COVID-19患者外周血淋巴細胞的變化及臨床意義

劉 暢，孫 鑫，李 剛，紀 昕 綜述，胡 蕊△ 審校

1.河北醫科大學研究生院，河北石家莊 050017；2.河北醫科大學內科學教研室，河北石家莊 050017；3.河北省人民醫院老年一科，河北石家莊 050051；4.河北醫科大學第二醫院檢驗科，河北石家莊 050005

2019年末以來，新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)憑借強傳染性快速在人群中廣泛傳播，并誘發新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)，嚴重危害人類健康，給全球公共衛生帶來了巨大沖擊[1-5]。COVID-19患者外周血淋巴細胞常會發生變化，對于病情監測等有一定的臨床意義[6]。本文基于目前SARS-CoV-2的研究成果，探討COVID-19患者中是否存在相應淋巴細胞的變化，并根據對淋巴細胞的認識闡述其變化具有的臨床意義。

1 COVID-19概述

COVID-19是SARS-CoV-2引起的呼吸系統急性傳染病，基本傳染數(RO)值為1.4～5.5，病死率達3%[7]。傳染源是COVID-19患者和無癥狀SARS-CoV-2感染者，主要經呼吸道飛沫和密切接觸傳播，氣溶膠和糞口途徑的傳播同樣值得注意，感染后潛伏期一般為3～7 d[5]。COVID-19患者臨床主要表現為發熱、干咳、疲勞，少數患者腹瀉、頭痛、咳痰、咯血，大都有肺炎癥狀，胸部電腦斷層掃描(CT)顯示肺部斑片狀陰影或磨玻璃樣陰影，部分嚴重患者可在發病一周后出現呼吸困難，約三分之一的患者可發展為急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)，其他并發癥包括膿毒癥休克、重度代謝性酸中毒和出凝血功能障礙及器官衰竭等，嚴重情況下可發生死亡。大多數患者預后良好，老年患者和有基礎疾病者易發展為重癥，預后較差[8-10]。

2 COVID-19與淋巴細胞

2.1淋巴細胞與免疫功能 病毒入侵后，機體通常進行免疫應答，以消除病毒感染并預防二次感染[11]。淋巴細胞是機體免疫系統中最重要的一種細胞，其中T淋巴細胞介導的細胞免疫在抗病毒感染中發揮重要作用。CD4+T淋巴細胞為輔助型T淋巴細胞，功能主要是增強B淋巴細胞介導的體液免疫應答和輔助細胞毒性的殺病毒效應；CD8+T淋巴細胞可分化為細胞毒性T細胞，直接特異性殺傷病毒感染細胞，在病毒清除中起主要作用。這兩種T淋巴細胞亞群數量和比例合適時，能夠相互配合發揮作用，使機體處于正常免疫狀態，從而抵抗病毒的入侵[12]。反之當淋巴細胞的數量或功能出現問題時，機體則不能進行正常的免疫應答，而發生一系列病理變化。因此，淋巴細胞的變化反映機體的免疫功能正常與否[13]。

2.2淋巴細胞變化 ZHENG等[14]研究發現COVID-19患者與非SARS-CoV-2感染的肺炎患者相比，血常規檢查中淋巴細胞數量明顯減少。隨后，GUAN等[10]分析了1 099例COVID-19患者的臨床特征，其中83.2%的患者存在淋巴細胞減少的情況。進一步研究發現，幾乎所有患者T淋巴細胞、CD4+和CD8+T淋巴細胞的絕對數均有下降[15]。其中CD8+T淋巴細胞是COVID-19期間數量減少的主要細胞亞群，CD4+T淋巴細胞數量減少與器官損傷具有最大相關性，說明SARS-CoV-2感染主要影響T淋巴細胞，特別是CD4+和CD8+T淋巴細胞[14,16]。另多項研究發現，重癥患者比輕癥患者更易出現淋巴細胞減少的情況，表現為淋巴細胞減少患者中重癥患者比例高于非重癥患者，且重癥患者的總T淋巴細胞、CD4+和CD8+T淋巴細胞計數都低于非重癥患者[15,17]。LIAO等[18]同時應用單細胞核酸測序和受體測序發現COVID-19重癥患者肺中CD8+T淋巴細胞克隆數明顯減少，而輕癥患者肺中存在大量CD8+T淋巴細胞克隆。此外，DIAO等[19]發現COVID-19患者T淋巴細胞不僅數量明顯減少，存活的細胞也處于功能衰竭狀態，且隨著病情的加重，T淋巴細胞衰竭標志物PD-1和Tim-3表達逐漸增多。重癥患者中淋巴細胞呈持續顯著下降狀態，但一項臨床回顧性研究發現存活下來的重癥患者入院第1周T淋巴細胞減少達到高峰，第2周逐漸增加，第3周恢復到輕癥患者同樣水平[16]。這一系列數據表明淋巴細胞減少形成的免疫紊亂可能是導致病情惡化的原因[14]。

