王 霜，王貴佐，唐 甜，楊淑梅

(1.西安醫(yī)學(xué)院，陜西 西安710021；2.陜西省人民醫(yī)院呼吸與危重癥一科，陜西 西安710068)

新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)是由2019新型冠狀病毒(2019-nCoV)感染后引起的一種急性呼吸道傳染病，傳染性強(qiáng)，病死率高。世界衛(wèi)生組織宣布將2019-nCoV所引起COVID-19作為國(guó)際社會(huì)關(guān)注的公共衛(wèi)生安全緊急事件[1]。與嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS)相比，COVID-19傳染性更強(qiáng)[2]。該病發(fā)病率及病死率仍不斷增加，因此探索COVID-19的發(fā)病機(jī)制，為疾病治療提供新的方向和思路迫在眉睫?，F(xiàn)就COVID-19發(fā)病機(jī)制及目前治療方案作一綜述，以期為COVID-19的治療提供新思路。

1 COVID-19發(fā)病機(jī)制

1.1 病毒直接侵犯肺組織 2019-nCoV是一類位于有囊細(xì)胞膜的單股正鏈RNA病毒,是引起人和哺乳動(dòng)物上呼吸道感染的重要病原體[3]。受體S蛋白位于冠狀病毒最外層，是冠狀病毒最重要的表面蛋白，與病毒的傳染能力密切相關(guān)，S蛋白包含兩個(gè)亞基：S1和S2，S1包含受體結(jié)合區(qū)域(RBD)，負(fù)責(zé)識(shí)別宿主細(xì)胞內(nèi)受體，同時(shí)承擔(dān)了病毒與宿主細(xì)胞膜相結(jié)合的重要功能；S2含有膜融合過程所需要的基本化學(xué)元件，促進(jìn)病毒包膜與宿主細(xì)胞膜融合，與病毒的侵入能力有關(guān)[4]。血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2(ACE2)是存在于人體內(nèi)上皮細(xì)胞表面的一種蛋白質(zhì)，尤以Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞含量最豐富，發(fā)揮著抗炎、抗增生、抗纖維化、抗肺泡上皮細(xì)胞凋亡和舒張血管等作用[5]。研究發(fā)現(xiàn)2019-nCoV包膜錨定的S蛋白通過ACE2與宿主細(xì)胞膜受體融合后進(jìn)入宿主細(xì)胞[6]，進(jìn)而引起肺部細(xì)胞膜損傷。推測(cè)COVID-19可能是由于2019-nCoV侵入人體，病毒的S蛋白與ACE2接觸后，病毒與ACE2的跨膜區(qū)域一起通過胞吞作用進(jìn)入細(xì)胞，在胰蛋白酶或弗林蛋白酶的作用下，S蛋白被進(jìn)一步激活，發(fā)生膜融合后釋放出新冠病毒RNA引起肺部細(xì)胞損傷，造成彌漫性肺間質(zhì)及肺泡內(nèi)膜水腫，進(jìn)而可能導(dǎo)致急性低氧性呼吸功能不全，甚至導(dǎo)致急性呼吸窘迫綜合征。

1.2 細(xì)胞免疫功能下降參與COVID-19發(fā)病機(jī)制 免疫系統(tǒng)在防御2019-nCoV方面起著至關(guān)重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)COVID-19患者體內(nèi)CD3+T、CD4+T和CD8+T淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)明顯減少,揭示了CD8+T和CD4+T淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)可作為COVID-19疾病的診斷標(biāo)志物和判斷疾病嚴(yán)重程度的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)因子[7]。上述研究提示COVID-19發(fā)病機(jī)制與細(xì)胞免疫受損相關(guān)，2019-nCoV進(jìn)入人體后通過細(xì)胞膜將一部分病毒碎片傳遞到細(xì)胞外，人體免疫細(xì)胞廣泛聚集并消滅病毒，由于病毒不斷繁殖，大量淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞被消耗和破壞，導(dǎo)致機(jī)體免疫功能下降，清除、殺滅病毒能力明顯不足，進(jìn)而導(dǎo)致病毒大量繁殖，破壞正常淋巴組織細(xì)胞，造成彌漫性肺間質(zhì)及肺泡水腫，導(dǎo)致急性低氧性呼吸功能不全，甚至導(dǎo)致ARDS及多器官功能衰竭。

