鄔永琳，趙超,2，楊浩，肖振明

1.復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，教育部/衛(wèi)健委/醫(yī)科院醫(yī)學(xué)分子病毒學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200032；2.國家老年疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心（復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院），上海200040

2019年12月下旬，多家衛(wèi)生機(jī)構(gòu)報(bào)告了與中國湖北省武漢市流行病學(xué)相關(guān)的不明原因肺炎患者。中國疾病預(yù)防控制中心采集了暴發(fā)早期的標(biāo)本，確定了肺炎的來源，并在肺炎患者中檢測到1 種新型冠狀病毒——2019 新型冠狀病毒（2019 novel coronavirus, 2019-nCoV）[1]。2020年1月24日，國內(nèi)首次報(bào)告了2019-nCoV[1]，隨后世界衛(wèi)生組織將該毒感染引起的肺炎命名為2019 冠狀病毒?。╟oronavirus disease 2019, COVID-19）。

早期COVID-19 患者的報(bào)告發(fā)現(xiàn)，2019-nCoV 感染導(dǎo)致的重癥COVID-19 與年齡相關(guān)，60 歲以上的老年群體更易感[2]。在72 314 例國內(nèi)COVID-19 病例中，多數(shù)死亡病例是60 歲及以上患者[3]。這與50 歲以上人群感染嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒（severe acute respiratory syndrome coronavirus,SARS-CoV）和中東呼吸綜合征冠狀病毒（middle east respiratory syndrome coronavirus, MERS-CoV）引起的疾病嚴(yán)重程度和增加的死亡病例數(shù)相對應(yīng)[4-5]。

菌群和免疫是2 個(gè)與增齡密切相關(guān)的因素，都存在較大的個(gè)體差異。已有證據(jù)指向免疫狀態(tài)與COVID-19 重癥和預(yù)后相關(guān)[6]，而菌群和免疫都影響著人體健康，且互為因果。因此，本文側(cè)重探討2 者在2019-nCoV 增齡易感和個(gè)體表現(xiàn)差異中發(fā)揮的作用，為病情評估和預(yù)測提供一種新思路。

1 老年COVID-19 易進(jìn)展為重癥與免疫狀態(tài)相關(guān)

1.1 2019-nCoV 致病機(jī)制和重癥患者的臨床表現(xiàn)與SARSCoV 相似 通過系統(tǒng)發(fā)育分析發(fā)現(xiàn)，2019-nCoV 屬于 冠狀病毒屬[1]。此前已知6 種冠狀病毒可引起人類疾病[7]。229E、OC43、NL63 和HKU1 等4 種病毒只引起免疫功能正常個(gè)體的普通感冒癥狀[7]，而SARS-CoV 和MERS-CoV 這2 種病毒株屬于動(dòng)物源性冠狀病毒，與致命性疾病的發(fā)生有關(guān)[8]。SARS-CoV 是中國廣東省2002—2003年嚴(yán)重急性呼吸綜合征暴發(fā)的病原體[9]；MERS-CoV 是導(dǎo)致2012年中東呼吸綜合征暴發(fā)的病原體[10]。

基因組序列分析發(fā)現(xiàn)，2019-nCoV 與從蝙蝠中分離的SARS-CoV 基因組同源性超過85%[1]，而與MERS-CoV 基因組之間的序列同源性普遍較差[10]。將2019-nCoV 刺突蛋白氨基酸序列與SARS-CoV 進(jìn)行比較分析表明，2019-nCoV對人血管緊張素酶2 表現(xiàn)出較高的親和力，并通過與此受體結(jié)合感染人類[2,10]。此外，SARS-CoV 和2019-nCoV 的重癥感染患者有著相似的臨床表現(xiàn)。入住重癥監(jiān)護(hù)室的COVID-19 患者血清中的促炎細(xì)胞因子水平白細(xì)胞介素-1（interleukin-1, IL-1）、白細(xì)胞介素-6（interleukin-6, IL-6）、白細(xì)胞介素-8（interleukin-8, IL-8）及腫瘤壞死因子- （tumor necrosis factor- , TNF- ）高于非重癥COVID-19 患者，淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)絕對值低于非重癥患者[11]。危重型COVID-19患者多表現(xiàn)為急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome, ARDS）。臨床報(bào)道52 例危重型COVID-19 患者中，有35 例（67.3%）表現(xiàn)為ARDS，同時(shí)有ARDS 表現(xiàn)的老年患者死亡率顯著上升[12]。血清促炎細(xì)胞因子水平增加及淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)減少也見于SARS 感染患者[13-14]，且危重型SARS 患者也會出現(xiàn)ARDS。根據(jù)這些相似性，可以通過SARS 模型來推測重癥COVID-19 與年齡的相關(guān)性。

