張彬彬， 于國(guó)華， 史淵源,2△

(1.北京中醫(yī)藥大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院， 北京 100029； 2.深圳北京中醫(yī)藥大學(xué)研究院， 廣東 深圳 518118)

人冠狀病毒(hCoV)可分為低致病性和高致病性冠狀病毒。低致病性冠狀病毒感染上呼吸道，并引起輕度感冒樣呼吸道疾病。相比之下，高致病性hCoV(如嚴(yán)重急性呼吸綜合征CoV(SARS-CoV)、中東呼吸綜合征CoV(MERS-CoV)以及新型冠狀病毒(2019-nCoV)主要感染下呼吸道并引起致命性肺炎。高致病性冠狀病毒引起的嚴(yán)重肺炎通常與病毒快速?gòu)?fù)制、大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)以及促炎性細(xì)胞因子和趨化因子應(yīng)答升高有關(guān)[1]。這些高致病性冠狀病毒可通過(guò)逃避宿主的抗病毒免疫反應(yīng)，促使炎癥性細(xì)胞因子上調(diào)以引起急性感染，這種免疫失調(diào)被稱為細(xì)胞因子風(fēng)暴(cytokine storm，CS)。CS可能致命，也是感染患者死亡率上升的重要潛在因素[2]。

不同病毒感染誘導(dǎo)的CS涉及的細(xì)胞因子種類有所差別，因此在治療策略上可能也會(huì)有所差別。本文述評(píng)了人類高致病性冠狀病毒(SARS-CoV、MERS-CoV、2019-nCoV)的免疫病理學(xué)過(guò)程，分析其中的相同之處和不同之處，剖析不同病毒感染誘導(dǎo)的CS不同特點(diǎn)，為治療CS提供一定的理論依據(jù)。同時(shí)針對(duì)不同的人類高致病性冠狀病毒(SARS-CoV、MERS-CoV、2019-nCoV)，分別總結(jié)歸納中藥防治的藥理作用，旨在為中藥干預(yù)CS提供有意義的臨床指導(dǎo)意見(jiàn)。

1 人類高致病性冠狀病毒引起的CS

1.1 共同之處：干擾素(Interferon，IFN)反應(yīng)失調(diào)

炎癥細(xì)胞因子的過(guò)度誘導(dǎo)和細(xì)胞因子信號(hào)的失調(diào)，可能促使機(jī)體產(chǎn)生相關(guān)的炎癥[3]。對(duì)病毒最有效和最迅速的宿主反應(yīng)是產(chǎn)生I型IFN[4]，IFN是抵抗病毒感染的第一道防線[5]，也是抗病毒先天免疫系統(tǒng)的重要組成部分。首次與病毒接觸產(chǎn)生的IFN會(huì)使病毒繁殖減慢甚至停止，延長(zhǎng)生物體時(shí)間，并有助于建立適應(yīng)性免疫反應(yīng)[4]。但SARS-CoV、MERS-CoV、2019-nCoV在侵入人體初期均具有IFN響應(yīng)延遲和被抑制現(xiàn)象，通過(guò)減慢被感染組織細(xì)胞中的IFN及其抗病毒基因的表達(dá)，病毒可以在感染的最初關(guān)鍵階段獲得時(shí)間，以便在宿主中不受阻礙的繁殖[6]。SARS-CoV可通過(guò)所編碼的nsp3抑制STAT1磷酸化，從而抑制IFN響應(yīng)[4,7]。MERS-CoV的M，4a，4b蛋白和木瓜蛋白酶(PLpro)會(huì)抑制I型IFN和NF-κB信號(hào)通路，從而促進(jìn)先天性免疫逃逸、病毒清除延遲、嗜中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)增強(qiáng)以及特異性T細(xì)胞應(yīng)答受損[8]。2019-nCoV感染引起的總中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞變化與SARS、MERS變化類似。2019-nCoV可能會(huì)在感染早期促使I型IFN響應(yīng)延遲，導(dǎo)致病毒復(fù)制失控[9]、宿主先天免疫應(yīng)答失調(diào)，同時(shí)中性粒細(xì)胞和單核/巨噬細(xì)胞的流入，也會(huì)導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子的大量產(chǎn)生。

