周光紅，余旭東，郭建婷，黃 靜，魏 維，吳 波，龍懷聰

(1.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院 a.呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，b.老年重癥監(jiān)護(hù)室，四川 成都 610072；2.川北醫(yī)學(xué)院，四川 南充 637000；3.四川省儀隴縣人民醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，四川 儀隴 637600；4.四川省安岳縣人民醫(yī)院 a.呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，b.重癥監(jiān)護(hù)室，四川 安岳 642300)

自2019年12月以來(lái)，新型冠狀病毒肆虐全球，對(duì)感染病例的呼吸道標(biāo)本全基因組序列分析發(fā)現(xiàn)病原菌為一種新型冠狀病毒(2019 nCoV)，與蝙蝠攜帶的SARS樣冠狀病毒RaTG13株全基因組親緣關(guān)系最近，同源性為96%。雖然我國(guó)積累了大量治療SARS的寶貴經(jīng)驗(yàn)，但目前尚無(wú)特效藥物或疫苗被批準(zhǔn)用于治療新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)。由國(guó)家衛(wèi)生健康委發(fā)布的新型冠狀病毒肺炎診治方案(試用版)中提出了抗病毒、康復(fù)者血漿治療等多種治療方案，其中第二、三、四、五、六版診治方案中均提出可試用α-干擾素(Interferon-α，IFN-α)成人每次500萬(wàn)U或相等劑量加入滅菌注射用水2 ml，每天兩次霧化吸入。IFN-α 為一種廣譜抗病毒藥物，重組人IFN-α1b霧化治療小兒呼吸道病毒感染已在我國(guó)得到兒科臨床專(zhuān)家的廣泛認(rèn)同并A級(jí)推薦[1]，在病毒性肝炎中亦應(yīng)用廣泛，但在COVID-19的治療中占據(jù)怎樣的地位，本文將結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究成果一探究竟。

1 干擾素(interferon，IFN)的分類(lèi)及作用機(jī)理

1.1 IFN的分類(lèi)IFN是機(jī)體細(xì)胞受適宜刺激后分泌的一類(lèi)具有多種生物學(xué)活性的糖蛋白物質(zhì)，根據(jù)其來(lái)源、基因序列及特異性受體的不同，可分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型干擾素。Ⅰ型干擾素主要包括IFN-α、IFN-β、IFN-ω、IFN-κ和IFN-ε，最重要的功能之一為抗病毒，其中IFN-α為目前應(yīng)用較廣的抗病毒藥物之一；Ⅱ型干擾素只有一種：INF-γ，主要生物學(xué)活性為免疫調(diào)節(jié)作用；Ⅲ型干擾素主要包括IFN-1、IFN-2和IFN-3，具有廣譜抗病毒及免疫調(diào)節(jié)作用[2]。人類(lèi)許多種細(xì)胞均能產(chǎn)生IFN，不同的細(xì)胞分泌不同IFNs。關(guān)于不同種類(lèi)IFNs的來(lái)源、結(jié)構(gòu)及生物學(xué)作用見(jiàn)表1。

1.2 IFN的作用機(jī)理IFN具有廣譜抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、抗細(xì)胞增殖等作用[2]。本文將重點(diǎn)闡述IFN在冠狀病毒治療中的抗病毒作用機(jī)理。病毒感染機(jī)體后，宿主細(xì)胞經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)引起IFN等抗病毒細(xì)胞因子表達(dá)，IFN進(jìn)一步激活I(lǐng)FN信號(hào)通路，使得數(shù)以百計(jì)的IFN刺激基因(Interferon-stimulated genes，ISGs)表達(dá)，并借由ISGs引發(fā)抗病毒效應(yīng)。關(guān)于IFN用于治療冠狀病毒感染的作用機(jī)制，目前尚未完全明確，比較認(rèn)可的觀點(diǎn)是IFN通過(guò)誘導(dǎo)限制病毒復(fù)制不同階段的ISGs表達(dá)來(lái)控制病毒感染。ISGs在上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等屏障細(xì)胞中均有表達(dá)，在宿主抵抗病毒感染的過(guò)程中發(fā)揮著舉足輕重的作用。IFN通過(guò)與細(xì)胞表面的 IFN受體結(jié)合，啟動(dòng)下游的JAK-STAT 信號(hào)通路，進(jìn)一步誘導(dǎo)大量ISGs的轉(zhuǎn)錄表達(dá)?，F(xiàn)將ISGs抗病毒作用機(jī)制的主要研究結(jié)果展示如下。

