白細胞介素6在EV71相關手足口病中的作用

李侗曾(綜述)，梁連春(審校)

(首都醫科大學附屬北京佑安醫院感染3科，北京 100069)

全身炎癥反應綜合征被認為與很多感染性疾病的加重相關，包括近年來一些傳染性疾病，如SARS、2009年的H1N1流感、人感染高致病性禽流感、甚至今年新出現的H7N9禽流感，危重患者均發現存在過度的炎性反應，而細胞因子水平，尤其是促炎性因子的異常升高和抗炎因子的異常減少被認為和疾病預后不良相關。一些研究人員對這類疾病的重癥患者細胞因子水平進行觀察，證實了上述觀點，其中白細胞介素(interleukin，IL)6是促炎因子中最重要的，通過調節白細胞介素6水平則可以改善患者的預后。

1 腸道病毒71型與神經源性肺水腫

手足口病是全球性傳染病，自1969年美國首次報道以來，世界多個國家和地區有過爆發和流行。患病人群主要是學齡前兒童，以3歲以下年齡組發病率最高。大多數患兒臨床癥狀輕微，主要表現為發熱和手、足、口腔等部位皮疹和皰疹。重癥病例可并發腦炎、腦脊髓炎、肺水腫、循環衰竭等，致死原因主要為腦干腦炎和神經源性肺水腫[1]。腸道病毒71型(human enter ovirus 71，EV71)是導致手足口病的最常見病原體，該病毒是一種高度嗜神經病毒，主要侵犯腦干，可導致腦干腦炎、腦脊髓炎、無菌性腦膜炎、脊髓灰質炎樣綜合征等神經系統病變。EV71感染后的臨床表現輕重不一，多數表現為皰疹性咽峽炎和手足口病普通型，少數患者病情迅速進展，發生肺水腫、肺出血以及循環衰竭等嚴重并發癥，病死率和致殘率高。

神經源性肺水腫是導致患兒死亡的主要原因，1997年馬來西亞爆發手足口病，有35例(88%)患者死于神經源性肺水腫[2]。1998年中國臺灣暴發手足口病或皰疹性咽峽炎，死亡患者的主要死亡原因也是繼發于神經系統損害的肺水腫或肺出血，尸檢顯示肺組織病毒含量較低，考慮病因為神經源性肺水腫[3]。自2008年開始，手足口病在我國部分地區流行,重癥手足口病患者的病原體主要為EV71，死亡病例的致死原因主要為腦干腦炎并發肺水腫、肺出血及心肺衰竭，2009年安徽阜陽報道23例死亡患者中有15例(65%)死于呼吸衰竭[4]。

由于合并急性肺水腫和肺出血的患者往往心肺功能正常，曾健生等[5]報道，從腦組織中可分離出病毒，而心肌無明顯炎性反應或只有輕微單核細胞浸潤。臨床上肺水腫和心功能障礙基本都是繼發于神經系統癥狀之后，并且影像學和尸體解剖發現絕大多數存在腦干腦炎，多數學者推測是腦干腦炎和全身炎癥反應綜合征導致了神經源性肺水腫，但是研究者發現合并腦干腦炎和神經源性肺水腫的患兒腦組織中病毒載量與病情危重程度沒有相關性，同時推測免疫機制作用比病毒直接作用更加重要[2,5]。

2 細胞因子在EV71相關腦炎中的作用

以往的研究顯示，機體免疫功能特別是細胞因子水平對感染性疾病進展起重要作用，包括H1N1流感、人感染高致病性禽流感H5N1、SARS病毒感染等，均發現危重患者血漿中IL-6水平高于輕癥患者組或者對照組[6-7]。在EV71導致的手足口病危重患者中發現一些細胞因子，如IL-1β、IL-6、IL-10、IL-13和γ干擾素水平升高[8]。重癥并發癥常常是由于病毒感染后不正常的細胞因子被激活，產生腦干損傷、嚴重的全身炎癥反應以及肺血管通透性增加等相應的臨床表現[8-9]。Lin等[10]研究也發現EV71感染相關的神經源性肺水腫患者存在高細胞因子血癥，神經系統內細胞因子水平也顯著升高，正是由于存在上述大量炎性因子，才導致了相關癥狀。

