恢复期血浆治疗在呼吸道冠状病毒感染疫情中的应用进展

原 庆，孙凤霞，姜慧敏，王玉光*

(1 首都医科大学附属北京中医医院呼吸科，北京 100010；2 首都医科大学附属北京中医医院肝病科，北京 100010；3 首都医科大学附属北京中医医院检验科，北京 100010)

由于新型冠状病毒是一种新型病原微生物，因此缺乏疫苗和特效药物。期间，“恢复期血浆”治疗又回到了人们的视野，该疗法可能是治疗新型冠状病毒感染最为及时有效的方法之一。恢复期血浆治疗(convalescent plasma treatment, CPT)是将从已康复患者身上采集的富含抗体的血液，经过处理后，输注给其他患者的治疗方法，属于一种被动免疫治疗，特别适合于危重型患者[1]。虽然输注恢复期患者血浆治疗已被公认为是一个潜在的治疗突发性传染性疾病的有效手段之一，但是该疗法的有效性和安全性一直存在争论。本文尝试针对CPT的发展、现有的循证医学证据以及存在的相关问题进行梳理，以期为其在新型冠状病毒感染救治中的应用提供临床获益与风险证据，探索其治疗价值。

1 CPT的发展史

1891年，德国科学家贝林发现感染白喉的动物血清中产生了一种抗毒素，它可以保护其他动物免受白喉感染；后来发现抗毒素就是抗体，经过不断提纯，抗毒素用于治疗儿童白喉感染，取得良好效果[2]。文献中最早记录人体接受恢复期血浆治疗是在1918年西班牙大流感期间，一些士兵和航海员接受了康复者血浆治疗，病程明显缩短，死亡率降低[3]。1976年埃博拉病毒第一次出现时，在刚果民主共和国(当时的扎伊尔)对一名感染该病毒的年轻妇女首次使用了CPT疗法。这名妇女接受了来自一名马尔堡病毒(与埃博拉病毒密切相关)感染幸存者的血浆。经过治疗，患者临床出血情况少于其他埃博拉患者，但仍在几天内死亡，因此CPT治疗的有效性及安全性一直是学术界探讨的问题[1]。

2 CPT在21世纪3次重大冠状病毒疫情中的应用

2.1 冠状病毒简介

冠状病毒于1937年从鸡体内分离出来，病毒颗粒的直径为60～200 nm，平均直径为100 nm，呈球形或椭圆形，具有多形性。病毒有包膜，包膜上存在棘突蛋白(Spike protein，S蛋白)，整个病毒像日冕，不同冠状病毒的S蛋白有明显的差异。人冠状病毒(human coronavirus，HCoV)感染引起的临床症状轻微、致病性弱[4]。目前已发现 6种(HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63、HCo V-HKU1、SARS-CoV 和 MERS-CoV)可以感染人类的冠状病毒[5]，nCoV-19是第7种。人类进入21世纪只有短短20年，已经暴发了3次呼吸道冠状病毒感染疫情，分别由SARS-CoV、MERS-CoV和nCoV-19引起。当这些突发公共卫生事件发生后，摆在我们面前最大的问题就是没有特定的疫苗或药物可用于治疗， CPT疗法是目前认为的治疗突发性传染性疾病的潜在有效手段之一。

2.2 CPT治疗冠状病毒感染的原理

冠状病毒是通过病毒表面的S蛋白与肺部上皮细胞表面受体蛋白质(例如ACE2)结合。S蛋白“劫持”人体受体蛋白之后，病毒会趁机侵入人体细胞[6-7]。

人体产生的针对冠状病毒S蛋白的抗体属于中和性抗体，它们可以结合病毒表面S蛋白，阻断S蛋白与细胞表面受体结合，从而阻断病毒进入细胞。中和性抗体正是抗体发挥抗病毒效应的主要力量。新冠病毒表面除了S蛋白，还有包膜蛋白和膜蛋白[8]。恢复期血液制品(convalescent blood product，CBP)的治疗机理就是利用该原理收集感染后治愈患者的全血或血浆，经处理后再输入人体，对致病病原体产生体液免疫而获得治疗效果[9]。输入CBP可中和病原体，并最终导致其从血液循环中消失。而病毒包膜蛋白或者膜蛋白的抗体属于非中和性抗体，它们与病毒表面的相应蛋白结合后，依靠免疫机制介导巨噬细胞吞噬病毒[10]。因此，非中和性抗体是通过间接作用清除病毒，但这种抗体在病程后期，可能会加剧新冠肺炎患者的炎症风暴[11]。

