吡非尼酮對重型新冠肺炎患者肺纖維化的預防作用研究

張青 李玉 劉明 陳榮榮 王妮妮 張誠實 趙云峰

新型冠狀病毒肺炎(corona virus disease 2019,COVID-19)是由新型冠狀病毒(2019 novel coronavirus,2019-nCoV)所致的呼吸道傳染病,經呼吸道飛沫(咳嗽、噴嚏)和接觸傳播,人群普遍易感。多數患者預后良好,但是嚴重患者會導致急性呼吸窘迫綜合征、甚至多臟器功能衰竭而死亡[1,2]。截止2022年11月,全球超過6億患者確診,死亡人數超過600萬。COVID-19在影像學上表現為雙肺間質性炎癥,約30%～60%的患者出現不同程度的肺間質改變[3,4]。重癥新冠病毒性肺炎一般會經歷病毒復制期、肺部炎癥期、肺纖維化期3個階段。針對這3個階段,分別要進行抗病毒、抗炎和抗纖維化治療[5,6]。有研究報道:吡非尼酮對危重型新冠肺炎患者肺纖維化有一定的治療作用[7]。本研究旨在探討吡非尼酮對重型新冠肺炎患者肺纖維化的預防作用。

資料與方法

一、一般資料

選擇2023年1月～2023年3月在上海市浦東新區浦南醫院呼吸科病房住院的重型新冠肺炎患者為研究對象,均符合國家制定的《新型冠狀病毒感染診療方案(試行第十版)》的重型新冠肺炎標準[2],所有入組患者均簽署知情同意書。本研究經浦南醫院倫理委員會批準通過[(2023)醫倫第(008)號]。新冠肺炎重型標準:成人符合下列任何一條且不能以新冠病毒感染以外其他原因解釋:出現氣促、呼吸頻率≥30 次/分;靜息狀態下、吸空氣時指氧飽和度≤93%,動脈血氧分壓/吸氧濃度≤300mmHg(1mmHg=0.133kPa)、臨床癥狀進行性加重,肺部影像學顯示 24～48 小時內病灶明顯進展>50%。本研究入選重型新冠肺炎患者80例,分為兩組,每組40例。兩組患者抗病毒、抗感染、抗凝、激素抗炎、祛痰、氧療等治療手段、方案相同。A組在肺部出現肺間質纖維化口服吡非尼酮(北京康蒂尼藥業有限公司生產,規格 100 mg/粒,初始用量 200 mg/次、3 次/天,1周后調整為 400 mg/次,2周后調整為 600 mg/次,均為3 次/天);B組在肺部出現磨玻璃滲出階段口服吡非尼酮(同A組),A、B 組患者均連續口服藥物3個月。如果患者出現嚴重不良反應,則停用相應藥物并進行對癥處理,停藥時間不超過 1 周可以繼續參加本研究。A組患者中男性20例,女性20例,年齡48～83歲,年齡中位數平均67.2歲,B組患者中男性19例,女性21例,年齡50～82歲,年齡中位數平均70.3歲;兩組患者年齡、性別之間的差異均無統計學意義(t=0.986,P=0.332;χ2=0.335,P=0.546)。通過動態測定(患者入院時、入院2周、1月后、3月后)重型新冠肺炎患者外周血與肺纖維化形成有關的炎癥因子表達水平,包括血清涎液化糖鏈抗原KL-6(Krehs Von den Lungen-6)、血漿IL-6(interleukin-6)、TGF-β1(tumor growth factor-β1)和TNF-α(tumor necrosis factor-α)、動脈血氣、胸部HRCT、肺功能、6分鐘步行距離、呼吸困難評分,比較兩組之間的差異、以及兩組治療前后不同時間點各指標之間的差異。

二、研究方法

1. 血清KL-6、血漿IL-6、TGF-β1和TNF-α測定

所有研究對象入院時、入院2周、1月后、3月后留取靜脈血,于-80℃冰箱保存待測。血清KL-6測定:直接化學發光法試劑盒(湖南永和陽光生物科技股份有限公司生產);血漿IL-6、TGF-β1和TNF-α測定:酶聯免疫吸附試驗(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)試劑盒(上海酶聯生物科技有限公司生產),依照說明書操作方法對血樣進行檢測。

