新型冠狀病毒肺炎引起細(xì)胞因子風(fēng)暴的損傷機(jī)制及中醫(yī)藥防治*

常軍 ，李玲玲 ，樊亞?wèn)| ，付疆疆 ，章明星 ，邊育紅

（1.天津中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院，天津 301617；2.陜西中醫(yī)藥大學(xué)，咸陽(yáng) 712000）

新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）已成為全球流行性疾病。其致命的首要原因并不是病毒自身，而是免疫系統(tǒng)的過(guò)度應(yīng)答導(dǎo)致細(xì)胞因子風(fēng)暴。在國(guó)務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制新聞發(fā)布會(huì)上，周琪院士認(rèn)為：細(xì)胞因子風(fēng)暴是COVID-19由輕癥向重癥和危重癥轉(zhuǎn)換的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，同時(shí)也是造成重癥和危重癥患者死亡的原因之一。國(guó)家中醫(yī)藥管理局醫(yī)療救治專家組成員、中國(guó)工程院院士、天津中醫(yī)藥大學(xué)校長(zhǎng)張伯禮表示，中藥對(duì)控制細(xì)胞因子風(fēng)暴具有較好療效，在預(yù)防COVID-19患者從輕癥轉(zhuǎn)為重癥及危重癥中發(fā)揮重要作用[1]。從免疫細(xì)胞與細(xì)胞因子角度探討COVID-19引起細(xì)胞因子風(fēng)暴的損傷機(jī)制，分析中醫(yī)對(duì)細(xì)胞因子風(fēng)暴的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步討論中藥防治細(xì)胞因子風(fēng)暴作用。

1 COVID-19引起細(xì)胞因子風(fēng)暴的損傷機(jī)制

“細(xì)胞因子風(fēng)暴”最早由Ferrara提出，本質(zhì)是一種過(guò)度炎癥反應(yīng)。細(xì)胞因子風(fēng)暴是流感病毒、埃博拉病毒（EBOV）、重癥急性呼吸綜合征冠狀病毒（SARS-CoV）和中東呼吸綜合征冠狀病毒（MERSCoV）等多種感染疾病導(dǎo)致高發(fā)病率和高病死率的關(guān)鍵因素[2]。近期研究表明，細(xì)胞因子風(fēng)暴也是COVID-19患者病情惡化甚至死亡的關(guān)鍵原因[3]，其機(jī)制可能是大量免疫細(xì)胞和細(xì)胞因子在炎癥部位聚集，增加內(nèi)皮細(xì)胞通透性，引起組織充血、水腫、受損，最終導(dǎo)致急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）和多器官衰竭。

1.1 免疫細(xì)胞過(guò)度激活 免疫細(xì)胞的活化程度決定細(xì)胞因子風(fēng)暴的嚴(yán)重程度，免疫細(xì)胞過(guò)度激活引起炎性細(xì)胞因子大量釋放，造成過(guò)度炎癥反應(yīng)，引起細(xì)胞因子風(fēng)暴[4]。細(xì)胞因子風(fēng)暴發(fā)生的細(xì)胞結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等免疫細(xì)胞[5]。COVID-19患者血清中性粒細(xì)胞數(shù)量和中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比值增加及淋巴細(xì)胞減少，是COVID-19患者病情加重甚至死亡的危險(xiǎn)因素[6]。

中性粒細(xì)胞通過(guò)趨化和吞噬作用使病原體失活，殺滅病原體。中性粒細(xì)胞殺菌機(jī)制主要有3個(gè)：吞噬、脫顆粒、形成中性粒細(xì)胞外誘捕網(wǎng)（NETs）。NETs是活化的中性粒細(xì)胞向細(xì)胞外釋放的高濃度網(wǎng)狀DNA復(fù)合物，由DNA、組蛋白和顆粒彈性蛋白酶及一些胞質(zhì)蛋白等組成。細(xì)胞外組蛋白是NETs的主要成分，具有細(xì)胞毒性，可破壞內(nèi)皮細(xì)胞和水解蛋白質(zhì)，參與組織損傷。作為形成NETs關(guān)鍵酶之一的中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶是一種破壞性彈性蛋白酶，可攻擊細(xì)胞外基質(zhì)，促進(jìn)炎癥反應(yīng)的發(fā)生，誘發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴，加重急性肺損傷（ALI）和ARDS[7]。早期形成的NETs可抵抗病原體入侵，但過(guò)度的NETs可放大炎癥反應(yīng)，引起細(xì)胞因子風(fēng)暴，導(dǎo)致COVID-19患者多器官功能衰竭甚至死亡[6-7]。此外，冠狀病毒感染也引起肺部中性粒細(xì)胞聚集，進(jìn)而分泌致死性疾病相關(guān)的細(xì)胞因子和趨化因子，造成過(guò)度炎癥反應(yīng)[8]。

