与美国院士讨论冠状病毒的发病机理与治疗

Original 雅美之途雅美之途

我今天又与阿肯森教授坐下来谈了好长时间，关于武汉肺炎的机制与处理原则。他是风湿免疫领域的专家，也曾担任过在美国长期名列前茅的华大内科学系的主任，所以用激素或NSAIDS是他的专长。但是他这次远没有上次关于输血浆治疗那么肯定，因为大家都面临挑战。

关于免疫抑制与潜在性病毒增殖这对矛盾体的挑战，我首先向阿肯森介绍了武汉同济医院呼吸内科主任赵建平的观点，那就是应用激素的窗口十分重要，当病毒仍然活跃时激素应该慎用，当病毒清除后应用激素抑制免疫系统是再正常不过的事情。对此阿肯森持肯定的态度，但是他加了些意见，具体临床医生应该考虑选择除激素之外的其他免疫抑制剂，向你们发誓我沒提会让他晕过去的中医。因为激素对有些炎症没有疗效，他随口说出了好多的疾病选择，哪些有效，哪些效果不佳，比方说激素对间质性肺炎无效，对与嗜酸性粒细胞相关的肺部炎症有效。可能是存在共同的抗原族，类风湿性关节炎病人会得间质性肺炎，这时激素治疗的效果有限。他把激素在肺炎中的应用，类比于肺移植后将病人转给呼吸内科与ICU的临床处理，呼吸内科医生会常规处理排斥反应与机体修复的关系，他们使用激素等免疫抑制剂时考虑保护器官修复功能的经验可以借用。

我遵照阿肯森的建议去找华大呼吸内科专攻肺移植的专家谈，他们面临的挑战是T细胞介导的排斥反应，该主治医生随手写出他们的三联用药：激素Prednisone、 Calcineurin抑制剂Cyclosporineor或者Tacrolimus 和抗细胞增殖的药物Mycophenolate。他始终不明白阿肯森所说的修复（repair) 在移植中指的什么，后来我们才明白是指排斥反应得到控制后器官功能的恢复。这位肺科主治医师也强调在移植病人合并淋巴瘤或感染的情况下，他们会慎用免疫抑制剂，这或许是为什么急性感染是肺移植的绝对禁忌症的原因。我们知道武汉冠状病毒感染患者面对CD4+淋巴细胞很低的挑战，有项疗效指标就是淋巴细胞的回升。冠状病毒攻击T细胞的程度几乎让人想到了艾滋病毒，如果在这种情况下再使用免疫抑制剂会使病人面对继发感染时雪上加霜。这正是我在国内担任感染科主任的同班同学的担忧，可惜我认识的华大杰出感染病学家已经好多年不做临床了，不然可以咨询他。
谈及同济法医教授刘良团队在尸检中发现的大量粘液，阿肯森教授和我都知道炎性细胞因子能促进粘液的产生，具体与粘液形成相关的重要细胞因子是IL-13。其实粘液是具有免疫功能的, 机械性阻止病原的扩散是可以想象的，它们应该能促进巨噬细胞的吞噬功能，就像补体裂解产物吸附在病菌后能通过opsonization (中文翻译为调理功能), 以加强巨噬细胞的吞噬功能一样。适当粘液产生能加强免疫，太多则堵气道，严重影响肺泡末端的血氧交换，这里同济刘良教授担心给氧气可能推粘液到肺泡末端的观点是可以理解的。

关于肺里粘液的形成，可看我朋友（Yong Zhang and Dailing Mao) 的Journal of Immunology文章的一张图，那红的染色就是病毒感染后肺里产生粘液的Gobletcell metaplasia（杯状细胞化生），标志物为粘液蛋白Muc5ac。在重要免疫信号传导分子缺陷（Stat1-/-)的晚期病毒哮喘模型中，Muc5ac特异性染色的杯状细胞大量增加，成排地代替了正常肺的上皮细胞！

与做肺免疫学的教授讨论时，令我印象最深的结论是他说的这句话：没有粘液，病毒感染更疯狂，这是粘液的保护作用，但是粘液多了则会堵气道。这个结论是可以指导现在冠状病毒的治疗的，对这个度的掌握具有哲学意义，也说明临床治疗在某种程度上是艺术超过科学。杯状细胞是从哪里分化来的，现在还不清楚，只知道它们可能来自肺上皮层底部的具有多向分化潜能的基底细胞（Basal cells)。估计是肺源性的，虽然肠道里也有，是否有干细胞参与也不清楚。什么环境使杯状细胞化生而填充在上皮层，这些都不明了，因为正常情况Muc5ac阳性的杯状细胞很少。刘良团队的人告诉我，他们在尸检中没有发现杯状细胞化生，这个结果令我们惊奇，因为杯状细胞似乎是粘液的主要来源，虽然也有腺体也能分泌。

