整肠生对新型冠状病毒肺炎患者细胞因子水平和临床预后的影响

尹江涛，唐洋，梅琼，孙志伟，章晋辉，刘大东，戴晓玥，夏雯，丁龙坤，席月，张盈，吴亮

(1. 江苏大学附属医院ICU科，江苏 镇江 212001； 2. 华中科技大学同济医学院附属同济医院肿瘤科，湖北 武汉 430030； 3. 江苏大学医学院，江苏 镇江 212013)

2019年底在我国流行的新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease-19, COVID-19)来势凶猛，传染性强，对国民健康造成了极大的危害。大部分重症患者会并发急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)，死亡率居高不下[1]。病理学检查发现死亡患者的双肺有弥漫性肺泡损伤伴纤维黏液渗出，双肺可见间质性炎症细胞浸润，以淋巴细胞为主。结合重症患者血清中均出现高水平的IL-1β、TNF-α和IL-6等促炎细胞因子，提示重症患者体内存在“细胞因子风暴”，并可能是患者死亡的重要原因[2]。

良好的肠道微生态中存在多种足量的益生菌(包括乳杆菌和双歧杆菌等)，能够通过发酵肠道中膳食纤维产生各种抗炎代谢产物(如短链脂肪酸)，短链脂肪酸通过影响调节性T细胞(Treg)发挥抗炎作用，从而可以有效地减轻炎症性肠病患者肠黏膜损伤[3]。基于短链脂肪酸可以进入血液循环并靶向肺脏等器官，本研究采用口服整肠生以增加发生ARDS的COVID-19 患者肠道中的益生菌含量，评估通过改善患者肠道菌群结构以抑制炎症因子的分泌，从而改善临床预后，以期为提高重症/危重症COVID-19救治成功率提供一条新途径。

1 对象和方法

1.1 研究对象

回顾性观察2020 年2月至3月武汉市同济医院中法新城院区收治的60例成年重症COVID-19患者(重型/危重型)。排除标准： 孕产妇； 既往免疫功能受损或正在接受免疫治疗的患者； 消化道出血或梗阻的患者； 正在接受其他药物干预研究的患者。最终共纳入38例患者，分为治疗组(18例)和对照组(20例)。

1.2 治疗方法

所有患者均给予积极的治疗措施，包括氧疗，抗病毒，营养支持，纠正水、电解质紊乱及对症治疗等。治疗组患者增加口服整肠生胶囊(东北制药集团沈阳第一制药有限公司，国药准字：S10950019，产品批号：201904104)，0.5 g/次，3次/d，首次剂量加倍。

1.3 数据收集

1.3.1 临床基本特征 记录患者年龄、性别、体重指数(BMI)，入组时的急性生理与慢性健康状态(APACHEⅡ)评分、序贯器官衰竭评估(SOFA)评分等。

1.3.2 实验室检查 记录两组患者治疗开始前、治疗后2周的血常规，包括白细胞计数、淋巴细胞计数、血小板计数；TNF-α、IL-1β、IL-6、降钙素原(PCT)、C-反应蛋白、谷丙转氨酶、白蛋白和肌酐。上述指标均由医院检验科完成。

1.3.3 临床结局 记录患者是否发生休克、ARDS及急性肾功能衰竭等全身并发症及住院时间等。

1.4 统计学分析

2 结果

2.1 患者临床基本特征情况

治疗组和对照组患者在性别、年龄、体重指数、APACHE Ⅱ评分、SOFA评分、白蛋白、前白蛋白这几项临床指标的比较，差异均无统计学意义(P>0.05)，两组患者可以开展进一步临床试验研究。见表1。

表1 两组患者临床基本特征的比较

2.2 两组患者治疗前后血常规、常规生化指标和细胞因子水平变化

治疗2周后，对照组和治疗组患者外周血淋巴细胞计数显著高于治疗前(P<0.01)，白细胞和血小板计数无明显变化(P>0.05)。见表2。

治疗2周后，对照组和治疗组患者血清C反应蛋白水平显著低于治疗前(P<0.01)，谷丙转氨酶、白蛋白、肌酐等未见明显变化(P>0.05)。见表3。

经整肠生治疗2周后，治疗组患者血清TNF-α和IL-1β水平显著低于治疗前，并低于对照组(P<0.05)，而PCT和IL-6水平无明显变化(P>0.05)。见表4。