以往的關于EV71感染后發病機制的人類研究或者動物模型研究，主要是重點探討神經系統方面的病理生理機制[10-11]。一些研究指出，感染EV71后，伴隨病毒大量復制而出現的是大量細胞因子的激活，由免疫途徑介導的病理機制導致了一系列的癥狀，包括肌肉顫動、嗜睡、嘔吐等[10]。很多研究報道了在感染者血液和腦脊液中發現IL-1、IL-6、IL-10、IL-13和γ干擾素以及腫瘤壞死因子α水平的升高[11-12]。尤其是在合并腦炎和肺水腫的EV71感染者中，發現腦脊液IL-1β,IL-6和腫瘤壞死因子α的水平顯著升高[10,12]。

3 IL-6在EV71相關腦炎中的檢測結果及機制分析

IL-6是一個多效能的細胞因子，主要由單核吞噬細胞產生，也可以由T淋巴細胞和B淋巴細胞等產生，可以促進B淋巴細胞活化，在促炎和抗炎的發病機制中都有重要作用，在很多感染、炎癥以及自身免疫疾病中都可以觀察到IL-6水平改變。在EV71導致的手足口病合并腦干腦炎的患兒中發現IL-6水平升高，尤其是出現自主神經功能紊亂和神經源性肺水腫患者的早期階段，IL-6在血液中的濃度水平顯著高于無神經系統合并癥的EV71感染者。研究者認為腦干腦炎和IL-6過度生產介導的免疫反應相關[13]。Lin等[10]研究指出，IL-6可以進一步激活IL-1β和腫瘤壞死因子α的生物活性，而IL-6>0.07 pg/L是EV71相關腦炎發生肺水腫的最好的預測因子。

IL-6是促炎性因子，病原體感染后，通過刺激單核巨噬細胞和淋巴細胞誘導IL-6等細胞因子產生，通過一系列炎性反應發揮對機體的保護作用。以往研究發現，IL-6可以通過激活各種具有免疫功能的細胞因子降低EV71感染者體內的病毒載量[9]。過度的IL-6釋放會通過全身炎癥反應綜合征損壞感染者的多個器官。Khong等[14]通過老鼠的實驗發現，在感染EV71后第3日或者第6日給以抗IL-6的中和抗體，可以改善被感染老鼠的存活率。

Lin等[10]分析了EV71感染者和非感染者腦脊液中IL-6水平，發現中樞神經系統受累的第1和第2日IL-6水平顯著升高，但是在不同合并癥組，例如合并肺水腫、腦炎和(或)脊髓灰質炎、無菌性腦膜炎等，各組間的腦脊液中IL-6水平差異無統計學意義。在另一項研究結果中，合并肺水腫和自主神經功能紊亂的患者中IL-6水平顯著高于沒有發生腦干腦炎等合并癥的感染組[15]。腦脊液中IL-6濃度水平高于血中，因此分析IL-6可能由嚴重感染者中樞神經系統產生[8]。兩個研究結論不盡相同，可能與檢測的時間處于發病后不同時期的原因有關，提示檢測細胞因子的動態變化可能更有助于了解其變化過程。