1.2 老年人感染SARS-CoV 更易發(fā)生重癥且與其免疫狀態(tài)相關(guān) 近年來，SARS-CoV 的致病機(jī)制研究較多，揭示了其在老年個(gè)體中的致病特點(diǎn)，可以為2019-nCoV 研究提供借鑒，尤其是以老年動(dòng)物為模型的研究。有學(xué)者分離出可感染小鼠氣道、肺泡上皮細(xì)胞及其他器官上皮細(xì)胞的SARSCoV 小鼠適應(yīng)株SARS-CoV-MA15 進(jìn)行致死性SARS 研究[15-16]，后續(xù)實(shí)驗(yàn)顯示許多品系（如C57BL/6、129）的幼齡小鼠支持SARS-CoV-MA15 在肺中復(fù)制，但對發(fā)生的顯著臨床疾病具有抵抗力[17-18]。而在C57BL/6、129 品系的老年小鼠肺內(nèi)復(fù)制SARS-CoV-MA15 后均出現(xiàn)由感染引起的死亡[18-19]。除小鼠模型外，老年恒河猴SARS-CoV 感染導(dǎo)致的病理學(xué)改變顯著多于年輕成年動(dòng)物[20]。這表明老年哺乳動(dòng)物感染SARS-CoV 更易發(fā)生重癥疾病，可見COVID-19和SARS 的嚴(yán)重程度與年齡相關(guān)。

研究表明SARS-CoV 在BALB/c 小鼠中的快速復(fù)制可誘導(dǎo)干擾素/ （interferon- / , IFN- / ）應(yīng)答延遲，并伴有致病性炎性單核細(xì)胞-巨噬細(xì)胞（inflammatory monocytemacrophages, IMMs）的過度內(nèi)流[21]。通過刺激IFN- / 受體，累積的IMMs 本身可以產(chǎn)生額外水平的單核細(xì)胞化學(xué)引誘物如人單核細(xì)胞趨化蛋白-1、人單核細(xì)胞趨化蛋白-3 和人單核細(xì)胞趨化蛋白-5，導(dǎo)致致病性IMMs 進(jìn)一步累積，進(jìn)而增強(qiáng)疾病嚴(yán)重程度[21]。這些浸潤的IMMs 產(chǎn)生高水平的促炎性細(xì)胞因子TNF、IL-6、IL1- 和誘生型一氧化氮合酶。此外，IFN- / 或IMMs 源性的促炎性細(xì)胞因子使T 細(xì)胞發(fā)生凋亡，進(jìn)一步阻礙病毒清除[21]。這與COVID-19 和SARS重癥患者促炎性細(xì)胞因子水平升高、淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)下降的臨床表現(xiàn)相符。另外，非人靈長類動(dòng)物（non-human primates,NHPs）感染SARS-CoV 可誘導(dǎo)免疫應(yīng)答失調(diào)，導(dǎo)致老年NHPs 疾病嚴(yán)重程度增加，而老年NPHs 與年輕NPHs 氣道中的病毒滴度相似[18]，提示疾病的嚴(yán)重程度與調(diào)節(jié)炎癥的基因表達(dá)增強(qiáng)相關(guān)而非病毒滴度，因此過度的免疫應(yīng)答可誘導(dǎo)老年NHPs 的致死性疾病[20]。同樣，在SARS-CoV 感染的老年BALB/c 小鼠中，疾病嚴(yán)重程度與ARDS 相關(guān)炎癥基因標(biāo)記的早期不成比例顯著上調(diào)相關(guān)[22]。這些結(jié)果都表明，細(xì)胞因子/趨化因子反應(yīng)的失調(diào)會引起細(xì)胞因子風(fēng)暴，進(jìn)而影響老年SARS 患者疾病的嚴(yán)重程度，提示細(xì)胞因子風(fēng)暴可能也會影響COVID-19 的嚴(yán)重程度。