2.3淋巴細胞減少的機制 SARS-CoV-2與嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒(SARS-CoV)一樣，主要通過病毒粒子上的S蛋白與血管緊張素轉換酶Ⅱ (ACE2)受體結合進入宿主細胞，雖然ACE2受體主要在肺組織Ⅱ型肺泡上皮細胞中表達，淋巴細胞上沒有ACE2受體。但有研究提出，SARS-CoV-2可能通過在淋巴細胞上表達的另一受體——CD147直接侵襲淋巴細胞，從而導致淋巴細胞計數的減少[20-22]。在SARS-CoV-2感染早期，病毒粒子經呼吸道黏膜擴散到肺后，由于抗原刺激通常誘發機體產生特異性免疫應答，淋巴細胞遷移于肺部而導致外周血淋巴細胞相對減少[23]。當CD8+T淋巴細胞不能有效清除病毒時，機體會代償性地增強CD4+T淋巴細胞的功能使其處于活化狀態，白細胞介素(IL)-2R的升高支持這一假設。被激活的CD4+T淋巴細胞迅速增殖分化為Th1細胞，產生巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)等細胞因子，進而誘導CD14+CD16+單核細胞釋放IL-6發揮非特異性免疫應答，加速炎性反應進程并最終爆發細胞因子風暴[23-25]。簡單來說，細胞因子風暴就是機體遭受病毒入侵，體內細胞因子形成的正反饋循環。發生細胞因子風暴后，機體為了維持個體生存和內環境穩定，啟動負反饋機制，抑制淋巴細胞的增殖活化，導致其數量加劇減少[19]。COVID-19患者的外周血T淋巴細胞計數與細胞因子水平(腫瘤壞死因子-α、IL-6和IL-10)負相關證明了這一機制[16,19]。雖然外周血淋巴細胞數量減低，但CD4+、CD8+T淋巴細胞處于過度激活狀態，表現為CD17+T淋巴細胞亞群的增加和CD8+T淋巴細胞的高細胞毒性，證明細胞因子風暴會加重組織損傷[26]。并且感染后期過度的炎性反應會損傷淋巴細胞,致其功能衰竭[23,27]。有研究表明，淋巴細胞數量的減少與宿主自身也可能有關。老年人和慢性疾病患者通常存在慢性內皮功能障礙，導致細胞連接解體、內皮細胞死亡、血-組織屏障破壞及白細胞黏附和滲出增強，這或許可以解釋老年人和慢性疾病者占比較大的重癥COVID-19患者外周血淋巴細胞計數減少更加明顯的情況[28]。細胞凋亡是一種程序性死亡，當淋巴細胞被動啟動凋亡程序時，淋巴數量也會顯著降低。XIONG等[29]研究發現，SARS-CoV-2可誘導淋巴細胞凋亡而引起COVID-19患者外周血淋巴細胞減少。

3 COVID-19患者外周血淋巴細胞減少的臨床意義

3.1提示病情嚴重程度 病毒的致病機制包括直接誘導細胞病變和宿主的抗病毒免疫反應，過度和異常的宿主免疫往往比病毒本身的損害更加嚴重，導致機體發生免疫損傷和致命疾病[24]。SARS-CoV、中東呼吸綜合征冠狀病毒和流感病毒等呼吸道病毒感染都會引發機體過度免疫，造成淋巴細胞減少，且淋巴細胞減少的程度通常反映機體免疫系統的損害程度和感染嚴重程度，并可預測病情的發展[16,25,27]。COVID-19患者中同樣普遍存在淋巴細胞減少的情況，《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第七版)》已將淋巴細胞減少作為臨床診斷COVID-19的參考指標[5]。COVID-19患者的外周血淋巴細胞隨病情的發展逐漸減少[23]，且重度患者淋巴細胞減少的發生率高于輕度患者(84.6%vs.44.4%)[16]，提示淋巴細胞水平和減少數量與病情嚴重程度相關。淋巴細胞減少導致病情進一步惡化，其中CD8+T淋巴細胞耗竭是COVID-19發展為重癥的關鍵因素，這就解釋了免疫功能低下的老年患者和有基礎疾病者易發展為重癥的原因[19,30]。

此外，中性粒細胞/淋巴細胞比值(NLR)反映機體免疫失衡狀況，是一個預測重癥轉化率的因素[16]。臨床醫生可根據淋巴細胞在COVID-19患者中的減少情況，對患者進行分型分級，并根據CD8+T淋巴細胞和NLR預測病情進展，制訂及時、正確的治療策略，在病情惡化早期實施干預措施，避免患者向重癥轉化，有利于降低病死率[16,31]。

3.2預后判斷 國家衛生健康委員會指出，淋巴細胞進行性下降或IL-6、乳酸進行性上升提示患者的不良預后[5]。多項研究也認為，IL-6和乳酸水平可以作為預后判斷的獨立因素，IL-6的升高負反饋抑制T淋巴細胞介導的特異性免疫應答，細胞因子風暴期間，效應細胞的增多加劇無氧糖酵解，大量乳酸釋放，促進CD4+T淋巴細胞轉化為CD17+T淋巴細胞亞群，并損害CD8+T淋巴細胞的細胞殺傷能力，IL-6和乳酸進行性升高可導致淋巴細胞的進行性衰竭，患者最終發展為重癥或死亡[30,32-33]。

