抗击新型冠状病毒，关注细胞因子风暴
2019新型冠状病毒（2019-nCoV）疫情中，细胞因子风暴对重症患者的影响受到广泛关注。在风湿病、肿瘤免疫治疗和感染等相关的细胞因子风暴中，其发病机制和临床表现不尽相同、参与的细胞因子类型各具特点。在不同疾病背景下，针对特定细胞因子如IL-6的靶向治疗方案呈现出不同的应用前景。
细胞因子风暴（cytokine storm）是机体在各种内外因素诱导下产生的一种过度免疫反应，主要特点为细胞因子生成失控、在短时间内大量释放，导致系统性炎症损伤。出现细胞因子风暴综合征（cytokine storm syndrome，CSS）的患者可表现为发热、头痛、低氧、低血压、肌肉痛等，重者可出现血流动力学异常、凝血障碍（弥漫性血管内凝血）和多器官功能衰竭，甚至危及生命。
人们最初认识到细胞因子大量释放的危害是在感染领域，时间可以追溯到20世纪初。1904年，Osler在其所著的《现代医学的演变》一书中即已提到，"脓毒症对机体所造成的严重损伤并非病原本身，而是病原感染后诱发的过度免疫反应"。当然，现在看来Osler的认识有一定的局限性。后续的研究也发现，虽然TNF和IL是脓毒症免疫病理损伤中的主要炎症因子，但阻断这些细胞因子的生成或功能并未能有效改善脓毒症的结局，提示宿主与病原体之间的"斗争"比我们想象的更为复杂。
"细胞因子风暴"这一概念的提出最早始于20世纪90年代。在以抗T细胞抗体OKT3抑制器官移植急性排斥反应时，患者出现了头痛、寒战、恶心等一系列症状并伴有TNF-α、IFN-γ等细胞因子的大量释放。1993年，Ferrara等首次使用了"细胞因子风暴"这一名称。21世纪初，该名称开始用于描述感染过程中出现的细胞因子生成失控。
1 风湿病与CSS
风湿病领域对细胞因子风暴的认识最初来自家族性噬血细胞性淋巴组织细胞增生症（HLH）。这是一种因穿孔素等基因突变导致细胞毒性细胞功能缺陷的遗传性疾病。在感染等因素诱导下，患者体内巨噬细胞、组织细胞和CD8+ T细胞过度活化，致IFN-γ、IL-18、IL-6等细胞因子持续、大量释放。IFN-γ可能是失控炎症反应的触发因素，最终导致全身多系统炎性损伤，危及生命。
除遗传性疾病外，幼年特发性关节炎全身型（sJIA）、成人Still病、SLE、川畸病和幼年皮肌炎等也可并发CSS，这一病理过程称作巨噬细胞活化综合征（MAS），又称继发性HLH。其主要的免疫病理特点与家族性HLH相似，也是巨噬细胞和T细胞过度活化、增殖，致IFN-γ、IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α等多种促炎细胞因子过度释放，最终导致一系列严重的临床表现（如持续高热、高铁蛋白血症、全血细胞减少、凝血功能障碍和肝功能异常等）、甚至多器官功能衰竭。患者外周血可出现可溶性白细胞介素2受体α链（sCD25）和sCD163升高，组织病理学通常显示骨髓（和其他组织）的噬血细胞活性增加。许多MAS的发生与淋巴细胞的溶细胞活性缺陷有关。研究显示，家族性HLH相关溶细胞途径基因（如PRF1，UNC13D）中的特定杂合基因突变与某些MAS患者发病相关。此外，促炎性细胞因子环境，特别是IL-6，可降低NK细胞的细胞溶解功能。NK细胞和细胞溶解性CD8+ T细胞无法裂解感染的抗原递呈细胞，使得固有和适应性免疫细胞间的相互作用时间延长，导致促炎性细胞因子级联反应的扩增。合并感染是MAS的常见触发因素，可通过释放IFN-γ等细胞因子进一步激活巨噬细胞、加剧炎症反应，从而导致细胞因子的产生逐步增加，最终引发细胞因子风暴（如图1）。
在上述疾病中，sJIA和成人Still病这2种相似的疾病最易发生CSS，SLE、川畸病、幼年DM相关的MAS较为少见。需要注意的是，尽管这些疾病相关的MAS均表现为全身性炎症，但其细胞因子谱会因基础疾病的不同而表现出明显的异质性。以SLE和sJIA相关的MAS为例，基因多态性研究显示SLE-MAS的发生与IFN调节因子5的多态性密切相关，而这一多态性也会使sJIA患者发生MAS风险增加4倍，提示与SLE和sJIA相关的MAS可能存在某些共同的病理机制。但在细胞因子水平二者又有着明显的不同，sJIA-MAS患者中常见IFN-γ、IL-1、IL-6和IL-18水平异常升高，而SLE-MAS通常表现为TNF-γ水平升高但IL-18水平正常。这些差异提示我们，在考虑风湿病相关CSS治疗方案时还需要全面分析其细胞因子谱，以实现精准治疗。