1.3 老年人的免疫特征決定了對2019-nCoV 的易感程度 研究表明，相比于從成年人（≤40 歲）中分離的外周血單個(gè)核細(xì)胞（peripheral blood mononuclear cell, PBMC），從老年人（＞65 歲）中分離的PBMC 在對Toll 樣受體7 激動(dòng)劑、水溶性的咪唑喹啉化合物CLO97 及視黃酸誘導(dǎo)蛋白激動(dòng)劑5'-pppRNA/Lyovec 進(jìn)行免疫應(yīng)答時(shí)，出現(xiàn)IFN 反應(yīng)延遲[23]。年齡與循環(huán)血中單核細(xì)胞自發(fā)表達(dá)的促炎性細(xì)胞因子及循環(huán)血中的IL-1 、TNF- 、IL-6 呈正相關(guān)，因此老年人循環(huán)血中促炎性細(xì)胞因子IL-1 、TNF- 及IL-6 增多[24]。老年人的巨噬細(xì)胞功能也發(fā)生變化，在有絲分裂原刺激下，IL-6分泌增多[25]。另外，老年人的胸腺退化，T 淋巴細(xì)胞數(shù)量減少，應(yīng)答降低[26]。老年人的免疫功能異常與重癥SARSCoV 感染相關(guān)。IFN 信號傳導(dǎo)延遲進(jìn)一步協(xié)調(diào)IMMs 反應(yīng)，使T 細(xì)胞對凋亡敏感，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)失調(diào)[21]。病毒特異性T 細(xì)胞對病毒的清除至關(guān)重要，并限制了對宿主的進(jìn)一步損傷[18,27]。此外，T 細(xì)胞應(yīng)答也抑制了過度活躍的先天性免疫應(yīng)答[28]。T 細(xì)胞的數(shù)量減少、低應(yīng)答和凋亡敏感不利于清除病毒。炎性介質(zhì)在ARDS 的發(fā)病中起到了關(guān)鍵作用[29]，多種促炎性細(xì)胞因子有助于加重ARDS[30-32]。因此，老年人感染SARS-CoV 更易引起ARDS 及重癥疾病。基于既往的臨床報(bào)道，推測這種情況也可能出現(xiàn)在2019-nCoV 感染的老年病例中。

2 腸道菌群可通過影響免疫系統(tǒng)在老年重癥COVID-19 中發(fā)揮作用

2.1 老年人腸道菌群特征性變化或與COVID-19 重癥有關(guān)衰老嚙齒動(dòng)物的腸道中，有益菌普拉梭菌、雙歧桿菌和黏液性阿克曼氏菌減少[33]。類似的情況也出現(xiàn)在老年人、百歲老人或虛弱老年人的腸道中[34-36]。這些變化可能在老年重癥COVID-19 中發(fā)揮作用。普拉梭菌作為抗炎細(xì)菌，可誘導(dǎo)高濃度的白細(xì)胞介素-10，抑制抗原特異性干擾素 陽性T 細(xì)胞[37]。 -干擾素可以通過死亡受體Fas-Fas 配體或人腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡，誘導(dǎo)配體-死亡受體DR5 依賴性機(jī)制，炎性細(xì)胞浸潤從而引起氣道和肺泡上皮細(xì)胞凋亡，進(jìn)一步加重SARS 病情[38]。黏液性阿克曼氏菌可通過誘導(dǎo)支持微生物群的黏液分泌，產(chǎn)生抑制結(jié)腸衰老的多胺[39]。多胺（腐胺、亞精胺和精胺）可清除活性氧，誘導(dǎo)應(yīng)激反應(yīng)基因，調(diào)節(jié)核因子B 活化，抑制巨噬細(xì)胞產(chǎn)生促炎性細(xì)胞因子[39]。它的減少可能與老年人巨噬細(xì)胞的變化相關(guān)。另外，黏液性阿克曼氏菌和其他有益微生物的減少會導(dǎo)致腸道微生態(tài)失調(diào)，腸道屏障破壞，隨之泄漏微生物及其產(chǎn)物[40]，從而上調(diào)循環(huán)血中的IFN、TNF- 、IL-6 和IL-1，這可能與老年人循環(huán)血中促炎性細(xì)胞因子的上調(diào)相關(guān)[41-42]。

