讀書筆記 | 炎症風暴,病毒入侵與人體細胞的自衛

在與病毒長久的博弈中,人類逐漸進化出較強的免疫系統。人體免疫系統就像是一支衛隊,保衛着人體免受細菌與病毒的侵害。

而血液中的白細胞就像這支衛隊中的巡邏兵。當病毒攻破人體細胞的層層防線、進入細胞內部之後,便劫持人體細胞的系統資源拼命地複製自己,並設法讓新複製的病毒逃逸出去,去攻擊鄰近更多的健康人體細胞,進一步大規模地複製自己。

如果不被及時制止的話,很快就會形成病毒的“百萬大軍”。

然而,如果這種病毒以前曾經感染過人體的話,白細胞中極有可能已經產生過對付它們的“抗體”,而這種抗體會一直留在骨髓裏。

在這種情況下,免疫系統很快就能識別出這一似曾相識的“宿敵”,白細胞便會迅速“調集”大量抗體,來阻止病毒進一步擴散。

可惜在大多數情況下,病毒很容易產生變異,使“巡邏兵”認不出來它們。在這種情況下,人體細胞常會做出過激反應,迅速“調兵遣將”,調動更多的白細胞(包括巨型白細胞)上陣。

我們在患流感時,常常會感到鼻塞及喉嚨腫痛等症狀,實際上就是體內調動白細胞而加速了血流,致使血管充血紅腫產生炎症。

其實,這是人體白細胞在猛烈攻擊病毒的反映。大量的白細胞向被病毒感染的細胞聚集、企圖圍殲逃逸的病毒集羣。

爲了萬無一失,白細胞在發起“總攻”時,也會誤傷自身的健康細胞。同時,那些健康細胞爲了阻止病毒的擴散,也會不惜犧牲、奮勇參戰,付出重大傷亡。在臨牀醫學上,這種現象被稱作“炎症風暴”;在分子水平上,則稱爲細胞因子風暴。

由於在2002-2003年SARS疫情中,許多較爲年輕的患者死於因較強的免疫系統過度反應(即過度免疫)而引起的炎症風暴,經過媒體的廣泛報道之後,細胞因子風暴這一術語近些年來便爲大家所熟知。

下面,詳細介紹細胞因子風暴的概念、症狀以及病理。

                細胞因子風暴

首先,什麼是細胞因子?細胞因子(cytokine)是細胞分泌的、擔任細胞間“信使”角色的多種小分子蛋白的總稱。細胞因子是免疫細胞通過自分泌(即自力更生、自產自用)、旁分泌(即生產出來供周圍細胞使用)以及內分泌(即經血液循環供遠處的細胞使用)方式,建立起來的分佈全身的“通信系統”。一旦出現細菌或病毒的感染,細胞因子就會發出“警報”,召集別處的免疫細胞前去參戰;而剛剛抵達、被激活了的免疫細胞又會釋放出更多的細胞因子。

此外,細胞因子還會引發炎症,使遭受破壞的機體發熱、腫脹及疼痛。比如細菌感染的傷口的紅腫、化膿以及感冒或流感引起的鼻塞、咽痛、發燒等症狀,都是由於細胞因子引發免疫細胞參戰、由免疫反應引起血管擴張以及局部組織細胞受損而產生的炎症。

細胞因子風暴又是什麼呢?

細胞因子風暴又稱細胞因子釋放綜合徵,實際上是免疫系統對機體感染髮生過度反應,並同時發出求助的信號。上面已經提到過,免疫系統的任務是保護機體免受侵害,其日常工作是消除感染、促進組織修復、維護機體的大環境處於穩定平衡狀態。

正常情況下,免疫系統對細胞因子的釋放,一般能夠進行精確調控,使釋放規模跟被侵害與受感染的程度基本上相匹配。

然而,在大敵當前的時候,免疫系統並非總能合理用兵,可能會在短時間內集中火力,以至於打破極限而失控,不僅猛烈攻擊病毒,其釋放的殺傷性物質也會損傷自身的健康細胞。

此外,就像在作戰雙方殺紅眼了的時候一樣,免疫細胞也並不總是夠精準打擊敵人,有時候會因爲敵我不分而誤傷了自身健康細胞,這種“殺敵一千自損八百”的極端免疫攻擊,就稱作細胞因子風暴。

其實,輕度炎症就是炎症,而重度炎症就是風暴。總之,細胞因子風暴是人體免疫系統在抗擊病毒時的過度免疫反應。

這在冠狀病毒引發的急性肺炎中十分常見。無論是在1918大流感、2002-2003年SARS疫情,還是在這次COVID-19疫中,都屢見不鮮。

常常表現爲從輕症轉向重症及危重症以至於最終導致死亡的一個重要轉折點。在引發細胞因子風暴之後,患者從原先的發燒、咳嗽迅速轉入呼吸困難,因爲過量的免疫細胞及滲出的液體積聚在肺部、阻塞氣道、破壞肺功能,導致患者嚴重缺氧、呼吸衰竭。細胞因子風暴還能造成其他器官損傷,尤其是引起心肌功能突然暫停,使患者因多器官衰竭而死亡。

這正是些患有高血壓、糖尿病、肝病和心血管疾病等基礎病的老年患者更容易死亡的主要原因。

此外,原來身體健康的青壯年由於免疫力較強,或許更容易產生過度免疫而猝死,變成了自身強項的犧牲品。

細胞因子風暴不僅傷害內臟器官,而且會導致大腦受損。

最近,《放射學》雜誌一篇論文報道,一名患者出現了精神錯亂的症狀;經腦部CT追蹤病源,發現患者大腦部分區域腫脹,小面積腦細胞死亡。

通過醫生診斷,這是一種因新冠病毒感染導致的急性壞死性腦出血病。這類腦病通常與病毒感染有關,發病雖然罕見,但嚴重時可能致命。

神經肌肉醫學專家認爲,這一病例可以用細胞因子風暴理論來解釋:每當患者免疫系統對病毒反應過度時,大腦往往會因此發生損害。這是因爲細胞因子除了增強免疫功能外,還可能導致小血管滲漏,如果含量過多就會導致包括大腦在內的許多器官的小出血。

流感等幾種病毒感染都可能引發這種罕見的腦病,此病例可能發生了顱內的細胞因子風暴,導致大腦血腦屏障崩潰,病毒直接入侵大腦。

人類看似雖然站在生物鏈的頂端 ,實則脆弱不堪, 皆可受萬物摧毀,活着的每一天都要接受未知的挑戰。

2023-1-12        風鈴

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