综述:粒细胞单核细胞吸附疗法治疗慢性炎症性疾病与脓毒症

【字体: 时间:2025年10月05日 来源:Journal of Intensive Care 4.7

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  本综述系统阐述了粒细胞单核细胞吸附疗法(GMA)在慢性炎症性疾病及脓毒症中的应用进展。作为一种选择性清除活化粒细胞与单核细胞的体外免疫调节技术,GMA通过吸附柱(Adacolumn?)靶向去除促炎细胞,调节细胞因子谱(如降低TNF-α、IL-6,提升IL-10),重塑免疫稳态。其在溃疡性结肠炎(UC)、类风湿关节炎(RA)等慢性疾病中疗效显著,近年更拓展至脓毒症等急性炎症领域,日本已于2025年批准其用于脓毒症辅助治疗,为免疫过度激活相关疾病提供了非药物干预新策略。

  

背景与作用机制

粒细胞单核细胞吸附疗法(Granulomonocytapheresis, GMA)是一种长期用于治疗难治性慢性炎症性疾病的体外治疗技术。近年来,探索性临床研究表明GMA对脓毒症有效,并于2025年8月在日本获批应用于临床。本文旨在系统介绍GMA在慢性及急性炎症中的作用机制与临床应用进展。
GMA是一种选择性体外治疗技术,通过特异性清除活化的粒细胞和单核细胞——多种免疫介导疾病中炎症反应的关键驱动细胞,从而发挥免疫调节作用。该技术最初开发用于溃疡性结肠炎(Ulcerative Colitis, UC),随后在克罗恩病、类风湿关节炎(Rheumatoid Arthritis, RA)及皮肤病等多种疾病中显示出疗效。其机制在于消耗活化髓系细胞并改变细胞因子谱,如降低肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6),同时增加抗炎因子IL-10,旨在恢复免疫稳态,避免传统药物所致的全身性免疫抑制。

GMA的作用原理

GMA通过体外循环中的醋酸纤维素 beads(Adacolumn?,日本JIMRO公司生产)选择性吸附外周血中活化的粒细胞和单核细胞。这些 beads 通过补体(C3b)和Fcγ受体与白细胞结合,实现物理吸附促炎细胞,同时保留淋巴细胞。被清除的细胞高表达CD11b,并释放TNF-α、IL-1β等细胞因子。清除这些细胞群体可降低循环细胞因子水平,促使免疫反应向炎症消退方向转变,且不引起全身免疫抑制。这一细胞选择性清除策略是GMA治疗原理的核心。

靶向白细胞

GMA特异性针对髓系白细胞,尤其是中性粒细胞和单核细胞。这两种细胞在天然免疫应答中至关重要,参与多种炎症疾病的发病机制。活化时,它们高表达表面分子(如CD11b/CD18、Fcγ受体和补体受体),通过与醋酸纤维素 beads 的相互作用被吸附。 beads 设计模拟免疫复合物包被表面,通过补体调理和Fc受体介导机制结合循环白细胞。
单次GMA会话中,约60-70%被吸附的白细胞为中性粒细胞。这些细胞是TNF-α、IL-1β、IL-8等促炎细胞因子以及组织损伤酶和活性氧的主要生产者。单核细胞约占吸附细胞的20-30%,通过细胞因子产生及分化为巨噬细胞和树突状细胞参与系统性炎症。重要的是,Adacolumn?优先结合活化而非静止的白细胞,增强其选择性并减少脱靶效应。
相比之下,淋巴细胞和血小板因缺乏显著FcγR表达而不易与 beads 相互作用,故得以保留。淋巴细胞保存使适应性免疫系统保持完整,有助于最小化广泛免疫抑制风险,这是GMA相较于传统药物疗法的关键优势。这种在保留整体免疫能力的同时靶向清除炎症细胞的特点,使GMA在慢性自身免疫性疾病和急性炎症条件(如脓毒症)中具有治疗吸引力。至于血小板,Nishida等人的脓毒症研究报告基线血小板计数从118.5×103/μL降至第3天的58.5×103/μL。机制虽不明确,但活化白细胞-血小板间的相互作用可能与血小板清除相关。

