淋巴細胞減少和炎性細胞因子風暴是在高致病性冠狀病毒感染（如SARS、MERS）中被觀察到的典型異常，且被認為與疾病嚴重程度有關。最近也有研究報告，新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）感染（COVID-19）患者出現外周血淋巴細胞計數下降，以及血清炎性細胞因子水平升高[1, 2]。細胞因子風暴（即，炎症風暴，一旦發生可迅速引起單器官或多器官功能衰竭，最終威脅生命）被認為是重型和危重型COVID-19患者死亡的一個重要原因。
然而，在SARS-CoV-2感染期間，外周血中不同淋巴細胞亞群以及炎性細胞因子動力學是如何變化的在很大程度上仍不清楚。
2月18日，華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院（武漢協和醫院）的研究團隊發表在預印本平臺medRxiv上的一篇文章首次描述了不同疾病嚴重程度的COVID-19患者外周血淋巴細胞亞群和細胞因子的動態變化[3]。
一、COVID-19患者的臨床特徵
該研究共納入了40例確診病例，輕型27例（67.5%），重型13例(32.5%)。有2例重型患者在發病15天和21天死亡。患者中位年齡為48.7±13.9歲，男性患者15例（37.5%），女性患者25例（62.5%）。14例(35%)患者有基礎疾病，包括糖尿病(6例)、高血壓(6例)、垂體腺瘤(2例)、甲狀腺疾病(2例)、腫瘤疾病(2例)。
4例重型患者合併真菌感染，1例重型患者合併細菌感染。所有重型患者和85.2%的輕型患者均有發熱 。重型患者產生痰液、肌痛、噁心的發生頻率顯著更高。
此外，與輕型患者相比，重型患者入院時外周血纖維蛋白原、D-二聚體、總膽紅素、天冬氨酸轉氨酶、肌酸激酶、C反應蛋白、鐵蛋白、血清澱粉樣蛋白A水平顯著更高。但兩組患者血清免疫球蛋白(IgA、IgG、IgM)、補體C3、C4水平無顯著差異(表2)。
二、外周血淋巴細胞亞群動力學分析
分析顯示，44.4%(12/27)輕型患者以及84.6%(11/13)重型患者淋巴細胞減少。
如表2所示，重型患者入院時外周血淋巴細胞的絕對計數顯著低於輕型患者，而總白細胞(WBCs)和中性粒細胞的絕對計數顯著更高。此外，兩組單核細胞計數無顯著差異 (表2)。
之後，研究人員分析了COVID-19患者從發病至發病後至少16天外周血WBCs、中性粒細胞、單核細胞以及不同的淋巴細胞亞群的動力學變化。由於缺乏動力學數據，兩例死亡的重型患者被排除在分析之外。
分析結果顯示：
1)與輕型患者組相比，重型患者組WBCs計數僅在發病開始時(3天內)顯著增加，而在隨後的疾病進展期間未見顯著增加(圖1A)。
2)與輕型患者組相比，重型患者組的中性粒細胞計數不僅在發病開始時顯著增加，而且在發病後13-15天也顯著增加(圖1B)。
3)與輕型患者組相比，重型患者組的淋巴細胞計數持續下降。在發病開始時兩組的淋巴細胞計數就已差異顯著，到發病4-6天后差異更大(圖1C)。不過，在發病後7-15天，重型患者組淋巴細胞計數逐漸升高，在發病16天后變得與輕型患者組水平相當(圖1C)。
4)觀察期間兩組單核細胞計數無顯著差異(圖1D)。
為了進一步確定COVID-19患者外周血中不同淋巴細胞亞群的動力學變化，研究人員採用流式細胞術對CD3+T細胞、CD4+和CD8+T細胞亞群、B細胞和NK細胞進行分析。結果顯示，與輕型患者組相比，重型患者組CD3+T細胞、CD4+和CD8+T細胞亞群持續下降（圖2A-C），發病4-6天后這幾類細胞計數最低。在發病開始時以及發病7-9天后兩組的CD3+T細胞和CD8+T細胞計數差異顯著。不過，兩組的CD4+ T細胞計數一直未有顯著差異。
在整個病程中，兩組的B細胞和NK細胞計數無顯著差異(圖2D和2E)。
三、血清炎性細胞因子水平動力學分析
該研究分析了COVID-19患者血清中IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、IFN-γ和TNF-α這些炎性細胞因子的動力學變化。
在輕型患者組，這些細胞因子的血清水平波動很小。相比之下，重型患者組這些細胞因子的血清水平波動更顯著（圖3）。除IL-6外，所有被檢測的細胞因子在發病後3-6天在血清中達到峰值水平。與輕型患者組相比，重型患者組IL-6和IL-10水平均持續升高 (圖3A和圖3B)。在發病16天后，重型患者組IL-6水平開始下降。
