龔 航, 黃 忠, 劉先麗
1 自貢市第一人民醫(yī)院 消化內(nèi)科,四川 自貢 643000;2 自貢市中醫(yī)醫(yī)院 超聲科, 四川 自貢 643000
冠狀病毒(coronavirus,CoVs)是所有已知病毒中基因組最大的RNA病毒,廣泛存在于人類、鼠、豬等動(dòng)物體內(nèi)[1]。目前已知7種CoVs可引起人類疾病,一般而言,15%~30%普通感冒由人類冠狀病毒引起(human coronaviruses,HCoVs),主要包括HCoV-NL63、HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-HKU1。另外3種為高致病性人類HCoVs,主要包括嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒(SARS-CoV)、中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)、2019新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)。高致病性HCoVs可引起呼吸道、腸道、肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)疾病,并可導(dǎo)致急性呼吸窘迫綜合征、多器官功能衰竭,甚至死亡[2]。2019年12月首次報(bào)道了SARS-CoV-2引起肺炎和死亡的嚴(yán)重病例,不久之后世界各地也相繼發(fā)現(xiàn)病毒感染事件,并被世界衛(wèi)生組織列為“國(guó)際關(guān)注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件”。隨著病例的增加和相關(guān)研究的深入,發(fā)現(xiàn)新型冠狀病毒肺炎(corona virus infective disease 2019, COVID-19)患者除了出現(xiàn)發(fā)熱、咳嗽等呼吸道系統(tǒng)癥狀外,還有不同程度的血清肝酶水平的異常升高。然而,極少有研究對(duì)CoVs所致肝損傷的原因、機(jī)制等進(jìn)行探討。本文綜述了21世紀(jì)嚴(yán)重危害社會(huì)公共衛(wèi)生安全的三大CoVs(SARS-CoV、MERS-CoV、SARS-CoV-2)的病原學(xué)特點(diǎn)以及感染所致肝損傷的發(fā)病機(jī)制、病理生理和臨床特點(diǎn),為進(jìn)一步研究COVID-19致肝損傷提供了幫助。
SARS-CoV是β-屬Sarbecovirus亞屬的單股正鏈RNA CoVs,有包膜,成熟的病毒呈圓球形、橢圓形,成熟的和未成熟的病毒在形態(tài)和大小上有較大差異,直徑多為60~120 nm,其基因序列與SARS-CoV-2同源性高達(dá)82%[3]。MERS-CoV是一種β-屬M(fèi)erbecovirus亞屬的單股正鏈RNA病毒,有包膜,病毒顆粒近似球形,通過(guò)冷凍電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)直徑大約125 nm,其基因序列與SARS-CoV-2同源性高達(dá)50%[3-4]。SARS-CoV-2為β-屬Sarbecovirus亞屬的單股正鏈RNA病毒,是已知RNA病毒中基因組最大的病毒,有包膜,顆粒呈圓形或橢圓形,常為多形性,直徑約60~140 nm。3種病毒均對(duì)溫度(56 ℃,30~90 min)和紫外線敏感,也對(duì)有機(jī)溶劑敏感,如乙醚、75%乙醇、含氯消毒劑、過(guò)氧乙酸等,且氯己定被明確指出不能有效滅活SARS-CoV-2。