IFN-α的缺乏促進(jìn)對(duì)病毒的抗原呈遞，從而削弱強(qiáng)大的抗病毒適應(yīng)性Th-1免疫應(yīng)答發(fā)展[10]。IFN反應(yīng)失調(diào)可能最終導(dǎo)致人類宿主從高先天免疫轉(zhuǎn)向保護(hù)性適應(yīng)性免疫應(yīng)答的失敗[11]。此外，易受COVID-19影響的人是那些具有潛在疾病的人，包括糖尿病、高血壓和心血管疾病患者。這些事實(shí)有力地表明，先天免疫應(yīng)答是疾病轉(zhuǎn)歸的一個(gè)關(guān)鍵因素[9]。

1.2 不同之處

經(jīng)過(guò)查閱文獻(xiàn)并總結(jié)歸納3種高致病性冠狀病毒引起CS的發(fā)病機(jī)理，發(fā)現(xiàn)每種冠狀病毒均有其獨(dú)特的部分，關(guān)注于此將為臨床提供有效的參考依據(jù)。

1.2.1 SARS 核衣殼(nucleocapsid，N)蛋白、刺突(spike，S)蛋白與NF-κB相互作用啟動(dòng)細(xì)胞因子釋放 Zhang等[12]研究發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV的 N蛋白與宿主轉(zhuǎn)錄因子NF-κB相互作用調(diào)節(jié)IL-6的表達(dá)。Wang等[13]研究發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV 的S蛋白與鼠巨噬細(xì)胞之間的相互作用，可以誘導(dǎo)細(xì)胞因子IL-6和TNF-α的釋放，S蛋白觸發(fā)NF-κB的激活，然后啟動(dòng)細(xì)胞因子的釋放，這些研究將為探索SARS-CoV 的N蛋白和S蛋白的功能機(jī)制、SARS-CoV發(fā)病機(jī)理提供新的見(jiàn)解，同時(shí)為預(yù)防和治療SARS-CoV引起的細(xì)胞因子風(fēng)暴提供新的思路。

1.2.2 MERS：MERS-CoV感染T細(xì)胞和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡可能與MERS的高致死率有關(guān) 盡管MERS與SARS高度相似，但MERS的致死率超過(guò)35%[14]，是SARS的3倍。與SARS-CoV和2019-nCoV不同，MERS-CoV的功能受體為二肽基肽酶4(DPP4)。DPP4是T細(xì)胞的激活標(biāo)記，在T細(xì)胞的大量表達(dá)可能使細(xì)胞更易受MERS-CoV感染。MERS-CoV有效感染CD4+和CD8+T細(xì)胞，并下調(diào)受感染細(xì)胞中的表面DPP4[15]。MERS-CoV能夠有效地從外周血、脾臟和扁桃體感染人T細(xì)胞，并且感染MERS-CoV能夠誘導(dǎo)T細(xì)胞大量凋亡，其中涉及外部和內(nèi)在凋亡通路的激活，這可能是MERS高致死率的重要原因。另外，SARS-CoV和MERS-CoV引起淋巴細(xì)胞減少的潛在機(jī)制可能是不同的，而這種不同可能是T細(xì)胞直接感染和感染誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的結(jié)果。除凋亡外，MERS-CoV感染后T細(xì)胞中表面DPP4的急劇消耗，可能會(huì)嚴(yán)重破壞T細(xì)胞的增殖和細(xì)胞功能[15]。