淋巴細(xì)胞具有識(shí)別和清除病原微生物的作用。SARS-CoV、MERS-CoV及流感病毒感染患者均發(fā)現(xiàn)外周血淋巴細(xì)胞減少[9]。COVID-19重癥患者T淋巴細(xì)胞（CD4+和CD8+T細(xì)胞）及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Tregs）減少的同時(shí)也被激活，提示新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）可能主要作用于淋巴細(xì)胞，尤其是T淋巴細(xì)胞，T淋巴細(xì)胞減少和過(guò)度活化引起免疫應(yīng)答失調(diào)時(shí)，可導(dǎo)致過(guò)度炎癥，引起細(xì)胞因子風(fēng)暴[10]。Tregs是宿主的天然抗炎細(xì)胞，通過(guò)抑制過(guò)度的免疫應(yīng)答在控制感染期間發(fā)生的組織損傷方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。因此，當(dāng)COVID-19重癥患者Tregs減少時(shí)，可引起過(guò)度的免疫應(yīng)答，進(jìn)而加重組織的免疫病理?yè)p傷[11]。

1.2 細(xì)胞因子大量釋放 細(xì)胞因子具有調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答、抗病毒作用，但也參與多種疾病的發(fā)生發(fā)展。當(dāng)促炎細(xì)胞因子與抗炎細(xì)胞因子失調(diào)時(shí)，促炎細(xì)胞因子持續(xù)發(fā)揮作用，放大炎癥反應(yīng)并引起細(xì)胞因子風(fēng)暴。

白介素（IL）-6是COVID-19引起細(xì)胞因子風(fēng)暴的關(guān)鍵細(xì)胞因子，能增強(qiáng)血管通透性，嚴(yán)重?fù)p害器官功能，通過(guò)阻斷IL-6信號(hào)通路能控制細(xì)胞因子風(fēng)暴[4]。最新研究顯示，IL-6拮抗劑可能是控制細(xì)胞因子風(fēng)暴的靶向藥物，如托珠單抗可有效緩解細(xì)胞因子風(fēng)暴，可能是降低重癥COVID-19患者病死率的關(guān)鍵[3-4]。IL-10是典型的抗炎細(xì)胞因子，在病毒感染期間通過(guò)抵抗炎癥反應(yīng)和抑制巨噬細(xì)胞分泌腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、IL-1和IL-6等細(xì)胞因子，可減輕因病毒感染引起的組織損傷[12]。但COVID-19重癥患者IL-10升高的原因可能是當(dāng)機(jī)體發(fā)生細(xì)胞因子風(fēng)暴時(shí)，IL-10反應(yīng)性升高以對(duì)抗過(guò)度炎癥反應(yīng)。也有研究認(rèn)為，高水平的IL-10可能是宿主試圖調(diào)節(jié)由細(xì)胞因子風(fēng)暴的其他因素引起的炎癥損害，IL-10可能不是導(dǎo)致不良結(jié)果的原因[13]。

