在重症COVID中，肺部细胞因子“飓风”吸引破坏性炎症细胞

一种以肺部为中心的细胞因子“飓风”导致严重COVID-19患者出现呼吸道症状，一项新的研究哥伦比亚大学的免疫医生大学Vagelos医师学院和外科医生建议。

两种细胞因子，CCL2和CCL3，在引诱免疫细胞(单核细胞)从血液进入肺部的过程中发挥了关键作用。在肺部，单核细胞会发起过度攻击，试图清除病毒。

用抑制剂靶向这些特定的细胞因子可以平静免疫反应并防止肺组织损伤。目前，一种阻止对CCL2免疫反应的药物正在重症COVID-19患者的临床试验中进行研究。

该研究还发现，严重COVID-19幸存者的肺部含有比死亡患者更多的抗病毒T细胞，这表明这些T细胞可能在帮助患者控制病毒和防止免疫反应失控方面至关重要。

这项研究于3月12日在线发表在《免疫》(Immunity)杂志上，是首批检测严重COVID-19住院患者肺部和血液中实时展开的免疫反应的研究之一。

需要治疗严重的COVID-19

在重症COVID-19患者中，肺部受损，患者需要补充氧气。死亡率超过40%

“我们想看看严重疾病的肺部免疫反应,因为这些反应是保护器官或造成的损害,”唐娜•法伯说,博士学位,教授微生物学与免疫学和乔治·h·汉弗莱二世手术外科科学学系的教授,他领导了这一研究。“尽管人们正在接种疫苗，但对某些人来说，严重的COVID-19仍然是一个重大风险，我们需要找到治疗患上严重疾病的人的方法。”

许多COVID - 19研究都侧重于确定血液中的免疫反应;一些人研究了单一时间点的气道样本或尸体解剖。随着SARS-CoV-2反应的展开，很少有研究检查呼吸道的免疫反应，因为从患者身上获取这类样本具有挑战性。但哥伦比亚大学的研究人员在几年前就发现，他们可以从日常的生理盐水冲洗连接插管患者和呼吸机的气管内管中提取呼吸免疫细胞。

配对的气道和血液样本显示实时完整的免疫反应

在这项新研究中，研究人员收集了15名插管的COVID-19患者的呼吸免疫细胞。每位患者使用呼吸机4到7天，每天采集气道和血液样本。

所有样本都检测了细胞因子和不同类型的免疫细胞。研究人员测量了其中四名患者的每个免疫细胞的基因表达，以获得细胞活动的详细图像。

法伯说:“很明显，呼吸道中的免疫反应会导致呼吸道病毒引起的疾病，但我们不知道这些过程是什么，以及它们如何与系统反应共同作用。”“新的发现是，随着时间的推移，我们已经能够同时采集呼吸道和血液样本，并将相关反应以及局部和全身反应如何协同工作的更完整的图像放在一起。”

两种细胞因子似乎导致了肺损伤

尽管研究人员发现血液中许多细胞因子水平升高，但肺部中存在更多类型的细胞因子，而且水平很高。

法伯说:“人们提到患者血液中出现细胞因子风暴，但我们在肺部看到的是另一个水平。”“肺部的免疫细胞开始过度释放这些细胞因子。”

在血液中没有发现肺中没有的细胞因子，这表明导致严重炎症的信号是由肺细胞因子而不是全身细胞因子驱动的。

法伯说:“有人认为，全身细胞因子导致了严重的疾病，但我们的研究结果表明，使疾病持续下去的炎症过程来自肺部。”

肺释放的CCL2和CCL3细胞因子在严重疾病中似乎特别重要，因为被吸入肺的单核细胞表达了这些分子的受体。法伯说:“通常情况下，这些细胞不会进入气道，但在严重的COVID患者中，它们会在肺部各处积聚，堵塞肺泡间隙。”

这些发现也可以解释为什么其他细胞因子抑制剂的试验，包括托西珠单抗，显示出不同的疗效。Farber说，Tocilizumab可抑制IL-6细胞因子，这种因子在重症COVID患者中升高，但似乎不是肺部炎症的主要成分。

幸存者的肺中有大量的T细胞

在该研究的15名患者中，8人死亡，所有幸存者都在60岁以下。

这些幸存者的肺部有更多的T细胞，它们被动员到肺部以清除病毒，炎症巨噬细胞和单核细胞的比例更低。

一般来说，年轻人的T细胞反应更强，而老年人的炎症细胞基线水平更高;这两个因素可能有助于解释为什么患有严重COVID的老年患者情况更糟。

存活患者和死亡患者之间的细胞差异可能会为预测哪些患者更有可能发展成严重疾病提供一种方法，尽管这种差异只在肺中明显，而不是在血液中。重要的是，气道免疫细胞频率的预测价值优于肺和器官损伤的标准临床测量值。

法伯说:“我们的下一步是试图找到一种更容易获得的生物标志物，预测COVID的严重程度，这样我们就可以尝试对风险最大的患者更早地进行治疗。”

法伯补充说:“目前，了解严重冠状病毒感染时的免疫反应非常关键，因为我们可能会在下一次冠状病毒爆发时再次看到这种情况。这是冠状病毒最坏的情况;这就是他们的作案手法。”