2.1 病毒直接作用 血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(angiotensin converting enzyme 2,ACE2)早已被證實(shí)是SARS-CoV侵入人體的主要方式,Zhou等[5]從人類、馬蹄蝙蝠、果子貍、豬和老鼠中提取的HeLa細(xì)胞(可表達(dá)ACE2蛋白)進(jìn)行病毒感染研究,證實(shí)SARS-CoV-2也可通過(guò)ACE2受體進(jìn)入細(xì)胞,且不利用其他受體[如氨肽酶N、二肽基肽酶4(dipeptidyl peptidase 4,DPP4)]。肝細(xì)胞、膽管上皮細(xì)胞以及肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞均表達(dá)ACE2,其中膽管上皮細(xì)胞與肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞ACE2表達(dá)水平相當(dāng),并顯著高于肝細(xì)胞,提示受體介導(dǎo)的肝酶升高主要是由于膽管細(xì)胞功能障礙造成的,但COVID-19臨床資料[6-8]顯示部分肝損傷患者血清膽管損傷標(biāo)志物(ALP、GGT)并無(wú)明顯升高,因此ACE2受體介導(dǎo)并不是肝損傷的主要原因。另有研究[9]發(fā)現(xiàn)SARS-CoV的特異性非結(jié)構(gòu)蛋白7a過(guò)度表達(dá)可誘導(dǎo)caspase依賴性的細(xì)胞凋亡(表達(dá)后可引起細(xì)胞G0/G1期阻滯和凋亡),這種凋亡在肺部、肝臟細(xì)胞中均能發(fā)生。DPP4主要表達(dá)于肺、肝、腎、小腸、前列腺上皮細(xì)胞,MERS-CoV主要通過(guò)DPP4受體進(jìn)入感染細(xì)胞,進(jìn)入細(xì)胞后,S蛋白酶的分解促進(jìn)了病毒與細(xì)胞的融合,并將病毒RNA釋放到細(xì)胞質(zhì)中,病毒RNA的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制均在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成的雙膜囊中進(jìn)行,通過(guò)一系列細(xì)胞內(nèi)增殖導(dǎo)致細(xì)胞變性、死亡[10]。
2.2 藥物性肝損傷 洛匹那韋、利托那韋、抗生素、類固醇、對(duì)乙酰氨基酚等這類藥物說(shuō)明書都標(biāo)明了存在肝損傷等不良反應(yīng)[11],特別是洛匹那韋/利托那韋,提示在應(yīng)用藥物治療危重癥過(guò)程中,藥物性肝損傷可能是高致病性CoVs感染者肝損傷的原因之一。高致病性CoVs輕癥感染者發(fā)生肝功能異常的概率不高,若在使用上述藥物后出現(xiàn)肝轉(zhuǎn)氨酶異常,應(yīng)考慮藥物性肝損傷可能性大。
2.3 炎癥因子風(fēng)暴 高致病性CoVs感染所致的全身炎癥反應(yīng)綜合征、多器官功能障礙、休克等可導(dǎo)致肝細(xì)胞缺血缺氧、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),并通過(guò)活性氧簇、過(guò)氧化產(chǎn)物進(jìn)一步啟動(dòng)多種促炎因子的釋放而導(dǎo)致肝臟進(jìn)一步損傷[8]。研究[12]表明SARS患者ALT異常組IL-1、IL-6、IL-10顯著高于ALT正常組(P<0.05),在MERS-CoV感染的急性期,輔助性T淋巴細(xì)胞1和17也與促炎因子(IFNγ、TNFα、IL-15、IL-17)顯著地同步升高[4]。
2.4 基礎(chǔ)肝臟疾病加重 我國(guó)大約有3億人患有包括慢性病毒性肝炎(HBV/HCV)、非酒精性脂肪性肝病和酒精性肝病等在內(nèi)的肝臟疾病[13]。HBV/HCV感染的SARS患者更容易發(fā)生肝損傷和重型肝炎,可能是由于SARS-CoV感染期間肝炎病毒復(fù)制增強(qiáng)所致[3]。然而現(xiàn)有COVID-19病例研究中,尚未報(bào)道基礎(chǔ)肝臟疾病與COVID-19之間的相互作用關(guān)系,閱讀先前MERS致肝損傷文獻(xiàn),同樣未見相關(guān)報(bào)道。鑒于如此沉重的負(fù)擔(dān),需要仔細(xì)評(píng)估不同基礎(chǔ)肝臟情況對(duì)COVID-19患者肝功能的影響。