干擾素（IFN）是機(jī)體抗病毒的天然免疫防線，但I(xiàn)FN效應(yīng)延遲可引起病毒快速?gòu)?fù)制，誘發(fā)致命的細(xì)胞因子風(fēng)暴。SARS-CoV和MERS-CoV感染早期，IFN效應(yīng)延遲阻礙了機(jī)體的抗病毒反應(yīng)[3]。SARS-CoV和MERS-CoV通過(guò)編碼多種結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白促進(jìn)病毒復(fù)制，放大炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致病原體相關(guān)分子模式增加，進(jìn)而抑制IFN效應(yīng)，刺激模式識(shí)別受體分子引起失控的炎癥反應(yīng)[2]。IFN效應(yīng)受到抑制后，促炎性單核細(xì)胞源性巨噬細(xì)胞聚集，造成細(xì)胞因子水平升高、血管滲漏和病毒特異性T細(xì)胞受損，最終導(dǎo)致炎癥反應(yīng)失控[14]。Ⅰ型IFN包括IFN-α、IFN-β，具有抑制病毒復(fù)制、免疫調(diào)節(jié)的功能；Ⅱ型IFN即IFN-γ，能調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)。早期的IFN-α β信號(hào)傳導(dǎo)延遲能引起人類抗病毒免疫應(yīng)答失衡，但COVID-19患者晚期使用IFN-α β受體拮抗劑可防止過(guò)度炎癥反應(yīng)，控制細(xì)胞因子風(fēng)暴[3]。此外，COVID-19患者血清中IFN-γ、IL-6等細(xì)胞因子水平升高，提示IFN-γ可能是COVID-19引起細(xì)胞因子風(fēng)暴的原因之一[12]。SARSCoV感染引起的IFN-γ相關(guān)細(xì)胞因子風(fēng)暴可能與SARS患者免疫病理?yè)p害相關(guān)[15]。

趨化因子在病毒性疾病的免疫病理?yè)p傷中發(fā)揮重要作用。冠狀病毒感染引起肺部單核巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的聚集，進(jìn)而分泌大量趨化因子和細(xì)胞因子，引起細(xì)胞因子風(fēng)暴[8，14]。與非重癥監(jiān)護(hù)（ICU）患者相比，ICU患者血清單核細(xì)胞趨化蛋白1（MCP-1）、干擾素誘導(dǎo)蛋白10（IP-10）、巨噬細(xì)胞炎癥蛋白1α等細(xì)胞因子顯著升高[12]。MCP-1能促進(jìn)其他細(xì)胞因子聚集于病變部位，擴(kuò)大炎癥反應(yīng)。IP-10是炎癥反應(yīng)的主要效應(yīng)分子，參與免疫細(xì)胞的活化與募集。趨化因子受體3（CXCR3）是IP-10的唯一受體，IP-10通過(guò)與CXCR3結(jié)合，促進(jìn)炎癥反應(yīng)。進(jìn)一步分析COVID-19、MERS和SARS患者趨化因子發(fā)現(xiàn)，與生存組相比，死亡組患者IP-10和MCP-1明顯升高，表明這些趨化因子與病毒載量、肺損傷及病死率相關(guān)[15]。其機(jī)制可能是趨化因子通過(guò)募集免疫細(xì)胞促進(jìn)促炎細(xì)胞因子的分泌，導(dǎo)致血管通透性增加，造成內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙和壞死，甚至引起由細(xì)胞浸潤(rùn)和局部缺血引起器官功能障礙。

TNF-α被認(rèn)為是病毒引起細(xì)胞因子風(fēng)暴的典型促炎細(xì)胞因子，能促進(jìn)免疫細(xì)胞分化、分泌，進(jìn)而提高其他炎性細(xì)胞因子水平，可能是導(dǎo)致患者器官和組織損傷甚至病情惡化的關(guān)鍵因素[13，15]。COVID-19患者血清TNF-α增加，被認(rèn)為是病毒入侵機(jī)體產(chǎn)生炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，通過(guò)促進(jìn)炎癥反應(yīng)引起炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致器官組織損傷，最終加重COVID-19臨床表現(xiàn)和病理?yè)p傷[3]。

2 中醫(yī)對(duì)細(xì)胞因子風(fēng)暴的認(rèn)識(shí)