研究者們只在發病4-6天后觀察到重型患者組血清IL-2和IFN-γ水平顯著增加(圖3C和圖3F)。
在整個病程中，兩組的IL-4和TNF-α水平無顯著差異(圖3D和圖3E)。
所有被檢測的細胞因子在發病後16天在兩組患者中達到相似水平。
四、鑑定重型COVID-19病例的預後因素
研究還發現，中性粒細胞/CD8+T細胞比例（neutrophil-to-CD8+T cell ratio，N8R）是影響重型COVID-19預後最有力的預後因素。
五、小結
總結來說，該研究顯示，淋巴細胞減少和促炎細胞因子風暴在重型COVID-19患者中比在輕型患者中更嚴重，且與疾病的嚴重程度有關。這些發現可能會有助於更好地理解SARS-CoV-2感染期間的免疫功能障礙以及免疫發病機制。更重要的是，研究鑑定出，N8R也許能作為早期鑑定重型 COVID-19病例的有用預後因子。
六、其它進展
除了來自華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院的這項新研究，近日，中國科學技術大學的科學家在研究SARS-CoV-2感染細胞因子風暴方面也取得重要進展。
該校生命科學與醫學部魏海明教授團隊與中國科大附一院副院長徐曉玲主任醫師團隊通過對33例COVID-19患者血液30項免疫學指標進行全面分析，發現了新型冠狀病毒感染致重症肺炎細胞因子風暴的關鍵機制。研究揭示，SARS-CoV-2感染後會迅速激活病原性 T 細胞，產生粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（GM-CSF） 和IL-6等因子。GM-CSF 會進一步激活 CD14+CD16+炎症性單核細胞，產生更大量的IL-6 和其它炎症因子，從而形成細胞因子風暴，導致嚴重肺部和其它器官的免疫損傷。因此，他們認為，IL-6和GM-CSF 是引發COVID-19患者炎症風暴中的兩個關鍵炎症因子。
根據這些發現，研究團隊推測，抗IL-6受體的“託珠單抗”有望用於阻斷COVID-19的細胞因子風暴。目前，調查託珠單抗在新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)中有效性及安全性的多中心、隨機對照臨床研究（ChiCTR2000029765 ）正在開展，預計招募188例患者，實驗組採用“常規治療+託珠單抗”治療，對照組採用常規治療。徐曉玲教授是該研究的負責人。
據中國科大2月16日的報道，第一階段的臨床研究中，14例COVID-19患者在治療前均有兩肺瀰漫性病變，其中11例持續發熱。採用“託珠單抗+常規治療”的新方案治療後，11例發熱患者體溫24小時內全部降至正常，至今穩定，最長已經持續9天；呼吸功能氧合指數均有不同程度的改善；4例患者肺部CT病灶吸收好轉，1例危重症氣管插管的患者已經成功脫機。這些數據提示，“託珠單抗+常規治療”很有可能通過阻斷細胞因子風暴阻止患者向重型和危重型轉變，從而降低病亡率。
特別備註：根據medRxiv的聲明，在該平臺發表的文章未經同行評議，這些醫學進展還有待評估，因此不應用於指導臨床實踐。
[1] Wang D, et al. Clinical Characteristics of 138 Hospitalized Patients With 2019 Novel Coronavirus-Infected Pneumonia inWuhan, China. JAMA 2020.
[2] Chen N, et al. Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a descriptive study. LANCET 2020
[3] Jing Liu et al. Longitudinal characteristics of lymphocyte responses and cytokine profiles in the peripheral blood of SARS-CoV-2 infected patients
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.02.16.20023671v1
1# 戰“疫”簡報 | 中國科大對新冠肺炎“炎症風暴”取得若干重要研究進展（來源：）
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