1.2.3 COVID-19 IL-6可能在CS中起關(guān)鍵作用 許多基質(zhì)細(xì)胞和免疫系統(tǒng)細(xì)胞，包括B淋巴細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、肥大細(xì)胞和其他非淋巴細(xì)胞等均可產(chǎn)生IL-6[16]。COVID-19盡管病死率不高，但感染人數(shù)很多，仍有大量患者死亡。隨著越來(lái)越多臨床數(shù)據(jù)的整理和發(fā)布，大量數(shù)據(jù)表明重癥患者存在輕度或重度CS，這是COVID-19患者死亡的重要原因。Michot等通過(guò)臨床觀察發(fā)現(xiàn)，2019-nCoV引起的CS與白介素和趨化因子失調(diào)有關(guān)，從首次成功用抗IL-6受體治療嚴(yán)重的COVID-19患者觀察結(jié)果可以看出，IL-6是引發(fā)新冠肺炎患者炎癥風(fēng)暴中的關(guān)鍵炎癥因子[17]。因此，如果有可能阻斷IL-6的信號(hào)傳導(dǎo)途徑，則有望成為治療重癥COVID-19患者的新方法[18]。

1.2.4 細(xì)胞因子和趨化因子的過(guò)度產(chǎn)生 表1示，通過(guò)臨床研究分析，SARS-CoV、MERS-CoV、2019-nCoV促使受感染細(xì)胞分泌大量的趨化因子和細(xì)胞因子，但分泌的趨化因子和細(xì)胞因子不盡相同。

表1 3種高致病性冠狀病毒誘發(fā)CS涉及的主要細(xì)胞因子

2 中藥對(duì)CS的干預(yù)作用

經(jīng)過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的查閱，總結(jié)歸納分別用于SARS-CoV、MERS-CoV、2019-nCoV的單味中藥及中藥處方如下。

2.1 中藥對(duì)SARS-CoV引起的CS干預(yù)作用

在SARS疫情期間中醫(yī)藥發(fā)揮了重大作用，而后出現(xiàn)了大量關(guān)于中藥治療SARS-CoV引起的免疫失調(diào)的研究。姜代勛等[28]研究發(fā)現(xiàn)，蘆根、大青葉、金銀花、連翹、紫蘇葉、薄荷、黃芪這7味藥可能通過(guò)抑制cAMP-PDE(cAMP-磷酸二酯酶)活性，抑制炎性細(xì)胞因子的釋放和中性粒細(xì)胞的活化，從而實(shí)現(xiàn)抗SARS的作用。甘草酸影響細(xì)胞信號(hào)通路，如蛋白激酶C(PKC)、酪蛋白激酶Ⅱ(CK-Ⅱ)、轉(zhuǎn)錄因子和NF-κB。此外，甘草酸及其苷元代謝物18β甘草次酸上調(diào)巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)型氧化亞氮合酶的表達(dá)，并促進(jìn)氧化亞氮的產(chǎn)生。Cinatl等[29]初步結(jié)果表明，甘草酸在Vero細(xì)胞中誘導(dǎo)氧化亞氮合酶的生成，當(dāng)氧化亞氮供體(NONOate DETA)加入培養(yǎng)基時(shí)，病毒復(fù)制被抑制。Lau等[30]的研究結(jié)果表明，魚(yú)腥草水提取物可以顯著且劑量依賴性地刺激小鼠脾淋巴細(xì)胞的增殖。通過(guò)流式細(xì)胞儀發(fā)現(xiàn)，魚(yú)腥草增加了CD4+T和CD8+T細(xì)胞的比例，此外還引起小鼠脾淋巴細(xì)胞IL-2和IL-10分泌顯著增加。在抗病毒方面，魚(yú)腥草對(duì)SARS-CoV 3C樣蛋白酶(3CLpro)和RNA依賴性RNA聚合酶(RdRp)表現(xiàn)出顯著的抑制作用。