表2 两组患者血常规结果的比较

表3 两组患者生化结果的比较

表4 两组患者PCT及细胞因子水平的比较

2.3 患者临床结局情况

治疗2周后，治疗组患者的休克、ARDS和急性肾损伤发生率与对照组比较，差异均无统计学意义(P>0.05)，且两组住院时间比较亦无明显差异(P>0.05)。

表5 两组患者临床结局的比较

3 讨论

COVID-19患者的重症率显著高于普通流感，重症患者的死亡率较高，大部分重症患者都会发生ARDS。目前发现，发生ARDS的重症患者死亡率极高，达到45%～92%，并且这些患者会在患病的2周内死亡[4]。病理学检查发现死亡患者双肺有弥漫性肺泡损伤伴纤维黏液渗出，并有明显肺泡上皮脱落和肺透明膜形成，双肺可见间质性炎症细胞浸润，以淋巴细胞为主。肺泡腔内可见多核合胞体细胞，呈病毒性细胞病变样改变，但未发现明显的核内或胞质内病毒包涵体，结合重症患者血清中均出现高水平的IL-1β、TNF-α和IL-6，提示重症患者肺部存在的“细胞因子风暴”是造成ARDS 的主要原因[5]。肺部感染时,适当分泌的细胞因子可通过旁分泌作用激活巨噬细胞或中性粒细胞发挥局部抗炎作用，并募集更多的中性粒细胞至肺部杀灭病原体；然而当IL-1β和TNF-α等细胞因子过度释放形成“细胞因子风暴”时，则会造成过强的免疫反应，反而会损伤正常肺组织，并进一步导致低血压休克等一系列有害的全身综合征[6]。“细胞因子风暴”所导致的广泛肺上皮细胞和肺血管内皮细胞损伤，最终引起ARDS的病理改变，即肺血管通透性增高、肺水肿及透明膜的形成等[7]。

肠道菌群是人体肠道内长期存在的微生物群落，正常的肠道微生物在营养代谢、药物代谢、维持肠黏膜屏障结构完整、免疫调节和抵御病原体感染等方面发挥着重要功能，并且越来越多的研究发现肠道菌群在疾病的炎症、代谢和免疫调节过程中发挥着重要作用，并提出了“肠-肺轴”和“肠-脑轴”等新型理论。近年来的大量循证医学证据也支持“肠-肺轴”的存在，如呼吸道和肺部感染患者多伴有某些胃肠道症状，其发展也同样会影响胃肠道疾病[8]。Bradley等[9]研究小鼠类风湿关节炎时发现肠道微生物群中的分节丝状细菌可以远距离刺激肺部炎症反应，通过“肠-肺轴”诱导Th17分化加剧肺部炎症反应。还有研究发现正常肠道菌群对肺炎链球菌所致肺炎小鼠具有保护作用，而清除了肠道微生物的小鼠肺部炎症因子水平和死亡率均显著增加[10]。

益生菌是指能够对宿主健康产生有益作用的活的微生物，主要为乳杆菌属、双歧杆菌、肠球菌属、埃希氏杆菌属、酵母菌等，可调节宿主肠道菌群的组成和丰度，维护肠黏膜屏障的完整性，预防细菌移位和局部免疫反应，阻止病原菌在肠道内定植，刺激肠道免疫系统以增强宿主抵抗力；同时，益生菌的代谢产物也可以抑制或杀灭病原体，稳定消化道上皮细胞屏障功能以维持肠道微生态平衡[11]。使用益生菌虽不能像抗生素那样做到根除病原微生物，但可以阻止致病菌的定植，某些情况下还可以发挥抗生素无法达到的效果，并且益生菌治疗成本低、不良反应小[12]。值得一提的是，有不少临床研究表明口服益生菌可以显著降低患者呼吸机相关性肺炎的发生，为机械通气患者提供一种非抗生素的预防呼吸机相关性肺炎发生的可行措施[13-14]。

本研究表明，整肠生治疗2周后，治疗组和对照组患者外周血中淋巴细胞计数要明显高于治疗前，血清CRP水平显著低于治疗前，表明两组患者免疫功能及炎症反应水平要优于治疗前；但是两组患者的淋巴细胞计数和CRP比较无明显差异，说明免疫功能及炎症反应水平的改善与整肠生治疗无明显相关性。我们还发现，COVID-19 肺炎患者体内存在高细胞因子水平，IL-1β、TNF-α和IL-6 水平均高于正常人水平，与之前报道一致[5]。经整肠生治疗后，两组患者的TNF-α和IL-1β水平较治疗前有明显降低，且治疗组明显低于对照组，表明通过整肠生改善患者肠道微生态后可以有效降低COVID-19患者体内致炎细胞因子水平，但我们未发现可以改变患者临床结局，这可能与本研究病例数过少和所选取的肠道微生态调节剂有关。在下一阶段研究中，我们拟进一步采用其他益生菌产品以改善患者肠道微生态，深入研究其改善患者临床治疗效果。