2.2 老年人腸道菌群個(gè)體差異與2019-nCoV 易感性差異的潛在關(guān)聯(lián) 腸道菌群的組成并非靜態(tài)的，它會隨著飲食、生活方式、感染、免疫反應(yīng)的激活和B 細(xì)胞產(chǎn)生的免疫球蛋白A 等改變。在年輕和年老的宿主之間、百歲老人和體弱老人之間，腸道菌群存在顯著差異[35,43]。與年輕人相比，老年人的腸道表現(xiàn)出更大的個(gè)體間差異[35,43-44]。在成年人中，腸道微生物組的豐富性和復(fù)雜性達(dá)到了頂峰，形成了強(qiáng)大的核心微生物組，從而增加了靈活性，這使得成年人的菌群趨于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，因此年輕人菌群個(gè)體差異較小[45]。流行病學(xué)研究顯示，50 歲以下的成年人感染數(shù)少，病死率低，預(yù)后較50 歲以上的老年人好，這可能與趨于穩(wěn)定的核心微生物組相關(guān)[3]。而隨著年齡的增長，老年人腸道菌群發(fā)生改變，可能會導(dǎo)致腸道菌群對外界的抵抗力下降，故而老年人表現(xiàn)出更大的菌群差異[45]。與健康老年人相比，虛弱的老年人也有更多的促炎性擬桿菌門共生菌[46]、更少的有益短鏈脂肪酸和多胺的生產(chǎn)者[36,39]。與健康的百歲老人相比，年老體弱者幾乎沒有黏液性阿克曼氏菌[35-36]。數(shù)量更少的黏液性阿克曼氏菌和多胺可以通過影響老年人的免疫系統(tǒng)加重SARS 病情。促炎性擬桿菌門共生菌的增多可能會增加老年人體內(nèi)的促炎性細(xì)胞因子。而有益短鏈脂肪酸具有抗炎作用，它可以維持腸上皮的完整性和功能，抑制先天性免疫細(xì)胞產(chǎn)生促炎性細(xì)胞因子[47]。更少的有益短鏈脂肪酸，更為脆弱的腸道屏障完整性和巨噬細(xì)胞釋放更多的炎性因子，使循環(huán)血中的促炎性細(xì)胞因子更多地上調(diào)，進(jìn)而影響SARS 進(jìn)程。根據(jù)SARS-CoV 和2019-nCoV 感染之間眾多的共通點(diǎn)，推測腸道菌群可能同樣在老年重癥COVID-19 中發(fā)揮著作用。腸道菌群的規(guī)律性研究很好地解釋了2019-nCoV 的增齡易感性和個(gè)體差異的問題，也為綜合干預(yù)提供了一種思路。

3 小結(jié)

2019-nCoV 感染癥狀表現(xiàn)多樣，老年患者更易轉(zhuǎn)為重癥，與年齡相關(guān)的免疫系統(tǒng)功能障礙可能在其中起著重要作用，而腸道菌群也可能通過影響免疫系統(tǒng)在老年重癥COVID-19 中發(fā)揮作用。因此，針對老年患者的特點(diǎn)，對老年患者腸道及免疫指標(biāo)進(jìn)行密切監(jiān)測，積極維護(hù)免疫功能，對避免老年COVID-19 患者向重癥和危重癥發(fā)展至關(guān)重要。