炎症风暴:人体免疫系统,是怎样反噬自身的?

科技工作者之家 2020-03-25

来源:镇海科技

血管损伤后,细胞及炎性物质渗出 | commons.wikimedia.org
总之,炎症风暴是轻症向重症和危重症转换的一个重要节点。当炎症失控波及全身,身体就犹如浸泡在各种细胞因子、氧自由基、凝血因子、坏死组织等等炎症介质的海洋里。各系统脏器的损伤同时加重,情况就会变得非常棘手,这也是重症和危重症病人死亡的一个重要原因。

  历史惨剧:抗癌药物引发的过度炎症 产生炎症风暴的原因是多方面的,和一般炎症一样,它可以是感染性的,也可以是非感染性的。从临床发病过程来看,可以一开始就是全身性的,也可以是先有局部,然后再发展为全身性。后者更为常见。
当人体被一种全新的、致病性强的病原体(如新冠病毒)感染时,就会激发高于平常的免疫反应,造成过多的免疫细胞在同一处被激活,增加炎症风暴风险。通常,在初期打击后会有一段短暂的稳定期,之后又进行性加重,造成机体的不断损害。
炎症风暴就像蝴蝶效应导致的龙卷风| audrageras.com
除了外源性感染,近年来内源性感染因素也引起很多关注。例如,人体肠道中长期定居着许多种微生物,在健康情况下,它们非但不会致病,还能合成维生素供人体使用。而当患者经历了严重损伤,或者急性感染,体内应激反应可能造成肠道屏障破坏,使肠道菌群发生移位。这时,病人的原发病经治疗可能症状已经好转,但由于肠道菌群失调,机体免疫力低下,可能继发第二波过度炎症反应,产生炎症风暴。

另外还有非感染的情况,如某些试验性的药物治疗。其中抗癌药非常值得说道。
由于细胞因子能调动免疫细胞攻击有害对象,上世纪90年代,科学家们开始尝试利用这一原理治疗肿瘤(即癌症),然而却发生了不幸。怎么回事?
人体免疫细胞中有一种叫做“杀手T细胞”(也称杀伤性T细胞)的,具有强大的杀伤作用,可以消灭肿瘤。但由于它火力太大,在大开杀戒之前,必须先等另一种叫做“辅助性T细胞”的小伙伴探看敌情,再释放细胞因子通知它。
辅助性T细胞(左)先探明敌情,再释放细胞因子通知杀手T细胞(右上) | 作者供图
在正常情况下,杀手T细胞处于被抑制的状态,并不能主动消灭肿瘤细胞。所以,需要人为干预激活它。科学家们研究发现,有一种叫做IL-12的细胞因子可以激发辅助性T细胞的强烈反应,从而活化大量杀手T细胞。这对肿瘤治疗无疑是个好消息。
于是在1995年的一项临床试验中,他们对17名肾癌患者注射了IL-12细胞因子。不幸的是,其中12名患者却因急性炎症风暴而紧急住院,最终2名死亡。可见免疫攻击机制没有想象的那么简单。直到今天,炎症风暴风险仍是肿瘤免疫疗法中无法回避的科学难题。   直击疫情:炎症风暴高风险人群和应对方法 那么,回到本次疫情中,有哪些需要说明的事情呢?一个是高风险人群,一个是应对措施。
从病人群体考虑,原本就有冠心病、糖尿病、肾功能不全等基础疾病的患者,更容易发生病情加速,引发多脏器衰竭。2月15日,美国心脏病学会(AAC)公告指出,有基础疾病的患者感染新冠肺炎后出现并发症或死亡率较高;多达50%的住院患者患有慢性疾病;40%的确诊住院患者患有心脑血管疾病。
另外,相对于老年人和幼儿,青壮年发生“炎症风暴”时的反应往往更剧烈。可以理解为:青壮年群体一般免疫力较强,因而更容易产生过度免疫。
不过,实际情况还要看个体差异。因为不同人群、不同阶段的状态都是不同的。
2月6日,年纪轻轻的李文亮医生去世,令人伤心的同时,也让不少网友吓了一跳 | 来自网络
 而在炎症风暴应对方面,目前临床上并没有什么特异手段,仍然是以抗感染、糖皮质激素辅助抗炎、营养支持、人工通气等非特异联合治疗为主。(其中,糖皮质激素是临床上常用的抗炎药物,我们涂在皮肤上治疗湿疹的软膏很多就含糖皮质激素。)
从炎症风暴的概念(全身性的过度炎症反应)来看,积极抗炎似乎合情合理。但临床疗效却不尽如人意。近年人们意识到,在炎症风暴后期,机体不仅存在免疫反应亢进,还伴随免疫功能低下。这是不是有些矛盾?
缘由还是在细胞因子。细胞因子既有促炎作用,也有抗炎作用,正常情况下,机体正是运用这一点来调控炎症反应,令其与感染的实际程度相匹配。
一旦炎症风暴造成轻症向重症转化,患者机体组织受到严重损害,促炎因子和抗炎因子都进入体循环,便造成一种极度复杂的免疫功能紊乱。一方面,炎症反应会进行性加重,另一方面,机体对病原体的识别和吞噬功能减弱,导致免疫防御力下降。
因此当炎症风暴发生时,治疗不能完全偏向抑制炎症。因为涉及多脏器,多种矛盾,治疗总是困难重重。之前的SARS、MERS和历年流感中,炎症风暴都是导致患者死亡的重要原因。
目前,专家正在努力筛选药物,想从阻断的角度抑制炎症风暴出现。测试药物包括在风湿病领域已被证实“能有效抑制炎症因子产生”的老药,其中一些已进行了部分临床试验。
可以肯定,在今后很长一段时间内,炎症风暴的预防和后续治疗,都是新冠肺炎治疗的焦点。而看完本文的你,相信也对自己的身体多了一些了解吧。
(责编 高佩雯)
 

参考资料:

1、Cohen, Jon. "IL-12deaths: explanation and a puzzle." Science270.5238 (1995): 908-908.

2、Cardiac Implications  of Novel Wuhan Coronavirus (COVID-19)-American College of Cardiology

3、https://www.quora.com/What-is-a-cytokine-storm-and-what-are-the-diseases-that-cause-that/answer/Tirumalai-Kamala

4、《急危重症病理生理学》,姚永明,科学出版社,2013。


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