2. 動脈血氣測定

留取5mL動脈血,應用Roche cobas b123型血氣儀測定動脈血氣。

3. 胸部HRCT

以主動脈弓上緣、氣管隆突、膈肌上方1cm 為興趣層進行強化掃描。采用骨算法重建并展現圖像細節,選擇合適窗寬記錄,將診斷結果進行優化,由放射科醫師及呼吸科醫師進行檢查分析記錄結果,并進行 HRCT評分,根據興趣層面影像的纖維化征象面積占對應肺野比例進行評分,其中無纖維征象為0分,占比1%～25%為1分,占比26%～50%為2分,占比51%～75%為3分,占比76%～100% 為4分。分數越高,纖維化征象越嚴重,按照上述評分評估纖維化程度[8]。

4. 肺功能測定

應用意大利產COSMED肺功能儀測定肺功能,觀察指標為用力肺活量(forced vital capacity,FVC)、一氧化碳彌散量(carbon monoxide diffusing capacity,DLCO)占預計值的百分比。

5. 6分鐘步行距離測定

在病房內用米尺事先測定30米距離,標明起始點位置,每5米標注數字,記錄患者6分鐘所行走的距離。在6分鐘內患者如果出現疲乏、頭暈、心前區疼痛、呼吸困難、出冷汗、面色蒼白則停止實驗。試驗前后記錄患者血壓、心率、呼吸頻率。6分鐘步行距離分4個等級,≥350米為輕度、250-349米為中度、150-249米為重度、≤149米為極重度,級別越低說明心肺功能越差[9]。

6. 呼吸困難評分

改良版英國醫學研究委員會呼吸困難問卷(Modified Medical Research Council Dyspnea Scale,mMRC)呼吸困難評分共分5級:0級(劇烈活動時出現呼吸困難),1級(平地快步行走或爬緩坡時出現呼吸困難),2級(由于呼吸困難,平地行走時要比同齡人慢或需要停下來休息),3級(平地行走100米左右或數分鐘即需要停下來喘氣),4級(因嚴重呼吸困難而不能離開家,或是在穿衣脫衣時即出現呼吸困難)。建議mMRC用于COVID19引起的肺間質病變患者的病情評估[4]。

三、統計學處理

結 果

采用重復測量設計資料方差分析,發現藥物分組和測量時間不存在交互作用(F=0.072,P>0.05),因此可以分析現兩組的主效應。

一、 兩組研究對象血清KL-6、血漿IL-6、TGF-β1、TNF-α、動脈血氣結果的比較。

經重復測量設計方差分析,表1結果顯示:兩組入院時、入院2周、1月后、3月后的血清KL-6比較:(1)兩組患者在不同時間點的血清KL-6濃度有差異(P均<0.001),兩組血清KL-6濃度逐漸下降,組內兩兩比較均有統計學差異(P均<0.05)。(2)兩組血清KL-6濃度有差異(P<0.001),B組在入院2周、1月后、3月后血清KL-6濃度均明顯低于A組(P均<0.05)。 (3)兩組血清KL-6濃度變化趨勢有差異(P<0.001),B組血清KL-6濃度下降更明顯。

表1 2組研究對象血清KL-6、血漿IL-6、TGF-β1、TNF-α、動脈血氣結果比較

兩組入院時、入院2周、1月后、3月后的血漿TGF-β1比較:(1)兩組患者在不同時間點的血漿TGF-β1濃度有差異(P<0.001),兩組血漿TGF-β1濃度逐漸下降,組內兩兩比較均有統計學差異(P均<0.05)。(2) 兩組血漿TGF-β1濃度有差異(P<0.001),B組在入院2周、1月后、3月后血漿TGF-β1濃度均明顯低于A組(P均<0.05)。(3)兩組血漿TGF-β1濃度變化趨勢有差異(P<0.001),B組血漿TGF-β1濃度下降更明顯。

兩組入院時、入院2周、1月后、3月后的血漿IL-6比較:(1) 兩組患者在不同時間點的血漿IL-6濃度有差異(P<0.001),兩組血血漿IL-6濃度逐漸下降,組內兩兩比較均有統計學差異(P均<0.05)。(2) 兩組血漿IL-6濃度有差異(P<0.001),B組在入院2周、1月后、3月后血漿IL-6濃度均明顯低于A組(P均<0.05)。 (3) 兩組血漿IL-6濃度變化趨勢有差異(P<0.001),B組血漿IL-6濃度下降更明顯。