COVID-19引起的細(xì)胞因子風(fēng)暴屬于中醫(yī)的溫?zé)岵》懂燵16]。前期細(xì)胞因子風(fēng)暴尚未完全形成，邪在衛(wèi)、氣分，出現(xiàn)輕型、普通型COVID-19邪毒郁肺證，主要表現(xiàn)以發(fā)熱、咳嗽等上焦表現(xiàn)為主，兼見惡心和便溏等中焦表現(xiàn)。治療應(yīng)遵循三焦辨證，以肺為主，肺胃同治。中期細(xì)胞因子風(fēng)暴大爆發(fā)引起過(guò)度免疫反應(yīng)，邪在營(yíng)、血分，出現(xiàn)重型COVID-19氣營(yíng)兩燔證，臨證表現(xiàn)為咳喘和吐血等出血癥狀。治療應(yīng)注重調(diào)節(jié)營(yíng)血分（下焦），兼顧清營(yíng)涼血[17]。后期細(xì)胞因子風(fēng)暴引起多器官功能衰竭，出現(xiàn)危重型COVID-19內(nèi)閉外脫證，邪氣深入血分，病位在三焦，主要表現(xiàn)為呼吸困難和四肢厥冷等虛脫癥狀[17-18]。治療當(dāng)三焦并治，開閉固脫，回陽(yáng)益氣[18]。

3 中藥對(duì)細(xì)胞因子風(fēng)暴的調(diào)節(jié)作用

3.1 抑制免疫細(xì)胞的過(guò)度激活 中藥具有明顯的免疫調(diào)節(jié)功能，通過(guò)抑制免疫細(xì)胞的過(guò)度活化，降低過(guò)度炎癥反應(yīng)，進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞因子風(fēng)暴的發(fā)生發(fā)展。

Chen等[19]發(fā)現(xiàn)血必凈注射液不僅可抑制Th17細(xì)胞活化，還能防止中性粒細(xì)胞在肺和腎中的浸潤(rùn)，進(jìn)而提高膿毒性休克模型小鼠的存活率。鞏博等[20]發(fā)現(xiàn)大黃可抑制中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)以及巨噬細(xì)胞的過(guò)度激活，有效抑制過(guò)度炎癥反應(yīng)。池里群等[21]發(fā)現(xiàn)雷公藤內(nèi)酯醇可抑制免疫細(xì)胞過(guò)度活化，誘導(dǎo)免疫細(xì)胞凋亡；雷公藤多苷可改善CD8+T細(xì)胞功能，改變各免疫細(xì)胞亞群之間的病理性平衡，緩解過(guò)度免疫反應(yīng)。

3.2 降低炎性細(xì)胞因子水平 中藥具有顯著的抗炎功能，通過(guò)降低TNF-α、IL-6和IL-1β等細(xì)胞因子控制細(xì)胞因子風(fēng)暴。

樊啟猛等[22]發(fā)現(xiàn)黃芪可降低H1N1流感肺炎模型小鼠肺中TNF-α、IL-1和IL-6 mRNA，增加IL-10 mRNA，從而促進(jìn)抗炎與促炎細(xì)胞因子的平衡，改善過(guò)度的免疫反應(yīng)。徐紅日等[23]發(fā)現(xiàn)黃芩通過(guò)降低TNF-α、IL-1和IL-6，減輕流感病毒FM1感染所致靶器官肺的免疫炎癥性病理?yè)p傷。楊江明等[24]發(fā)現(xiàn)黃芩總黃酮通過(guò)抑制人氣道平滑肌細(xì)胞釋放與慢性阻塞性肺疾病（COPD）相關(guān)的IL-8和IL-6，明顯減少細(xì)胞浸潤(rùn)程度和炎癥細(xì)胞的數(shù)量。戴應(yīng)和等[25]發(fā)現(xiàn)甘草黃酮通過(guò)抑制IKK激活，從而阻止核因子-κB（NF-κB）的轉(zhuǎn)錄，抑制炎癥介質(zhì)、促炎細(xì)胞因子的合成與釋放，調(diào)節(jié)自身免疫紊亂和炎癥反應(yīng)。王華等[26]發(fā)現(xiàn)金銀花提取物不僅能降低ARDS患者肺泡灌洗液中IL-1、IL-6和TNF-α，還能減輕組織臟器損傷，緩解ARDS引起的呼吸困難。

