整腸生對新型冠狀病毒肺炎患者細胞因子水平和臨床預后的影響

尹江濤，唐洋，梅瓊，孫志偉，章晉輝，劉大東，戴曉玥，夏雯，丁龍坤，席月，張盈，吳亮

(1. 江蘇大學附屬醫院ICU科，江蘇 鎮江 212001； 2. 華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院腫瘤科，湖北 武漢 430030； 3. 江蘇大學醫學院，江蘇 鎮江 212013)

2019年底在我國流行的新型冠狀病毒肺炎(coronavirus disease-19, COVID-19)來勢兇猛，傳染性強，對國民健康造成了極大的危害。大部分重癥患者會并發急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)，死亡率居高不下[1]。病理學檢查發現死亡患者的雙肺有彌漫性肺泡損傷伴纖維黏液滲出，雙肺可見間質性炎癥細胞浸潤，以淋巴細胞為主。結合重癥患者血清中均出現高水平的IL-1β、TNF-α和IL-6等促炎細胞因子，提示重癥患者體內存在“細胞因子風暴”，并可能是患者死亡的重要原因[2]。

良好的腸道微生態中存在多種足量的益生菌(包括乳桿菌和雙歧桿菌等)，能夠通過發酵腸道中膳食纖維產生各種抗炎代謝產物(如短鏈脂肪酸)，短鏈脂肪酸通過影響調節性T細胞(Treg)發揮抗炎作用，從而可以有效地減輕炎癥性腸病患者腸黏膜損傷[3]。基于短鏈脂肪酸可以進入血液循環并靶向肺臟等器官，本研究采用口服整腸生以增加發生ARDS的COVID-19 患者腸道中的益生菌含量，評估通過改善患者腸道菌群結構以抑制炎癥因子的分泌，從而改善臨床預后，以期為提高重癥/危重癥COVID-19救治成功率提供一條新途徑。

1 對象和方法

1.1 研究對象

回顧性觀察2020 年2月至3月武漢市同濟醫院中法新城院區收治的60例成年重癥COVID-19患者(重型/危重型)。排除標準： 孕產婦； 既往免疫功能受損或正在接受免疫治療的患者； 消化道出血或梗阻的患者； 正在接受其他藥物干預研究的患者。最終共納入38例患者，分為治療組(18例)和對照組(20例)。

1.2 治療方法

所有患者均給予積極的治療措施，包括氧療，抗病毒，營養支持，糾正水、電解質紊亂及對癥治療等。治療組患者增加口服整腸生膠囊(東北制藥集團沈陽第一制藥有限公司，國藥準字：S10950019，產品批號：201904104)，0.5 g/次，3次/d，首次劑量加倍。

1.3 數據收集

1.3.1 臨床基本特征 記錄患者年齡、性別、體重指數(BMI)，入組時的急性生理與慢性健康狀態(APACHEⅡ)評分、序貫器官衰竭評估(SOFA)評分等。

1.3.2 實驗室檢查 記錄兩組患者治療開始前、治療后2周的血常規，包括白細胞計數、淋巴細胞計數、血小板計數；TNF-α、IL-1β、IL-6、降鈣素原(PCT)、C-反應蛋白、谷丙轉氨酶、白蛋白和肌酐。上述指標均由醫院檢驗科完成。

1.3.3 臨床結局 記錄患者是否發生休克、ARDS及急性腎功能衰竭等全身并發癥及住院時間等。

1.4 統計學分析

2 結果

2.1 患者臨床基本特征情況

治療組和對照組患者在性別、年齡、體重指數、APACHE Ⅱ評分、SOFA評分、白蛋白、前白蛋白這幾項臨床指標的比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，兩組患者可以開展進一步臨床試驗研究。見表1。

表1 兩組患者臨床基本特征的比較

2.2 兩組患者治療前后血常規、常規生化指標和細胞因子水平變化

治療2周后，對照組和治療組患者外周血淋巴細胞計數顯著高于治療前(P<0.01)，白細胞和血小板計數無明顯變化(P>0.05)。見表2。

治療2周后，對照組和治療組患者血清C反應蛋白水平顯著低于治療前(P<0.01)，谷丙轉氨酶、白蛋白、肌酐等未見明顯變化(P>0.05)。見表3。

經整腸生治療2周后，治療組患者血清TNF-α和IL-1β水平顯著低于治療前，并低于對照組(P<0.05)，而PCT和IL-6水平無明顯變化(P>0.05)。見表4。

表2 兩組患者血常規結果的比較

表3 兩組患者生化結果的比較

表4 兩組患者PCT及細胞因子水平的比較

2.3 患者臨床結局情況

治療2周后，治療組患者的休克、ARDS和急性腎損傷發生率與對照組比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，且兩組住院時間比較亦無明顯差異(P>0.05)。