兩組入院時、入院2周、1月后、3月后的血漿TNF-α比較:(1)兩組患者在不同時間點的血漿TNF-α濃度有差異(P<0.001),兩組血漿TNF-α濃度逐漸下降,組內兩兩比較均有統計學差異(P均<0.05)。(2)兩組血漿TNF-α濃度有差異(P<0.001),B組在入院2周、1月后、3月后血漿TNF-α濃度均明顯低于A組(P均<0.05)。(3)兩組血漿TNF-α濃度變化趨勢有差異(P<0.001),B組血漿TNF-α濃度下降更明顯。

兩組入院時、入院2周、1月后、3月后的PaO2比較:(1)兩組患者在不同時間點的PaO2有差異(P<0.001),兩組PaO2逐漸升高,組內兩兩比較均有統計學差異(P均<0.05)。(2)兩組PaO2有差異(P<0.001),B組在入院2周、1月后、3月后PaO2均明顯高于A組(P均<0.05)。(3)兩組PaO2變化趨勢有差異(P<0.001),B組PaO2升高更明顯。

兩組入院時、入院2周、1月后、3月后的氧合指數比較:(1)兩組患者在不同時間點的氧合指數有差異(P<0.001),兩組氧合指數逐漸升高,組內兩兩比較均有統計學差異(P均<0.05)。(2)兩組氧合指數有差異(P<0.001),B組在入院2周、1月后、3月后氧合指數均明顯高于A組(P均<0.05)。 (3) 兩組氧合指數變化趨勢有差異(P<0.001),B組氧合指數升高更明顯。

二、 兩組研究對象胸部HRCT評分、肺功能、6分鐘步行距離、呼吸困難評分的比較

經重復測量設計方差分析,表2結果顯示:兩組入院時、入院2周、1月后、3月后的胸部HRCT比較:(1)兩組患者在不同時間點的胸部HRCT評分有差異(P<0.001),從入院2周開始,兩組胸部HRCT評分逐漸下降,組內兩兩比較均有統計學差異(P均<0.05)。(2)兩組胸部HRCT評分有差異(P<0.001),B組在入院2周、1月后、3月后胸部HRCT評分均明顯低于A組(P均<0.05)。 (3)兩組胸部HRCT評分變化趨勢有差異(P<0.001),從入院2周開始,B組胸部HRCT評分下降更明顯。

表2 兩組研究對象胸部HRCT評分、肺功能、6分鐘步行距離、呼吸困難評分的比較

兩組入院時、入院2周、1月后、3月后的DLCO預計值比較:(1)兩組患者在不同時間點的DLCO預計值有差異(P<0.001),兩組DLCO預計值逐漸升高,兩兩比較均有統計學差異(P均<0.05)。(2)兩組DLCO預計值有差異(P<0.001),B組在入院2周、1月后、3月后DLCO預計值均明顯高于A組(P均<0.05)。(3)兩組DLCO預計值變化趨勢有差異(P<0.001),B組DLCO預計值升高更明顯。

兩組入院時、入院2周、1月后、3月后的FVC比較:(1)兩組患者在不同時間點的FVC有差異(P<0.001),兩組FVC逐漸升高,組內兩兩比較均有統計學差異(P均<0.05)。(2)兩組FVC有差異(P<0.001),B組在入院2周、1月后、3月后FVC均明顯高于A組(P均<0.05)。 (3)兩組FVC變化趨勢有差異(P<0.001),B組FVC升高更明顯。

兩組入院時、入院2周、1月后、3月后的6分鐘步行距離比較:(1) 兩組患者在不同時間點的6分鐘步行距離有差異(P<0.001),兩組6分鐘步行距離逐漸增加,組內兩兩比較均有統計學差異(P均<0.05)。(2) 兩組6分鐘步行距離有差異(P<0.001),B組在入院2周、1月后、3月后6分鐘步行距離均明顯長于A組(P均<0.05)。(3)兩組6分鐘步行距離變化趨勢有差異(P<0.001),B組6分鐘步行距離增加更明顯。

兩組入院時、入院2周、1月后、3月后的呼吸困難評分比較:(1)兩組患者在不同時間點的呼吸困難評分有差異(P<0.001),兩組呼吸困難評分逐漸降低,組內兩兩比較均有統計學差異(P均<0.05)。(2) 兩組呼吸困難評分有差異(P<0.001),B組在入院2周、1月后、3月后呼吸困難評分均明顯低于A組(P均<0.05)。 (3) 兩組呼吸困難評分變化趨勢有差異(P<0.001),B組呼吸困難評分降低更明顯。