表1 不同種類(lèi)IFNs的來(lái)源及生物學(xué)作用

1.2.1干擾素誘導(dǎo)跨膜蛋白(IFITM) IFITM是一種新型抗病毒細(xì)胞防御分子，由人類(lèi)IFITM基因編碼，該基因定位于11號(hào)染色體上，由4個(gè)功能基因組成：IFITM1、IFITM2、IFITM3和IFITM5。在非IFN誘導(dǎo)情況下，IFITM1、IFITM2和IFITM3在上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞中廣泛表達(dá)，而IFITM5主要在成骨細(xì)胞中表達(dá)。I型和II型IFN均可刺激IFITM表達(dá)。IFITM1、IFITM2和IFITM3通過(guò)改變病毒與細(xì)胞的融合部位來(lái)阻止包括SARS-CoV在內(nèi)的多種病毒入侵[3，4]。因此，推測(cè)霧化吸入IFN，可以直接刺激氣道上皮細(xì)胞誘導(dǎo)IFITM1、IFITM2和IFITM3的表達(dá)以產(chǎn)生抗病毒效應(yīng)。

1.2.2γ-干擾素誘導(dǎo)的溶酶體巰基還原酶(gamma-interferon-inducible lysosomal thiol reductase，GILT) GILT是一種與溶酶體相關(guān)的ISGs，在抗原提呈細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞等)的溶酶體中大量表達(dá)，且可被II型干擾素誘導(dǎo)表達(dá)，通過(guò)限制被選擇的包膜RNA病毒的進(jìn)入而發(fā)揮抗病毒效應(yīng)。GILT通過(guò)甘露糖-6-磷酸受體途徑內(nèi)吞進(jìn)入溶酶體，作為溶酶體和吞噬體中唯一的巰基還原酶，GILT有助于溶酶體蛋白酶組織蛋白酶的降解、維持細(xì)胞正常的氧化還原狀態(tài)和禁止異常自噬[ 5，6]。研究發(fā)現(xiàn)SARS-CoV和埃博拉病毒(Ebola virus，EBOV)通過(guò)進(jìn)入溶酶體的方式實(shí)現(xiàn)病毒播散[7]，而GILT在打開(kāi)內(nèi)化病毒糖蛋白和調(diào)節(jié)溶酶體內(nèi)環(huán)境方面起著關(guān)鍵性的作用，溶酶體是SARS-CoV、EBOV和許多病毒侵入宿主細(xì)胞胞質(zhì)并啟動(dòng)病毒復(fù)制的一個(gè)重要細(xì)胞小體[7～9]，因此，推測(cè)GILT可能會(huì)影響這類(lèi)病毒入侵宿主。2019年，我國(guó)學(xué)者研究證明了GILT亦在肺上皮細(xì)胞中表達(dá)，并且GILT可通過(guò)病毒包膜糖蛋白的介導(dǎo)限制SARS-CoV、EBOV等病毒進(jìn)入宿主，且研究還發(fā)現(xiàn)改變CXXC基序中的兩個(gè)半胱氨酸殘基或取消N-連鎖糖基化的突變可損害GILT的功能，這意味著溶酶體和硫基還原酶功能是GILT抑制這些病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞的必要條件[10]。

