托珠单抗有效治疗重症COVID-19患者
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朱晨主编,上海交通大学,中国上海,2020年4月14日批准(2020年3月25日收稿)
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- 研究文章与信件的关系- 2020年11月12日
- 研究文章与信件的关系- 2020年11月17日
意义
在2019冠状病毒病患者中,大量T淋巴细胞和单核巨噬细胞被激活,产生白细胞介素-6 (IL-6)等细胞因子,与靶细胞上的IL-6受体结合,引起细胞因子风暴和肺等组织器官的严重炎症反应。Tocilizumab是一种重组人源化抗人IL-6受体单克隆抗体,能与IL-6受体高亲和力结合,从而阻止IL-6自身与其受体结合,使其无法对靶细胞进行免疫损伤,缓解炎症反应。
摘要
在分析了2019年严重冠状病毒病(COVID-19)患者的免疫特征后,我们发现致病性T细胞和分泌大量白介素6的炎性单核细胞可能会引发炎症风暴,这可能会通过靶向IL-6途径的单克隆抗体得到抑制。本研究旨在评估托珠单抗对重症COVID-19患者的疗效,并寻求一种治疗策略。2020年2月5日至14日,中国科学技术大学第一附属医院(安徽省人民医院)和安徽省阜阳市第二人民医院诊断为重症或危重型COVID-19的患者在常规治疗的基础上接受托珠单抗治疗。回顾性分析其临床表现、CT扫描图像及实验室检查的变化。第一天体温恢复正常,几天内其他症状明显改善。在托珠单抗治疗后5 d内,20例患者中有15例(75.0%)氧摄入量降低,1例患者不需要氧治疗。CT扫描显示19例(90.5%)肺病变混浊吸收。治疗前85.0%(17/20)患者外周血淋巴细胞百分比下降(平均15.52±8.89%),治疗后第5天52.6%(10/19)患者恢复正常。异常升高的c反应蛋白在84.2%的患者中显著下降(16/19)。未见明显不良反应。 All patients have been discharged on average 15.1 d after giving tocilizumab. Preliminary data show that tocilizumab, which improved the clinical outcome immediately in severe and critical COVID-19 patients, is an effective treatment to reduce mortality.
在过去的几十年里,据报道,两种已知的人畜共患冠状病毒,即严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)和中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV),会损害呼吸道并引起严重暴发(1⇓- - - - - -3.).严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (4)是一种新发现的冠状病毒,于2019年12月首次在中国武汉发现。该疾病于2020年2月11日正式命名为2019冠状病毒病(COVID-19) (5).流行病学数据基本确定了COVID-19的人传人途径(6,7),传播迅速,已成为全球性的公共卫生挑战。大部份病人患上肺炎,可迅速恶化为呼吸衰竭(8).老年人和免疫功能低下的患者易感性和死亡率较高(1).一项研究报告,肺炎患者通常在胸部电脑断层扫描(CT)时表现异常(9).发病时的常见症状包括发烧、咳嗽和肌痛或疲劳。大量患者出现严重并发症,包括急性呼吸窘迫综合征(ARDS;29%);32%的患者需要入住重症监护室(ICU), 6例(15%)死亡(9).在另一份99例报告中,17例(17%)患者出现ARDS,其中11例(11%)在几天内恶化并死亡(7).根据一份新的报告,危重病例的死亡率达到60.5% (10).不幸的是,COVID-19的发病机制仍然不清楚,也没有有效的治疗方法。