1.3 免疫串?dāng)_失調(diào)和凝血異常參與COVID-19發(fā)病機(jī)制 補(bǔ)體因子是存在于人血清和組織液中具有酶活性的一組補(bǔ)體蛋白質(zhì)，由可溶性蛋白、膜結(jié)合蛋白和補(bǔ)體受體蛋白組成的多分子系統(tǒng)，具有調(diào)理、產(chǎn)生促炎介質(zhì)和激活膜攻擊復(fù)合物(MAC)[8]作用。組織因子暴露于血液中可啟動(dòng)外源性凝血途徑，已證實(shí)補(bǔ)體因子C5a在血液循環(huán)路徑[9]和內(nèi)皮細(xì)胞中[10]能顯著提高組織因子活性。絲氨酸蛋白酶-1(MASP-1)和絲氨酸蛋白酶-2(MASP-2)可裂解凝血酶原形成自然活化的凝血酶，增加血小板活性和聚集，提高凝血酶原活性和釋放血小板衍生促凝顆粒[11]。Brown等[12]的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)補(bǔ)體因子C1抑制因子(CIINH)在其天然狀態(tài)下抑制纖溶酶原，從而導(dǎo)致纖溶減少和血栓形成增加。臨床研究發(fā)現(xiàn)25%的住院COVID-19患者發(fā)展為靜脈血栓栓塞征(VTE)[13]；大部分死亡病例存在彌散性血管內(nèi)凝血(DIC)[14]，考慮重癥COVID-19患者機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生大量細(xì)胞因子促使血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷、血管壁通透性增加，從而激活凝血機(jī)制，患者發(fā)生DIC和VTE的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。上述研究與證據(jù)提示補(bǔ)體、凝血和纖溶之間免疫串?dāng)_參與COVID-19的發(fā)病機(jī)制并與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)。

1.4 炎癥風(fēng)暴參與COVID-19發(fā)病機(jī)制 越來(lái)越多的證據(jù)表明炎癥風(fēng)暴參與COVID-19發(fā)病機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)在肺炎和嚴(yán)重缺氧的COVID-19患者中，IL-6等血清細(xì)胞因子顯著升高，同時(shí)IL-17、IL-8等細(xì)胞因子也出現(xiàn)不同程度的升高[15]。此外，研究發(fā)現(xiàn)在2019-nCoV引起的ARDS患者血漿和支氣管肺泡灌洗液中TNFα明顯升高[16]。綜上推測(cè)2019-nCoV入侵細(xì)胞后,激活促炎癥細(xì)胞因子的表達(dá),導(dǎo)致被感染的細(xì)胞產(chǎn)生多種細(xì)胞因子(如IL-6、IFN-γ、TNF-α升高),進(jìn)一步激活效應(yīng)細(xì)胞及T細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞，免疫細(xì)胞繼續(xù)分泌更多的細(xì)胞因子,這些細(xì)胞因子與各自的受體結(jié)合,不僅高效殺滅病毒還損傷正常器官組織，導(dǎo)致肺纖維化、內(nèi)皮功能障礙并繼續(xù)放大炎癥反應(yīng),形成細(xì)胞因子風(fēng)暴,嚴(yán)重者引發(fā)ARDS,進(jìn)一步可擴(kuò)散至全身導(dǎo)致多器官功能障礙綜合征(MODS),甚至死亡。