1.2.32′-5′ 寡腺苷酸合成酶 (2′-5′-Oligoadenylate synthetase，OAS) OAS基因是另一類(lèi)重要ISGs，其編碼的功能蛋白OAS是一種活性蛋白激酶，該酶通過(guò)抑制病毒蛋白合成來(lái)產(chǎn)生抗病毒效應(yīng)。最初由 IFNs誘導(dǎo)產(chǎn)生的 OAS 并無(wú)活性，在被病毒雙鏈RNA (dsRNA) 激活后才具有抗病毒功能，激活后 OAS 可誘導(dǎo) ATP 水解產(chǎn)生 2′-5′寡腺苷酸，再借 2′-5′寡腺苷酸激活內(nèi)源性?xún)?nèi)切核糖核酸酶 L (RNase L)，激活的RNase L是發(fā)揮抗病毒的關(guān)鍵，病毒和宿主的單鏈RNA(ssRNA)均可被其裂解(被識(shí)別的RNA裂解產(chǎn)物可進(jìn)一步誘導(dǎo)IFN產(chǎn)生及信號(hào)傳導(dǎo)[11])，導(dǎo)致病毒基因翻譯停止、細(xì)胞凋亡，限制病毒在體內(nèi)外復(fù)制和傳播，進(jìn)而發(fā)揮抗病毒功能。

1.2.4骨髓基質(zhì)細(xì)胞抗原 2 (Bone marrow stromal antigen 2，BST2) BST2 是一種脂筏相關(guān)跨膜蛋白，I型IFN可誘導(dǎo)多種細(xì)胞表達(dá)BST2。BST2的結(jié)構(gòu)為N端跨膜結(jié)構(gòu)域，C端糖基磷脂酰肌醇(GPI)錨定，其胞外結(jié)構(gòu)域中有兩個(gè)N-連接糖基化位點(diǎn)，并以二硫鍵連接的二聚體形式存在，而二聚體形式是BST2發(fā)揮抗病毒功能的關(guān)鍵。BST2通過(guò)限制病毒在高爾基體或細(xì)胞膜上出芽而阻斷包括人類(lèi)冠狀病毒229E(hCoV-229E)[12]、SARS-CoV[13]在內(nèi)等多種包膜病毒的釋放，依此產(chǎn)生抗病毒效應(yīng)。

1.2.5其他機(jī)制 另外，膽固醇-25-羥化酶(cholesterol-25-hydroxylase，CH25H)[14]，ADAP2[15]和NCOA7[16]也已被證實(shí)通過(guò)抑制病毒宿主細(xì)胞膜融合或內(nèi)源性病毒離子的內(nèi)吞轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)阻斷病毒的進(jìn)入而發(fā)揮抗病毒效應(yīng)?？傊琁SGs 是宿主發(fā)揮抗病毒作用的一類(lèi)效應(yīng)分子，降解病毒基因、抑制蛋白質(zhì)合成、翻譯和裝配，在病毒感染的各個(gè)階段均能發(fā)揮作用。盡管一些ISGs在控制病毒感染方面的作用已被揭示，但仍不能完全解釋IFN的抗病毒作用機(jī)制，因此仍需要進(jìn)一步的深入研究來(lái)助力人類(lèi)戰(zhàn)勝冠狀病毒。

當(dāng)然，IFN尚有增強(qiáng)免疫及抗腫瘤作用：它通過(guò)作用于腫瘤細(xì)胞膜上的特異性受體，激活腺苷酸環(huán)化酶(AC)的表達(dá)，從而抑制腫瘤DNA的合成和細(xì)胞的分裂；它誘發(fā)腫瘤細(xì)胞MHC(主要組織相容性復(fù)合體因子)的表達(dá)，增強(qiáng)免疫監(jiān)視作用而利于清除腫瘤細(xì)胞；另外，IFN也可提高CD4+細(xì)胞反應(yīng)性以誘導(dǎo) T 細(xì)胞的增生以及活化細(xì)胞毒性 T 淋巴細(xì)胞、激活B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生各種特異性抗體、激活NK細(xì)胞發(fā)揮殺傷活性、激活單核巨噬細(xì)胞發(fā)揮吞噬功能，從而抑制腫瘤細(xì)胞活性或殺傷腫瘤細(xì)胞。我們認(rèn)為，IFNs的上述功能在抗病毒作用中亦是不可分割的。

