COVID-19患者存在血栓性動(dòng)脈和靜脈阻塞的高風(fēng)險(xiǎn),SARS-CoV-2感染可通過多種可能的協(xié)同機(jī)制導(dǎo)致大血管和微血管血栓形成,其中包括激活白細(xì)胞、內(nèi)皮和血小板的細(xì)胞因子風(fēng)暴;缺氧性血管閉塞,并通過病毒感染直接激活免疫和血管細(xì)胞。在COVID-19中,微觀凝塊可能會(huì)限制肺部的血液流動(dòng),從而損害氧氣交換。
抗磷脂綜合征是一種獲得性血栓形成癥,患者會(huì)產(chǎn)生針對(duì)磷脂和磷脂結(jié)合蛋白(aPL抗體)的致病性自身抗體,這些自身抗體接合的細(xì)胞表面激活內(nèi)皮細(xì)胞、血小板和嗜中性粒細(xì)胞,從而使血液-內(nèi)皮界面向血栓形成方向傾斜。抗磷脂綜合征的一個(gè)關(guān)鍵特征是它能夠促進(jìn)各種大小血管床(包括動(dòng)脈和靜脈回路)血栓形成的能力。抗磷脂綜合征的災(zāi)難性變體通常是致命的,并且與COVID-19患者所見的彌散性凝血病具有某些相似性。
在近日的《Science Translational Medicine》上發(fā)表了一篇文章,研究人員發(fā)現(xiàn)一大半患嚴(yán)重COVID-19的患者表現(xiàn)出高水平的危險(xiǎn)抗體和超活化嗜中性粒細(xì)胞,這些都是具有嚴(yán)重破壞性的白細(xì)胞。研究人員表示“來自活躍COVID-19感染患者的抗體在動(dòng)物體內(nèi)引起了驚人的凝結(jié),這是我們見過的最嚴(yán)重的凝結(jié)。”為了了解更多信息,研究人員在小鼠模型中一起研究了中性粒細(xì)胞和COVID-19抗體,以查看這是否可能是血塊背后的危險(xiǎn)組合,最終發(fā)現(xiàn)了使COVID-19的患者血凝的機(jī)制。
住院COVID-19患者血清中aPL抗體的患病率
研究人員對(duì)172例接受住院治療的COVID-19患者的血清樣本進(jìn)行了八種不同類型的aPL抗體評(píng)估,在測(cè)試的各種aPL抗體中,aPS / PT IgG的患病率最高(24%),其次是aCL IgM(23%)和aPS / PT IgM(18%)。41位患者(24%)的一種以上aPL抗體呈陽性,13位患者(8%)的兩種以上aPL抗體呈陽性,52位患者(30%)至少具有一種中高滴度aPL抗體。36位患者在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)采集的血清樣本可用于aPL抗體測(cè)試,從而可以進(jìn)行縱向分析。使用最高的aPL抗體血清滴度對(duì)這36例患者進(jìn)行陽性分類,為了進(jìn)一步闡明在aPS / PT抗體呈陽性的血清樣本中自身抗體的抗原特異性,研究人員在這些血清樣本中測(cè)量了抗磷脂酰絲氨酸自身抗體(aPS抗體)。aPS IgG和aPS IgM均與aPS / PT抗體血清滴度無關(guān),這表明COVID-19患者血清中的aPS / PT抗體主要識(shí)別凝血酶原。總之,大多數(shù)陽性血清樣品與三種類型的自身抗體相關(guān):aPS / PT IgG,aCL IgM和aPS / PT IgM。
aPL抗體的臨床相關(guān)性
接下來,研究人員評(píng)估了aPL抗體與血氧飽和度、吸入氧分?jǐn)?shù)、血清中C反應(yīng)蛋白、血漿中D-二聚體濃度、血小板計(jì)數(shù)、絕對(duì)嗜中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)、血清鈣衛(wèi)蛋白(嗜中性粒細(xì)胞活化的標(biāo)志物)和血清中髓過氧化物酶-DNA復(fù)合物。aCL IgM的滴度與所有這些臨床和實(shí)驗(yàn)室變量相關(guān),鈣衛(wèi)蛋白指示的血清中性粒細(xì)胞活化與aPL抗體的存在最一致。
