精彩文章推荐2015年08期免疫
摘要
暴发性心肌炎是临床急症，进展迅速，常可危及患者生命。研究显示，病毒感染介导的心肌损害以及免疫炎症反应在暴发性心肌炎的发生发展中起着重要作用。本文拟从细胞免疫、体液免疫及细胞因子角度探讨免疫机制在暴发性心肌炎中的作用，以及暴发性心肌炎的相关免疫调节、免疫抑制治疗进展。
心肌炎是心肌的炎症性疾病，可导致心肌收缩功能障碍。引起心肌炎的病因很多，包括感染、药物、毒素、全身系统性疾病等，其中病毒感染最常见，例如柯萨奇病毒、肠道病毒、EB病毒、肝炎病毒等[1]。近年研究发现，腺病毒、细小病毒B19、人疱疹病毒6型是目前引起病毒性心肌炎(viralmyocarditis，VMC)的主要病原微生物。根据临床表现，心肌炎可分为急性心肌炎和暴发性心肌炎(fulminantmyocarditis，FM)。而FM由于病程进展快，来势凶猛，常合并严重的血流动力学紊乱，如不及时治疗，可危及患者生命，因此，提高对该疾病的认知有助于对这类患者的救治。本文将从免疫学着手讨论FM的免疫发病机制。
FM是由不同原因和不同发病机制(病毒，细菌，毒素和自身免疫反应等)引起的具有共同临床表现的一组疾病，它是一个临床综合征，并不是一个病因诊断。其特点是在可疑心肌炎基础上出现急性心力衰竭、心源性休克，或致死性心律失常。FM和急性心肌炎病因及发病机制一样，其病理生理过程包括两个过程，一个是病毒介导的心肌损害，另一个是免疫介导的组织损伤。激活免疫系统本身是宿主针对病毒介导的心肌损伤的保护机制，但持续的免疫反应又进一步加剧心肌的炎症反应，促进了心肌的坏死和心室肌的收缩功能障碍。
1 心肌炎的病理生理过程
VMC病程进展可分为三期。初始阶段为病毒血症期，感染的嗜心肌病毒结合于心肌细胞表面受体，通过受体介导的胞吞作用，病毒进入心肌细胞，并在细胞内进行复制及病毒蛋白的翻译。病毒复制促使心肌细胞功能障碍及凋亡发生。复制过程中病毒产生的蛋白酶2A可以裂解心肌骨架蛋白抗肌萎缩蛋白(dystrophin)，从而降低了肌细胞的收缩功能，降低了细胞膜的完整性，导致细胞通透性增加，促进细胞死亡。在这一阶段中病毒感染造成心肌细胞溶解坏死对于FM发生至关重要。早期大范围的心肌细胞及心肌组织坏死可以导致迅速严重的心力衰竭的发生。
第二阶段为免疫炎症期，显著特点是进一步激活细胞免疫和免疫细胞浸润。抗原特异性T细胞(T辅助和T杀伤)聚集至感染心肌，清除病毒感染的细胞。其中CD8＋T细胞被携带有MHCⅠ类分子和抗原肽的靶细胞激活，通过穿孔素和颗粒酶杀伤被病毒感染的心肌细胞。而CD4＋T细胞被携带MHCⅡ类分子和抗原肽分子的抗原呈递细胞激活，分泌各种细胞因子，协同刺激细胞毒性T细胞(cytotoxiclymphocyte，CTL)的活化。B细胞产生的中和病毒抗体及自身抗体(抗线粒体和收缩蛋白的抗体)促进病毒的清除。然而，这些抗体，尤其是自身抗体，对于心肌信号传导、钙稳态及心肌生物能是有害的。
第三阶段为炎症消退期。此时宿主的防御机制有效地清除病毒，心肌恢复正常。然而，当有遗传易感背景的个体，在感染了具有高毒性的病毒后，不适当的免疫反应继续发生。结果，病毒不能有效清除，导致持续的T细胞激活，持续的抗体介导的心肌损害。这种不恰当的反应，反过来导致了进行性的心室肌功能障碍，最终发展为扩张性心肌病(dilatedcardiomyopathy，DCM)。