2 霧化治療的作用機(jī)制

霧化吸入是呼吸系統(tǒng)相關(guān)疾病的重要治療手段之一，霧化吸入通過(guò)特殊裝置將藥物轉(zhuǎn)變?yōu)闅馊苣z形態(tài)，經(jīng)口腔或鼻腔吸入，沉積于呼吸道和肺泡，以達(dá)到治療疾病、改善癥狀和濕化氣道的作用。因其具有用藥量少、局部藥物濃度高、起效快、不良反應(yīng)輕、操作方便及患者舒適度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。目前臨床上常用的霧化吸入裝置可分為射流霧化器、超聲霧化器和振動(dòng)篩孔化器，IFN作為一種基因重組蛋白產(chǎn)物，霧化給藥時(shí)為保證其生物活性及分子結(jié)構(gòu)完整性，建議選用振動(dòng)篩孔化器及射流霧化器，而超聲霧化產(chǎn)生的熱量可能會(huì)破壞IFN的生物活性，故不建議使用[17]。氣溶膠微粒在氣道的沉降是藥物發(fā)揮作用的關(guān)鍵，其影響因素主要取決于氣溶膠微粒大小和患者呼吸方式，直徑1～5 μm(1～3 μm最佳)的氣溶膠微?？奢^多沉降在下呼吸道和肺泡內(nèi)，而緩慢而深長(zhǎng)的呼吸，有利于增加氣溶膠微粒在肺內(nèi)沉降。此外氣溶膠發(fā)生裝置、吸入藥物的藥代動(dòng)力學(xué)對(duì)氣溶膠微粒在氣道沉降也均有影響。IFN-α1b注射液經(jīng)霧化吸入后，霧滴粒子的粒徑分布適合呼吸道藥物遞送，并可沉積于各級(jí)支氣管、細(xì)支氣管和肺部等部位[18]?？梢?jiàn)，霧化吸入IFN-α注射液的空氣動(dòng)力學(xué)能夠支持其用于COVID的療效。

3 IFN在冠狀病毒中的治療

由于2019-nCoV 與SARS-CoV和MERS-CoV均屬于β-冠狀病毒，其與SARS-CoV 存在約70%的序列同源性，與MERS-CoV約40%的序列同源性。目前對(duì)于冠狀病毒的認(rèn)識(shí)主要基于前期對(duì)于SARS-CoV、MERS-CoV 的相關(guān)研究。

2002年SARS肆虐中國(guó)時(shí)，抗病毒藥物利巴韋林聯(lián)合IFN是治療SARS的一種選擇[19]，但最終的回顧分析并未肯定IFN在SARS中的療效[20]。即便如此，學(xué)者對(duì)干擾素在冠狀病毒治療中的探索并未止步。2012年MERS-CoV爆發(fā)，IFN再次被納入治療方案。Falzarano等[21]發(fā)現(xiàn)利巴韋林聯(lián)合IFN-α2b，在較低治療濃度下就能有效抑制MERS-CoV 在培養(yǎng)細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制(IFN-α2b從250 U/ml開(kāi)始降低致細(xì)胞病變效應(yīng)(CPE)，在1000 U/ml及以上濃度時(shí)完全消除CPE；利巴韋林從100 μg/ml濃度開(kāi)始降低CPE，在200 μg/ml及以上濃度時(shí)完全消除CPE)，且二者具有協(xié)同效應(yīng)。感染MERS-CoV的恒河猴在病程最初8小時(shí)內(nèi)使用利巴韋林聯(lián)合IFN-α2b，能降低病毒在體內(nèi)的復(fù)制，改善臨床癥狀，顯著減輕肺損害[22]。但該聯(lián)合療法可能僅適用于疾病早期階段，而對(duì)具有嚴(yán)重并發(fā)癥的晚期患者療效并不顯著[23]。因此，用藥時(shí)機(jī)也是影響治療效果的一個(gè)重要因素。此外，研究證實(shí)MERS-CoV對(duì)IFN-α的治療敏感性高于SARS-CoV 50～100倍[24]。由此可見(jiàn)，不同冠狀病毒對(duì)IFN的治療反應(yīng)亦不相同。但總體來(lái)說(shuō)，IFN用于MERS-CoV的治療價(jià)值還是得到一致認(rèn)可。2014年發(fā)表于柳葉刀的一篇回顧性研究顯示口服利巴韋林聯(lián)合皮下注射IFN-α(IFN-α：皮下注射，180 μg/周，連用2周；利巴韋林：口服2 000 mg負(fù)荷劑量后，根據(jù)肌酐清除率不同選擇不同劑量與頻次，8～10天)治療MERS-CoV可顯著降低重癥患者的14 天病死率，但不能改善28天病死率[25]。上述研究顯示：IFN-α在SARS和MERS的抗病毒治療中有一定應(yīng)用價(jià)值，但均為肌肉注射或皮下注射。

