入院時CT正常新型冠狀病毒感染者淋巴細胞亞群和細胞因子特點及臨床意義

黃春明 詹遠京 胡中偉

廣州市第八人民醫院隔離二區消化內科（廣州510060）

新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）是由新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）引起的一種新發傳染病。SARS-CoV-2通過與血管緊張素轉換酶2（ACE2）結合入侵機體［1］。ACE2在肺泡上皮細胞、動脈內皮細胞、腸黏膜上皮細胞等均有不同程度表達［2］，病毒入侵后迅速被體內的病原相關分子模式識別，激活先天免疫系統清除病毒，但過度激活可以引起細胞因子風暴，可造成肺部損傷甚至多器官功能衰竭［3］。現有研究提示重癥COVID-19與免疫失衡所導致的細胞因子釋放綜合征（CRS）有關，淋巴細胞亞群失衡和CRS與疾病的嚴重程度和預后有關［4-6］，但目前尚無SARS-CoV-2導致的肺部感染初期免疫細胞及細胞因子特點的研究，評價新發肺部感染患者淋巴細胞亞群和細胞因子的表達水平，有助于了解疾病發病初期的啟動因素，為細胞因子拮抗劑靶向治療提供理論基礎。

1 資料與方法

1.1 一般資料以2020年3-4月廣州市第八人民醫院收治的入院時CT正常的SARS-CoV-2感染者48例為研究對象，觀察終點為新發肺部感染或隔離出院時間，診斷標準參照《新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第七版）》［3］。無肺部感染納入標準為疾病全程3次以上胸部CT均無肺部炎癥滲出，共24例（男15例，女9例），平均年齡（38.25 ±10.65）歲；新發肺部感染納入標準為入院時CT正常，疾病診治中復查胸部CT提示新發肺部感染，共24例（男15例，女9例），平均年齡（38.12±10.89）歲。輕型和普通型統稱為輕癥，重型和危重型統稱為重癥。本研究所有患者簽署知情同意書，并獲得廣州市第八人民醫院倫理委員會批準（202007140）。1.2 研究方法首先篩選出新發肺部感染患者，無肺部感染患者根據性別、年齡±3歲以1∶1比例進行匹配。所有病例通過醫院電子病歷系統回顧性收集患者的人口學特征、住院記錄、病程記錄、出院記錄等。收集患者入院48 h內輔助性T細胞亞群、淋巴細胞亞群絕對計數及疾病診治過程中胸部CT等結果。

1.3 統計學方法應用SPSS 19.0軟件包，正態分布計量資料采用均數±標準差表示，非正態分布的計量資料，采用M（P25，P75）表示，兩組間比較分別采用獨立樣本t檢驗或非參秩和檢驗。兩組率的比較采用Fisher精確概率法，1∶1配對Cox回歸分析危險因素，細胞因子預測新發肺部感染的價值采用ROC曲線分析，P ＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組T 淋巴細胞亞群比較與無肺部感染組比較，新發肺部感染組外周血T淋巴細胞總數、CD4+ T淋巴細胞計數、CD8+ T淋巴細胞、B淋巴細胞計數較低（均P ＜0.05）；兩組間CD4+/CD8+、調節性T淋巴細胞占比及NK細胞和NKT細胞計數差異無統計學意義（均P ＞0.05），見表1。

表1 新發肺部感染組和無肺部感染組T 淋巴細胞亞群比較Tab.1 Comparison of T Lymphocyte subsets between new diagnosis of pneumonia group and non-pneumonia groupM（P25，P75）

2.2 兩組細胞因子比較與無肺部感染組比較，新發肺部感染組外周血IL-6更高（P ＜0.05）；兩組間IL-2、IL-4、IL-10、TNF-α和IFN-γ差異無統計學意義（均P ＞0.05），見表2。

表2 新發肺部感染組和無肺部感染組細胞因子比較Tab.2 Comparison of cytokines between new diagnosis of pneumonia group and non-pneumonia group M（P25，P75），pg/mL

2.3 新發肺部感染組和無肺部感染組細胞因子異常率比較與無肺部感染組比較，新發肺部感染組IL-6升高的比例更高（采用Fisher精確概率法，P ＜0.05），IL-10、TNF-α和IFN-γ差異無統計學意義（采用Fisher精確概率法，均P ＞0.05），見表3。兩組患者IL-2和IL-4均在參考值范圍內。

表3 新發肺部感染組和無肺部感染組細胞因子異常率比較Tab.3 Comparison of abnormal rate of cytokines between new diagnosis of pneumonia group and non-pneumonia group 例（%）

2.4 Cox 回歸分析1∶1配對Cox回歸分析提示IL-6升高是新發肺部感染的獨立危險因素（OR =5.500，95%CI：1.219～24.813，P=0.027）。

2.5 IL-6 預測新發肺部感染的ROC 曲線分析IL-6預測新發肺部感染的ROC曲線圖見圖1，ROC曲線下面積為0.751（95%CI：0.595～0.908），截斷值為3.39 pg/mL，靈敏度和特異度分別是80.0%和71.4%，陽性預測值和陰性預測值分別是73.7%和78.1%。

圖1 IL-6 預測新發肺部感染的ROC 曲線圖Fig.1 ROC curve of IL-6 in predicting new diagnosis of pneumonia

3 討論

SARS-CoV-2是通過S-蛋白與ACE2受體結合而侵入機體，ACE2受體在肺泡Ⅱ型上皮中高表達，肺部是SARS-CoV-2主要靶點［1-3］。2020年2月劉茜等［7］首次報道1例COVID-19尸體解剖報告，證實SARS-CoV-2主要引起以深部氣道和肺泡損傷為特征的炎性反應。分析SARS-CoV-2導致的新發肺部感染患者淋巴細胞亞群及細胞因子特點，有助于了解疾病初期機體免疫應答及炎癥反應狀態，為防治疾病提供理論基礎。