目前，CBP制品主要包括以下4种：① 恢复期全血、恢复期血浆;② 混合人类免疫球蛋白用于静脉或肌内注射;③ 高滴度人类免疫球蛋白Ig;④ 多克隆或单克隆抗体[12]。恢复期血浆只是CBP中的一种。

2.3 CPT疗法在SARS治疗中的应用

2002年11月，我国发现1例严重急性呼吸道综合征(SARS)病例，到2003年5月21日，根据资料显示，全球有7956例临床诊断SARS病例，其中666例死亡，4085例康复。中国报告的数字分别为5249例、296例和2335例，最初认为死亡率接近5%。但是，WHO表示死亡率可能达到10%[13]。

SARS的病原体为一种新型冠状病毒(SARS-CoV)，为有包膜的正链单股RNA病毒，是病毒基因组中最大的。SARS-CoV的棘突蛋白(spike protein)N端的受体结合域，与细胞膜ACE2受体结合，C端通过构象改变促进膜融合使得病毒基因组释放到细胞质中，从而介导病毒感染的过程。它是诱导机体产生中和抗体的主要抗原，也是治疗及疫苗研究开发的基础环节[14]。

最早的关于SARS患者CPT研究是Soo等[15]在中国香港地区进行的，该研究共纳入40例SARS患者，旨在通过CPT被动转移抗SARS病毒中和抗体，以减少病毒负荷，控制病毒血症症状，改善预后。研究组每位患者接受200 ml血浆输注，根据每升血浆的IgG平均含量为10 g，每位患者输注的IgG总量大约相当于2 g，但抗SARS IgG滴度不明。结果显示，CPT疗法用于治疗后病情恶化的危重症SARS患者，恢复期血浆治疗效果显著，表现在缩短平均住院时间及降低死亡率，未见输注SARS恢复期血浆引起的即时不良反应。该中心后续纳入80名SARS患者，给予CPT疗法，效果依然非常显著[16]。限于当时的条件，并未给予抗SARS被动免疫治疗的理想制品，即标准化的、病毒灭活的纯免疫球蛋白制剂。

2.4 CPT疗法在MERS治疗中的应用

2012年9月，沙特阿拉伯商人被首次确认感染中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)，并因急性呼吸衰竭而死亡[17]。截至2018年1月，WHO数据显示世界范围内共有2144例MERS-CoV感染病例，750例死亡病例。2015年，韩国出现输入病例引发的医院聚集性感染疫情，共有186人感染该病毒，死亡38人，近1.7万人被隔离，社会陷入混乱，经济受到冲击[18]。MERS曾传播到包括我国在内的27个国家和地区。经过有效防控，2003年后未再出现SARS，而MERS却在中东地区流行持续5年多，感染病例仍在继续增长[19]。

虽然在系统发育树上，MERS-CoV和SARS-CoV都属于β冠状病毒属，两者都是通过棘突糖蛋白帮助病毒吸附, 决定病毒毒力和组织嗜性，以及诱导机体保护性免疫。但是它们在许多重要方面都有所不同，例如：MERS-CoV与靶细胞的结合是由人二肽基肽酶4(DPP4，CD26)受体介导，而SARS-CoV是利用血管紧张素转换酶2(ACE-2)受体等发挥重要作用[20]。

与SARS类似，MERS暴发时亦无特效临床治疗方案，许多治疗方案都是根据2003年暴发的严重急性呼吸系统综合征(SARS)和/或2009年暴发的H1N1流感病毒修订的治疗方案编制的。CPT疗法也用于后期危重症患者的治疗，但与SARS治疗过程不同的是，研究人员开始意识到CPT治疗的有效性及安全性问题。

韩国Ko等[21]在13例呼吸衰竭危重型MERS患者中，给予3例患者输注4次恢复期血浆治疗，其中只有2例表现出中和活性，而且还发现血小板减少中和试验(PRNT)滴度为1∶80的供体血浆表现出有意义的血清学反应，而PRNT滴度为1∶40的供体血浆则没有。用抗MERS-CoV酶联免疫吸附试验(ELISA)、免疫球蛋白IgG、ELISA IgA、免疫荧光测定IgM和血小板减少中和试验(PRNT)评价血清活性，使用具有中和活性的PRNT滴度不低于1∶80的供体血浆，可能会得到较好效果。

Arabi等[22]分析了CPT治疗的可行性及其在患有MERS的危重患者中的安全性、临床和实验室效果，认为CPT和其他中和抗体具有免疫治疗(高免疫球蛋白和单克隆抗体)MERS-CoV感染的潜力。然而，该研究指出，由于具有足够抗体水平的合格潜在捐赠者数量有限，因此需要进行大规模筛查。尽管CP是MERS的潜在治疗方法，但临床上针对其安全性的可用证据非常有限，目前的临床试验结果对指导未来的使用至关重要。