鑒于2019-nCoV 與SARS-CoV和MERS-CoV的同屬及同源性，肌肉注射或皮下注射IFN的不良反應(yīng)較大，我國(guó)針對(duì)COVID-19的治療方案推薦嘗試霧化吸入使用IFN-α。霧化吸入可使藥物直達(dá)呼吸道，具有靶向性強(qiáng)、安全性好及依從性高等優(yōu)點(diǎn)。

我國(guó)尚無(wú)IFN-α專(zhuān)用霧化制劑，注射劑品種包括重組人IFN-α1b、IFN-α2a及IFN-α2b。目前，國(guó)內(nèi)使用的主要是IFN-α1b 與IFN-α2b，其中，IFN-α1b 基因由我國(guó)侯云德院士于1982 年從健康中國(guó)人臍血白細(xì)胞中獲得，是中國(guó)人機(jī)體主要抗病毒的IFN 亞型，而IFN-α2a 和IFN-α2b 的基因來(lái)源于西方白種人。關(guān)于霧化吸入IFN-α用于病毒性肺炎的嘗試主要源于我國(guó)的兒童病例。目前我國(guó)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，霧化吸入IFN-α1b能改善兒童腸道病毒71型手足口病患兒及小兒呼吸道合胞病毒肺炎患兒的臨床癥狀，且不良反應(yīng)少[26，27]。故重組人IFN-α1b霧化治療小兒呼吸道病毒感染已在我國(guó)得到兒科臨床專(zhuān)家的廣泛認(rèn)同并A級(jí)推薦[1]。但筆者仔細(xì)查閱國(guó)外文獻(xiàn)，并未發(fā)現(xiàn)霧化吸入IFNs治療呼吸道病毒感染的報(bào)道，僅有少數(shù)的研究顯示霧化吸入IFN-γ可能有助于耐藥肺結(jié)核的控制和IPF的治療[28]，說(shuō)明霧化吸入IFNs可能在呼吸系統(tǒng)疾病的治療中具有一定應(yīng)用前景。但目前缺乏關(guān)于IFN-α霧化吸入治療COVID-19的臨床研究結(jié)果，其有效性和安全性尚需進(jìn)一步研究。

4 霧化吸入IFN治療冠狀病毒肺炎的不良反應(yīng)

