒時(shí)間可能需要加長(zhǎng)[17]。一項(xiàng)不同劑量奧司他韋治療重癥流感的多中心研究顯示，雙倍劑量組與標(biāo)準(zhǔn)劑量組在病毒清除率、重癥監(jiān)護(hù)時(shí)長(zhǎng)、機(jī)械通氣時(shí)長(zhǎng)及病死率方面比較無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)[18]。結(jié)合上述研究及專家共識(shí)，重癥流感應(yīng)盡早開始抗病毒治療，其療程可依據(jù)臨床癥狀及病毒清除情況予適當(dāng)延長(zhǎng)，高劑量NAIs可能無(wú)法提供額外的臨床效益。NAIs主要包括4類：①扎那米韋(zanamivir)為吸入制劑，是首個(gè)批準(zhǔn)使用的NAIs；②奧司他韋(oseltamivir)為口服給藥，是目前臨床上一線抗流感藥物；③帕拉米韋(peramivir)為靜脈給藥，主要用于重癥流感或無(wú)法胃腸給藥患者的治療；④拉尼米韋(laninamivir)為吸入制劑，目前僅在日本批準(zhǔn)用于臨床[3]。

金剛烷胺(amantadine)和金剛乙胺(rimantadine)屬于M2離子通道阻滯劑，能夠阻止甲型流感病毒RNA進(jìn)入宿主細(xì)胞核進(jìn)行復(fù)制轉(zhuǎn)錄。金剛烷類對(duì)乙型流感病毒無(wú)效，目前流行的甲型流感病毒對(duì)其耐藥率>99%，故不推薦單獨(dú)使用。阿比朵爾(arbidol)可抑制流感病毒復(fù)制早期的膜融合以阻止病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞，另外它也具有一定免疫調(diào)節(jié)功能，目前主要在俄羅斯用于流感的治療[19]。

(2)研究中的抗病毒藥物：以流感病毒感染不同階段為靶標(biāo)的新藥物正處于研發(fā)或臨床試驗(yàn)階段，有望在不久的將來(lái)為治療重癥流感提供有效途徑。DAS181(fludase)是一種唾液酸酶重組蛋白，能夠裂解宿主細(xì)胞表面唾液酸受體以阻礙病毒吸附，對(duì)H1N1pdm09、H5N1以及奧司他韋耐藥株等均具有抑制活性。Ⅱ期臨床試驗(yàn)示DAS181可顯著降低患者體內(nèi)病毒載量并縮短排毒時(shí)間[20]。硝唑尼特(nitazoxanide)最初用于寄生蟲病的治療，近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)其能夠阻止流感病毒表面蛋白HA的成熟從而抑制病毒復(fù)制。該藥在體外實(shí)驗(yàn)中可與NAIs協(xié)同作用于耐藥毒株。Ⅱb/Ⅲ期臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)硝唑尼特可縮短患者流感樣癥狀持續(xù)時(shí)間[21]。VX-787是一種僅針對(duì)甲型流感病毒PB2帽子結(jié)合位點(diǎn)的抑制劑，可以阻礙病毒核酸轉(zhuǎn)錄。臨床研究示該藥能有效縮短流感病毒排毒時(shí)間和癥狀持續(xù)時(shí)間，減輕疾病嚴(yán)重程度[19]。Baloxavir marboxil(S-033188)可抑制流感病毒PA亞基核酸內(nèi)切酶活性以抑制病毒轉(zhuǎn)錄與復(fù)制。近期公布的Ⅲ期臨床試驗(yàn)顯示該藥治療組流感樣癥狀緩解時(shí)間較安慰劑組顯著縮短，病毒效價(jià)下降速度較奧司他韋治療組快。另一項(xiàng)針對(duì)重癥流感高危人群的Ⅲ期臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中(NCT02949011)[22]。VIS410是一種靶向HA的單克隆抗體，其在小鼠實(shí)驗(yàn)中可有效改善肺部H7N9的清除，限制病毒擴(kuò)散進(jìn)而減輕急性肺損傷，在重癥流感中具有一定治療前景。目前一項(xiàng)有關(guān)VIS410與奧司他韋在需要給氧治療的H1N1pdm09流感患者中的療效評(píng)估正在開展(NCT03040141)[23]。