2 肿瘤免疫治疗相关的CSS
与肿瘤免疫治疗相关的CSS通常又被称为细胞因子释放综合征（cytokine release syndrome，CRS），是现代肿瘤免疫治疗中最常见的严重毒副作用之一。CAR-T、基因修饰的T细胞受体疗法（TCR-T）和一些单抗类药物（如靶向CD20、CD52、PD-1）均可能诱发CRS。在靶向CD19 CAR-T细胞的临床研究中，CRS的发生率最高达到了100%（10%~100%）。其临床表现多样，轻者类似流感症状，重者威胁生命。
关于肿瘤免疫治疗相关CRS的确切病理机制目前尚未完全明了。以CAR-T治疗为例，目前普遍认可的学说是，当CAR-T细胞回输到体内后识别肿瘤细胞、活化扩增并释放大量细胞因子，后者进一步促进体内固有免疫细胞（如单核巨噬细胞、T细胞、B细胞、树突状细胞等）及一些非免疫细胞（如内皮细胞）的大量活化。而活化的巨噬细胞、T细胞/B细胞等又会产生更大量的细胞因子（如IL-6、IFN-γ、TNF-α、IL-10、IL-1、IL-2、IL-8和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）等），以正反馈环的形式导致细胞因子生成失控。其中，IL-6、IL-10、IFN-γ常常持续升高。有观点认为，在CAR-T相关的CSS中活化的T细胞或肿瘤细胞释放的大量IFN-γ可能是CSS的触发因素，继而诱导了其他免疫细胞的活化和增殖（其中最重要的是巨噬细胞）。
除免疫细胞外，活化的内皮细胞也可释放GM-CSF、IL-6等细胞因子，从而进一步放大失控的炎症反应，而内皮细胞本身又是细胞因子作用的靶细胞，其功能异常导致毛细胞血管渗漏、低血压和凝血异常。因此，有观点提出，内皮细胞的异常活化可作为CAR-T治疗相关严重CSS的重要标志。
3 感染相关的CSS
细菌或病毒感染均有可能诱发CSS，严重影响着患者的预后。自2003年的严重急性呼吸综合征（SARS）疫情开始，病毒感染相关CSS受到了很大关注。而2019年12月初突如其来的新型冠状病毒肺炎（COVID-19）使病毒感染相关的CSS再次成为热点。2019新型冠状病毒（2019-nCoV）感染导致呼吸道上皮细胞内病毒大量复制，从而引起急性炎症，而感染相关的促炎因子可加重患者的临床表现。在2019-nCoV感染者中，CSS与急性呼吸窘迫综合征的发生和发展密切相关，CSS也是决定肺外多器官功能衰竭临床病程的关键因素。
武汉金银潭医院的数据显示，与普通病房的COVID-19患者相比，重症监护病房的患者血清中粒细胞集落刺激因子（G-CSF）、干扰素诱导蛋白-10、单核细胞趋化蛋白-1、巨噬细胞炎性蛋白1A和TNF-α的水平显著升高。中国科技大学团队对2019-nCoV感染者的免疫学指标进行了分析，结果提示IL-6和GM-CSF可能是引发CSS的两个关键细胞因子。其初步的临床研究结果显示，部分患者接受IL-6抑制剂托珠单抗治疗后病情好转（结果尚未正式发表）。
武汉金银潭医院团队的初期研究显示，在众多升高的炎症因子中IL-6的升高并不明显（只在少数患者中上升比较明显）；而同一团队的另一项回顾性多中心队列数据显示，与生存组相比，非生存组2019-nCoV感染者的IL-6水平显著升高。中国人民解放军总医院第五医学中心对1例2019-nCoV感染者逝者的病理学检测结果也发现，患者体内发挥促炎作用的CCR4+CCR6+ Th17细胞比例大量增加，IL-17分泌增加。上述研究中所观察到的差异可能与所纳入的患者的病理阶段有关，同时也反映了不同个体对2019-nCoV感染应答的差异。这也提示我们，在临床上在选择治疗方案时还需要全面评价患者的病理特点，以选择更为合适的治疗方案。
4 CSS的治疗进展
关于CSS的最佳治疗方案目前尚无共识。随着对CSS认识的不断深入，人们已经认识到在不同因素诱导的CSS中所参与的炎症细胞和细胞因子谱可能并不相同，患者的临床表现也会有所差异。对于风湿病相关CSS，主要集中在治疗潜在的原发病和调节免疫功能亢进。
以近期颇受专注的病毒感染相关CSS为例，即使同为冠状病毒感染，不同病毒株引起的CSS特征也不尽相同。最新发表的临床数据显示，在2019-nCoV感染者（即使是重症者）中高热（>38 ℃）患者的比例显著低于SARS-Cov感染者。因此，在针对CSS进行治疗时，如何在恰当的时机选择恰当的干预靶点可能是解决问题的关键。
