白细胞介素6在EV71相关手足口病中的作用

李侗曾(综述)，梁连春(审校)

(首都医科大学附属北京佑安医院感染3科，北京 100069)

全身炎症反应综合征被认为与很多感染性疾病的加重相关，包括近年来一些传染性疾病，如SARS、2009年的H1N1流感、人感染高致病性禽流感、甚至今年新出现的H7N9禽流感，危重患者均发现存在过度的炎性反应，而细胞因子水平，尤其是促炎性因子的异常升高和抗炎因子的异常减少被认为和疾病预后不良相关。一些研究人员对这类疾病的重症患者细胞因子水平进行观察，证实了上述观点，其中白细胞介素(interleukin，IL)6是促炎因子中最重要的，通过调节白细胞介素6水平则可以改善患者的预后。

1 肠道病毒71型与神经源性肺水肿

手足口病是全球性传染病，自1969年美国首次报道以来，世界多个国家和地区有过爆发和流行。患病人群主要是学龄前儿童，以3岁以下年龄组发病率最高。大多数患儿临床症状轻微，主要表现为发热和手、足、口腔等部位皮疹和疱疹。重症病例可并发脑炎、脑脊髓炎、肺水肿、循环衰竭等，致死原因主要为脑干脑炎和神经源性肺水肿[1]。肠道病毒71型(human enter ovirus 71，EV71)是导致手足口病的最常见病原体，该病毒是一种高度嗜神经病毒，主要侵犯脑干，可导致脑干脑炎、脑脊髓炎、无菌性脑膜炎、脊髓灰质炎样综合征等神经系统病变。EV71感染后的临床表现轻重不一，多数表现为疱疹性咽峡炎和手足口病普通型，少数患者病情迅速进展，发生肺水肿、肺出血以及循环衰竭等严重并发症，病死率和致残率高。

神经源性肺水肿是导致患儿死亡的主要原因，1997年马来西亚爆发手足口病，有35例(88%)患者死于神经源性肺水肿[2]。1998年中国台湾暴发手足口病或疱疹性咽峡炎，死亡患者的主要死亡原因也是继发于神经系统损害的肺水肿或肺出血，尸检显示肺组织病毒含量较低，考虑病因为神经源性肺水肿[3]。自2008年开始，手足口病在我国部分地区流行,重症手足口病患者的病原体主要为EV71，死亡病例的致死原因主要为脑干脑炎并发肺水肿、肺出血及心肺衰竭，2009年安徽阜阳报道23例死亡患者中有15例(65%)死于呼吸衰竭[4]。

由于合并急性肺水肿和肺出血的患者往往心肺功能正常，曾健生等[5]报道，从脑组织中可分离出病毒，而心肌无明显炎性反应或只有轻微单核细胞浸润。临床上肺水肿和心功能障碍基本都是继发于神经系统症状之后，并且影像学和尸体解剖发现绝大多数存在脑干脑炎，多数学者推测是脑干脑炎和全身炎症反应综合征导致了神经源性肺水肿，但是研究者发现合并脑干脑炎和神经源性肺水肿的患儿脑组织中病毒载量与病情危重程度没有相关性，同时推测免疫机制作用比病毒直接作用更加重要[2,5]。

2 细胞因子在EV71相关脑炎中的作用

以往的研究显示，机体免疫功能特别是细胞因子水平对感染性疾病进展起重要作用，包括H1N1流感、人感染高致病性禽流感H5N1、SARS病毒感染等，均发现危重患者血浆中IL-6水平高于轻症患者组或者对照组[6-7]。在EV71导致的手足口病危重患者中发现一些细胞因子，如IL-1β、IL-6、IL-10、IL-13和γ干扰素水平升高[8]。重症并发症常常是由于病毒感染后不正常的细胞因子被激活，产生脑干损伤、严重的全身炎症反应以及肺血管通透性增加等相应的临床表现[8-9]。Lin等[10]研究也发现EV71感染相关的神经源性肺水肿患者存在高细胞因子血症，神经系统内细胞因子水平也显著升高，正是由于存在上述大量炎性因子，才导致了相关症状。

以往的关于EV71感染后发病机制的人类研究或者动物模型研究，主要是重点探讨神经系统方面的病理生理机制[10-11]。一些研究指出，感染EV71后，伴随病毒大量复制而出现的是大量细胞因子的激活，由免疫途径介导的病理机制导致了一系列的症状，包括肌肉颤动、嗜睡、呕吐等[10]。很多研究报道了在感染者血液和脑脊液中发现IL-1、IL-6、IL-10、IL-13和γ干扰素以及肿瘤坏死因子α水平的升高[11-12]。尤其是在合并脑炎和肺水肿的EV71感染者中，发现脑脊液IL-1β,IL-6和肿瘤坏死因子α的水平显著升高[10,12]。

3 IL-6在EV71相关脑炎中的检测结果及机制分析

IL-6是一个多效能的细胞因子，主要由单核吞噬细胞产生，也可以由T淋巴细胞和B淋巴细胞等产生，可以促进B淋巴细胞活化，在促炎和抗炎的发病机制中都有重要作用，在很多感染、炎症以及自身免疫疾病中都可以观察到IL-6水平改变。在EV71导致的手足口病合并脑干脑炎的患儿中发现IL-6水平升高，尤其是出现自主神经功能紊乱和神经源性肺水肿患者的早期阶段，IL-6在血液中的浓度水平显著高于无神经系统合并症的EV71感染者。研究者认为脑干脑炎和IL-6过度生产介导的免疫反应相关[13]。Lin等[10]研究指出，IL-6可以进一步激活IL-1β和肿瘤坏死因子α的生物活性，而IL-6>0.07 pg/L是EV71相关脑炎发生肺水肿的最好的预测因子。