免疫调节效应

GMA通过选择性清除活化的中性粒细胞和单核细胞(TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎细胞因子的主要来源)发挥免疫调节作用。这种清除导致系统性细胞因子水平降低及相关炎症减轻。此外,GMA促进向抗炎免疫谱的转变,包括提升IL-10水平和调节性T细胞活性。该疗法还诱导循环中活化白细胞凋亡,并促进骨髓释放未成熟、反应性较低的髓系细胞。这些效应有助于免疫稳态的恢复,且无药物疗法常见的全身免疫抑制。

临床前研究

尽管GMA数据多来自临床研究,但多项动物模型揭示了其生物学效应。
在葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠结肠炎模型中,输注经醋酸纤维素 beads 预处理的白细胞可改善结肠炎症状。TNF-α等炎症细胞因子显著降低,组织学炎症评分改善。
在类风湿关节炎大鼠模型中,GMA选择性清除活化免疫细胞,去除中性粒细胞、单核细胞、自然杀伤(NK)细胞和B细胞,但不影响T细胞。结果表明,除细胞清除外,GMA修饰血液成分,可能恢复免疫平衡并促进关节炎愈合。Nakazato等人证明Adacolumn?吸附约20%循环粒细胞和单核细胞,显著减少其向关节炎大鼠炎症部位的迁移,这可能解释其在类风湿关节炎中的快速抗炎作用。他们还显示这种血液吸附不影响T细胞迁移,但显著抑制其抗原反应性。
人体血液和动物模型的离体研究表明,醋酸纤维素 beads 刺激单核细胞释放IL-10并抑制其向促炎巨噬细胞分化。此外,吸附表面减少中性粒细胞胞外陷阱(NET)形成并减轻氧化爆发活性。这些发现支持GMA不仅通过物理清除,还通过动态免疫重编程发挥作用。

对炎症性肠病及其他炎症疾病的影响

GMA的临床研究最广泛开展于UC患者,显示其安全有效。日本早期多中心研究报告,在中度至重度UC且激素依赖或激素难治性患者中,GMA具有高缓解率和激素节约效应。Hanai等人进行的随机双盲假对照试验显示,与泼尼松疗法相比,GMA显著改善临床应答率,疾病活动评分和黏膜炎症显著降低。重要的是,该疗法耐受性良好,安全性优,不良事件发生率低。
进一步临床研究将GMA应用扩展至儿童患者和肠外表现人群。GMA也在克罗恩病中探索,并在特定病例中显示潜在益处,但结果较UC更具变异性。在类风湿关节炎中,GMA显著改变血清细胞因子,降低TNF-α、IL-15和RANTES(活化调节、正常T细胞表达和分泌),同时增加IL-10,这与临床改善相关,尤其在治疗应答者中。另一项试验显示,GMA联合改善病情抗风湿药(DMARDs)对症状缓解和炎症标志物具有叠加效应,尤其对生物制剂耐药患者。
荟萃分析进一步确认GMA在诱导缓解和维持UC临床应答中的功效。但益处似乎在未使用激素或中度活动性疾病中更显著,而在广泛结肠受累或高炎症负荷患者中一致性较低。最佳治疗方案(如会话次数和频率)仍在研究中,证据表明强化方案对难治性病例可能更有效。
总体而言,临床研究强调GMA作为各种炎症疾病安全有效的辅助疗法,尤其在UC中前景广阔,在系统性炎症综合征中的新作用正在 emerging(表1)。然而,需要大规模随机对照试验,特别是在危重人群中进行,以进一步验证其疗效并确定其在现代治疗算法中的地位。
GMA对肠道外具有显著影响,尤其是通过调节系统性免疫反应。它减少循环中活化的粒细胞和单核细胞,导致TNF-α和IL-1等促炎细胞因子降低,在类风湿关节炎、银屑病和坏疽性脓皮病中得到证实。临床研究显示GMA改善难治性自身免疫和中性粒细胞驱动疾病的症状,安全性良好,常无需全身免疫抑制剂(表2)。这些免疫调节效应促进皮肤病变、关节炎症和溃疡愈合的消退,突显GMA作为炎症性疾病相关肠外免疫介导表现的有前景的辅助或替代疗法。