1.5 細(xì)胞凋亡級(jí)聯(lián)反應(yīng)參與COVID-19發(fā)病機(jī)制 細(xì)胞凋亡是指由基因控制的細(xì)胞自主有序的死亡從而維護(hù)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，正常情況下，細(xì)胞凋亡通過激活特定的死亡信號(hào)通路，導(dǎo)致細(xì)胞從組織中被清除。然而，許多病毒基因產(chǎn)物可以通過干擾細(xì)胞信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)來(lái)觸發(fā)細(xì)胞凋亡。研究表明，細(xì)胞凋亡是SARS冠狀病毒(SARS-CoV)感染后的主要病理特征[17]，SARS-CoV感染機(jī)體后觸發(fā)一系列細(xì)胞反應(yīng)，調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)級(jí)聯(lián)反應(yīng)如p38蛋白激酶(p38MAPK)和蛋白激酶B(PKB/Akt)信號(hào)通路進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[18]。因2019-nCoV與SARS-CoV具有高度同源性。推測(cè)2019-nCoV感染后同樣會(huì)作用于肺泡上皮細(xì)胞，觸發(fā)一系列細(xì)胞反應(yīng)，誘導(dǎo)正常的肺組織細(xì)胞凋亡，從而引起急性肺損傷，嚴(yán)重者出現(xiàn)ARDS，甚至死亡。

1.6 細(xì)胞代謝異常參與COVID-19發(fā)病機(jī)制 在COVID-19患者的外周血單個(gè)核細(xì)胞和支氣管肺泡灌洗液中發(fā)現(xiàn)與氧化磷酸化相關(guān)的基因表達(dá)較高，提示線粒體活性升高在COVID-19期間起著關(guān)鍵作用；對(duì)COVID-19患者的血清進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)色氨酸代謝、糖酵解和糖異生等途徑被激活[19]；另一項(xiàng)研究顯示重癥COVID-19患者體內(nèi)的葡萄糖、葡萄糖醛酸、膽紅素降解產(chǎn)物和4種膽酸衍生物的濃度均升高，提示肝臟解毒功能可能下降，推測(cè)病毒可能通過影響細(xì)胞代謝途徑來(lái)參與COVID-19的發(fā)病。上述研究提示細(xì)胞代謝異常參與COVID-19發(fā)病機(jī)制。

2 COVID-19治療

2.1 抗病毒治療 現(xiàn)有抗病毒藥物并不能直接消滅病毒，而是抑制病毒在人體內(nèi)的復(fù)制和傳播。洛匹那韋是冠狀病毒蛋白加工過程中一種蛋白酶抑制劑[20]，在細(xì)胞內(nèi)干擾病毒RNA合成，讓RNA鏈合成提前終止，從而形成未成熟、無(wú)感染力的病毒顆粒；瑞德西韋通過抑制2019-nCoV RdRp阻斷負(fù)鏈RNA、亞基因組mRNA和子代病毒基因組RNA的合成，實(shí)現(xiàn)對(duì)病毒復(fù)制的抑制[21]。目前臨床已經(jīng)啟動(dòng)使用聚乙二醇干擾素聯(lián)合利巴韋林治療新冠肺炎患者，皮下注射干擾素副作用較多，因此需對(duì)患者進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控，根據(jù)患者的臨床反應(yīng)調(diào)整劑量[22]。氯喹、羥氯喹具有潛在的廣譜抗病毒活性，磷酸氯喹抗病毒機(jī)制是依靠酸堿反應(yīng)中和溶酶體酸性，抑制病毒脫殼；磷酸羥氯喹可能通過與疏基的相互作用、干擾磷酸酯酶等酶的活性、抑制前列腺素的形成等作用來(lái)起到抗病毒作用[23]。另有研究發(fā)現(xiàn)，氯喹和羥氯喹作為ACE2阻滯劑，通過結(jié)合ACE2可有效阻斷2019-nCoV侵染細(xì)胞[24]。ACE2分布的心臟、食管、腎臟、胃、膀胱這些器官也容易也受到2019-nCoV的侵害，因此感染嚴(yán)重時(shí)，可導(dǎo)致多器官功能衰竭。但這些藥物對(duì)COVID-19的療效和安全性仍有待臨床實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)。

