作者:张思玮 来源: 中国科学报 发布时间:2020-6-8
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免疫反应过度或为细胞因子风暴“元凶”

细胞因子风暴

 

本报记者 张思玮

最近,《医学病毒学杂志》发表了一项由美国南加州大学凯克医学院教授Weiming Yuan和Sean Quan Du领导的研究。该研究表明,人体的两个防御系统(先天性和适应性免疫反应)之间的不利相互作用可能会触发免疫反应过度。当机体的免疫系统对感染反应过度,从而引发所谓的“细胞因子风暴”时,新冠病毒(SARS-CoV-2)等病毒甚至流感都可能致命。

细胞因子是参与细胞信号传导的小蛋白,有助于将免疫细胞募集到感染部位。不过,过量的细胞因子会在某些人中导致感染区域(如新冠肺炎〈COVID-19〉患者的肺部)过度炎症,严重损害器官并导致死亡。研究人员认为,在COVID-19的早期阶段暂时抑制人体免疫感染系统,有助于避免严重的症状和死亡。

建模型,探查免疫系统反应

记者注意到,为了更好地了解对比流感人群,COVID-19患者的身体免疫系统如何反应,Du和Yuan采用了一种通用的数学模型,称为“靶细胞限制模型”。

通常流感病毒的潜伏期大约为48小时,在此期间,病毒会靶向上呼吸道表面细胞。因为流感病毒行动非常迅速,能够在几天之内杀死了几乎所有“靶细胞”,从而使先天免疫系统先对病毒和脆弱的细胞进行应答和清除,然后在数天后触发适应性免疫应答以杀死任何剩余的病毒,同时启动人体的“重型武器”——T细胞和B细胞展开反应。

而与流感病毒不同的是,SARS-CoV-2的潜伏期更长(平均约6天),入侵宿主进展较慢,且会感染整个呼吸系统的细胞。

研究小组的模型表明,适应性免疫反应可能在先天性免疫系统完成工作之前就开始起作用,最终会干扰其消除初始感染的能力。

“最危险的是,随着感染的继续,人体的整个适应性免疫反应会到达各个层面。”Yuan认为,SARS-CoV-2活动时间越长,就越可能导致免疫系统反应过度,即所谓的细胞因子风暴,造成组织损伤。

Yuan表示,流感病毒会在几天内使病毒的靶细胞几乎完全耗竭,但COVID-19的缓慢进展意味着适应性免疫反应可以在感染达到高峰之前就将其减弱,从而将病毒靶细胞的耗竭降至最低,这样为以后的感染留出了大量未感染的细胞。

感染早期,使用免疫抑制剂

“这种情况类似于猖獗的森林火灾。如果只是观望,当所有树木都被烧毁时,火种将因失去燃料并迅速熄灭。如果在此之前全力以赴地灭火,只能控制部分火势。一旦停止救火,火灾卷土重来,直至烧毁所有树木。”Du用上述比喻形容SARS-CoV-2引发的细胞因子风暴。

研究人员认为,这就是许多严重患者无法离开医院病床,最终发展为急性呼吸窘迫综合征和多器官衰竭的原因。

此外,该假设还可能为已经“康复”的患者数周后疾病复发提供解释。Du补充说:“一些COVID-19患者在症状明显减轻后可能复发。适应性免疫和先天性免疫应答的共同作用可能会暂时将病毒降至较低水平。但如果没有被完全清除,并且靶细胞再生,则病毒会再次占据优势并达到另一个高峰。”

鉴于此,研究人员建议,在感染的早期阶段,临床应该使用免疫抑制剂对患者进行治疗,以减少适应性免疫的干扰。

“这是基于数学模型的研究结果,使用正确的抑制剂,或能延迟适应性免疫反应,并防止其干扰先天免疫反应,从而可以更快地消除病毒和受感染的细胞。” Du表示,未来,他们还要对研究结果进行验证,并检测COVID-19患者的每日病毒载量和其他生物标志物。

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/jmv.25866

 

《中国科学报》 (2020-06-08 第3版 医药健康)
 
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