一小部分人更容易受到SARS-CoV-2感染引起的严重并发症和死亡的影响。是什么导致了这个漏洞?
越来越多的证据表明,患有严重冠状病毒的患者通常有一种或多种先前存在的疾病(共病)。为了描述需要住院的冠状病毒患者的共病情况,最近的一个病例系列跟踪了纽约市12家不同医院的5700名患者在五周内的病程。研究显示,住院患者的平均年龄为63岁,其中57%患有高血压,34%患有糖尿病,42%患有肥胖症。有趣的是,绝大多数患者(88%)有两种或两种以上的共病。
虽然这些潜在的疾病显然是严重冠状病毒的危险因素,但造成受影响患者发病率和死亡率的确切机制尚不清楚。尽管如此,关于这一主题的铺天盖地的文献不断涌现,提供了一些洞察力。
先天免疫系统的哨兵细胞可以感知到前所未见的病毒的存在,并引发一系列事件,将巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞等免疫细胞动员到感染部位。一旦到了那里,这些免疫细胞就会产生被称为细胞因子的促炎信号蛋白,然后提示其他反应,并为未来的功能启动适应性T和B细胞。细胞因子的主要波包括I型干扰素,它刺激信号级联,最终限制病毒复制。随着感染的进展和病毒的清除,招募的免疫细胞和由此产生的细胞因子通常会消退,患者也会康复。然而,在某些情况下,免疫反应仍在继续,导致过度的炎症反应,通常被称为“细胞因子风暴”。
为了确定SARS-CoV-2相关细胞因子风暴中的一些关键因素,法国的一个研究小组分析了50名经历不同疾病严重程度的冠状病毒患者的细胞因子反应。作者发现,患有严重疾病的患者血液中的病毒水平持续较高-这种情况被称为病毒血症,并且I型干扰素反应明显受损。相比之下,轻到中度疾病的患者表现出低病毒血症和高I型干扰素应答。与此同时,严重疾病患者的促炎细胞因子肿瘤坏死因子-⍺和白细胞介素-6(IL-6)水平升高,这两种因子都是发热和其他因细胞因子产生而发生的组织变化的主要促进剂。作者认为,严重冠状病毒患者出现的急性呼吸窘迫综合征可能是由这些促炎细胞因子和受损的I型干扰素反应共同作用引起的。
作者还指出,危重患者产生的T细胞水平较低,这一效果与观察到的SARS-CoV-2可以感染和杀死T细胞的观察结果一致。由于T细胞对于直接杀死受感染的宿主细胞以及调节和/或抑制免疫反应至关重要,这一发现将进一步解释为什么患有严重疾病的患者会有更多的炎症。
促炎细胞因子的运输增加也会导致凝血功能障碍。正常的血液凝结通常涉及凝血因子的聚集,以限制过度出血和捕获微生物。SARS-CoV-2感染会导致血栓形成,即在整个肺部形成小凝块,这会限制血液流动,从而限制肺部血液的氧合。有时,血块碎片会破裂,滞留在血管中,并导致危及生命的大脑或其他重要器官的血液流动受阻,从而影响它们的功能。凝块的消化释放出名为D-二聚体的小蛋白片段,它们被用作严重疾病的生物标志物,并与冠状病毒患者死亡风险的增加有关。随着凝块的形成和分解,凝血因子的供应会耗尽,导致血管渗漏和液体进入肺部和其他组织。
随着我们对SARS-CoV-2发病机制有了更好的了解,可能有必要通过监测肿瘤坏死因子-⍺、IL-6和D-二聚体等生物标志物的存在来跟踪高危患者的疾病进展。与严重冠状病毒相关的共病也可能阻止I型干扰素的产生并加剧炎症。例如,肥胖会导致I型干扰素反应降低。以IL-6或肿瘤坏死因子-⍺为靶点的干扰素和/或抗炎治疗可以减轻合并症患者的病情严重程度。目前正在进行临床试验,以评估在冠状病毒背景下IL-6靶向治疗的益处。一个
所有因素都考虑到,只有大约95%的严重冠状病毒病例是由老年或上述并存疾病引起的。有一小部分50岁以下的人病情严重,即使没有明显的共病,也会死于SARS-CoV-2感染。专家认为,某些遗传因素可能会使以前健康的年轻人容易患上严重的疾病。为了回顾这个话题,我推荐洛克菲勒大学的Jean-Laurent Casanova的采访。
[辛迪·莱弗(Cindy Leifer)在“免疫”第30集对SARS-CoV-2感染背景下的血液凝固进行了很好的解释。]