大量實(shí)驗(yàn)表明，清開(kāi)靈注射液、魚(yú)腥草注射液、板藍(lán)根沖劑對(duì)肺部急性炎癥、肺指數(shù)、炎性因子、炎性滲出均有明顯的改善作用[31]。常秀娟等[32]通過(guò)CS探討熱毒寧注射液對(duì)脂多糖(LPS)致大鼠急性肺損傷(ALI)的治療作用及機(jī)制，結(jié)果表明熱毒寧注射液能夠降低ALI模型大鼠肺臟IL-1β、TNF-α、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、ICAM-1、NF-κB水平，改善大鼠肺組織形態(tài)學(xué)變化。在SARS爆發(fā)期間，Lau等[33]探索在高危人群中使用中藥預(yù)防呼吸道病毒感染的可能性研究。在2周內(nèi)3160名醫(yī)護(hù)人員食用由桑菊飲和玉屏風(fēng)散加另外2種抗病毒特性中藥大青葉和黃芩研制成的制劑，其中37人檢查了血清的免疫反應(yīng)。在服用中藥制劑時(shí)，CD4/CD8比值出現(xiàn)短暫性升高，B淋巴細(xì)胞持續(xù)下降，研究結(jié)果顯示，抗病毒中藥制劑在服用過(guò)程中可能產(chǎn)生有益的免疫調(diào)節(jié)作用。

2.2 中藥對(duì)MERS-CoV引起的CS干預(yù)作用

國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委發(fā)布《中東呼吸綜合征病例診療方案(2015年版)》，清開(kāi)靈注射液、參麥注射液分別被列為中醫(yī)中藥治療MERS(邪毒壅肺、正虛邪陷)推薦藥物[34]。

清開(kāi)靈注射液是在傳統(tǒng)名方“安宮牛黃丸”基礎(chǔ)上加減而成[35]，被譽(yù)為“中藥抗生素”。張平等[36]觀察清開(kāi)靈注射液對(duì)急性肺損傷大鼠免疫功能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)清開(kāi)靈注射液能增加CD4+T細(xì)胞數(shù)目，改善CD4+/CD8+比值，對(duì)大鼠急性肺損傷具有明顯的修復(fù)作用。梁愛(ài)華等[37]研究發(fā)現(xiàn)，清開(kāi)靈注射液可以抑制內(nèi)毒素誘導(dǎo)的體內(nèi)炎性因子TNF-α和IL-6的產(chǎn)生，同時(shí)可抑制內(nèi)毒素誘導(dǎo)的血小板數(shù)目降低。

參麥注射液是《癥因脈治》中 “參麥飲”的衍變方[38]，經(jīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、大量藥理研究、臨床驗(yàn)證而成功研制的靜脈注射劑，主要功能是益氣固脫、養(yǎng)陰生津[39]生脈，增強(qiáng)機(jī)體免疫力[40]。范曉春等[41]研究發(fā)現(xiàn)，參麥注射液能夠降低重癥肺炎患者TNF-α、IL-1β、IL-6水平，提高IL-10水平，具有保護(hù)黏膜屏障的功能、調(diào)節(jié)炎癥因子釋放、減輕肺部炎癥反應(yīng)等作用。

很多中藥成分對(duì)病毒蛋白酶有抑制作用，如草質(zhì)素(Herbacetin)、補(bǔ)骨脂乙素(Isobavachalcone)、蠟菊亭(Helichrysetin)[42]、丹參酮等能抑制MERS-CoV 3C樣蛋白酶(3CLpro)活性，從而發(fā)揮抗病毒復(fù)制作用[43]。另外，多酚[44]、丹參酮[45]、肉桂酰胺[46]、泡桐樹(shù)果實(shí)的甲醇提取物等[47]產(chǎn)生了許多能夠靶向PLpro的小分子，具有PLpro的抑制活性作用。而PLpro會(huì)抑制I型干擾素(IFN)和NF-κB信號(hào)通路，因此上述中藥成分可能具有抑制先天性免疫逃逸功效。