機體免疫主要包括細胞免疫和體液免疫，T淋巴細胞和B淋巴細胞分別執行細胞免疫和體液免疫職能。當病原體入侵人體，機體將啟動免疫細胞清除病原體。既往研究提示SARS可導致淋巴細胞及其亞群受到破壞［8］；最近研究提示重癥COVID-19患者外周血CD4+ T淋巴細胞、CD8+ T淋巴細胞和B淋巴細胞計數低于輕癥患者［9-11］，外周T淋巴細胞亞群計數的減少與疾病嚴重程度、不良預后相關［2，10，12］。本研究顯示，新發肺部感染患者外周血T淋巴細胞、CD4+ T淋巴細胞、CD8+ T淋巴細胞和B淋巴細胞計數均低于無肺部感染患者，這證實SARS-CoV-2感染早期已存在T淋巴細胞和B淋巴細胞受損，因此筆者推測淋巴細胞各亞群損傷是疾病發生、發展的重要因素，免疫損傷程度與肺部損傷程度呈負相關，監測、評估淋巴細胞亞群有助于評價病情嚴重程度。

IL-6是一種多效性細胞因子，在免疫、組織再生和新陳代謝中發揮作用。在感染和組織損傷過程中，IL-6的快速產生有助于宿主的防御，但IL-6的過度釋放和IL-6受體信號的失調參與了疾病的病理過程［13］。IL-6信號傳導有兩種機制：與高親和力的跨膜IL-6受體結合（經典）或可溶性IL-6受體（反式）結合。經典信號傳導有助于再生和抗炎反應，而反式信號傳導具有促炎作用，并在引起組織損傷中起作用［14］。兩種模式均可導致糖蛋白130受體（gp130）胞質尾部的酪氨酸磷酸化，從而通過Janus激酶1（JAK1）和轉錄激活因子3（STAT3）激活下游JAK/STAT信號，導致細胞內信號傳導級聯反應，引起CRS［15］。目前研究提示IL-6是重癥和死亡COVID-19患者CRS發生過程中重要的促炎細胞因子，與非重癥或幸存者比較，重癥和死亡患者IL-6、IL-10等多種細胞因子升高［4-5，15］，IL-6升高與COVID-19嚴重程度、不良預后呈正相關［4，6，16-17］。SARS-CoV-2感染機體后導致單核-巨噬細胞和樹突狀細胞活化，IL-6的釋放促進了擴增級聯反應，導致Th 17分化的順式信號轉導和淋巴細胞亞群變化，以及多種細胞的反式信號轉導，這是CRS在重癥COVID-19的病理生理機制［18］。本研究顯示，新發肺部感染組患者血清IL-6水平更高，IL-6是新發肺部感染的獨立危險因素，然而兩組間血清IL-2、IL-4、IL-10、TNF-α和IFN-γ差異無統計學意義，因此，筆者推測IL-6極可能是CRS的啟動因子，這為IL-6拮抗劑靶向治療提供了理論基礎。

IL-6是一種非特異性炎癥因子，感染性疾病（如細菌、支原體、病毒感染等）［19-21］和非感染性疾病（如腫瘤、類風濕性關節炎、淋巴瘤等）［22-24］IL-6均可以升高，但升高幅度差異較大（通常升高范圍pg/mL量級，致命性敗血癥的CRS中則可達到ng/mL甚至mg/mL量級）［15］。武漢一項回顧性研究［25］提示68例COVID-19死亡患者中，IL-6水平中位數為11.4 ng/mL，高于本研究SARS-CoV-2導致的新發肺部感染患者，但低于淋巴細胞白血病、致命性敗血癥導致的CRS［15］。托珠單抗（tocilizumab）和司妥昔單抗（siltuximab）是目前研究最深入的IL-6受體拮抗劑，其中托珠單抗已于2017年獲得美國食品藥品監督管理局（FDA）批準用于治療嵌合抗原受體T細胞誘導的CRS［26］，而在類風濕性關節炎、腫瘤、淋巴瘤等治療方面已有較多研究報道，由于目前無特效藥物治療SARS-CoV-2，是否可以通過阻斷CRS降低重癥率及病死率成為研究熱點，其中IL-6受體拮抗劑治療重癥COVID-19的探討引起學術界廣泛關注［27］，初步臨床研究提示托珠單抗治療重癥COVID-19可能會降低病死率［28］，但治療時機、劑量、療效、副作用等均需進一步研究。本研究顯示IL-6可用于預測SARS-CoV-2導致的新發肺部感染，早期應用IL-6受體拮抗劑是否可以減少肺部感染發生率，從而降低COVID-19患者重癥率和病死率值得進一步探討，而動態監測血清IL-6水平與疾病進展的關系可能有助于治療時機、治療劑量的選擇以及臨床療效的評價。

總之，本研究初步探討了SARS-CoV-2感染導致新發肺部感染患者的淋巴細胞亞群及細胞因子特點。與無肺部感染患者比較，新發肺部感染組T淋巴細胞亞群及B淋巴細胞更低而IL-6水平更高。IL-6升高是新發肺部感染的獨立危險因素，其可能是CRS的啟動因子，IL-6具有中等預測新發肺部感染的價值。本研究納入數據較少，可能存在一些偏倚，期待更多臨床研究探討IL-6在疾病發生、發展中扮演的角色，為IL-6受體拮抗劑治療COVID-19提供理論基礎。