王爽等[16]將重癥手足口病患者分為重型組和危重型組，比較血清中細胞因子濃度水平，發現危重型組血清IL-6等細胞因子水平相比重型組和健康對照組都顯著升高，在所有研究病例中，EV71陽性患者的IL-6水平相比未檢出明確病原組更高，推測IL-6在EV71導致的手足口病患者中免疫反應更加明顯，而且其持續升高與病情危重相關。張玉蘭等[17]報告手足口病患兒重癥組血清IL-6、IL-8、腫瘤壞死因子α水平均顯著高于普通病例組，而血清IL-10、IL-13水平均顯著低于普通病例組，普通病例組血清IL-10、IL-13水平均顯著高于健康對照組，重癥組血清IL-10、IL-13水平均顯著低于對照組，因此認為炎性因子IL-6、IL-8、腫瘤壞死因子α水平均的升高和抗炎因子IL-10、IL-13水平的降低是手足口病患兒病情嚴重的標志之一，細胞因子水平可以作為監測疾病的進展、判斷疾病的預后、指導干預時機的重要指標。蔣玉紅等[18]研究顯示，手足口病患兒血清IL-6、IL-10及γ干擾素水平顯著高于健康對照組，同時伴隨CD4+/CD8+T細胞下降；手足口病合并肺水腫組相比無并發癥組及健康對照組的兒童，患兒血清免疫球蛋白M分別在三組之間差異有統計學意義,而免疫球蛋白G與免疫球蛋白A在三組之間無明顯變化，手足口病患兒血清補體C3及C4水平均顯著低于健康對照組，但是在手足口病合并肺水腫組和無并發癥組的血清IL-6水平差異無統計學意義，因此認為IL-6沒有參與手足口病患兒肺水腫的病理過程，該研究存在與前述研究結果不一致的結論。

4 IL-6的臨床應用前景

以往的病毒感染性疾病，例如2009年流行的甲型H1N1流感，研究發現病毒清除延遲和大量炎性因子的激活可以導致病情加重,死亡病例組的血清IL-6、IL-8、IL-10等炎性因子水平都高于存活組患者[19]。在高致病性人感染甲型H5N1禽流感的患者同樣存在類似的細胞因子風暴。而動物實驗證實給予免疫調節治療后可以降低感染動物體內炎性因子水平，改善預后[20]。

手足口病患兒給予人免疫球蛋白后血清和腦脊液中IL-6水平可以快速下降，而EV71抗體滴度水平無顯著下降，Wang等[8]認為IL-6的過度表達可能是感染EV71后出現腦炎和肺水腫等嚴重并發癥的真正病因。Khong等[14]通過對感染EV71新生小鼠模型的研究發現，給予IL-6中和抗體后，小鼠的預后顯著改善，而被感染老鼠體內病毒載量并沒有下降，說明IL-6中和抗體并不是通過降低病毒載量來發揮其作用的，但是如果在感染病毒后立刻給予抗IL-6的治療則對小鼠不利，說明IL-6在機體感染后早期可以通過激活機體的抗病毒反應對機體起到保護作用，但是如果體內持續存在高濃度的IL-6水平則對機體是不利的，可以導致機體各器官的損壞。

在臨床方面，很多學者報道在手足口病患兒疾病早期靜脈注射免疫球蛋白可以減少發展為腦炎和肺水腫的概率，改善預后，而動物實驗證實靜脈使用人免疫球蛋白可以降低血清IL-6和IL-8的水平[14]。人免疫球蛋白含有可以中和細胞因子的天然的抗細胞因子抗體，可以對抗IL-1和IL-6等細胞因子。有研究證實使用人免疫球蛋白不能中和EV71病毒，因此進一步支持免疫球蛋白是通過改變血清中促炎因子和抗炎因子的水平發揮作用的。

5 小 結

細胞因子與全身炎癥反應綜合征的病理生理過程相關，在病原感染后早期，IL-6做為促炎因子可以對機體起保護作用，但是持續的高水平IL-6則可能引起器官損害，感染后的早期采取抗IL-6治療可以改善預后。在EV71相關的腦干腦炎、自主神經功能紊亂和神經源性肺水腫患者發現血液和腦脊液中IL-6水平較無并發癥患者升高，臨床給予人免疫球蛋白可以降低IL-8水平并改善預后。目前缺乏足夠的臨床數據解決是否可以采取抗IL-6治療以及什么時候是給予該治療的最佳時機這兩個問題。

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