IL-6是促炎性因子，病原体感染后，通过刺激单核巨噬细胞和淋巴细胞诱导IL-6等细胞因子产生，通过一系列炎性反应发挥对机体的保护作用。以往研究发现，IL-6可以通过激活各种具有免疫功能的细胞因子降低EV71感染者体内的病毒载量[9]。过度的IL-6释放会通过全身炎症反应综合征损坏感染者的多个器官。Khong等[14]通过老鼠的实验发现，在感染EV71后第3日或者第6日给以抗IL-6的中和抗体，可以改善被感染老鼠的存活率。

Lin等[10]分析了EV71感染者和非感染者脑脊液中IL-6水平，发现中枢神经系统受累的第1和第2日IL-6水平显著升高，但是在不同合并症组，例如合并肺水肿、脑炎和(或)脊髓灰质炎、无菌性脑膜炎等，各组间的脑脊液中IL-6水平差异无统计学意义。在另一项研究结果中，合并肺水肿和自主神经功能紊乱的患者中IL-6水平显著高于没有发生脑干脑炎等合并症的感染组[15]。脑脊液中IL-6浓度水平高于血中，因此分析IL-6可能由严重感染者中枢神经系统产生[8]。两个研究结论不尽相同，可能与检测的时间处于发病后不同时期的原因有关，提示检测细胞因子的动态变化可能更有助于了解其变化过程。

王爽等[16]将重症手足口病患者分为重型组和危重型组，比较血清中细胞因子浓度水平，发现危重型组血清IL-6等细胞因子水平相比重型组和健康对照组都显著升高，在所有研究病例中，EV71阳性患者的IL-6水平相比未检出明确病原组更高，推测IL-6在EV71导致的手足口病患者中免疫反应更加明显，而且其持续升高与病情危重相关。张玉兰等[17]报告手足口病患儿重症组血清IL-6、IL-8、肿瘤坏死因子α水平均显著高于普通病例组，而血清IL-10、IL-13水平均显著低于普通病例组，普通病例组血清IL-10、IL-13水平均显著高于健康对照组，重症组血清IL-10、IL-13水平均显著低于对照组，因此认为炎性因子IL-6、IL-8、肿瘤坏死因子α水平均的升高和抗炎因子IL-10、IL-13水平的降低是手足口病患儿病情严重的标志之一，细胞因子水平可以作为监测疾病的进展、判断疾病的预后、指导干预时机的重要指标。蒋玉红等[18]研究显示，手足口病患儿血清IL-6、IL-10及γ干扰素水平显著高于健康对照组，同时伴随CD4+/CD8+T细胞下降；手足口病合并肺水肿组相比无并发症组及健康对照组的儿童，患儿血清免疫球蛋白M分别在三组之间差异有统计学意义,而免疫球蛋白G与免疫球蛋白A在三组之间无明显变化，手足口病患儿血清补体C3及C4水平均显著低于健康对照组，但是在手足口病合并肺水肿组和无并发症组的血清IL-6水平差异无统计学意义，因此认为IL-6没有参与手足口病患儿肺水肿的病理过程，该研究存在与前述研究结果不一致的结论。

4 IL-6的临床应用前景

以往的病毒感染性疾病，例如2009年流行的甲型H1N1流感，研究发现病毒清除延迟和大量炎性因子的激活可以导致病情加重,死亡病例组的血清IL-6、IL-8、IL-10等炎性因子水平都高于存活组患者[19]。在高致病性人感染甲型H5N1禽流感的患者同样存在类似的细胞因子风暴。而动物实验证实给予免疫调节治疗后可以降低感染动物体内炎性因子水平，改善预后[20]。

手足口病患儿给予人免疫球蛋白后血清和脑脊液中IL-6水平可以快速下降，而EV71抗体滴度水平无显著下降，Wang等[8]认为IL-6的过度表达可能是感染EV71后出现脑炎和肺水肿等严重并发症的真正病因。Khong等[14]通过对感染EV71新生小鼠模型的研究发现，给予IL-6中和抗体后，小鼠的预后显著改善，而被感染老鼠体内病毒载量并没有下降，说明IL-6中和抗体并不是通过降低病毒载量来发挥其作用的，但是如果在感染病毒后立刻给予抗IL-6的治疗则对小鼠不利，说明IL-6在机体感染后早期可以通过激活机体的抗病毒反应对机体起到保护作用，但是如果体内持续存在高浓度的IL-6水平则对机体是不利的，可以导致机体各器官的损坏。

在临床方面，很多学者报道在手足口病患儿疾病早期静脉注射免疫球蛋白可以减少发展为脑炎和肺水肿的概率，改善预后，而动物实验证实静脉使用人免疫球蛋白可以降低血清IL-6和IL-8的水平[14]。人免疫球蛋白含有可以中和细胞因子的天然的抗细胞因子抗体，可以对抗IL-1和IL-6等细胞因子。有研究证实使用人免疫球蛋白不能中和EV71病毒，因此进一步支持免疫球蛋白是通过改变血清中促炎因子和抗炎因子的水平发挥作用的。

5 小 结

细胞因子与全身炎症反应综合征的病理生理过程相关，在病原感染后早期，IL-6做为促炎因子可以对机体起保护作用，但是持续的高水平IL-6则可能引起器官损害，感染后的早期采取抗IL-6治疗可以改善预后。在EV71相关的脑干脑炎、自主神经功能紊乱和神经源性肺水肿患者发现血液和脑脊液中IL-6水平较无并发症患者升高，临床给予人免疫球蛋白可以降低IL-8水平并改善预后。目前缺乏足够的临床数据解决是否可以采取抗IL-6治疗以及什么时候是给予该治疗的最佳时机这两个问题。

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