COVID-19重癥患者病死率較高，老年患者和基礎疾病者死亡風險更大[27]。DIAO等[19]在499例COVID-19 患者中研究發現，當總T淋巴細胞低于800/μL或CD4+T淋巴細胞低于400/μL或CD8+T淋巴細胞低于300/μL時，患者面臨高死亡風險。JIANG等[31]發現112 例 COVID-19 患者經標準治療后，CD4+、CD8+T淋巴細胞在病情緩解時進行性增多，在病情惡化時進行性減少，且CD8+T淋巴細胞在CD4+T淋巴細胞之后開始減少，恢復較慢，長期處于低水平狀態。

淋巴細胞的數量和功能對于COVID-19患者的預后至關重要[19]，臨床應結合IL-6、CD4+T淋巴細胞、CD8+T淋巴細胞進行預后判斷。建議在感染早期側重監測CD4+T淋巴細胞，疾病進展后期和恢復期側重監測 CD8+T淋巴細胞，以實施治療指導和康復評估。

3.3臨床治療指導 機體的過度免疫反應是SARS-CoV-2的主要致病機制，因此緩解細胞因子風暴是治療過程的必要手段。糖皮質激素具有廣泛的抗炎作用，常被用于病毒感染、自身免疫性疾病等的治療，因此理論上可用于治療COVID-19，但在臨床應用中可能由于抑制免疫反應延遲病毒清除，對患者的病死率并沒有影響。也有研究表明，正確運用糖皮質激素能降低SARS重癥患者的病死率，減少住院時間，且不參與繼發性下呼吸道感染和其他并發癥的發生。WHO提出不應常規系統應用糖皮質激素，使用前應慎重考慮，僅適用于部分重癥患者，并嚴格控制用藥劑量和療程[9]。ZHOU等[24]依據GM-GSF和IL-6在細胞因子風暴發生中的重要作用，建議通過阻斷GM-CSF或IL-6信號傳導途徑來抑制SARS-CoV-2誘導的細胞因子風暴，從而給予T淋巴細胞清除病毒的可能，避免患者病情惡化。托珠單抗是一種人源化IL-6受體抗體，可抑制 IL-6與受體結合從而阻斷IL-6的信號傳導通路，此治療方案已在臨床試驗中看到了效果，并被納入到《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第七版)》中，用于 IL-6高水平重癥患者的治療[5]。此外胡家光等[12]考慮使用胸腺肽類藥物快速增強機體的細胞免疫功能，以在短時間內完成病毒的清除，在9例CD4+T淋巴細胞顯著下降的COVID-19患者中應用胸腺肽療法有明顯效果，提示胸腺肽療法可作為COVID-19的補充治療。

目前，沒有針對COVID-19的特異性治療方案，對COVID-19主要是抗病毒和對癥治療。免疫系統發揮著病毒清除的作用，然而淋巴細胞的減少使病毒清除減緩，避免淋巴細胞的減少和增加淋巴細胞的生成是可靠的抗病毒措施，臨床上可以考慮通過這兩個途徑對患者進行治療。

3.4疫苗研發 SARS-CoV-2和SARS-CoV S蛋白氨基酸序列同源性達75%，SARS-CoV S蛋白誘導的小鼠抗體可有效阻斷SARS-CoV-2進入細胞的途徑，表明可針對S蛋白表位設計新型疫苗[34]。BARUAH等[35]運用免疫信息學方法，對SARS-CoV-2粒子表面糖蛋白中的細胞毒性T淋巴細胞(CTL)表位進行鑒定，5個CTL表位(YLQPRTFLL、GVYFASTEK、EPVLKGVKL、VVNQNAQAL、WTAGAAAYY)經模擬顯示發生免疫反應，可能成為疫苗開發的潛在抗原。AHMED等[36]根據SARS-CoV-2與SARS-CoV的遺傳相似性，鑒定了一組SARS-CoV S蛋白和N蛋白上的B細胞和T淋巴細胞表位，可用于開發SARS-CoV-2疫苗。此外，盧子龍等[37]提出以減少T淋巴細胞衰竭、增加記憶性T淋巴細胞為目標設計疫苗，或許可為疫苗開發提供全新有效思路。

4 小 結

細胞因子風暴是COVID-19患者病情惡化甚至死亡的主要元兇，CD4+T淋巴細胞參與細胞因子釋放過程，在疾病早期開始減少，因此對CD4+T淋巴細胞進行干預，或能避免炎癥級聯反應的發生；CD8+T淋巴細胞在病情進展后期顯著減少，補充機體CD8+T淋巴細胞有助于病毒的快速清除，并可抑制炎性反應。通過監測CD4+和CD8+T淋巴細胞的動態變化，臨床醫生可把握病情進展和嚴重程度，給予治療指導和預后判斷。但目前沒有明確的界值來判斷病情，仍需進行更多的臨床研究對這些指標進行監測[5]。