2.2 抗細(xì)胞因子和免疫調(diào)節(jié)劑 新冠肺炎患者血液中免疫細(xì)胞計(jì)數(shù)減少及全身炎癥反應(yīng)細(xì)胞因子的升高提示增強(qiáng)細(xì)胞免疫力有助于COVID-19治療[6]。利托珠單抗是一種重組人源化抗人白介素6(IL-6)受體單克隆抗體，通過結(jié)合可溶性及膜結(jié)合的IL-6受體，阻斷引發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴的關(guān)鍵炎癥因子IL-6 的信號(hào)通路傳導(dǎo)，從而降低新型冠狀病毒誘發(fā)的炎癥反應(yīng)對(duì)患者肺組織及其他器官的損傷[25]。IL-7是T細(xì)胞穩(wěn)態(tài)中的關(guān)鍵細(xì)胞因子，一項(xiàng)臨床研究結(jié)果顯示，重組人IL-7不僅可使膿毒癥休克和嚴(yán)重淋巴細(xì)胞減少癥的患者循環(huán)中淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)、CD4+T和CD8+T細(xì)胞增加，增加T細(xì)胞增殖和活化，而且不會(huì)引起細(xì)胞因子風(fēng)暴和炎癥相關(guān)的器官功能障礙等并發(fā)癥，提示重組人IL-7可能是逆轉(zhuǎn)膿毒癥患者淋巴細(xì)胞減少或缺失，恢復(fù)適應(yīng)性免疫的有效制劑[26]。但重組人IL-7應(yīng)用于臨床治療新冠肺炎還待更多臨床數(shù)據(jù)研究支持。胸腺肽：胸腺素α1是人工合成的28個(gè)氨基酸組成的多肽，通過調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞活性而提高細(xì)胞免疫功能，促進(jìn)正常人淋巴細(xì)胞產(chǎn)生干擾素，增強(qiáng)機(jī)體的自身免疫力。研究提示，胸腺肽可使CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞及相關(guān)受體水平提高，抑制炎癥介質(zhì)發(fā)揮作用，增強(qiáng)機(jī)體細(xì)胞免疫功能增強(qiáng)抵抗力[27]。CYNK-001是一種冷凍保存的同種異體NK細(xì)胞治療方法，CYNK-001一方面通過與受感染細(xì)胞上的應(yīng)激配體和病毒抗原結(jié)合；另一方面通過表達(dá)細(xì)胞溶解分子穿孔素和顆粒酶B，殺死被感染的細(xì)胞。相關(guān)研究證實(shí)其可作為限制病毒復(fù)制和疾病進(jìn)展的潛在療法[28]。

2.3 通過阻斷糖原代謝途徑而阻止細(xì)胞因子風(fēng)暴發(fā)生 巨噬細(xì)胞在介導(dǎo)細(xì)胞因子風(fēng)暴過程中，發(fā)揮極其關(guān)鍵的作用，炎性巨噬細(xì)胞中糖原代謝處于活躍狀態(tài)，一方面利用糖原代謝維持巨噬細(xì)胞的存活，同時(shí)利用該代謝中間產(chǎn)物尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)作為核心信號(hào)分子引起巨噬細(xì)胞的炎性激活?；A(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)通過調(diào)控糖原代謝，可以控制炎性細(xì)胞因子的釋放，進(jìn)而抑制炎癥風(fēng)暴發(fā)生，為新冠肺炎的治療提供新思路[29]。

2.4 激素治療 糖皮質(zhì)激素具有抗炎、抗毒、抗過敏、抗休克的作用，可調(diào)節(jié)免疫活性和減輕各種重大疾病的炎癥[30]。一研究發(fā)現(xiàn)合理的使用糖皮質(zhì)激素可以降低危重癥SARS患者的病死率，縮短住院時(shí)間，且不會(huì)引起繼發(fā)感染及其他并發(fā)癥[31]。最新版診療方案也提出針對(duì)重型、危重型患者，可根據(jù)患者呼吸困難程度、胸部影像學(xué)進(jìn)展情況，酌情短期內(nèi)使用小量糖皮質(zhì)激素[32]。