2.5 CPT疗法在COVID-19治疗中的应用

2019年12月中下旬以来，全球相继发现了多例新型冠状病毒肺炎患者。2020年1月12日，WHO正式将引起此次肺炎疫情的新型冠状病毒命名为“nCoV-19”[23]。2020年2月11日，WHO将新型冠状病毒肺炎命名为“COVID-19”。与此同时，国际病毒分类委员会将新型冠状病毒命名为“SARS-CoV-2”[24]。

由于SARS-CoV-2 S蛋白与SARS-CoV S蛋白存在基因序列的相似性(Xu等[25]的研究提示为76.47%)及结构相似性，提示SARS-CoV-2可能与SARS-nCoV共享相同的受体。之后的研究结果也证实了这一假想：在细胞实验中，研究者发现ACE-2是SARS-CoV-2进入细胞所必需的。同时有报道指出，SARS-CoV-2 S蛋白与ACE-2之间具有很强的结合亲和力，从另一个角度说明了SARS-CoV-2 S蛋白也是抗原性最强的蛋白[26]。

在我国新型冠状病毒肺炎的诊疗方案(试行第五版)中，首次提出了可以选择应用恢复期患者血浆治疗[27]。此后在试行第五版修正版、试行第六版中都建议使用CPT，特别在第六版建议CPT适用于病情进展较快、重型和危重型患者[28-29]。此外，在COVID-19康复者恢复期血浆临床治疗方案(试行第一版)中，也着重强调了血浆的有效性问题，建议COVID-19恢复期血浆来源于感染了nCoV-19的患者(一般是身体素质较好的年轻男性)，痊愈后产生的高滴度对抗该病毒的IgG抗体(血清IgG抗体滴度不低于160)。由于目前尚无临床采用CPT治疗COVID-19的研究报道，故目前有效性及安全性尚待论证。

3 CPT的疗效、安全性及未来展望

从人类第一次接受CPT疗法开始，其有效性及安全性就一直存在争论。首先，从有效性角度讲，依靠机体天然免疫功能产生的抗体，实际上就是特异性抗新冠病毒的丙种球蛋白，体量不大、弥足珍贵。但如果血浆内抗体不足，无法起到中和病毒的作用。此外，抗体对于细胞外病毒有中和作用，一旦病毒进入细胞，往往难以发挥作用。其次，从安全性角度讲，病毒感染人群体内可以产生多种不同的抗体，但并不是每种抗体都有抗病毒作用。那些不能中和病毒的非中和抗体，在某些情况下可以帮助病毒逃避免疫攻击，甚至有可能帮助病毒刺激免疫细胞释放促炎因子，助长细胞因子风暴(即炎症风暴)，反而给机体带来巨大的风险。多克隆制剂中的功能性抗体通常占总抗体的一小部分，剩余的抗体不仅无效，而且甚至可能是毒性或免疫原性的[30]。在重症患者中应用康复期血浆有可能由于高水平的中和抗体滴度的存在而引发严重的炎症反应和肺损伤。Liu等[31]应用感染SARS病毒的恒河猴为研究对象，发现病毒未清除时高浓度中和抗体的存在会引起炎症肺损伤和免疫反应。这一研究的结果为血浆治疗、免疫球蛋白治疗乃至单克隆抗体治疗敲响了警钟，提示此类主动或被动特异性免疫治疗的潜在高风险。另外，合适的血清供体的可用性以及人类或非人类动物血清的安全问题也限制了这一选择策略的应用。

单克隆抗体(monoclonal antibody, mAb)用于临床诊断疾病已经多年，并被认为是潜在的干预方法，己被证明可以帮助宿主有效地抵御病毒感染[32]。帕利珠单抗在治疗呼吸道合胞病毒感染方面的成功，为重新开发针对传染病的基于单克隆抗体的治疗药物提供了新的依据[33]。有报道针对MERS-CoV棘突蛋白(S)的人源或鼠源的单克隆抗体作为有效的特异性抑制剂，在体外或动物感染模型(包括狨猴)中对MERS-CoV显示出强烈的中和活性与治疗前景[34]，这表明了单克隆抗体治疗对抗新发、突发传染病病毒的潜力。

4 结论

总之，病毒性疾病的免疫学治疗与人类健康息息相关, 特别是在应对突发传染病疫情方面，有着深远的意义。但是，本治疗方法的安全性及有效性也应受到足够的重视，才能够使其飞速发展，为人类做出更大贡献。