对脓毒症的影响

脓毒症是一种危及生命的疾病,其特征是感染导致的失调性全身炎症,引起器官功能障碍和高死亡率。尽管抗菌疗法和支持治疗有所进展,但脓毒症的免疫调节策略仍是未满足的重大需求。近年来,GMA被提出作为调节早期脓毒症特征性高炎症反应的治疗方法。
活化中性粒细胞和单核细胞是脓毒症诱导组织损伤的核心。它们的过度活化导致细胞因子(如TNF-α、IL-1β、IL-6)、蛋白酶和活性氧的过量释放, contribute to 内皮损伤、凝血病和器官功能障碍。GMA选择性清除这些细胞而不广泛抑制适应性免疫的能力,提供了一种机制上靶向的干预。此外,GMA可能将单核细胞极化转向抗炎表型,并减少循环DAMPs和细胞因子风暴介质。
临床前证据显示,Hara等人开发了一种新型免疫调节血液净化系统,结合使用Adacolumn?的GMA和细胞因子吸附血液过滤器(AN69ST膜)。使用脂多糖(LPS)刺激的新鲜猪血,该系统选择性清除活化粒细胞和单核细胞,降低其吞噬活性和粘附性,同时保留淋巴细胞。他们声称该系统通过抑制促炎细胞因子的过度增加,具有有利的免疫调节效应,从而避免过度炎症和器官功能障碍。另一项实验性猪脓毒性休克模型(由腹膜炎诱导)显示,GMA attenuates 全身炎症反应。具体而言,与对照组相比,GMA处理动物表现出血浆TNF-α和IL-6水平降低,血流动力学 preserved,肺损伤减轻。组织学分析显示肺和肾组织中白细胞浸润减少。另一项啮齿动物研究表明,在盲肠结扎穿孔后18小时进行2小时早期GMA。治疗显著降低血清细胞因子水平并提高存活率。
临床观察数据仍有限,主要为观察性。在一小系列接受GMA作为辅助治疗的多器官衰竭脓毒症患者中,报告了血管加压药需求、血清细胞因子和降钙素原水平降低。患者还显示SOFA评分(从基线至第7天的SOFA评分变化为-5,P<0.01)和乳酸清除率改善,表明血流动力学稳定性和器官灌注增强。该研究中,GMA通常设定血流速50 mL/min,持续120分钟,3天内使用五个柱。第二轮在第一轮后12小时(±6小时)开始,第三轮在第一轮后24小时(±6小时)开始,第四和第五轮在前次使用后24小时(±6小时)开始。
COVID-19大流行期间,GMA被探索用于治疗表现出与细菌性脓毒症相似高炎症特征的严重SARS-CoV-2肺炎患者。一项初步研究表明,GMA清除表达CD11b、CD16和CD66b的粒细胞亚群,弱表达CD11c,与成熟和活化中性粒细胞一致,以及强表达CD14的单核细胞亚群,表明GMA可调节COVID-19中的高细胞因子血症。类似地,GMA预计对治疗COVID-19后成人多系统炎症综合征(MIS-A)有效。
当前局限性与未来潜力尽管初步数据 promising,但缺乏稳健的随机对照试验。关键限制包括危重患者血浆分离术的逻辑挑战、干预时机和患者选择。未来研究应聚焦早期脓毒症,使用如高中性粒细胞计数或细胞因子 panel 等生物标志物识别应答者。特别是,应仔细评估与现有脓毒症集束化治疗和抗菌疗法的整合。总体而言,GMA代表了一种有前景的辅助策略,用于早期脓毒症的免疫调节。其选择性靶向天然免疫过度激活可能补充当前脓毒症管理,但精心设计的临床试验对于定义其角色至关重要。

未来展望

识别预测GMA应答的生物标志物至关重要。外周中性粒细胞计数升高、粪便钙卫蛋白和循环细胞因子谱可能有助于分层最受益患者。白细胞亚型的转录组分析可指导治疗个性化。
在日本进行的临床研究中,GMA不良事件报告率为12.2%,无严重事件。但未来研究需仔细检查感染恶化和血小板减少风险。
成本方面,GMA比传统疗法更昂贵,且未普遍报销。在UC病例中,需要成本效益分析,考虑减少住院和激素使用,以证明更广泛实施的合理性。在资源匮乏环境中,培训
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