總體來(lái)說(shuō)，霧化吸入IFN具有作用迅速、用藥劑量小、全身不良反應(yīng)輕等優(yōu)點(diǎn)，但仍不能忽視其不良反應(yīng)。肌肉注射IFN-α的不良反應(yīng)主要包括低熱和流感樣癥狀群[29]，也可引起厭食和疲勞等不良反應(yīng)。國(guó)內(nèi)學(xué)者在總結(jié)了99例IFN使用者的不良反應(yīng)后指出IFN引起的不良反應(yīng)大多輕微而可逆，但也有部分為嚴(yán)重的，甚至是致死的反應(yīng)[30]。一項(xiàng)研究在比較了IFN-α1b 不同給藥途徑治療兒童病毒性肺炎中的不良反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)，肌注組不良反應(yīng)發(fā)生率為 7.59%，而霧化組未發(fā)生明顯不良反應(yīng)[31]。另一項(xiàng)關(guān)于霧化吸入IFN-α2b注射液治療小兒呼吸道合胞病毒肺炎的研究，亦表示霧化吸入IFN-α2b與常規(guī)治療相比，二者間的不良反應(yīng)并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[28]。但研究顯示IFN霧化治療過(guò)程中產(chǎn)生的微生物氣溶膠，大部分會(huì)隨呼吸呼出[32]，在相對(duì)密閉的環(huán)境中，長(zhǎng)時(shí)間暴露于高濃度含新冠病毒的氣溶膠，可能會(huì)增加交叉感染風(fēng)險(xiǎn)[33]。為此，近期倪忠等針對(duì)新型冠狀病毒感染患者的霧化吸入治療的建議指出：應(yīng)選用霧化專(zhuān)用劑型進(jìn)行霧化，在選用霧化藥物時(shí)，關(guān)注各種藥物霧化藥物的不良反應(yīng)，并選用正確的霧化裝置，當(dāng)然，應(yīng)嚴(yán)密保護(hù)醫(yī)護(hù)人員[34]。并且霧化氣溶膠溫度不適宜易誘發(fā)患者出現(xiàn)氣道高反應(yīng)、支氣管痙攣、高反應(yīng)性咳嗽等不良反應(yīng)，尤其易發(fā)生于合并基礎(chǔ)肺病的患者[35]。此外，部分廠家生產(chǎn)的IFN-α的輔料中含有苯甲醇等防腐劑，霧化時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致呼吸道黏膜損傷，誘發(fā)哮喘發(fā)作[36]。不適當(dāng)?shù)撵F化治療也會(huì)加重呼吸道疾病，造成缺氧甚至肺水腫。再者，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的IFN-α均為注射制劑，雖然有文獻(xiàn)支持其空氣動(dòng)力學(xué)符合霧化制劑的要求，但其用藥說(shuō)明中沒(méi)有提到其可用于霧化吸入，屬于“超說(shuō)明書(shū)用藥”范疇，臨床醫(yī)生應(yīng)注意請(qǐng)患者及家屬簽署應(yīng)用同意書(shū)。

5 總結(jié)

隨著 COVID-19疫情向全球逐漸蔓延開(kāi)來(lái)，全球均積極應(yīng)對(duì)，致力于探索潛在的有效藥物并大力研制新藥(包括疫苗)，但新藥的開(kāi)發(fā)需一段漫長(zhǎng)的時(shí)期，諸如氯喹、IFN、利巴韋林等老藥新用成為當(dāng)下治療熱點(diǎn)。IFN作為一種廣譜抗病毒藥物，是20世界人類(lèi)基因工程的產(chǎn)物，曾參與SARS 和 MERS的治療，且發(fā)現(xiàn)有一定的治療價(jià)值，因此再次登上COVID-19的治療舞臺(tái)。但I(xiàn)FN在SARS 和 MERS的治療中一般采取肌肉注射或皮下注射，霧化吸入途徑既往僅用于兒童病毒性肺炎患者，鑒于霧化吸入IFN用量少、局部藥物濃度高且不良反應(yīng)輕等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)家衛(wèi)生健康委合理且大膽地提出試用 IFN-α 霧化吸入治療COVID-19。由于霧化吸入IFN治療冠狀病毒實(shí)屬首次，因此需嚴(yán)格把握其治療時(shí)機(jī)，高度重視不良反應(yīng)，并規(guī)范操作，減少不必要的交叉感染。更重要的是開(kāi)展大規(guī)模的臨床應(yīng)用研究，獲得更多的證據(jù)，應(yīng)對(duì)呼吸道病毒的肆虐！