研究表明，对于感染新冠病毒的人而言，人体的先天免疫反应可能是致命的。
白细胞和其他蛋白质的过度活跃可能导致大面积血管损伤，甚至器官衰竭。
医生及时遏制这种“细胞因子风暴”以保护感染者至关重要。
致命的并非病毒，而是免疫反应。
本次疫情的独特之处不仅在于它由一种新型病毒引起、使所有人都面临风险，还在于先天免疫反应的范围多样且难以预测。有些人的免疫反应强烈到足以致命，另一些人的反应则相对温和。
我的研究涉及先天免疫。先天免疫是人体天生具备的针对病原体的防御机制，它能指令人体适应性免疫系统产生针对病毒的抗体。这些抗体反应日后可用于开发疫苗接种方法。在实验室工作与诺贝尔奖得主布鲁斯·伯特勒（Bruce Beutler）合作，我共同撰写了该论文，阐明了构成人体先天免疫系统的细胞如何识别病原体，以及对病原体普遍反应过度可能如何损害宿主。这一点在对病毒反应过度的新冠肺炎患者身上尤为明显。
细胞死亡：一场牺牲的国际象棋博弈
我研究炎症反应与细胞死亡，这是先天反应的两个主要组成部分。被称为巨噬细胞的白细胞利用一组传感器识别病原体，并产生被称为细胞因子的蛋白质，这些蛋白质会引发炎症，并招募先天免疫系统的其他细胞前来支援。此外，巨噬细胞还会指令适应性免疫系统了解病原体，并最终产生抗体。
为了在宿主体内存活，成功的病原体会抑制炎症反应。它们通过阻断巨噬细胞释放细胞因子并向免疫系统其他部分发出警报的能力来实现这一点。为了对抗病毒的这种抑制作用，受感染的细胞会自我牺牲，即细胞死亡。虽然在细胞层面上是有害的，但在机体层面上，细胞死亡是有益的，因为它能阻止病原体的增殖。
例如，引发腺鼠疫的病原体在1347年至1351年间导致欧洲半数人口死亡。该病原体能够使人体白细胞失效或受到抑制，并在其中增殖，最终导致个体死亡。然而，在啮齿类动物中，感染的过程则有所不同。只有受感染的啮齿类动物巨噬细胞会死亡，从而限制了病原体在其体内的增殖，使它们得以存活。
对鼠疫的“沉默”反应与对新冠病毒（SARS-CoV-2，即引发新冠肺炎的病毒）的剧烈反应形成鲜明对比。这表明，维持先天反应的适当平衡对新冠肺炎患者的生存至关重要。
通往细胞因子风暴之路
以下说明免疫系统的反应过度如何危及正在抵抗感染的人。
一些触发炎症的蛋白质被称为趋化因子，它们会通知其他免疫细胞（如中性粒细胞，即专业的微生物“吞噬者”）聚集到感染部位，在那里它们能率先到达并消化病原体。
其他细胞因子，如白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子，会引导中性粒细胞从血管迁移到受感染组织。这些细胞因子可以加快心跳、升高体温，触发血凝块以困住病原体，并刺激大脑中的神经元调节体温、发热、体重下降以及其他为杀死病毒而进化形成的生理反应。
当这些细胞因子的产生失去控制时，免疫学家将这种情况描述为“细胞因子风暴”。在细胞因子风暴期间，血管进一步扩张（血管扩张），导致血压降低和广泛的血管损伤。风暴会促使大量白细胞进入肺部，而这些白细胞又会招募更多免疫细胞去攻击并杀死受病毒感染的细胞。这场战斗的结果是充斥着液体和死亡细胞的混合物，并随之出现器官衰竭。
细胞因子风暴是新冠肺炎病理过程的核心，对宿主造成毁灭性后果。
当细胞未能终止炎症反应时，细胞因子的产生会使巨噬细胞过度活跃。过度活跃的巨噬细胞会破坏骨髓中的干细胞，从而导致贫血。白细胞介素1β增多会引起发热和器官衰竭。过量的肿瘤坏死因子会导致覆盖血管内壁的细胞大量死亡，血管随之发生凝结。到某个时刻，风暴便变得无法阻止且不可逆转。
打破细胞因子风暴的药物
新冠治疗的一项策略，部分基于打破“细胞因子风暴”这一恶性循环。这可以通过使用抗体阻断风暴的主要介质（如IL6）或其受体来实现，该受体存在于人体所有细胞上。
抑制肿瘤坏死因子可通过美国食品药品监督管理局（FDA）批准的抗体药物（如Remicade或Humira）实现，或使用可溶性受体（如Enbrel，最初由布鲁斯·伯特勒开发），该受体可与肿瘤坏死因子结合，阻止其引发炎症。该肿瘤坏死因子抑制剂的全球市场规模为220亿美元。
目前，多种细胞因子阻断药物正处于临床试验阶段，以检验它们能否有效阻止新冠肺炎中致命的恶性循环。
