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COVID-19患者恢复期血浆在COVID-19治疗中的应用

2021-04-17王月李策生综述杨晓明审校

中国生物制品学杂志 2021年5期
关键词:中和滴度死亡率

王月,李策生综述,杨晓明审校

1.国药集团武汉血液制品有限公司,湖北 武汉430207;2.中国生物技术股份有限公司,北京100024

2020年2月11日,国际病毒分类委员会将2019新型冠状病毒(2019-nCoV)命名为严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)。2020年3月11日,世界卫生组织(WHO)正式宣布由SARS-CoV-2引起的新型冠状病毒肺炎(Coronavirus Disease 2019,COVID-19)进入全球大流行状态[1]。根据约翰霍普金斯大学统计的最新数据,截至2020年北京时间4月17日17点,全球COVID-19总确诊病例已激增至近1.4亿人,死亡人数已超过300万人,其中欧洲约占100万,美国约占57万,巴西约占37万,墨西哥约占22万,印度约占18万[2],给全球公共卫生带来巨大挑战。SARS-CoV-2具有较强的传染力,基本再生数(3.11)高于SARS-CoV,感染后可引起发热、干咳、乏力、腹泻等症状,严重者可引起急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)、脓毒症休克等,危及患者生命,是第3种可感染人类并引起严重肺炎的冠状病毒[3]。

鉴于SARS-CoV-2是一种新型病毒,用于抗此病毒药物的开发和临床试验尚需时间,在这种情况下,目前恢复期血浆(convalescent plasma,CP)被认为是治疗COVID-19最为及时有效的方法之一[4-5]。恢复期血浆治疗(convalescent plasma treatment,简称CP疗法)是指将从COVID-19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[6],特别适合重症患者[7]。CP可提供短期的预防及治疗作用,持续时间约为几周或几个月[8]。本文重点就CP疗法的作用机制、临床研究、临床效果的影响因素以及未来的展望作一综述,以期有助于CP在治疗COVID-19患者中的合理应用。

1 CP疗法的作用机制

在病毒引起的严重急性呼吸道感染(severe acute respiratory infection,SARI)中,如2003年的SARS、2006年的H5N1禽流感、2009年的甲型流感(H1N1 pdm09)、2012年的中东呼吸综合征(Middle East respiratory syndrome,MERS)、2015年 的H7N9流 感等,均将CP作为被动免疫疗法治疗确诊患者。CP疗法的主要抗病毒作用与SARS-CoV-2膜表面S蛋白的中和抗体有关,S蛋白介导病毒吸附宿主细胞膜表面ACE2受体,促进病毒进入宿主细胞[9-10]。许多研究证实了CP的有效性,其临床指征为患者血浆中病毒载量降低及中和抗体水平升高[11-12]。

CP疗法可产生足够的被动免疫,主要包括中和病毒及免疫调节[13],可能的分子机制包括:①CP中最重要的成分为γ-球蛋白分子,其高活性中和抗体可直接结合病毒血凝集素,并启动抗体介导的补体激活作用和抗体依赖的细胞毒性和(或)吞噬作用,从而达到清除病毒,缓解病毒血症的目的;②CP的中和抗体和非中和抗体可能促进病毒进入含Fcγ受体的抗原呈递细胞,如巨噬细胞和B淋巴细胞,并增加病毒抗原的处理和呈递来增强T淋巴细胞介导的适应性免疫反应;③CP的非中和性抗体,如病毒包膜蛋白或膜蛋白的抗体,通过依靠免疫机制介导巨噬细胞对病毒的吞噬,经间接作用清除病毒。此外IgG2的调理作用可封闭细菌以避免继发的肺炎。有报道称非中和性抗体在COVID-19病程后期,可能会加重COVID-19患者的炎症风暴[14]。SARS-CoV和MERS暴发期间也观察到了CP疗法类似的作用机制[15-16]。

有研究表明,ABO血型系统可能影响SARSCoV-2感染,O型血人群不易感SARS-CoV-2,可能原因是O型血人群存在抗A凝集素IgG,这将阻止SARS-CoV-2与其受体结合,从而抑制病毒进入靶细胞[17-20]。