SARS-CoV患者肝組織多為非特異性炎癥改變:肝小葉結(jié)構(gòu)存在,肝細(xì)胞彌漫混濁腫脹,輕度氣球樣變性,有不同程度嗜酸性變、灶性脂肪變性的點(diǎn)片狀壞死,肝細(xì)胞索解離,小葉內(nèi)Kupffer明顯增生;匯管區(qū)未見擴(kuò)大或輕度增大,輕到中度的淋巴細(xì)胞浸潤(rùn),部分患者可見到明顯的中央靜脈周圍肝細(xì)胞壞死,逆轉(zhuǎn)錄PCR顯示肝組織中存在SARS-CoV的證據(jù)。SARS患者未見肝細(xì)胞內(nèi)大量淤膽和毛細(xì)膽管膽栓形成,說(shuō)明無(wú)明顯膽道損害及膽汁淤積或者膽紅素代謝尚處于一種代償階段。SARS患者的肝組織學(xué)檢查均為伴有不同程度嗜酸性變、腫脹變性、脂肪變性的點(diǎn)片狀壞死的非特異性炎癥病變,且肝小葉結(jié)構(gòu)存在,說(shuō)明肝損傷程度較輕[14]。Alsaad等[15]對(duì)MERS-CoV感染者肝活檢發(fā)現(xiàn),肝細(xì)胞表現(xiàn)為輕度大泡性脂肪變性、竇樣充血和局灶性周圍靜脈損傷,肝小葉內(nèi)可見輕度血竇淋巴細(xì)胞增多和小的壞死性炎癥灶等非特異性炎癥改變;未見交界性肝炎或小葉間膽管炎,在肝臟門靜脈炎性改變中均可見CD4+和CD8+T淋巴細(xì)胞浸潤(rùn),說(shuō)明MERS患者無(wú)明顯膽管上皮細(xì)胞損傷,也提示肝損傷可能由MERS-CoV感染引起。COVID-19尸檢病理結(jié)果與SARS和MERS類似,肝細(xì)胞中度微血管脂肪變性、輕度小葉和門靜脈炎;肝血竇充血,匯管區(qū)淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞浸潤(rùn),微血栓形成等非特異性炎癥改變,但未提及膽管改變情況[16]。
2002年11月首次報(bào)道了SARS感染病例,此后迅速蔓延至全球29個(gè)國(guó)家和地區(qū)。SARS-CoV主要通過(guò)呼吸道飛沫和密切接觸傳播,SARS患者可發(fā)生肝損傷,肝損傷的發(fā)生率為37.1%~87%,病死率達(dá)到9.6%[3],主要表現(xiàn)在疾病早期ALT或AST輕度到中度升高,且肝酶水平常隨疾病嚴(yán)重程度增加而上升[17]。段鐘平等[12]對(duì)154例SARS患者進(jìn)行臨床觀察,結(jié)果表明37.7%的患者出現(xiàn)ALT或AST升高,70.7%的患者以ALT單項(xiàng)升高為主,重癥患者淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)絕對(duì)值明顯下降,以CD4+T淋巴細(xì)胞亞群減少為著。Yang等[18]對(duì)168例SARS患者進(jìn)行研究,證實(shí)SARS患者在入院時(shí)、入院后(分別為第1、2、3周)血清ALT異常率分別達(dá)到52.5%、71.8%、85.7%和85.2%,提示SARS患者肝損傷發(fā)生率高、病程長(zhǎng),常發(fā)生在早期。2014年Briese等[19]從人類和駱駝身上獲得的MERS-CoV整個(gè)基因組序列幾乎完全相同,提示人類通過(guò)直接接觸動(dòng)物感染,特別是中東地區(qū)的單峰駱駝,而人與人之間的傳播主要通過(guò)密切接觸傳播[20]。根據(jù)歐洲疾病預(yù)防控制中心[21]2018年1月的數(shù)據(jù),全世界有2122例MERS感染病例(其中已導(dǎo)致740人死亡),病死率高達(dá)34.9%,閱讀相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)肝損傷的發(fā)生率位于11%~86.8%。