研究表明,在严重急性呼吸综合征(SARS)发病过程中,细胞因子风暴发生,促炎细胞因子大量释放,包括白细胞介素-6 (IL-6)、肿瘤坏死因子-α (TNF-α)、IL-12 (11).在中东呼吸综合征(MERS)的研究中,由另一种冠状病毒(MERS- cov)引起的IL-6、IL-1β和IL-8的细胞因子基因可显著升高。MERS-CoV也证实了延迟的促炎细胞因子诱导(12).与SARS和MERS的变化相似,COVID-19 ICU患者血浆中IL-6、IL-2、IL-7、IL-10、粒细胞集落刺激因子、干扰素-γ (IFN-γ)诱导蛋白、单核细胞趋化蛋白、巨噬细胞炎症蛋白1α、TNF-α等细胞因子水平升高,提示发生了细胞因子风暴(7,9),并与疾病的严重程度和预后有关。在一名死于COVID-19严重感染的患者的尸检活检样本中,组织学检查显示双侧弥漫性肺泡损伤,有细胞性纤维粘液样渗出物。双肺均见单核炎性淋巴细胞(13).这些研究表明炎症因子或细胞因子风暴已经发生。在我们前期的研究中,通过分析COVID-19患者的免疫特征,我们发现异常的致病T细胞和分泌大量细胞因子的炎性单核细胞可能会引发炎症风暴。本研究发现重症患者IL-6、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)和IFN-γ在流式细胞仪中升高,而TNF-α在CD4中没有明显上调+COVID-19患者的T细胞(14).因此,我们认为IL-6和GM-CSF是导致炎症风暴的关键细胞因子,炎症风暴可能导致肺泡-毛细血管血气交换功能障碍增加,特别是氧扩散受损,最终导致肺纤维化和器官功能衰竭。因此,我们认为IL-6可能在细胞因子风暴中发挥关键作用,干预IL-6可能是治疗重症和危重型COVID-19的潜在方法。
IL-6受体(IL-6R)有两种形式:膜结合白介素-6受体(mIL-6R)和可溶性白介素-6受体(sIL-6R)。IL-6与sIL-6R结合形成复合物,复合物再与细胞膜上的gp130结合完成转信号转导,发挥促炎作用(15⇓⇓- - - - - -18).tocilizumab是一种重组人源化抗人IL-6受体单克隆抗体,可特异性结合il - 6r和mIL-6R,抑制信号转导。目前主要用于类风湿性关节炎(18).长期动物毒性试验结果显示,托珠单抗耐受性良好,其他临床病理研究或组织病理学评估未观察到明显异常(18⇓- - - - - -20.).本研究中,我们利用历史数据前瞻性观察托珠单抗治疗重症或危重型COVID-19患者,观察IL-6是否在发病机制中起关键作用,以及托珠单抗干扰IL-6的疗效,以期为这一致命疾病提供治疗策略。
结果
人口统计特征。
受试者平均年龄为56.8±16.5岁,年龄25 ~ 88岁(表1).21例患者中男性18例(85.7%),女性3例(14.3%);重症17例(81.0%),危重4例(19.0%)。其中有武汉接触史5例(23.8%),有新冠肺炎确诊患者接触史6例(28.6%)。其他人在被询问时没有流行病学史。18例患者(85.7%)接受过一次托珠单抗治疗,3例患者(14.3%)因12 h内发热再次接受相同剂量的托珠单抗治疗。
临床表现。
所有患者均以发热为首发症状,其次为干咳(14/ 21,66.7%)、少量白痰(9/ 21,42.9%)、乏力(6/ 21,28.6%)、胸闷(6/ 21,28.6%)。恶心4例(19.0%)。其他症状,包括鼻漏和胸痛,很少见(4.8%)。在所有患者中,从发热到出现呼吸困难的平均时间为5.6±2.8 d(范围2 ~ 14)。20例患者接受吸氧治疗,其中高流量吸氧9例(45.0%),鼻插管7例(35.0%),面罩吸氧1例(5.0%),无创通气1例(5.0%),有创通气2例(10.0%)。还有一位病人拒绝氧疗。(表1)
实验室考试。
表1而且2显示托珠单抗前的基线实验室测试结果。白细胞计数异常4例(4/ 20,20.0%)(平均6.30±2.77 × 10)9/L)。85.0%的患者淋巴细胞百分比下降(17/20;平均,15.52±8.89%);80.0%(16/20)患者中性粒细胞百分比升高(平均82.28±9.14%)。12例患者中有10例(83.3%)红细胞沉降率升高(平均42.42±27.82 mm/h)。的平均值d-二聚体为0.80±0.92 μg/mL,凝血酶原时间为12.39±2.12 s。20例患者c反应蛋白(CRP)水平均升高(平均75.06±66.80 mg/L)。降钙素原(PCT)值平均值为0.33±0.78 ng/mL, 20例患者中仅有2例(10.0%)出现异常值。1例患者(1/ 19,5.3%)肌酸激酶升高,平均162.41±74.77 IU/L。85.0%的患者乳酸脱氢酶水平升高(17/20;平均值为370.70±140.21 U/L)。20例患者中仅有1例(5.0%)丙氨酸转氨酶和天冬氨酸转氨酶轻度升高(平均值分别为29.55±14.44和31.15±9.25 IU/L)。肌酐和尿素氮在2例患者中略有升高(2/ 20,10%),平均值分别为78.20±26.46 μmol/L和5.64±2.75 mmol/L。