表5 兩組患者臨床結局的比較

3 討論

COVID-19患者的重癥率顯著高于普通流感，重癥患者的死亡率較高，大部分重癥患者都會發生ARDS。目前發現，發生ARDS的重癥患者死亡率極高，達到45%～92%，并且這些患者會在患病的2周內死亡[4]。病理學檢查發現死亡患者雙肺有彌漫性肺泡損傷伴纖維黏液滲出，并有明顯肺泡上皮脫落和肺透明膜形成，雙肺可見間質性炎癥細胞浸潤，以淋巴細胞為主。肺泡腔內可見多核合胞體細胞，呈病毒性細胞病變樣改變，但未發現明顯的核內或胞質內病毒包涵體，結合重癥患者血清中均出現高水平的IL-1β、TNF-α和IL-6，提示重癥患者肺部存在的“細胞因子風暴”是造成ARDS 的主要原因[5]。肺部感染時,適當分泌的細胞因子可通過旁分泌作用激活巨噬細胞或中性粒細胞發揮局部抗炎作用，并募集更多的中性粒細胞至肺部殺滅病原體；然而當IL-1β和TNF-α等細胞因子過度釋放形成“細胞因子風暴”時，則會造成過強的免疫反應，反而會損傷正常肺組織，并進一步導致低血壓休克等一系列有害的全身綜合征[6]。“細胞因子風暴”所導致的廣泛肺上皮細胞和肺血管內皮細胞損傷，最終引起ARDS的病理改變，即肺血管通透性增高、肺水腫及透明膜的形成等[7]。

腸道菌群是人體腸道內長期存在的微生物群落，正常的腸道微生物在營養代謝、藥物代謝、維持腸黏膜屏障結構完整、免疫調節和抵御病原體感染等方面發揮著重要功能，并且越來越多的研究發現腸道菌群在疾病的炎癥、代謝和免疫調節過程中發揮著重要作用，并提出了“腸-肺軸”和“腸-腦軸”等新型理論。近年來的大量循證醫學證據也支持“腸-肺軸”的存在，如呼吸道和肺部感染患者多伴有某些胃腸道癥狀，其發展也同樣會影響胃腸道疾病[8]。Bradley等[9]研究小鼠類風濕關節炎時發現腸道微生物群中的分節絲狀細菌可以遠距離刺激肺部炎癥反應，通過“腸-肺軸”誘導Th17分化加劇肺部炎癥反應。還有研究發現正常腸道菌群對肺炎鏈球菌所致肺炎小鼠具有保護作用，而清除了腸道微生物的小鼠肺部炎癥因子水平和死亡率均顯著增加[10]。

益生菌是指能夠對宿主健康產生有益作用的活的微生物，主要為乳桿菌屬、雙歧桿菌、腸球菌屬、埃希氏桿菌屬、酵母菌等，可調節宿主腸道菌群的組成和豐度，維護腸黏膜屏障的完整性，預防細菌移位和局部免疫反應，阻止病原菌在腸道內定植，刺激腸道免疫系統以增強宿主抵抗力；同時，益生菌的代謝產物也可以抑制或殺滅病原體，穩定消化道上皮細胞屏障功能以維持腸道微生態平衡[11]。使用益生菌雖不能像抗生素那樣做到根除病原微生物，但可以阻止致病菌的定植，某些情況下還可以發揮抗生素無法達到的效果，并且益生菌治療成本低、不良反應小[12]。值得一提的是，有不少臨床研究表明口服益生菌可以顯著降低患者呼吸機相關性肺炎的發生，為機械通氣患者提供一種非抗生素的預防呼吸機相關性肺炎發生的可行措施[13-14]。

本研究表明，整腸生治療2周后，治療組和對照組患者外周血中淋巴細胞計數要明顯高于治療前，血清CRP水平顯著低于治療前，表明兩組患者免疫功能及炎癥反應水平要優于治療前；但是兩組患者的淋巴細胞計數和CRP比較無明顯差異，說明免疫功能及炎癥反應水平的改善與整腸生治療無明顯相關性。我們還發現，COVID-19 肺炎患者體內存在高細胞因子水平，IL-1β、TNF-α和IL-6 水平均高于正常人水平，與之前報道一致[5]。經整腸生治療后，兩組患者的TNF-α和IL-1β水平較治療前有明顯降低，且治療組明顯低于對照組，表明通過整腸生改善患者腸道微生態后可以有效降低COVID-19患者體內致炎細胞因子水平，但我們未發現可以改變患者臨床結局，這可能與本研究病例數過少和所選取的腸道微生態調節劑有關。在下一階段研究中，我們擬進一步采用其他益生菌產品以改善患者腸道微生態，深入研究其改善患者臨床治療效果。