2 免疫作用机制
目前研究显示，在心肌炎的发生发展过程中，病毒与免疫反应均参与了发病过程。一方面病毒可以直接引起心肌功能不良，同时免疫应答亦引起组织损伤。免疫应答一方面可抑制病毒复制，保护心肌；另一方面，过度的细胞毒反应和过量的炎性细胞因子可引起组织损伤。后期，虽然病毒被清除，但心肌细胞持续的炎症反应最终导致心肌纤维化，直至扩张性心肌病发生。而针对FM而言，由于其发病时间短，进展极快，所涉及的发病机制主要在于前期病毒感染对心肌的直接损失及免疫细胞及细胞因子所致的免疫损伤。
2.1 细胞免疫介导的心肌损伤
在心肌炎发病过程中，细胞免疫参与介导了心肌损伤。在急性VMC阶段，炎性细胞浸润可分为两个时相：第一时相即病毒感染后3～9d，主要为自然杀伤细胞(naturalkillcell，NK)和巨噬细胞浸润心肌并达到高峰；第二时相在病毒感染后7～14d，T细胞替代NK细胞和巨噬细胞成为主要浸润细胞。NK细胞不受主要组织相容性复合物分子限制，可直接作用于病毒感染的心肌细胞，通过释放穿孔素途径溶解细胞，达到清除病毒的作用。NK细胞的杀伤作用虽然参与了VMC的病理损害，但因其主要杀灭病毒感染心肌细胞，是VMC早期主要的抗病毒屏障，所以对心肌的病理损害有限。在NK细胞及巨噬细胞浸润心肌的过程中不得不提到Toll样受体(Toll-likereceptors，TLR)。巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞等通过模式识别受体识别病原体，被激活后产生大量促炎症因子，从而诱发炎症反应。在小鼠心肌炎模型中发现肥大细胞、巨噬细胞有大量TLR2和TLR4的表达[2]。在TLR4信号通路缺陷的小鼠，可以发现病毒感染后心肌炎表现明显减轻，心脏内病毒复制减少，提示TLR4增加了心肌对病毒感染的易患性[3]。
目前关于T细胞亚群与VMC的关系尚不十分清楚，例如敲除心肌炎小鼠模型的CD4＋T细胞亚群，早期模型小鼠的死亡明显减少，但心肌炎表现增强了。而敲除CD8＋T细胞亚群后，模型小鼠的心肌炎表现及早期病死率均下降，但病毒负荷明显增加[4]。具体CD4＋T细胞、CD8＋T细胞在心肌炎发生发展中的作用还需要进一步实验研究证实。目前关于辅助性T细胞(HelperTcell，TH)在心肌炎发病中的作用研究较多。TH根据所分泌的细胞因子不同分为TH1、TH2、TH17等。TH1主要分泌白细胞介素-2(interleukin-2，IL-2)，干扰素(interferon，INF)-α、β、γ，肿瘤坏死因子(tumornecrosisfactor，TNF)，促进CTL细胞毒作用。TH2分泌IL-4、5、6等，可以刺激B细胞增殖并产生抗体。TH17的效应分子是IL-17，同样促进炎症发生。目前研究发现TH1、TH2、TH17在心肌炎发病中的作用不尽相同。TH1型免疫反应促进心肌炎症反应，抑制病毒复制，通过抑制TH2反应以避免发展为DCM。而TH2反应则减轻心脏炎症反应，上调调节T细胞，促进抗炎症因子的分泌，但由于可以诱导心肌重塑而导致急性心肌炎向DCM发展。TH17反应同样增加VMC的炎症反应，但同时促进心肌细胞重塑，导致DCM和心力衰竭的发生[5]。由此可见，细胞免疫以及所涉及的细胞因子在体内是个复杂的网络，每个部分究竟在心肌炎发病过程中作用如何，还需要进一步研究证实。