此外,所有患者在托珠单抗前均进行了IL-6表达水平分析。电化学发光法检测18例患者的平均浓度为153.44±296.63 pg/mL。其余3例来自安徽省医院的患者外周血淋巴细胞中IL-6的表达分别为6.95、7.40、7.72%+CD4细胞+T细胞。两种方法均显示重症、危重型患者IL-6表达上调。
成像特性。
所有患者胸部CT表现均异常。初次胸部CT原发异常为斑块样,磨玻璃样影,局灶实变,主要分布于外周,尤其是胸膜下区(图1一个- - - - - -C).21例患者在接受托珠单抗治疗前7天内磨玻璃影的大小、程度和严重程度均有所增加。未发现胸腔积液、纵隔淋巴结或中央肺栓塞。
治疗结果。
所有患者在接受托珠单抗治疗后第一天体温急剧恢复正常,此后保持稳定(图2B).临床症状在随后的几天内同步明显缓解。外周氧饱和度明显改善(图2C而且D).15例患者(15/20,75.0%)在托珠单抗治疗后5 d内氧摄入量降低。其中1例患者无需进一步氧疗。在使用呼吸机的3例患者中,1例患者于托珠单抗治疗后第1天停用无创呼吸机,1例患者于第5天拔管恢复意识,1例患者于第11天恢复意识。
托珠单抗治疗后观察到淋巴细胞百分比和CRP水平的显著变化,如图图2一个而且表2.治疗第5天白细胞计数异常者仅2例(2/19,10.5%),平均为5.25±2.11 × 109/ L。10例(10/19,52.6%)淋巴细胞百分比恢复正常(平均22.62±13.48%)。84.2%的患者CRP显著下降并恢复正常(16/19;平均2.72±3.60 mg/L)。托珠单抗治疗后,IL-6的价值在短期内没有明显下降(表2).治疗后,CT扫描显示19例(90.5%)患者的病灶被吸收,其他患者略有改善(图1D- - - - - -F).包括危重患者在内的所有患者均已出院。连续两次以24小时为间隔的阴性病毒定性检测表明病毒载量完全清除。托珠单抗治疗后平均住院时间为15.1±5.8 d。其中13例(61.9%)患者在托珠单抗治疗后2周内出院,6例患者在3周内出院(表1).
安全。
记录所有患者报告的不良事件。在我们的研究中,托珠单抗未引起严重事件。药物不良反应包括转氨酶升高、中性粒细胞减少、感染等未见报道。治疗期间未观察到出现细菌、真菌或病毒感染。
讨论
在本研究中,我们回顾性观察了IL6R抑制剂tocilizumab对21例重症和危重型COVID-19患者的治疗。临床资料显示,大多数患者在接受托珠单抗治疗后症状、低氧血症和CT透明度改变立即得到改善,提示托珠单抗可能是治疗COVID-19的一种有效疗法。
COVID-19是一种新发的呼吸道感染性疾病,感染初期症状轻微。然而,在相当一部分患者中,症状迅速恶化,表现为胸闷、呼吸短促,甚至呼吸衰竭。CT扫描常显示快速增大的混浊。这些患者通常需要在ICU进行氧疗,甚至辅助通气。不幸的是,4.3至11%的患者即使在推荐的标准治疗后仍死亡(7,8),因为没有有效的治疗方法。重症病死率高达60.5% (10).在本研究中,所有21例患者在托珠单抗前均有1周的常规治疗史,但病情恶化,表现为持续发热、低氧血症和CT图像恶化。托珠单抗治疗后,除体温改善外,大部分患者呼吸功能均有一定程度改善。胸闷得到缓解。大多数患者氧摄入量降低,氧饱和度保持稳定。2例患者在5 d内脱离呼吸机。因此,当出现持续性发热、病情由轻转重(包括重症高危因素)、CT弥漫性肺不透明、IL-6水平升高等情况时,应尽快开始托珠单抗治疗。早期治疗可有效控制症状恶化。
淋巴细胞百分比下降被认为是COVID-19患者诊断和判断严重程度的重要指标(8).在我们的研究中,85.0%的患者(17/20)淋巴细胞百分比下降,52.6%的患者(10/19)在给予托珠单抗后5 d内淋巴细胞恢复正常。与此同时,升高的c反应蛋白也恢复正常。所有患者治疗前IL-6水平均升高。治疗结束后,由于tocilizumab阻断了IL-6的受体,未来几天血清中IL-6水平会暂时升高。在嵌合抗原受体T细胞治疗中也可以观察到类似的情况(21).19例(90.5%)患者CT上的肺混浊被吸收。考虑到肺组织损伤需要足够的时间进行修复,可以预期CT扫描缓解延迟。治疗期间,无药物不良反应及继发肺部感染报告。所有患者治疗后临床症状均有明显改善,预后良好。所有患者均已出院,且大多在托珠单抗治疗后2周内出院。因此,托珠单抗可以有效治疗COVID-19重症患者,这可能与阻断il -6相关的发热和炎症风暴反应有关。
然而,本研究存在一些不足之处。病人的数量相当有限。这是一项单一的观察研究,可能存在显著的偏差。显然,证据强度有待提高。为了获得更多证据,一项关于IL-6在COVID-19中的作用机制的随机对照试验和研究正在进行中。