aPL抗體、NET釋放和腎功能
然后,研究人員檢查了與每個(gè)ELISA測(cè)試的陽性aPL抗體閾值相關(guān)的臨床變量。任何aPL抗體的陽性試驗(yàn)均與血清中較高的鈣衛(wèi)蛋白(p = 0.009)和較低的臨床估計(jì)腎小球?yàn)V過率(eGFR,p = 0.03)有關(guān)。當(dāng)將患者aPS / PT抗體陽性的血清樣本與該隊(duì)列其余部分的血清樣本進(jìn)行比較時(shí),也觀察到這些關(guān)聯(lián)(鈣衛(wèi)蛋白p = 0.0008;eGFR p = 0.008)或不含aPL抗體的血清樣品(鈣衛(wèi)蛋白p = 0.001;eGFR p = 0.01)。有腎臟疾病史的患者的最低蛋白GFR低于無腎臟疾病的患者(p = 0.01)。與血清樣品中缺乏aPL或aPS / PT抗體的患者相比,aPL或aPS / PT抗體陽性的患者的氧合效率趨于受損,盡管組間的比較沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。同樣,對(duì)于任何aPL抗體或抗PS / PT抗體呈陽性的患者,血清中的肌鈣蛋白峰值和血漿中的D-二聚體峰值往往較高。鑒于肥胖會(huì)影響血漿中D-二聚體的濃度,研究人員比較了有無肥胖的COVID-19患者的D-二聚體血漿濃度,但沒有發(fā)現(xiàn)差異。
從COVID-19患者血清中分離的IgG觸發(fā)NETs的釋放
COVID-19患者IgG在體外促進(jìn)從正常嗜中性粒細(xì)胞釋放NET
鑒于最近檢測(cè)到COVID-19患者血清中的NETs升高,研究人員認(rèn)為從COVID-19患者血清中純化的IgG組分可能會(huì)觸發(fā)NET釋放。研究人員選擇了兩名血清aPS / PT IgG高的COVID-19患者和兩名缺乏血清aPL抗體的COVID-19患者,通過SDS-PAGE驗(yàn)證了COVID-19患者IgG的純度。為了定量體外NET釋放,研究人員測(cè)量了用微球菌核酸酶消化NET DNA后釋放到上清液中的MPO活性。從健康個(gè)體中分離的嗜中性白細(xì)胞的NET釋放增加了一倍(與未刺激的嗜中性白細(xì)胞相比),這類似于抗磷脂綜合癥(p < 0.0001)或?yàn)?zāi)難性抗磷脂綜合癥(p = 0.0001)患者的IgG樣品在中性粒細(xì)胞中誘導(dǎo)的NET釋放程度。先前已經(jīng)證明,雙嘧達(dá)莫是一種抗血栓藥物,可以通過受體激動(dòng)作用來減弱aPL抗體介導(dǎo)的血栓前NET釋放。在這里,研究人員發(fā)現(xiàn)雙嘧達(dá)莫還抑制了COVID-19患者IgG介導(dǎo)的NET從嗜中性粒細(xì)胞中釋放,從aPL抗體陽性的COVID-19患者血清中純化的IgG組分促進(jìn)了NET釋放,類似于從已建立抗磷脂綜合征的個(gè)體中分離的IgG。
從aPL抗體陽性的患者血清中分離的IgG可增強(qiáng)小鼠血栓形成
來自COVID-19患者的IgG增強(qiáng)了小鼠的血栓形成
