恢復(fù)期血漿治療在呼吸道冠狀病毒感染疫情中的應(yīng)用進(jìn)展

原 慶，孫鳳霞，姜慧敏，王玉光*

(1 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院呼吸科，北京 100010；2 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院肝病科，北京 100010；3 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院檢驗(yàn)科，北京 100010)

由于新型冠狀病毒是一種新型病原微生物，因此缺乏疫苗和特效藥物。期間，“恢復(fù)期血漿”治療又回到了人們的視野，該療法可能是治療新型冠狀病毒感染最為及時(shí)有效的方法之一?；謴?fù)期血漿治療(convalescent plasma treatment, CPT)是將從已康復(fù)患者身上采集的富含抗體的血液，經(jīng)過處理后，輸注給其他患者的治療方法，屬于一種被動(dòng)免疫治療，特別適合于危重型患者[1]。雖然輸注恢復(fù)期患者血漿治療已被公認(rèn)為是一個(gè)潛在的治療突發(fā)性傳染性疾病的有效手段之一，但是該療法的有效性和安全性一直存在爭論。本文嘗試針對CPT的發(fā)展、現(xiàn)有的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)以及存在的相關(guān)問題進(jìn)行梳理，以期為其在新型冠狀病毒感染救治中的應(yīng)用提供臨床獲益與風(fēng)險(xiǎn)證據(jù)，探索其治療價(jià)值。

1 CPT的發(fā)展史

1891年，德國科學(xué)家貝林發(fā)現(xiàn)感染白喉的動(dòng)物血清中產(chǎn)生了一種抗毒素，它可以保護(hù)其他動(dòng)物免受白喉感染；后來發(fā)現(xiàn)抗毒素就是抗體，經(jīng)過不斷提純，抗毒素用于治療兒童白喉感染，取得良好效果[2]。文獻(xiàn)中最早記錄人體接受恢復(fù)期血漿治療是在1918年西班牙大流感期間，一些士兵和航海員接受了康復(fù)者血漿治療，病程明顯縮短，死亡率降低[3]。1976年埃博拉病毒第一次出現(xiàn)時(shí)，在剛果民主共和國(當(dāng)時(shí)的扎伊爾)對一名感染該病毒的年輕婦女首次使用了CPT療法。這名婦女接受了來自一名馬爾堡病毒(與埃博拉病毒密切相關(guān))感染幸存者的血漿。經(jīng)過治療，患者臨床出血情況少于其他埃博拉患者，但仍在幾天內(nèi)死亡，因此CPT治療的有效性及安全性一直是學(xué)術(shù)界探討的問題[1]。

2 CPT在21世紀(jì)3次重大冠狀病毒疫情中的應(yīng)用

2.1 冠狀病毒簡介

冠狀病毒于1937年從雞體內(nèi)分離出來，病毒顆粒的直徑為60～200 nm，平均直徑為100 nm，呈球形或橢圓形，具有多形性。病毒有包膜，包膜上存在棘突蛋白(Spike protein，S蛋白)，整個(gè)病毒像日冕，不同冠狀病毒的S蛋白有明顯的差異。人冠狀病毒(human coronavirus，HCoV)感染引起的臨床癥狀輕微、致病性弱[4]。目前已發(fā)現(xiàn) 6種(HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63、HCo V-HKU1、SARS-CoV 和 MERS-CoV)可以感染人類的冠狀病毒[5]，nCoV-19是第7種。人類進(jìn)入21世紀(jì)只有短短20年，已經(jīng)暴發(fā)了3次呼吸道冠狀病毒感染疫情，分別由SARS-CoV、MERS-CoV和nCoV-19引起。當(dāng)這些突發(fā)公共衛(wèi)生事件發(fā)生后，擺在我們面前最大的問題就是沒有特定的疫苗或藥物可用于治療， CPT療法是目前認(rèn)為的治療突發(fā)性傳染性疾病的潛在有效手段之一。

2.2 CPT治療冠狀病毒感染的原理

冠狀病毒是通過病毒表面的S蛋白與肺部上皮細(xì)胞表面受體蛋白質(zhì)(例如ACE2)結(jié)合。S蛋白“劫持”人體受體蛋白之后，病毒會(huì)趁機(jī)侵入人體細(xì)胞[6-7]。