2 CP疗法的临床研究

CP疗法是一种经典的治疗手段,在近20年流行的SARS、H1N1、H5N1、MERS、埃博拉病毒病(Ebola virus disease,EVD)中发挥了重要的治疗作用。目前诸多临床研究也证实了CP疗法在COVID-19患者的临床应用上具有一定的预防及治疗效果,且安全性良好[21-30]。

从循证医学角度来讲,相比于以往的病例研究,随机对照试验(randomized controlled trial,RCT)的证据效力更强,可更加客观严谨的得出结论。迄今为止,有多篇采用RCT的研究论文已经发表[21-26]。

中国生物研究数据显示[27],将高滴度中和抗体的COVID-19康复者CP输注给10名重症患者后,患者临床症状在24~48 h获得改善,且炎症指标和肺部影像学在短期内也获得具有统计学意义的改善。其中5名患者在治疗后中和抗体滴度升高,所有患者在治疗后7 d内病毒核酸检测转为阴性,目前尚未观察到严重不良反应以及非预期不良反应,安全性良好。

在一项概念验证单臂多中心介入性研究中,PEROTTI等[28]观察了46例重症COVID-19接受CP输注在短期(7 d)内的治疗效果。患者的临床和胸片严重程度、实验室检测值[CRP、铁蛋白和乳酸脱氢酶(LDH)]和功能性呼吸参数[动脉氧分压与吸入氧分压比值(PAO2/FIO2)]均得到改善。与正常对照组的死亡率数据相比,CP治疗组的死亡率显著降低(从15%降至6.5%)。在另一项回顾性倾向评分匹配的对照研究中,LIU等[29]评估了CP疗法对严重COVID-19患者的疗效。与对照组相比,CP治疗组患者的耗氧量显著降低[校正比值比(OR)0.86;P=0.025],生存率显著提高[校正危险比(HR)0.34;P=0.027]。SALAZAR等[12]在136例COVID-19 CP治疗的患者和251例对照组的前瞻性研究的中期分析中,观察到了CP疗法的有效性。早期(即入院72 h内)输注高滴度CP[即抗受体结合域(receptor binding domain,RBD)IgG滴度≥1∶1 350],CP治疗组患者死亡率显著降低。同样在一项351例COVID-19患者接受CP治疗的60 d随访研究中再次被SALAZAR等证实[30]。

在中国开展的一项103例严重危及生命COVID-19患者RCT中[21],51.9%患者接受CP治疗,43.1%患者接受标准治疗,研究结果显示,二者之间差异无统计学意义(P=0.26)。由于研究期间,中国的COVID-19患者数量减少,该试验提前中止,这可能导致研究在评估具有临床意义的结果方面能力不足。但将分析研究仅限于重度COVID-19患者,主要评估结果(临床改善)的差异具有统计学意义(91.3%∶68.2%,P=0.03)。

RASHEED等[24]的研究中,21例COVID-19患者接受CP治疗,28例作为标准治疗对照组,与对照组相比,CP治疗组患者死亡率降低(1/21∶8/28,P=0.03)。西班牙的一项RCT研究显示,与对照组相比,CP治疗组的患者死亡率降低[25]。值得注意的是,未接受CP治疗的标准治疗对照组患者进展至呼吸衰竭,需机械通气救治。由于疫情大流行得到控制,招募人数下降,这项研究也被过早中止。印度开展一项中度临床症状(普通型)COVID-19患者的RCT,464例普通型COVID-19患者被随机分为CP治疗组和标准治疗对照组,CP治疗与死亡率降低或进展为严重COVID-19无相关性,3例患者死亡可能与CP输注有关。本研究实验设计存在很大局限性和漏洞:采用中和抗体效价低的CP进行治疗(效价中位数为1∶40)[22]。

综上所述,基于招募患者人数以及实验设计等原因,大多数临床研究显示,CP治疗对重症COVID-19患者在临床症状改善或降低死亡率风险等方面具有一定效果。但有些研究(患者人数过少或实验设计存在局限性等)可能存在偏倚,需高度重视RCT。

