摘要

COVID-19肺炎似乎是由過度活化的免疫效應細胞引起的肺損傷。高劑量維生素C可能導致在效應器水平的免疫抑制。因此，在COVID-19早期階段，靜脈注射高劑量維生素C可能是安全有益的治療選擇。

前言

兩次獲得諾貝爾獎的化學家萊納斯·鮑林（Linus Pauling）幾乎把維生素C視為萬應靈丹，因此他聲稱高劑量的維生素C可以對抗包括癌癥在內的許多疾病。他進一步相信維生素C會使流感從地球上完全消失。冠狀病毒（CoVs）是一種較大的、有包膜的、正鏈RNA病毒，可廣泛感染脊椎動物并引起人類和動物的疾病。自20世紀60年代以來，人類呼吸道冠狀病毒已在世界范圍內傳播，并引起呼吸道感染，但癥狀相當輕微，這表明它們很好地適應了人類宿主。然而，人畜共患的冠狀病毒，如嚴重急性呼吸綜合征（SARS）和中東呼吸綜合征的冠狀病毒（MERS-CoV），可導致嚴重呼吸道感染，病死率高。

嚴重冠狀病毒感染時的肺部病理改變

在下呼吸道中發(fā)現的主要細胞類型是肺泡上皮細胞和肺泡巨噬細胞（AMs）。AMs不僅易受感染，還會釋放大量感染性病毒。對死于SARS患者的標本進行病理檢查，發(fā)現彌漫性肺泡損害，并伴有肺上皮細胞的明顯增生和活化的肺泡和間質巨噬細胞。值得注意的是：這些肺部表現通常是在病毒血癥清除后和無其他機會性感染的情況下發(fā)現的。因此，宿主過度免疫反應導致的局部炎癥反應可導致肺泡損傷。在SARS感染的小鼠模型中，病毒快速和強裂的復制伴隨著延遲的I型IFN（干擾素）反應。因此，I型IFN在大多數細胞類型中幾乎檢測不到。但漿細胞樣樹突狀細胞是一個明顯的例外，它們利用TLR7 （toll樣受體-7）感知病毒核酸，并在冠狀病毒感染后誘導I型IFN的強勁表達。SARS-CoV的快速復制以及隨之而來的但稍延遲的I型IFN反應，引起了廣泛的肺部炎癥，包括被炎癥介質所致的炎性單核-巨噬細胞的涌入。此外，通過I型IFN反應巨噬細胞自身還產生高水平的炎癥介質，導致病理反饋回路中巨噬細胞進一步內流?？傊虏⌒匝仔跃奘杉毎拇罅烤奂黾恿薙ARS的嚴重程度。此外，I型IFN誘導的免疫失調加強了通常會促進病毒清除的T細胞的凋亡，導致病毒特異性CD8和CD4 T細胞數量減少。

效應免疫細胞的活化

SARS-CoV的快速復制和I型IFN信號傳導的相對延遲可能促進炎性M1巨噬細胞聚集，提示該通路的靶向拮抗將改善嚴重冠狀病毒感染患者的預后。值得注意的是：2019年新型冠狀病毒（COVID-19）的表現更像SARS-CoV，（部分患者）發(fā)病迅速，出現導致急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）和膿毒性休克，最終因病毒誘導的體內細胞因子風暴而導致多器官衰竭，故曾將其命名為SARS-CoV-2[4]。在對感染作出應答時，巨噬細胞必須反應迅速，產生充足的促炎爆發(fā)力，以殺滅微生物同時動員額外/增援的免疫細胞向感染部位集結。糖酵解速率的急劇增加與巨噬細胞的炎癥表型密切相關。即使在富氧條件下，活化的巨噬細胞和效應T淋巴細胞在免疫激活后轉至與癌細胞代謝相似的高糖酵解代謝和高葡萄糖攝取途徑，也被稱為“Warburg效應”，Warburg效應與多種細胞過程（如血管生成、缺氧、巨噬細胞極化和T細胞活化）相關，該現象也與多種疾?。ò摱景Y、自身免疫性疾病和癌癥）密切相關。另一個有趣的可激活免疫細胞糖酵解誘導的是糖酵解酶甘油醛-3-磷酸脫氫酶（GAPDH）的作用。研究表明GAPDH與IFNγ編碼mRNA結合，抑制其翻譯。然而，在糖酵解途徑激活后GAPDH與IFNγmRNA解離，使其恢復翻譯功能。此外，由于活化的免疫細胞中的糖酵解途徑刺激，其TCA被破壞，因此某些代謝物（包括琥珀酸鹽）會發(fā)生蓄積。反過來，琥珀酸鹽又可能增加靶基因的缺氧誘導因子（如IL-1β和GLUT1）的依賴性激活，而葡萄糖轉運蛋白GLUT1又是效應淋巴細胞和M1巨噬細胞代謝的重編程、活化和擴增所必需的。

巨噬細胞與肺泡上皮II型（ATII）細胞之間的相互作用

幾乎所有類型的細胞均會產生的I型IFN（I型干擾素），其在宿主防御病毒感染和癌癥免疫監(jiān)視中起著至關重要的作用。針對病毒產物整體識別受體（如視黃酸誘導基因I（RIG-I）樣受體（RLRs））傳遞下游的信號通路觸發(fā)肺泡上皮細胞產生I型IFN。在感知到胞質病毒RNA時，RLRs發(fā)生構象變化、寡聚化和CARD結構域暴露以動員一種稱為線粒體抗病毒信號（MAVS）蛋白的信號接頭。MAVS的跨膜（TM）結構域是其線粒體外膜定位所必需的。一旦被激活，MAVS在線粒體處形成功能性朊病毒樣結構，導致IRF3磷酸化，隨后轉錄I型IFN。