2.免疫調(diào)節(jié)治療

(1)用于臨床的免疫調(diào)節(jié)劑：糖皮質(zhì)激素作為常見的免疫抑制劑用于治療重癥流感，但目前對(duì)其臨床療效評(píng)價(jià)褒貶不一。有研究認(rèn)為糖皮質(zhì)激素可以改善臨床癥狀，但大多數(shù)研究顯示它似乎并沒(méi)有帶來(lái)太多益處。Yang等[24]對(duì)已發(fā)表的19項(xiàng)臨床研究分析發(fā)現(xiàn)，糖皮質(zhì)激素治療與流感患者機(jī)械通氣和重癥監(jiān)護(hù)時(shí)間延長(zhǎng)、繼發(fā)感染概率增加以及病死率升高有關(guān)。H7N9感染合并肺炎的研究顯示，高劑量糖皮質(zhì)激素組(>150mg/d甲潑尼龍或其他等劑量激素)患者30天及60天病死率高于對(duì)照組，且病毒排毒時(shí)間延長(zhǎng)；而中低劑量糖皮質(zhì)激素組(25～150mg/d甲潑尼龍或其他等劑量激素)與對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[25]。另一項(xiàng)回顧性分析顯示[26]，在合并肺炎且PaO2/FaO2<300mmHg的H1N1pdm09流感患者中，中、低劑量糖皮質(zhì)激素可降低30天及60天死亡風(fēng)險(xiǎn)。糖皮質(zhì)激素主要用于重癥流感的治療且目前有關(guān)研究多為回顧性分析，故存在一定偏倚，如患者基礎(chǔ)情況、治療起始時(shí)機(jī)、激素種類及劑量等。Delaney等[27]對(duì)607例重癥H1N1pdm09流感患者研究發(fā)現(xiàn)，糖皮質(zhì)激素治療會(huì)增加病死率(OR=1.82, 95%CI:1.21～2.74,P=0.004)，而經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)模型控制時(shí)依性混雜后該差異消失(OR=0.96, 95%CI:0.28～3.28,P=0.950)。因此，進(jìn)一步研究需擴(kuò)大樣本量，控制基線與混雜因素，為糖皮質(zhì)激素在重癥患者中的臨床應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。靜脈免疫球蛋白(intravenous immunoglobulin, IVIg)具有調(diào)理吞噬和抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性(ADCC)作用，常用于嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS)、中東呼吸綜合征(MERS)、埃博拉病毒病等重癥感染性疾病的治療，也應(yīng)用于重癥流感。香港一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究表明，H1N1pdm09感染的重癥患者發(fā)病5天內(nèi)予以超免疫球蛋白(H-IVIg)治療可有效降低病毒載量及患者病死率。

(2)研究中的免疫調(diào)節(jié)劑：現(xiàn)有的免疫調(diào)節(jié)劑在重癥流感中也可起到一定輔助作用。核素受體超家族中的過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor, PPAR)具有α、β和γ 3種亞型，最初用于脂質(zhì)與葡萄糖代謝的調(diào)節(jié)，近年來(lái)發(fā)現(xiàn)其具有炎癥抑制作用。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，PPAR-α激動(dòng)劑如吉非貝齊和PPAR-γ激動(dòng)劑，如噻唑二酮類和黃酮類異甘草素，可下調(diào)流感感染小鼠肺部細(xì)胞/趨化因子表達(dá)水平，提高存活率。鞘氨醇-1-磷酸1亞型(sphingosine-1-phosphate 1, S1P1)是一類參與固有免疫應(yīng)答的重要信號(hào)分子。H1N1pdm09感染雪貂實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，S1P1受體激動(dòng)劑可減輕流感樣癥狀和肺部免疫病理?yè)p傷，且與奧司他韋聯(lián)用效果更為顯著。各類非甾體類抗炎藥也被證實(shí)在流感感染中起到免疫調(diào)節(jié)作用。尼美舒利可抑制H5N1禽流感病毒復(fù)制以及受感染細(xì)胞中的炎性反應(yīng)。塞來(lái)昔布、美沙拉嗪與扎那米韋的三聯(lián)療法可降低H5N1感染小鼠體內(nèi)炎性因子水平，提高存活率。大環(huán)內(nèi)酯類抗生素除了抗菌作用以外，還可下調(diào)體內(nèi)炎性因子水平，抑制信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，以及調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞功能。一項(xiàng)多中心研究顯示，接受奧司他韋-阿奇霉素聯(lián)合治療的患者血漿中IL-6、IL-8、IL-17、IL-18、MIG和C反應(yīng)蛋白水平顯著降低，同時(shí)體外實(shí)驗(yàn)也證實(shí)聯(lián)合給藥可有效降低IL-6和IL-8水平，而病毒載量下降趨勢(shì)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。此外，還有一些抗氧化劑、抗TNF制劑、他汀類藥物及中草藥在體外實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出一定潛在免疫調(diào)節(jié)能力，它們?cè)谥匕Y流感中的療效有待進(jìn)一步臨床驗(yàn)證。

綜上所述，流感病毒可造成每年的季節(jié)性流行和多次暴發(fā)流行，特別是重癥化的流感仍是當(dāng)前臨床面臨的棘手問(wèn)題。充分認(rèn)識(shí)流感病毒與宿主因素在疾病重癥化中的機(jī)制，從監(jiān)測(cè)病毒變異、控制細(xì)菌共感染、干預(yù)免疫調(diào)控、識(shí)別宿主易感基因等多方面著手，對(duì)防治重癥流感具有重要指導(dǎo)意義。目前，靶向流感病毒感染不同階段的抗病毒藥物，以及現(xiàn)有免疫調(diào)節(jié)劑在重癥流感中的免疫調(diào)控作用的研究均取得較大進(jìn)展。今后仍需進(jìn)一步開展相關(guān)臨床驗(yàn)證，積極探索流感重癥化機(jī)制并予以針對(duì)性治療，為應(yīng)對(duì)重癥流感提供最優(yōu)策略。