结论
综上所述,托珠单抗可有效改善COVID-19重症患者的临床症状,抑制病情恶化。因此,托珠单抗是治疗重症COVID-19患者的有效方法,为这种致命传染病的治疗提供了一种策略。
方法
病人。
共有21名患者符合研究条件,并在2020年2月5日至14日期间接受了托珠单抗治疗。其中7例在中国科学技术大学附属第一医院(安徽省人民医院)治疗,14例在安徽省阜阳市第二人民医院治疗。所有入选患者均符合中华人民共和国国家卫生健康委员会《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》(22).为了诊断,在无菌操作下通过咽拭子获得标本,并使用实时RT-PCR检测方法进行检测,该方法是根据公开发布的病毒序列开发的。如果符合以下任何一个条件,则定义严重程度:1)呼吸频率≥30次/ 1分钟,2)呼吸室内空气时SpO2≤93%,3)PaO2/ FiO2≤300mm Hg。满足以下任何一种情况,诊断为危重病例:1)呼吸衰竭,需要机械通气;2)冲击;3)合并其他器官功能衰竭,需入住ICU。同时排除了活动性肺结核合并明显细菌感染和真菌感染的患者。
安徽省立医院医学研究伦理委员会批准了这项研究。所有患者在使用托珠单抗前签署知情同意书,并同意发表本病例系列。我们致力于保护患者隐私并遵守赫尔辛基宣言[批准号:no。2020 - -015 xg (H)]。
il - 6的测试。
18例患者采用电化学发光法(Roche Diagnostics GmbH)测定IL-6值,3例患者采用荧光激活细胞分选分析。在不添加任何再刺激的情况下进行细胞内IL-6染色。然后根据eBioscience的说明收集细胞,清洗和阻塞。外周血中IL-6的正常范围小于7 pg/mL。
治疗与观察。
根据《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》,所有患者均接受以下标准护理(221)洛匹那韦/利托那韦抗病毒治疗(成人200/50 mg /片,每天2次,每次2片,疗程不超过10 d),干扰素-α(成人每次500万U或同等剂量溶解于2 mL消毒水中,气雾剂吸入,每天2次),利巴韦林(建议与干扰素或洛匹那韦/利托那韦联合使用,成人500 mg /剂量,静脉注射[i.v。每天点滴2 ~ 3次,疗程不超过10d);2)糖皮质激素(短期使用,适用于3 - 5天,对于呼吸功能和影像学进展迅速、炎症反应过度激活的患者,剂量不超过相当于每天1 - 2mg /kg的甲泼尼龙);3)其他缓解症状及氧疗。
此外,他们还接受了tocilizumab治疗(Roche Pharma [Schweiz] Ltd;B2084B21)。第一次剂量为4-8毫克/公斤体重,建议剂量为400毫克,通过静脉滴注,最大剂量为800毫克。用0.9%生理盐水稀释至100 mL,输注时间大于1 h。12 h内发热时,增加剂量(同前),累计剂量不得超过2倍。
治疗前后每日记录患者体温、吸氧浓度、血氧饱和度等临床特征。反复进行全血白细胞计数。所有患者在入院时和托珠单抗治疗开始一周后使用64排螺旋Optima CT680扫描仪(GE Healthcare)进行全肺螺旋CT扫描,低剂量暴露,5毫米切片扫描。
数据收集。
通过检索中国科学技术大学第一附属医院(安徽省人民医院)和安徽省阜阳市第二人民医院存档编码的资料,对临床资料进行回顾性分析,包括性别、年龄、并存疾病、流行病学、临床症状、外周血氧饱和度。并非所有患者都在特定时间接受了相关的实验室检查,我们重点检测了白细胞计数、淋巴细胞百分比、CRP和PCT,本研究重点研究了托珠单抗治疗前后体温、呼吸功能和CT表现的变化。
致谢
安徽省科技厅、卫计委资助项目202004a07020001,国家生物技术发展中心175资助项目2020YFC0843800。
脚注
作者贡献:X.X.和H.W.设计的研究;张兴华、吴文生、邓文伟、杨振中、郑晓燕、杨颖、小林、张兴和A.P.进行了研究;X.X, t.l., b.f., H.W.分析数据;x.x.、t.l.、b.f.和H.W.写了这篇论文。
作者宣称没有竞争利益。
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参考文献
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- 《新型冠状病毒肺炎诊疗方案
文章分类
- 生物科学
- 免疫学与炎症
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