人體產(chǎn)生的針對冠狀病毒S蛋白的抗體屬于中和性抗體，它們可以結(jié)合病毒表面S蛋白，阻斷S蛋白與細(xì)胞表面受體結(jié)合，從而阻斷病毒進(jìn)入細(xì)胞。中和性抗體正是抗體發(fā)揮抗病毒效應(yīng)的主要力量。新冠病毒表面除了S蛋白，還有包膜蛋白和膜蛋白[8]?；謴?fù)期血液制品(convalescent blood product，CBP)的治療機(jī)理就是利用該原理收集感染后治愈患者的全血或血漿，經(jīng)處理后再輸入人體，對致病病原體產(chǎn)生體液免疫而獲得治療效果[9]。輸入CBP可中和病原體，并最終導(dǎo)致其從血液循環(huán)中消失。而病毒包膜蛋白或者膜蛋白的抗體屬于非中和性抗體，它們與病毒表面的相應(yīng)蛋白結(jié)合后，依靠免疫機(jī)制介導(dǎo)巨噬細(xì)胞吞噬病毒[10]。因此，非中和性抗體是通過間接作用清除病毒，但這種抗體在病程后期，可能會(huì)加劇新冠肺炎患者的炎癥風(fēng)暴[11]。

目前，CBP制品主要包括以下4種：① 恢復(fù)期全血、恢復(fù)期血漿;② 混合人類免疫球蛋白用于靜脈或肌內(nèi)注射;③ 高滴度人類免疫球蛋白Ig;④ 多克隆或單克隆抗體[12]?；謴?fù)期血漿只是CBP中的一種。

2.3 CPT療法在SARS治療中的應(yīng)用

2002年11月，我國發(fā)現(xiàn)1例嚴(yán)重急性呼吸道綜合征(SARS)病例，到2003年5月21日，根據(jù)資料顯示，全球有7956例臨床診斷SARS病例，其中666例死亡，4085例康復(fù)。中國報(bào)告的數(shù)字分別為5249例、296例和2335例，最初認(rèn)為死亡率接近5%。但是，WHO表示死亡率可能達(dá)到10%[13]。

SARS的病原體為一種新型冠狀病毒(SARS-CoV)，為有包膜的正鏈單股RNA病毒，是病毒基因組中最大的。SARS-CoV的棘突蛋白(spike protein)N端的受體結(jié)合域，與細(xì)胞膜ACE2受體結(jié)合，C端通過構(gòu)象改變促進(jìn)膜融合使得病毒基因組釋放到細(xì)胞質(zhì)中，從而介導(dǎo)病毒感染的過程。它是誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生中和抗體的主要抗原，也是治療及疫苗研究開發(fā)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)[14]。

最早的關(guān)于SARS患者CPT研究是Soo等[15]在中國香港地區(qū)進(jìn)行的，該研究共納入40例SARS患者，旨在通過CPT被動(dòng)轉(zhuǎn)移抗SARS病毒中和抗體，以減少病毒負(fù)荷，控制病毒血癥癥狀，改善預(yù)后。研究組每位患者接受200 ml血漿輸注，根據(jù)每升血漿的IgG平均含量為10 g，每位患者輸注的IgG總量大約相當(dāng)于2 g，但抗SARS IgG滴度不明。結(jié)果顯示，CPT療法用于治療后病情惡化的危重癥SARS患者，恢復(fù)期血漿治療效果顯著，表現(xiàn)在縮短平均住院時(shí)間及降低死亡率，未見輸注SARS恢復(fù)期血漿引起的即時(shí)不良反應(yīng)。該中心后續(xù)納入80名SARS患者，給予CPT療法，效果依然非常顯著[16]。限于當(dāng)時(shí)的條件，并未給予抗SARS被動(dòng)免疫治療的理想制品，即標(biāo)準(zhǔn)化的、病毒滅活的純免疫球蛋白制劑。