討 論

SARS CoV-2導致肺泡上皮反復損傷啟動肺纖維化的發生[10],損傷發生后肺泡上皮不能完成正常的再上皮化、修復延遲,并且分泌大量促纖維化細胞因子,啟動組織異常修復,肺成纖維細胞和肌成纖維細胞增生,合成大量細胞外基質, 導致肺纖維化。肺纖維化是一個連續緩慢的過程,可分為三個階段,急性期早期機體啟動Ⅰ型免疫反應,機體產生大量炎癥因子,如 TNF-α、IL-1α、IL-1β、IL-6等導致急性炎癥和肺部損傷;急性期晚期是輔助T細胞2(helper T cell2,Th2)依賴性的2型免疫反應被激活,機體產生大量的促纖維化因子,如TGF-β1、IL-4、IL-13等導致進入機體慢性炎癥期;最后進入慢性纖維化期,此時機體產生大量促纖維化的細胞外基質[4,11]。KL-6在正常肺組織和終末細支氣管上皮細胞只有極少量表達,在退變的Ⅱ型肺泡上皮細胞表達增強,外周血KL-6水平可敏感地反映肺泡上皮和間質的損傷程度[12,13]。

吡非尼酮可通過獨特的抗炎和抗凝血特性減弱新冠肺炎后肺纖維化,可能的機制是吡非尼酮抑制炎癥細胞的募集、抑制纖維母細胞增殖、抑制TGF-β1和促炎細胞因子誘發的細胞外基質沉積;此外,吡非尼酮可抑制TGF-β1轉化酶激活劑Furin的活性、調節一系列參與新冠肺炎后肺纖維化的信號通路,如Wingless/Int(Wnt/β-catenin)、Yes-Associated Protein(YAP)/轉錄輔激活物PDZ結合基序(TAZ)和Hippo信號通路[5]。

本研究顯示:入院時,A、B 兩組重型新冠肺炎患者血清KL-6、血漿IL-6、TGF-β1、TNF-α、PaO2、氧合指數、胸部HRCT評分、FEV1、FVC、6分鐘步行距離、呼吸困難評分之間的差異,均無統計學意義,說明兩組重型新冠肺炎患者入院時,病情嚴重程度無統計學差異。兩組患者入院時兩肺以彌漫性磨玻璃滲出為主、纖維化表現不明顯,2周后纖維化表現明顯,胸部CT表現為小葉間隔增厚、胸膜下線、牽張性支氣管擴張、肺結構扭曲或蜂窩樣改變[4],同時胸部HRCT評分較入院時明顯增高。經過積極治療后、入院2周時,B組患者上述各指標與A 組患者之間的差異,均有統計學意義,說明B組患者在入院時肺部出現磨玻璃滲出階段,即關口前移、開始口服吡非尼酮,顯示出早期應用吡非尼酮具有良好的抑制重型新冠肺炎患者血中與纖維化形成有關的炎癥因子(血清KL-6、血漿IL-6、TGF-β1、TNF-α)、改善氧合、肺功能、延長6分鐘步行距離、降低呼吸困難評分、預防纖維化的作用。治療1月后及3月后,B組各觀察指標與A組患者之間的差異均有統計學意義,一方面說明早期口服吡非尼酮有預防肺纖維化的作用,另一方面說明早期口服吡非尼酮對重型新冠肺炎患者抗纖維化作用優于出現肺纖維化時口服吡非尼酮的臨床療效。A、B組患者分別進行組內比較,入院時、入院2周、1月后、3月后不同時間段兩兩比較,上述各指標之間的差異均有統計學意義,患者血液中炎癥因子逐漸降低、氧合逐漸改善、肺功能及體力逐漸恢復、胸部CT所示的肺纖維化逐漸在吸收、好轉,說明兩組重型新冠肺炎患者經過積極治療,患者病情均得到良好控制、預后良好。

綜上所述,在肺部出現磨玻璃滲出階段口服吡非尼酮可以有效抑制重型新冠肺炎患者血中與肺纖維化形成有關的炎癥因子、改善氧合、肺功能、延長6分鐘步行距離、降低呼吸困難評分,對重型新冠肺炎患者肺纖維化具有一定的預防作用。本研究不足之處是單中心研究,樣本量較小,需要以后進行多中心和大樣本研究。