当然动物的疾病模型与病人是不同的，我们对冠状病毒患者肺中大量粘液的来源和实质现在不清楚，需要进行生化研究去检测粘液的成分，包括到底是粘液还是其他的细胞渗出物，粘液也可在肺实质的腔中检测到，短时间内找到融化粘液的途经恐怕比较难。

另外我和阿肯森教授讨论了病毒诱发持续免疫攻击的可能机制。在病毒入侵后，免疫系统是全力以赴的，十分有效，免疫细胞特别是中性、巨噬和淋巴细胞直接参与，补体会在瞬间活化，几分钟内百万的补体拷贝会沉淀在感染病毒的细胞膜上。在病毒与免疫系统的互战中，会有对正常组织的误伤。病毒的直接攻击和病毒本身在繁殖过程中都会损伤正常组织，这时候就会使大量的组织结构曝露给免疫系统。免疫系统以前对这些抗原是耐受而无反应的，这样就使免疫系统将自身机体作为异物而打击，虽是误伤，但是也致命。当免疫系统自身的刹车系统对强烈的免疫反应已经怀水车薪的时候，就需要医生实施各类的免疫抑制治疗。
像阿肯森这样在临床和基础都做到杰出程度的医生科学家，在美国也只有圣路易斯华盛顿大学、MGH、Hopkins、UCSF或杜克等医学中心才会有，我们希望中国在未来能出现如此优秀的临床科学家。以阿肯森的例子，近20年的HHMI研究员，几十年前就是美国院士，他在基础免疫领域做出根本性发现的同时每年进入美国最佳医生的榜单。阿肯森拥有一本类似红宝书的砖厚的复印材料，天天放在他那表面已经很旧的皮夹子里，那就是他的几十页的履历表。实质上就是他发表的五百篇左右的原始论文、评论与书的章节和会议摘要。他在谈话时不时引经据点，少不了去找那些文章里记录的自己曾经做过的实验，那里不乏Nature、Cell、PNAS和JCI。很久以前，当我们讨论文章投稿杂志的选择时，谈到由纽约Old-boys控制的JEM (Journal of Experimental Medicine), 他随口说出“我在那里发表了十几篇文章”，当时确实把我吓了一跳。我经常说他是可以玩蛋白质结构域的杰出医生，他的关于CR1结构的文章确实发表在Cell上。

我得知的武汉冠状病毒的尸检结果，武汉肺炎病人的晚期，侵入炎症细胞不是以淋巴细胞为主体的，也不是中性颗，具体是什么你们猜吧，我不能透露。我做过仙台病毒诱导的肺炎症，在补体缺陷老鼠中，存在大量这种以B淋巴细胞为主体的淋巴滤泡。有位临床Fellow应用各种标志抗体帮我做过系列染色，结果他去密苏里乡下做专科医生赚大钱去了，留下这些让我头疼的Data。我们没有发表，我只是在会上做过口头报告，因为意义不明，也找不出解释的原因。但是华大的另外一组，在TB感染模型也发现了类似的现象，大量类似生发中心的滤泡结构形成。这些在学术上称为TLF (Tertiary lymphoid follicles）中的淋巴细胞去那里干什么的？分泌抗体的能力有多强？对这些问题我们都没有答案。

这是我回答资深校友要求评价这则新闻的文字，具体告示可见此段落之后。补体C3a和C5a的结构同源，功能也类似。为酶从补体C3和C5分子上切割下来的小多肽，只有10-15 kDa。C5a是比C3a更强的趋化因子，也就是吸引免疫细胞到炎症部位参加战斗的功能。C5被酶切割成C5a和C5b, C5b沉淀在细胞膜上形成补体攻膜单位，可将细胞迅速裂解，而C5a则拥有生物活性，size doesn’t matter here[呲牙]。C5a和C3a还是重要的过敏毒素，anaphylatoxin,会使血管通透性增加, 导致类似休克的症状。因为它的属于GCPR的C5a受体分布非常广泛，它与其受体结合后的生物效应也广谱，总体功能是加强不需要抗原诱导的innate immunity反应。C5a抑制剂适用于病毒清除后的中晚期，需要免疫系统抗病毒时千万不要用。