目前，临床上较为成熟的CSS治疗策略主要来自CAR-T相关CSS的治疗，通常是采取分级治疗策略。在2019年美国移植与细胞治疗学会（ASTCT）最新发布的"免疫效应细胞相关的细胞因子释放综合征和神经毒性的分级共识"中，CSS的分级主要参考了"发热""低血压"和"低氧"3个指标（见表1）。
除上述支持治疗外，分级较低的轻症患者可给予抗组胺药、退热药和补液，进行对症治疗。严重CSS还可在上述治疗的基础上采取细胞因子靶向治疗等更积极的措施。
4.1 关于IL-6拮抗剂在CSS治疗的应用：
在靶向细胞因子的药物中，托珠单抗（IL-6受体单抗）是目前唯一获批用于治疗严重CAR-T相关CSS的生物制剂，建议3级或4级CSS患者立即采用托珠单抗治疗。一般情况下，患者在输注托珠单抗数小时至2 d内发热和低血压症状缓解。除托珠单抗外，还有2款IL-6单抗（Siltuximab和Clazakizumab）治疗CSS的临床研究正在进行中。
关于IL-6拮抗剂在感染相关CSS中的应用仍需进一步评估。中国科技大学一附院的初步临床研究结果显示，部分重症2019-nCoV感染者接受托珠单抗治疗后病情好转。目前已有几项关于托珠单抗治疗成人严重COVID-19的安全性和有效性的临床试验，但结果尚未公布。考虑到活动性感染是托珠单抗的禁忌证，且目前尚未见托珠单抗用于脓毒症、重症肝炎、重症流行性感冒以及禽流感的临床研究数据，临床上在使用托珠单抗治疗活动性2019-nCoV感染时还需要谨慎评价患者的风险/获益比，选择合适的患者和治疗时机非常关键。
关于生物制剂在风湿病相关CSS治疗中的意义目前尚未达成共识。由于托珠单抗和IL-1抑制剂Canakinumab是目前仅有的获批sJIA适应证的生物制剂，而MAS又是sJIA最常见的严重并发症之一，因此关于二者能否用于治疗sJIA-MAS曾引发过大量讨论。近年发表的多项Ⅲ期临床研究显示，虽然托珠单抗和Canakinumab在sJIA治疗中取得了很好的疗效并已获得相应的适应证，但二者在预防和阻断sJIA-MAS方面均未见明显疗效，部分患者还在使用托珠单抗治疗期间发生了MAS。因此，有观点认为IL-6和IL-1可能并不是sJIA-MAS免疫病理机制中的核心细胞因子，而IFN-和IL-18在sJIA-MAS的作用可能更为突出。目前，研究人员正在探讨IFN-和IL-18拮抗剂在sJIA-MAS治疗中的意义。
上述疗效差异再次提示我们，在不同因素诱导的CSS中参与的免疫细胞和起关键作用的细胞因子会有所不同，在采用生物制剂进行靶向治疗之前应对患者的具体病情进行谨慎评价。
4.2 关于糖皮质激素的应用：
对于风湿病相关的CSS，通常使用大剂量糖皮质激素并添加环孢霉素。如果是SLE相关的MAS，则在糖皮质激素的基础上联合环磷酰胺或霉酚酸酯是较合理的治疗选择。
在CAR-T相关CSS的治疗中，糖皮质激素一般不作为一线药物，可用于经IL-6拮抗剂治疗无效的难治性CSS或有严重神经毒性症状的患者（因托珠单抗不能通过血脑屏障），但其具体用法及用量目前还存在争议。
关于病毒感染时糖皮质激素的应用目前尚无定论。在SARS-Cov疫情中，糖皮质激素曾挽救过很多患者的生命，但也带来了很多严重的不良反应（如股骨头坏死）。本次COVID-19疫情中，糖皮质激素常经验性用于严重并发症以抑制COVID-19患者的细胞因子风暴相关表现，但是缺乏随机临床试验证据支持应用。很多医生担心糖皮质激素的不良反应可能超过其带来的益处，这类药物在COVID-19中的功效和相关的不良反应有待进一步阐明。对于有明确CSS的感染患者，或许可参考CAR-T相关CSS的治疗推荐，并谨慎评估患者的风险/获益比。
4.3 其他治疗措施：
在CAR-T相关CSS的治疗中，有学者建议，对于经IL-6拮抗剂和糖皮质激素治疗均无明显疗效的患者可尝试使用TNF-α抑制剂。靶向GM-CSF和IL-1的抑制剂治疗CSS的研究也在进行中。对于重症风湿病相关CSS病例，可参考家族性HLH的治疗选择依托泊苷。
引用: 朱剑, 黄烽. 抗击2019新型冠状病毒 关注细胞因子风暴 [J] . 中华风湿病学杂志, 2020, 24(6) : 425-429.
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