3 CP疗法临床效果的影响因素

CP疗法应用于治疗COVID-19患者,合理评估其影响因素可有效促进CP的治疗效果,改善患者临床症状,降低死亡率,其主要的影响因素如下。

3.1 CP中和抗体的效价及采浆时间CP中和抗体需达到一定滴度才有临床治疗作用。研究显示,H1N1 pdm09及MERS-CoV感染时,CP中和抗体滴度大于160时,临床效果较佳[31]。埃博拉病毒(Ebola virus,EBOV)感染暴发期,CP中和抗体滴度为64时,临床效果较好[32]。鉴于以上治疗经验,我国规定CP治疗COVID-19的血清或血浆IgG抗体滴度大于160或总抗体滴度大于320时可应用于临床重症患者治疗[33]。有研究显示,临床症状消失≥14 d后收集CP,大部分捐献者的抗体滴度较高[27],且在出现症状后的第3周可检测到RBD IgG[34-35]。

3.2 CP治疗患者的选择及使用时间CP适用于病情进展较快的重型、危重型COVID-19患者,原则上病程不超过3周,强调了早期患者或经临床专家综合评估需进行血浆治疗的患者[33]。既往SARS感染病例报告表明,发病14 d内接受CP输注的患者,尤其在核酸阳性而抗体阴性的患者中最有效[36]。有学者发现,COVID-19患者出现症状后约5~6 d,咽拭子和痰液标本中的病毒载量达到峰值,约(1~1 000)×104拷贝/mL[37],且患者年龄增加也与病毒载量升高有关,提示使用CP的时间尤其在老年患者中更要提前。CP可抑制病毒复制及早期炎症反应和器官组织损伤,建议早期使用CP,而不是将其放在补救治疗的地位。

3.3 CP输注的剂量及频次 国内推荐根据临床状况、患者体重等因素决定CP输注剂量,通常输注剂量为200~500 mL(4~5 mL/kg)[33];如果捐献者恢复时间较长,抗体滴度较低,可能需要更大剂量[38]。建议进一步开展SARS-CoV-2感染的病毒学及免疫动力学研究,更科学地确定CP治疗的合适剂量和频次等。

4 挑战及前景

本文简要概述了CP疗法在COVID-19患者治疗中的应用、作用机制、相关临床研究以及临床效果影响因素。在无特效疗法的传染病尤其是疾病大流行期间,CP疗法可能是保护和治疗高危人群的一种有效方法,可与疫苗和抗病毒药物并行研发。

CP疗法临床研究也存在一些问题需要注意,如CP治疗COVID-19患者的临床研究存在样本量偏少、缺乏有效的系统RCT等问题,CP治疗时机、中和抗体的有效滴度值也无明确规定,CP治疗的最佳剂量及频次也需要进一步的深入研究,某种程度上提示了其安全性和潜在有效性。CP治疗时也可能发生其他特殊不良反应,如急性肺损伤(transfusionrelated acute lung injury,TRALI)、抗体依赖性增强(antibody dependent enhancement,ADE)等[39-40],保证献浆员和接受治疗患者的安全非常重要。合理把握CP采集的最佳时机,获得高质量中和抗体,密切观察患者的临床和影像学指标改变,时刻关注不良反应,有助于遏制疾病的进展,改善COVID-19危重患者的预后。

基于新发传染病暴发时CP疗法的研究和应用,COVID-19康复者CP被正式列为重型和危重型病例的治疗方法,主要适用于病情进展较快的重症和危重症患者[33-41]。2020年中国生物技术股份有限公司成功制备了COVID-19康复者CP,用于COVID-19重症和危重症病例治疗,并在此基础上成功研发了静注COVID-19人免疫球蛋白(pH 4),此产品含有高滴度SARS-CoV-2中和抗体,可有效中和病毒,起到被动免疫的作用,同时含有广谱抗病毒、细菌或其他病原体的IgG抗体,具有免疫替代和免疫调节的双重治疗作用,可增强机体的抗感染能力和免疫调节功能,相信在后疫情时代会起到重要的预防及治疗作用。COVID-19的精准免疫治疗需要依赖病毒特异性单克隆抗体,建议进一步研发广谱的β-冠状病毒种属特异单克隆抗体,在疾病早期应用,改变支持治疗或补救治疗的局面,有效提高患者治愈率,降低死亡率。

志谢 衷心感谢中国生物武汉生物制品研究所有限责任公司黄仕和研究员指导

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