2.4 CPT療法在MERS治療中的應(yīng)用

2012年9月，沙特阿拉伯商人被首次確認(rèn)感染中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)，并因急性呼吸衰竭而死亡[17]。截至2018年1月，WHO數(shù)據(jù)顯示世界范圍內(nèi)共有2144例MERS-CoV感染病例，750例死亡病例。2015年，韓國出現(xiàn)輸入病例引發(fā)的醫(yī)院聚集性感染疫情，共有186人感染該病毒，死亡38人，近1.7萬人被隔離，社會(huì)陷入混亂，經(jīng)濟(jì)受到?jīng)_擊[18]。MERS曾傳播到包括我國在內(nèi)的27個(gè)國家和地區(qū)。經(jīng)過有效防控，2003年后未再出現(xiàn)SARS，而MERS卻在中東地區(qū)流行持續(xù)5年多，感染病例仍在繼續(xù)增長[19]。

雖然在系統(tǒng)發(fā)育樹上，MERS-CoV和SARS-CoV都屬于β冠狀病毒屬，兩者都是通過棘突糖蛋白幫助病毒吸附, 決定病毒毒力和組織嗜性，以及誘導(dǎo)機(jī)體保護(hù)性免疫。但是它們在許多重要方面都有所不同，例如：MERS-CoV與靶細(xì)胞的結(jié)合是由人二肽基肽酶4(DPP4，CD26)受體介導(dǎo)，而SARS-CoV是利用血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(ACE-2)受體等發(fā)揮重要作用[20]。

與SARS類似，MERS暴發(fā)時(shí)亦無特效臨床治療方案，許多治療方案都是根據(jù)2003年暴發(fā)的嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合征(SARS)和/或2009年暴發(fā)的H1N1流感病毒修訂的治療方案編制的。CPT療法也用于后期危重癥患者的治療，但與SARS治療過程不同的是，研究人員開始意識(shí)到CPT治療的有效性及安全性問題。

韓國Ko等[21]在13例呼吸衰竭危重型MERS患者中，給予3例患者輸注4次恢復(fù)期血漿治療，其中只有2例表現(xiàn)出中和活性，而且還發(fā)現(xiàn)血小板減少中和試驗(yàn)(PRNT)滴度為1∶80的供體血漿表現(xiàn)出有意義的血清學(xué)反應(yīng)，而PRNT滴度為1∶40的供體血漿則沒有。用抗MERS-CoV酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)、免疫球蛋白IgG、ELISA IgA、免疫熒光測定IgM和血小板減少中和試驗(yàn)(PRNT)評價(jià)血清活性，使用具有中和活性的PRNT滴度不低于1∶80的供體血漿，可能會(huì)得到較好效果。

Arabi等[22]分析了CPT治療的可行性及其在患有MERS的危重患者中的安全性、臨床和實(shí)驗(yàn)室效果，認(rèn)為CPT和其他中和抗體具有免疫治療(高免疫球蛋白和單克隆抗體)MERS-CoV感染的潛力。然而，該研究指出，由于具有足夠抗體水平的合格潛在捐贈(zèng)者數(shù)量有限，因此需要進(jìn)行大規(guī)模篩查。盡管CP是MERS的潛在治療方法，但臨床上針對其安全性的可用證據(jù)非常有限，目前的臨床試驗(yàn)結(jié)果對指導(dǎo)未來的使用至關(guān)重要。

2.5 CPT療法在COVID-19治療中的應(yīng)用

2019年12月中下旬以來，全球相繼發(fā)現(xiàn)了多例新型冠狀病毒肺炎患者。2020年1月12日，WHO正式將引起此次肺炎疫情的新型冠狀病毒命名為“nCoV-19”[23]。2020年2月11日，WHO將新型冠狀病毒肺炎命名為“COVID-19”。與此同時(shí)，國際病毒分類委員會(huì)將新型冠狀病毒命名為“SARS-CoV-2”[24]。

由于SARS-CoV-2 S蛋白與SARS-CoV S蛋白存在基因序列的相似性(Xu等[25]的研究提示為76.47%)及結(jié)構(gòu)相似性，提示SARS-CoV-2可能與SARS-nCoV共享相同的受體。之后的研究結(jié)果也證實(shí)了這一假想：在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，研究者發(fā)現(xiàn)ACE-2是SARS-CoV-2進(jìn)入細(xì)胞所必需的。同時(shí)有報(bào)道指出，SARS-CoV-2 S蛋白與ACE-2之間具有很強(qiáng)的結(jié)合親和力，從另一個(gè)角度說明了SARS-CoV-2 S蛋白也是抗原性最強(qiáng)的蛋白[26]。