2.2 体液免疫介导的心肌损伤
B细胞介导的体液免疫在VMC急性期发挥重要作用。被激活的B细胞通过分泌特异性抗体，促进病原微生物的清除，抑制病毒的进一步扩散。但随着炎症反应的持续，感染病毒的心肌细胞坏死，细胞内自身蛋白释放，自身抗原暴露，激活B细胞产生自身抗体引发自身免疫。另一方面，由于病毒衣壳的糖蛋白分子结构与心肌细胞膜的糖蛋白有交叉反应，故机体所产生的抗体既针对病毒，亦针对心肌细胞。目前已发现十余种自身反应性抗体，但与VMC发生关系密切的主要包括抗心肌肌凝蛋白抗体、抗线粒体ADP/ATP载体抗体、抗独特型抗体、抗心肌G蛋白耦联受体抗体(如抗肾上腺β受体和抗M2毒蕈碱受体抗体)等[6]。研究显示，抗心肌肌球蛋白自身抗体与心肌β1肾上腺素能受体有交叉反应性，该自身抗体可以增强心肌cAMP依赖的蛋白激酶A的活性，转染抗心肌肌球蛋白自身抗体可以增加心肌细胞的凋亡，导致心肌炎表现[7]。另有研究显示自身抗体致心肌细胞凋亡是通过内质网应激产生的[8]。
2.3 细胞因子在心肌炎发病中的作用
细胞因子在体液免疫和细胞免疫中是不可缺少的中间物，起着桥梁作用。在抗病毒防御中细胞因子具有非常重要的作用。已证明多种细胞因子有直接抑制病毒增殖的作用，如IFN-α、β、γ，TNF-α。另一些细胞因子起间接作用，即诱生抗病毒细胞因子而起作用，如IL-12和IL-18诱生IFN-γ，或活化细胞及体液免疫加速病毒的清除。细胞因子在抗病毒防御中起关键作用，但持续不受控制的大量炎症因子同样对心肌细胞有损伤作用。IFN-α、β、γ均属于TH1细胞因子，目前认为IFN-α、β可以限制病毒复制，IFN-γ有促进局部炎症反应的作用。例如，柯萨奇病毒B组3型心肌炎模型小鼠口服低剂量的IFN-α可以增加TH1反应，减少病毒复制，减轻心肌炎症[9]；Yue等[10]通过抑制TH1/IFN-γ反应，可减轻心肌炎症但对心肌病毒复制无影响；上述研究说明Ⅰ型干扰素可以抑制病毒复制，而Ⅱ型干扰素IFN-γ则主要是促进炎症反应。研究IL-17在心肌炎中的作用发现，通过中和抗体阻断IL-17，显著提高柯萨奇病毒B组3型感染小鼠的生存率，减轻心脏炎症反应，抑制病毒的复制[11]。同样IL-6缺陷的小鼠心肌细胞炎症病变减轻，患病率下降，CD4＋T细胞增殖下降。还有研究利用转基因技术使动物模型的IL-6持续过度的表达，结果发现该效应可削弱机体清除病毒的能力，并可使机体产生TNF-α减少，从而加重心肌损伤。
通过上述心肌炎的免疫病理机制研究可以看出，免疫分子在心肌炎及FM发病过程中的作用复杂，且相互影响。有关心肌炎以及FM的免疫发病机制尚需要进一步的研究。
3 FM的免疫调节和免疫抑制治疗
虽然FM来势汹汹，患者临床表现危重，但如果能及时识别并治疗，超过90%的患儿可痊愈，很少留有后遗症。因此及时有效的治疗至关重要。因为免疫机制参与FM的发病过程，那么免疫调节或免疫抑制方法可以作为FM的治疗方向。有关免疫治疗的相关对照研究较多，所涉及的药物有皮质类固醇、环磷酰胺、硫唑嘌呤、丙种球蛋白等，这些对照研究多涉及急性、亚急性心肌炎，而FM的对照研究比较缺乏。
3.1 免疫抑制治疗