2.5 血液凈化治療 血液凈化是通過體外循環(huán)技術(shù)，借助各種血液凈化裝置來(lái)清除血液中的病理性物質(zhì)，從而達(dá)到凈化血液的目的。目前這一治療方法存在一定爭(zhēng)議，需要大量的臨床數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)一步探索其合適的治療方案。

2.6 超免疫球蛋白治療 免疫球蛋白能中和抗原，阻斷吞噬細(xì)胞上的Fc受體，調(diào)節(jié)細(xì)胞因子反應(yīng)及免疫細(xì)胞功能。一項(xiàng)對(duì)COVID-19危重癥患者進(jìn)行回顧性分析指出IVIG治療可明顯改善COVID-19危重癥的生存率[33]，提示免疫球蛋白療法可能對(duì)重癥COVID-19起一定的治療作用

2.7 間充質(zhì)干細(xì)胞治療 間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)目前是治療新冠肺炎的一個(gè)新方向。MSCs具有多向分化與自我更新能力,因其具有較強(qiáng)的抗炎能力可以抑制重癥患者體內(nèi)的細(xì)胞因子風(fēng)暴、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能、減慢ARDS進(jìn)程和降低肺部纖維化水平、增強(qiáng)組織損傷修復(fù)而被考慮應(yīng)用于新冠肺炎患者的救治[34]。但供體及組織來(lái)源的不同、劑量療程等問題仍待更加嚴(yán)格的臨床試驗(yàn)和更多的臨床數(shù)據(jù)來(lái)解決,以期獲得可靠的研究結(jié)論，進(jìn)而應(yīng)用于臨床。

2.8 恢復(fù)期患者血漿治療 研究發(fā)現(xiàn)，COVID-19患者恢復(fù)期血漿中可能存在針對(duì)2019-nCoV的特異性抗體。因此，輸注恢復(fù)期血漿可中和血液中的部分病原體以達(dá)到治療效果[35]。國(guó)內(nèi)學(xué)者應(yīng)用康復(fù)期血漿(抗體滴度≥1∶640)200 ml單次劑量治療重癥COVID-19患者，可使患者血漿抗體滴度迅速上升至1∶640以上，臨床癥狀癥狀明顯改善，血氧飽和度及氧合指數(shù)均顯著提升，各項(xiàng)炎癥反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)趨于好轉(zhuǎn)，淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)升高[36]。但康復(fù)期血漿治療COVID-19的最佳劑量、應(yīng)用時(shí)間仍需大規(guī)模臨床對(duì)照試驗(yàn)進(jìn)一步研究。

3 結(jié) 語(yǔ)

前新型冠狀病毒主要通過直接侵犯肺組織、抑制細(xì)胞免疫功能、免疫串?dāng)_、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞代謝異常及炎癥風(fēng)暴等方式導(dǎo)致COVID-19發(fā)病并使病情進(jìn)一步加重。對(duì)新冠肺炎患者來(lái)講，針對(duì)上述發(fā)病機(jī)制涌現(xiàn)了抗病毒治療、抗細(xì)胞因子和免疫調(diào)節(jié)劑、通過阻斷糖原代謝途徑等新的療法，盡管治療藥物種類眾多，但目前仍未研制出特效藥和特效治療方法。因此，在對(duì)新冠肺炎的治療應(yīng)當(dāng)從發(fā)病機(jī)制出發(fā)，通過對(duì)導(dǎo)致新冠肺炎的相關(guān)因素進(jìn)行分析，制定出最佳的治療方案。此外，由于導(dǎo)致病情嚴(yán)重程度的因素比較復(fù)雜，所以，在治療的過程中，應(yīng)當(dāng)在尊重患者個(gè)體差異的基礎(chǔ)上，施行個(gè)體化治療手段。目前最緊迫的任務(wù)是進(jìn)一步研究發(fā)病機(jī)制，從而開發(fā)更多的干預(yù)措施，最終使這種嚴(yán)重的病毒感染得到有效控制。