在我國新型冠狀病毒肺炎的診療方案(試行第五版)中，首次提出了可以選擇應(yīng)用恢復(fù)期患者血漿治療[27]。此后在試行第五版修正版、試行第六版中都建議使用CPT，特別在第六版建議CPT適用于病情進(jìn)展較快、重型和危重型患者[28-29]。此外，在COVID-19康復(fù)者恢復(fù)期血漿臨床治療方案(試行第一版)中，也著重強(qiáng)調(diào)了血漿的有效性問題，建議COVID-19恢復(fù)期血漿來源于感染了nCoV-19的患者(一般是身體素質(zhì)較好的年輕男性)，痊愈后產(chǎn)生的高滴度對抗該病毒的IgG抗體(血清IgG抗體滴度不低于160)。由于目前尚無臨床采用CPT治療COVID-19的研究報(bào)道，故目前有效性及安全性尚待論證。

3 CPT的療效、安全性及未來展望

從人類第一次接受CPT療法開始，其有效性及安全性就一直存在爭論。首先，從有效性角度講，依靠機(jī)體天然免疫功能產(chǎn)生的抗體，實(shí)際上就是特異性抗新冠病毒的丙種球蛋白，體量不大、彌足珍貴。但如果血漿內(nèi)抗體不足，無法起到中和病毒的作用。此外，抗體對于細(xì)胞外病毒有中和作用，一旦病毒進(jìn)入細(xì)胞，往往難以發(fā)揮作用。其次，從安全性角度講，病毒感染人群體內(nèi)可以產(chǎn)生多種不同的抗體，但并不是每種抗體都有抗病毒作用。那些不能中和病毒的非中和抗體，在某些情況下可以幫助病毒逃避免疫攻擊，甚至有可能幫助病毒刺激免疫細(xì)胞釋放促炎因子，助長細(xì)胞因子風(fēng)暴(即炎癥風(fēng)暴)，反而給機(jī)體帶來巨大的風(fēng)險(xiǎn)。多克隆制劑中的功能性抗體通常占總抗體的一小部分，剩余的抗體不僅無效，而且甚至可能是毒性或免疫原性的[30]。在重癥患者中應(yīng)用康復(fù)期血漿有可能由于高水平的中和抗體滴度的存在而引發(fā)嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)和肺損傷。Liu等[31]應(yīng)用感染SARS病毒的恒河猴為研究對象，發(fā)現(xiàn)病毒未清除時(shí)高濃度中和抗體的存在會(huì)引起炎癥肺損傷和免疫反應(yīng)。這一研究的結(jié)果為血漿治療、免疫球蛋白治療乃至單克隆抗體治療敲響了警鐘，提示此類主動(dòng)或被動(dòng)特異性免疫治療的潛在高風(fēng)險(xiǎn)。另外，合適的血清供體的可用性以及人類或非人類動(dòng)物血清的安全問題也限制了這一選擇策略的應(yīng)用。

單克隆抗體(monoclonal antibody, mAb)用于臨床診斷疾病已經(jīng)多年，并被認(rèn)為是潛在的干預(yù)方法，己被證明可以幫助宿主有效地抵御病毒感染[32]。帕利珠單抗在治療呼吸道合胞病毒感染方面的成功，為重新開發(fā)針對傳染病的基于單克隆抗體的治療藥物提供了新的依據(jù)[33]。有報(bào)道針對MERS-CoV棘突蛋白(S)的人源或鼠源的單克隆抗體作為有效的特異性抑制劑，在體外或動(dòng)物感染模型(包括狨猴)中對MERS-CoV顯示出強(qiáng)烈的中和活性與治療前景[34]，這表明了單克隆抗體治療對抗新發(fā)、突發(fā)傳染病病毒的潛力。

4 結(jié)論

總之，病毒性疾病的免疫學(xué)治療與人類健康息息相關(guān), 特別是在應(yīng)對突發(fā)傳染病疫情方面，有著深遠(yuǎn)的意義。但是，本治療方法的安全性及有效性也應(yīng)受到足夠的重視，才能夠使其飛速發(fā)展，為人類做出更大貢獻(xiàn)。