接下來,研究人員試圖確定來自COVID-19患者血清中的IgG是否可以加速血栓形成。在體外無細(xì)胞凝血酶生成測(cè)定中進(jìn)行測(cè)試時(shí),從COVID-19患者血清中純化的IgG餾分沒有明顯的血凝塊加速活性。盡管如此,研究人員推測(cè)在富含細(xì)胞的小鼠血管環(huán)境中仍可能觀察到血栓前表型。首先將銅線放置在小鼠模型下腔靜脈內(nèi),以通過電解介導(dǎo)自由基的生成。在該模型中,從IgG靜脈注射后24小時(shí),從血清中具有較高aPS / PT IgG血清滴度的COVID-19患者中分離出的IgG增加了血栓延伸和總體積聚。高aPS/PT血清滴度樣品還增加了小鼠血清中的NET殘留物(p= 0.0004),類似于來自災(zāi)難性抗磷脂綜合征患者的IgG(p= 0.0014),并通過Western印跡法證明了在小鼠血栓中瓜氨酸化組蛋白H3(NETs的生化標(biāo)記)表達(dá)更高的趨勢(shì)。
結(jié)果與討論
抗磷脂綜合征最嚴(yán)重的表現(xiàn)是它的災(zāi)難性變體,在感染、手術(shù)或抗凝藥撤離等應(yīng)激條件時(shí)會(huì)影響少數(shù)患有抗磷脂綜合征的患者。災(zāi)難性的抗磷脂綜合癥涉及炎癥和血栓形成途徑的紊亂,并同時(shí)影響體內(nèi)的多個(gè)器官。在災(zāi)難性抗磷脂綜合征患者中,受影響最常見的器官是腎臟、肺部、腦部、心臟、和皮膚。多器官功能衰竭肯定會(huì)使嚴(yán)重的COVID-19病例復(fù)雜化,而肺臟通常是受影響最嚴(yán)重的器官。研究人員推測(cè)由于病毒感染(包括潛在的內(nèi)皮細(xì)胞感染)引起的局部免疫刺激可以與循環(huán)的aPL抗體協(xié)同作用,從而導(dǎo)致對(duì)COVID-19患者的肺部造成特別嚴(yán)重的血栓炎性損害。
來自抗磷脂綜合征患者的血清樣本以及純化的aPL抗體會(huì)觸發(fā)嗜中性粒細(xì)胞釋放NETs,已在aPL抗體介導(dǎo)的大靜脈血栓形成的小鼠模型中證實(shí)了這一觀察結(jié)果的潛在體內(nèi)相關(guān)性,其中中性粒細(xì)胞耗竭具有保護(hù)作用。來自抗磷脂綜合征患者的嗜中性粒細(xì)胞似乎也具有增加的粘附潛力,這取決于整聯(lián)蛋白Mac-1的活化形式。這種前黏附表型擴(kuò)大了中性粒細(xì)胞-內(nèi)皮的相互作用,增強(qiáng)了NET的形成,并潛在地降低了血栓形成的閾值。靶向NET形成的療法具有治療血栓疾病的潛力。在COVID-19中,aPL抗體的產(chǎn)生可能會(huì)增強(qiáng)NET的形成和BAFF的釋放,這可以進(jìn)一步提高磷脂反應(yīng)性B細(xì)胞的存活和分化,并且在某些情況下可以類別轉(zhuǎn)換為IgG同種型。COVID-19和體液免疫之間的相互作用顯然是一個(gè)值得進(jìn)一步研究的領(lǐng)域。
這些發(fā)現(xiàn)有一些潛在的臨床意義,目前抗凝藥和皮質(zhì)類固醇激素在COVID-19的治療中均顯示出一定的前景。同時(shí),恢復(fù)性血漿作為治療COVID-19嚴(yán)重病例的一種方法也受到越來越多的關(guān)注。在當(dāng)下等待針對(duì)當(dāng)前COVID-19大流行的確定性抗病毒和免疫學(xué)解決方案時(shí),測(cè)試aPL抗體(包括aPS / PT抗體)可能會(huì)改善COVID-19患者的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和個(gè)性化治療。研究人員表示還需要進(jìn)一步研究aPL抗體對(duì)COVID-19的復(fù)雜血栓炎性環(huán)境的作用。
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