2.3 中藥對(duì)2019-nCoV引起CS的干預(yù)作用

2.3.1 新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)中與CS相關(guān)的中成藥 新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)指出，建議重癥及危重癥患者使用清肺排毒湯、化濕敗毒方、喜炎平注射液、血必凈注射液、熱毒寧注射液、痰熱清注射液、醒腦靜注射液、蘇合香丸、安宮牛黃丸、參附注射液、生脈注射液、參麥注射液等中成藥。經(jīng)過(guò)查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，上述中成藥基本都有調(diào)節(jié)細(xì)胞因子、趨化因子的作用，從而對(duì)CS有一定的干預(yù)作用(見(jiàn)表2)。

2.3.2 具有潛在調(diào)節(jié)2019-nCoV引起CS作用的中藥 IL-6是引發(fā)新冠肺炎患者炎癥風(fēng)暴中的關(guān)鍵炎癥因子，尋找對(duì)IL-6有調(diào)節(jié)作用的中藥對(duì)臨床用藥有重大意義，因此有必要認(rèn)真總結(jié)對(duì)IL-6起調(diào)節(jié)作用的中藥(見(jiàn)表3)。

3 討論

CS發(fā)病前征兆少，發(fā)病后救治難度大且后果嚴(yán)重。目前針對(duì)CS大多采用西藥治療，西藥雖有效但其安全性仍存在爭(zhēng)議[73]。新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)強(qiáng)調(diào)中藥治療，中藥作用靶點(diǎn)廣泛，在CS的發(fā)生、進(jìn)展、轉(zhuǎn)歸階段均有一定的效果，并在此方面有著獨(dú)到優(yōu)勢(shì)，因此從中醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)ふ矣行Х街委烠OVID-19重癥及危重癥下的CS是值得重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

表2 新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)與CS相關(guān)的中成藥匯總比較

表3 對(duì)IL-6起調(diào)節(jié)作用中藥的比較

本文分析了人類高致病性冠狀病毒(SARS-CoV、MERS-CoV、2019-nCoV)引起CS的機(jī)理異同點(diǎn)，并歸納總結(jié)了中藥對(duì)3種冠狀病毒引起CS的免疫調(diào)節(jié)作用，發(fā)現(xiàn)其中有很多中藥均可用于3種病毒引起的CS，如清開(kāi)靈注射液、參麥注射液、熱毒寧注射液等，因其機(jī)理有許多共同之處，如調(diào)控TNF、NF-κB等信號(hào)通路抑制炎癥反應(yīng)，降低血清IL-6、IL-8、TNF-α水平等。同時(shí)也有些中藥成分具有針對(duì)其中某種病毒的作用，如多酚、丹參酮、肉桂酰胺、泡桐樹(shù)果實(shí)的甲醇提取物等產(chǎn)生了許多能夠靶向PLpro的小分子，具有對(duì)PLpro的抑制活性作用，從而抑制MERS-CoV引起的先天免疫逃逸。表3示，因IL-6是2019-nCoV誘發(fā)CS的關(guān)鍵細(xì)胞因子，因此重點(diǎn)關(guān)注對(duì)IL-6具有調(diào)節(jié)作用的中藥，將對(duì)臨床治療COVID-19有很好的指導(dǎo)作用。關(guān)注CS機(jī)理的共同之處和不同之處，在未來(lái)的研究中可以更好地了解病毒誘發(fā)CS的全過(guò)程，將CS的發(fā)病機(jī)理與中藥防治CS的機(jī)制緊密聯(lián)合起來(lái)，高效篩選治療藥物并探討其作用機(jī)制[74]，這對(duì)于研發(fā)“廣譜類”抗CS中成藥及“針對(duì)性”抗CS中成藥具有重要參考價(jià)值。然而不同冠狀病毒引起CS的機(jī)理尚未完全研究清楚，中藥干預(yù)CS的機(jī)制亦是如此。本文只是簡(jiǎn)單地比較3種高致病性冠狀病毒引起CS機(jī)理的異同以及簡(jiǎn)單歸納中藥干預(yù)CS的機(jī)制，為臨床治療CS提供一定的用藥思路，而中醫(yī)藥防治CS仍需探索。