Saad等[22]對(duì)70例沙特阿拉伯MERS-CoV感染者的研究表明,MERS-CoV感染后導(dǎo)致的并發(fā)癥十分廣泛且嚴(yán)重,其中31.4%的患者出現(xiàn)肝功能異常[AST: 59(29~87)U/L],總病死率高達(dá)60%,并且白蛋白水平減低、高齡可作為預(yù)測(cè)重癥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Arabi等[23]對(duì)2012年9月-2015年10月14家沙特阿拉伯醫(yī)院共計(jì)330例MERS-CoV感染者的研究表明,ALT、AST升高的患者占比分別為56.3%、86.8%,其中ICU非幸存者肝功能異常的發(fā)生率顯著高于存活者(91.3% vs 77.9%,P<0.05),提示感染嚴(yán)重程度與肝功能異常的發(fā)生密切相關(guān)。SARS-CoV-2主要通過(guò)呼吸道飛沫和密切接觸傳播,研究[3]表明COVID-19感染者肝酶水平(ALT、AST)可能出現(xiàn)異常升高,并隨疾病嚴(yán)重程度增加而上升,肝損傷的發(fā)生率位于14.8%~78%,病死率達(dá)到3.7%,重癥患者可出現(xiàn)ALT、AST、LDH 顯著升高,黃疸少見,低白蛋白血癥較多。Huang等[24]最早報(bào)道了武漢金銀潭醫(yī)院41例COVID-19感染者(ICU病房13例、普通病房28例),ICU患者ALT、AST、LDH水平明顯高于普通病房患者(P<0.05),其中ICU患者ALT 49.0(29.0~115.0)U/L、AST 44.0(30.0~70.0)U/L,普通病房患者ALT 27.0(19.5~40.0)U/L、AST 34.0(24.0~40.5)U/L。Chen等[25]研究證實(shí)COVID-19感染者中約43.43%的患者出現(xiàn)不同程度的肝功能異常,其中1例出現(xiàn)嚴(yán)重的肝損傷(ALT 7590 U/L,AST 1445 U/L),而Shi等[26]進(jìn)一步證實(shí)COVID-19無(wú)癥狀組血清AST水平[(30.2±8.7)U/L,P=0.002 6]顯著低于有癥狀組。Guan等[27]對(duì)全國(guó)30個(gè)省/自治區(qū)/自轄市的552家醫(yī)院共計(jì)1099例確診COVID-19感染者的研究表明,重癥患者相比于非重癥患者血清中ALT、AST水平異常(>40 U/L)占比明顯升高(28.1% vs 19.8%、39.4% vs 18.2%,P值均<0.05),發(fā)生主要復(fù)合終點(diǎn)事件(入住ICU、機(jī)械通氣或死亡)的患者血清ALT、AST水平異常占比也明顯升高(40.8% vs 19.9%、50.0% vs 20.1%,P值均<0.05)。Cai等[28]分析深圳市定點(diǎn)轉(zhuǎn)診醫(yī)院的298例COVID-19感染者,進(jìn)一步證實(shí)肝損傷主要發(fā)生在重癥患者(36.2% vs 9.6%,P<0.001)。此外,伴有糖尿病、高血壓的COVID-19危重癥患者中更容易出現(xiàn)肝轉(zhuǎn)氨酶異常升高,而且這類患者容易重癥化,但伴有脂肪肝、病毒性肝炎等基礎(chǔ)疾病的輕癥患者發(fā)生肝功能異?;蚣又氐母怕瘦^低(表1)。
表1 高致病性CoVs的相關(guān)特征
高致病性CoVs均可引起不同程度的肝損傷,肝損傷程度與疾病嚴(yán)重程度密切相關(guān)。根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)SARS-CoV患者肝損傷普遍存在,但多為輕度至中度損害,其發(fā)生率高于MERS-CoV和SARS-CoV-2,而MERS-CoV相較于SARS-CoV、SARS-CoV-2有更高的致死率。臨床上應(yīng)注意監(jiān)測(cè)、評(píng)估COVID-19患者肝功能情況,注意甄別肝損傷的病因,不建議重度肝功能不全患者服用洛匹那韋/利托那韋等藥物,同時(shí)警惕原有基礎(chǔ)肝病的病情惡化,及時(shí)對(duì)肝損傷患者采取合適的保肝措施,可在一定程度上減少重癥肝炎、肝衰竭的發(fā)生。
作者貢獻(xiàn)聲明:龔航負(fù)責(zé)課題設(shè)計(jì),資料分析,撰寫論文;黃忠參與臨床資料收集,修改論文;劉先麗負(fù)責(zé)擬定寫作思路,指導(dǎo)撰寫文章并最后定稿。