活化的巨噬細胞產生大量乳酸，由MCT4輸出。乳酸進入肺泡上皮細胞，在巨噬細胞和ATII細胞之間形成乳酸穿梭，并用作線粒體氧化能量（ATP）生成的底物。在ATII細胞中，乳酸通過與MAVS的TM結構域結合，抑制MAVS線粒體定位、RLR-MAVS結合以及MAVS聚集和下游信號激活。因此，巨噬細胞釋放的乳酸可能通過減少用于病毒清除的I型IFN產生來減弱宿主先天性免疫應答。

提出的高劑量維生素C在免疫效應細胞中的作用機制

維生素C是生理反應（如激素生成、膠原合成和免疫增強）所必需的抗氧化和酶輔助因子。人類無法合成維生素C，因此必須從膳食來源中獲得維生素C。維生素C通過維生素C鈉協(xié)同轉運蛋白（SVCT）跨細胞膜轉運。此外，維生素C在細胞內外自發(fā)氧化為無生物活性形式即脫氫抗壞血酸（DHA）。DHA在生理pH下不穩(wěn)定，除非被谷胱甘肽（GSH）還原成維生素C，否則可能不可逆地水解。因此，DHA需要在體內以被GSH、硫氧還蛋白和NADPH（還原型輔酶Ⅱ）還原為維生素C而發(fā)揮作用，而GSH、硫氧還蛋白和NADPH則被氧化。因此，由于氧化還原偶聯的ROS清除系統(tǒng)（如NADPH/NADP +和GSH/GSSG（谷胱甘肽二硫化物））減少，活化免疫細胞（與癌細胞相似）內活性氧（ROS）的產生就增加。因此，與一般假設不同，高劑量維生素C以細胞類型依賴性方式作為促氧化劑發(fā)揮作用。膿毒癥以全身炎癥、氧化應激增加、胰島素抵抗和外周缺氧為特征。值得注意的是，嚴重膿毒癥導致GAPDH表達增加約43倍。GAPDH是一種氧化還原敏感酶，就像在癌細胞和激活的免疫細胞中一樣，在Warburg效應下糖酵解上調時可成為限速酶。除氧化和抑制GAPDH外，ROS升高還可能導致DNA損傷和多聚ADP核糖聚合酶（PARP）的活化。

維生素C治療后，PARP活化導致NAD +（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸）消耗。值得注意的是，GAPDH的酶活性需要NAD+作為輔助因子，因此NAD +的降低進一步降低了GAPDH的酶活性。總之，高劑量維生素C誘導的GAPDH抑制減少了ATP和丙酮酸的產生，從而導致能量危機，最終導致細胞死亡。也就是說，GAPDH抑制可能導致免疫效應細胞的活性喪失和相關的免疫抑制。這些結果為探索維生素C預防髓系和淋巴系細胞炎性過度活化的治療用途提供了機制依據。

靜脈注射高劑量維生素C治療2019-nCoV疾病

薈萃分析的結果已經證明，靜脈（IV）高劑量維生素C治療在膿毒癥和膿毒性休克的治療有顯著獲益。膿毒癥是一種由宿主對致病微生物及其產物的破壞性全身炎癥反應觸發(fā)的危及生命的器官功能障礙綜合征。而ARDS是一種破壞性且多數是致死性的疾病，在全身性炎癥反應（如膿毒癥）患者中也很容易發(fā)生。

咯利普蘭是一種典型的磷酸二酯酶-4抑制劑，能抑制活化的巨噬細胞產生TNFα，抑制急性炎癥反應。由于其強效的免疫抑制作用，咯利普蘭可作為治療膿毒癥和膿毒性休克的新型藥物。同理，靜脈注射大劑量維生素C在膿毒癥和膿毒性休克中的有益作用最有可能是由于其免疫抑制作用。

免疫效應細胞依賴糖酵解來實現其生物能量功能，而肺上皮細胞的線粒體則利用氧化磷酸化來產生ATP。因此，大劑量維生素C治療是免疫細胞的促氧化劑，但對肺上皮細胞起抗氧化劑作用。此外，維生素C治療可能通過抑制激活免疫細胞產生的乳酸分泌來保護ATII的先天免疫。

維生素C的促氧化作用需要藥理（毫升）濃度，而不是生理（微摩爾）濃度，因此重新評估高劑量維生素C的輸注對COVID-19相關ARDS的及時治療是必要的?？傊?，確診為COVID-19并因呼吸困難和生物標志物異常住院的患者似乎可以在疾病早期接受短時間的高劑量靜脈維生素C治療。然而，高劑量維生素C治療可能引起的問題是免疫細胞的滲透性死亡，而不是凋亡，這可能在肺泡介質中產生局部炎癥。因此，必須加用IV糖皮質激素治療，以減弱大劑量維生素C治療可能產生的炎癥并發(fā)癥。以往經驗且耐受性相當好的高劑量靜脈注射維生素C治療方案可以是每6小時給予50 mg/kg體重，持續(xù)4天，同時限制補充糖。此外，必須加用氫化可的松50 mg IV，每6小時一次，持續(xù)7天，以對抗治療誘導的炎癥。當高劑量維生素C作為胃腸外制劑使用時，可作為促氧化劑發(fā)揮多效性作用，減弱促炎介質表達，改善肺泡液體清除率，并作為抗氧化劑改善上皮細胞功能。