據(jù)《中國(guó)中醫(yī)藥報(bào)》報(bào)道，清肺排毒湯是防治COVID-19的特效良藥，治愈率高達(dá)99.28%，被列為中醫(yī)臨床治療首選。Yang等[27]發(fā)現(xiàn)清肺排毒湯通過(guò)調(diào)節(jié)Toll樣受體4（TLR4）和NF-κB信號(hào)通路，抑制 TNF-α、IL-1β、IL-8，減輕肺組織炎癥損傷。

血必凈注射液是《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案（試行第七版）》中治療COVID-19重型和危重型推薦中藥復(fù)方。Chen等[19]發(fā)現(xiàn)血必凈注射液能顯著降低血清TNF-α和IL-6，通過(guò)抑制過(guò)度炎癥反應(yīng)控制細(xì)胞因子風(fēng)暴，從而提高膿毒性休克模型小鼠的存活率。

連花清瘟膠囊是流行性感冒常用藥，近期被批準(zhǔn)用于輕型和普通型COVID-19。李紅蓉等[28]發(fā)現(xiàn)連花清瘟膠囊能降低急性肺損傷小鼠血清中MCP-1、TNF-α、IL-1β和IL-8，還可降低小兒肺炎血清IL-10、IL-17和TNF-α等炎性細(xì)胞因子。

麻杏石甘湯出自《傷寒論》，是治療肺炎喘咳的有效方。馬靜維等[29]發(fā)現(xiàn)麻杏石甘湯不僅能降低促炎細(xì)胞因子，提高抗炎細(xì)胞因子，而且能調(diào)節(jié)免疫功能，進(jìn)而減輕肺部炎癥反應(yīng)。

銀翹散出自吳鞠通的《溫病條辨》，是辛涼解表的代表方劑。常力等[30]發(fā)現(xiàn)銀翹散不僅能降低IFN-γ及IFN-γ/IL-4比值，逆轉(zhuǎn)Thl/Th2失衡，減少免疫炎癥損傷，而且能增加血清分泌性免疫球蛋白A，減輕炎癥反應(yīng)。

甘露消毒丹最早見于《續(xù)名醫(yī)類案》，是治療濕溫時(shí)疫之主方。劉娟[31]通過(guò)鼻腔接種甲型流感病毒鼠肺適應(yīng)株建立甲型流感病毒小鼠模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)甘露消毒丹及其揮發(fā)油不僅能降低小鼠血清中IL-4、IL-6和TNF-α，還能改善流感病毒感染小鼠肺組織病變，降低小鼠肺組織中的病毒載量。

黃連解毒湯出自《肘后備急方》，是瀉火解毒的經(jīng)典方。王宸罡等[32]發(fā)現(xiàn)黃連解毒湯可降低TNF-α、IL-1β，抑制NF-κB的激活，進(jìn)而抑制過(guò)度炎癥反應(yīng)。

4 總結(jié)與展望

SARS-CoV-2傳播速度快、病死率高，對(duì)全球人類健康帶來(lái)重大威脅。中醫(yī)認(rèn)為溫?zé)嵋叨緩浡梗钊霠I(yíng)、血分，是COVID-19病情加重的關(guān)鍵原因，臨床上診療COVID-19應(yīng)當(dāng)以衛(wèi)氣營(yíng)血辨證結(jié)合三焦辨證為基本準(zhǔn)則，盡早將邪氣阻斷在衛(wèi)、氣分階段，控制細(xì)胞因子風(fēng)暴。在沒(méi)有特效藥的情況下，盡早認(rèn)清病位病情，精準(zhǔn)辨證論治，利用中藥抑制免疫細(xì)胞的過(guò)度活化和降低細(xì)胞因子，有效控制細(xì)胞因子風(fēng)暴，是防止COVID-19患者病情惡化和救治重癥及危重癥患者的重要途徑。在COVID-19引起細(xì)胞因子風(fēng)暴的診治過(guò)程中，以張伯禮院士為首的多位中醫(yī)專家呼吁，中醫(yī)藥應(yīng)成為與西醫(yī)并肩作戰(zhàn)的主力軍。因此，針對(duì)病毒、細(xì)菌等病原生物引發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴的防治過(guò)程中，應(yīng)充分發(fā)揮中西醫(yī)協(xié)同優(yōu)勢(shì)，堅(jiān)持中西醫(yī)并重，最大程度提高治愈率。