常用于心肌炎的免疫抑制剂有皮质类固醇、环磷酰胺、硫唑嘌呤等。MTT和IMAC研究中，泼尼松联合硫唑嘌呤或环孢素治疗并未改善VMC的预后[12]。但TIMIC研究中，选择PCR证实没有病毒DNA存在且心力衰竭症状持续6个月以上的慢性淋巴细胞性心肌炎患者，分别予泼尼松、硫唑嘌呤及安慰剂治疗，结果显示试验组较对照组的左心功能有显著改善[13]。目前对于心肌炎的免疫抑制治疗存在争议，一方面免疫抑制治疗可以抑制针对心肌组织造成损害的免疫反应，另一方面针对感染物的免疫反应也被抑制，即对机体免疫应答无选择性，会使机体全身免疫应答都受到抑制，可引起机体的免疫力下降及病毒扩散，故可导致机体对其他疾病的易患性增加，因此在免疫抑制剂使用时应在量和时间上把握适度。另外，免疫抑制剂也不是针对所有的心肌炎均有效，目前研究认为，免疫抑制疗法更适合于结缔组织疾病如系统性红斑狼疮、嗜酸性肉芽肿等继发心肌炎的治疗。对于FM，肾上腺皮质激素具有独特作用，可以显著减轻心肌病理改变，降低心肌细胞坏死率，维护心肌结构与功能完整。Chau等[14]对8例活检证实的FM患者使用甲泼尼龙冲击治疗，连用3d，其中7例加用静脉丙种球蛋白(intravenousimmunoglobulin，IVIG)，这些患者发病2～3周后心功能恢复。我院重症医学科在治疗FM患儿时也同样采用大剂量甲泼尼龙10mg/kg冲击联合IVIG治疗，效果良好。
3.2 免疫调节治疗
心肌炎发病多有免疫因素参与，丙种球蛋白不仅可提供特异性的病毒抗体或抗毒素，迅速清除心肌病毒感染，而且可调节免疫反应，阻断自身免疫过程，减轻心肌炎性病变。大剂量IVIG使用后临床症状会显著改善，心肌酶和心功能明显好转。但目前关于IVIG的临床效果存在争议。最早Drucker等[15]通过回顾性研究，以21例患儿为对象，给予IVIG2g/kg，24h内输入治疗，与25例历史对照患儿相比较，应用IVIG患儿1年后心室功能恢复优于未应用IVIG患儿，而且应用IVIG组患儿的生存率高于未应用IVIG患儿。但PCMR(thePediatricCardiomyopathyRegistry)报道的结果却未能证实IVIG对治疗心肌炎具有确切的疗效，应用IVIG治疗与心肌炎患儿的生存率及左心室功能恢复正常之间无关[16]。目前IVIG治疗小儿重症心肌炎的疗效尚不确切，但由于IVIG临床应用的安全性较高，没有免疫抑制剂应用后可能会导致病毒复制扩散的不良后果，对于重症心肌炎患儿，尤其是疾病早期应用IVIG是可行的，当然其确切疗效尚需设计更加合理的临床试验来证实。IVIG常用剂量为2g/(kg·d)，连用1～2d或mg/(kg·d)，疗程3～5d。我院治疗FM也同样采用大剂量IVIG1g/(kg·d)，连用2d，效果良好。
4 结语
FM起病急，病情重，进展快，表现多样，短期内出现严重心脏病变。免疫机制在FM发病过程中起重要作用，一方面免疫反应抑制病毒复制，促进疾病恢复，同时，持续过度的免疫反应进一步加剧心肌的炎症反应，损伤心肌组织，破坏心肌的完整结构，造成心肌收缩功能障碍。目前关于免疫抑制及免疫调节治疗尚存在争议，IVIG对于FM的治疗具有肯定作用。对于心肌炎的免疫治疗尚需要进一步的对照研究。
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