综述:深入探究新冠肺炎(COVID-19)细胞因子风暴的核心:免疫病理机制、分子特征、与疾病严重程度的关联及治疗方案

【字体: 时间:2025年09月17日 来源:Cytokine 3.7

编辑推荐:

  本综述系统探讨了COVID-19中细胞因子风暴(CS)的免疫病理机制(Immunopathogenesis)与分子特征,重点解析其与疾病严重程度的关联及现有治疗策略。文章深入阐述了SARS-CoV-2通过Spike蛋白与ACE2受体结合介导宿主细胞嗜性,触发过度炎症反应(如NF-κB、JAK/STAT通路激活),导致急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和多器官衰竭。同时,综述比较了COVID-19与其他免疫疾病(如CRS、HLH、TB)的异同,并总结了靶向细胞因子(如IL-6抑制剂托珠单抗/Tocilizumab)、免疫调节剂及干细胞(MSCs)等治疗前景,为临床干预提供重要参考。

  

免疫病理学视角下的COVID-19过度炎症

COVID-19的发病机制源于宿主对SARS-CoV-2病毒的失调免疫反应。病毒感染呼吸道上皮细胞后,通过病毒Spike蛋白与宿主ACE2受体结合介导细胞侵入,并激活一系列炎症信号通路。免疫病理变化包括巨噬细胞和单核细胞功能紊乱、I型干扰素(IFN-I)反应受损以及抗体依赖性增强(ADE)效应,最终引发细胞因子风暴。这一过程涉及天然免疫和适应性免疫系统的多重交互作用,导致组织损伤和疾病恶化。

细胞因子风暴相关的复杂炎症信号通路

细胞因子风暴中促炎细胞因子的过度分泌通过免疫细胞和组织细胞受体激活多种炎症信号通路,产生复杂的临床症状。SARS-CoV-2感染触发包括NF-κB、JAK/STAT、IFN和TNF-α等关键通路。例如,NF-κB的激活促进干扰素和促炎细胞因子产生,而JAK/STAT通路则参与细胞因子信号的放大。这些通路的异常激活不仅加剧肺部炎症,还导致全身性多器官功能障碍。

与COVID-19细胞因子风暴相关的细胞因子与趋化因子

细胞因子根据功能可分为促炎细胞因子(如IL-6、IL-1β、TNF-α、IFN-γ和IL-12)和抗炎细胞因子(如IL-10、TGF-β、IL-4和IL-13)。在COVID-19重症患者中,IL-6、TNF-α和IL-1β等显著升高,驱动免疫系统失控和组织损伤。趋化因子如CCL2、CXCL10等介导免疫细胞向感染部位募集,进一步放大炎症反应。

COVID-19细胞因子风暴与其他免疫缺陷疾病的类比

COVID-19细胞因子风暴与多种免疫疾病(如巨噬细胞活化综合征(MAS)、噬血细胞性淋巴组织细胞增多症(HLH)和结核病(TB))具有相似性。例如,SARS-CoV-2与结核分枝杆菌均利用宿主免疫逃逸机制,且在高风险人群中可相互加剧病情。此外,COVID-19与流感病毒和其他β冠状病毒感染的细胞因子谱存在差异,突出其独特的免疫病理特征。

不同症状/疾病患者中细胞因子表达的差异

尽管COVID-19与其他呼吸道病毒性疾病在细胞因子释放综合征(CRS)方面有相似之处,但其细胞因子表达谱具有独特性。SARS-CoV-2感染导致I型干扰素信号下游反应严重紊乱,表现为促炎因子与抗炎因子比例失衡。与其他病毒相比,COVID-19患者中IL-6和TNF-α水平显著更高,这与疾病严重程度和临床结局密切相关。

与疾病严重程度相关的因素

疾病严重程度和死亡率受多种宿主因素影响,包括遗传背景、年龄、性别、基础健康状况和环境条件。遗传因素如ACE2受体多态性、HLA基因变异等可能调节病毒进入和免疫应答效率。老年人和男性患者由于免疫衰老和激素差异,更易发展为重症。合并症如肥胖、糖尿病和心血管疾病进一步增加并发症风险。

当前及潜在抑制细胞因子风暴的疗法

针对COVID-19细胞因子风暴的治疗策略旨在恢复宿主免疫稳态,抑制持续性的促炎细胞因子产生。目前应用广泛的包括细胞因子抑制剂(如抗IL-6受体抗体托珠单抗/Tocilizumab)、JAK抑制剂(如巴瑞替尼/Baricitinib)和糖皮质激素(如地塞米松)。免疫调节疗法如间充质干细胞(MSCs)移植通过其抗炎和再生特性显示潜力。此外,血浆疗法和靶向病毒进入的抗体药物也在探索中。这些治疗手段通过多种机制减轻炎症反应,改善患者临床结局。

结论

COVID-19细胞因子风暴是一种复杂的免疫病理现象,涉及多种细胞类型、信号通路和分子介质的相互作用。深入研究其机制不仅有助于理解疾病严重程度的驱动因素,还为开发靶向治疗提供依据。当前针对细胞因子风暴的疗法虽取得一定进展,但仍需进一步优化和验证。未来研究应聚焦于个体化医疗策略,结合宿主遗传背景和免疫状态,以实现更有效的临床干预。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号