【述评】严重脓毒症免疫调节治疗:从免疫抑制走向 免疫增强
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参附注射液对严重脓毒症患者临床疗效及免疫功能的影响徐俊龙;张宁;朱红俊;张剑;邱泽亮;何许伟;楼天正【摘要】目的:观察参附注射液对严重脓毒症患者的临床疗效及对T淋巴细胞亚群(CD3+、CD4+、CD8+)、NK细胞、单核细胞人白细胞DR抗原(HLA- DR)表达率的影响。
方法将68例严重脓毒症患者随机分为西医常规治疗基础上加用参附注射液治疗组(参附组,36例)和单纯西医常规治疗组(对照组,32例)。
观察治疗前及治疗后第3、7天患者临床疗效及T淋巴细胞亚群、NK细胞、单核细胞HLA- DR表达率的变化。
结果两组患者治疗前APACHE II、Marshal 评分、IL-6和IL-10水平的差异均无统计学意义(均P>0.05);与健康对照组比较,严重脓毒症患者血清IL-6、IL-10和CRP水平明显升高,CD3+、CD4+、CD8+T淋巴细胞和单核细胞HLA- DR表达降低(均P<0.05)。
与对照组同期比较,治疗后第7天参附组APACHEII、Marshal 评分及IL-6和CRP水平均下降,而CD3+、CD4+、CD8+T淋巴细胞、NK细胞及单核细胞HLA- DR表达均升高,差异均有统计学意义(均P<0.05)。
结论严重脓毒症患者全身炎症反应和免疫抑制同时存在;参附注射液具有维持促炎/抗炎平衡,双向调节严重脓毒症免疫紊乱作用,从而改善临床疗效。
%Objective To assess the efficacy of Shengfu injection (SFI) in treatment of severe sepsis and its effect on im-mune function of patients. Methods Sixty- eight patients with severe sepsis were randomly divided into two groups, 36 patients were treated with Shengfu (SFI group) and conventional therapy and 32 patients received conventional therapy only (control group). The acute physiology and chronic health evaluation II (APACHE II) score and Marshal score were evaluated. The serum levels of interleukins (IL- 6, IL- 10), C- reactiveprotein, NK cell, CD3+, CD4+, CD8+ T celland monocyte human leukocyte anti-gen- DR (HLA- DR) before and 3, 7 d after treatment were measured. Results There were no significant differences in APACHE II and Marshal scores, serum IL- 6 and IL- 10 levels between two groups before treatment (P>0.05). Before treatment serum IL- 6, IL- 10 and CRP in both groups were significantly higher, and the CD3+, CD4+, CD8+ T cells, NK cells and HLA- DR level were all significantly lower than those of healthy controls (alP<0.05). Compared with the control group, the APACHE II and Mar-shall scores and serum IL- 6, CRP levels in the SFI group were significantly decreased at d7 after treatment, while the CD3 +, CD4+, CD8 +T cells were significantly increased (P<0.05). Conclusion Shengfu injection can improve the therapeutic efficacy of severe sepsis, which may be associated with its effect on regulation of immune function in patients.【期刊名称】《浙江医学》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】4页(P471-474)【关键词】严重脓毒症;参附注射液;T淋巴细胞亚群;单核细胞人白细胞DR抗原【作者】徐俊龙;张宁;朱红俊;张剑;邱泽亮;何许伟;楼天正【作者单位】323000 丽水市人民医院ICU;323000 丽水市人民医院ICU;323000 丽水市人民医院ICU;323000 丽水市人民医院ICU;323000 丽水市人民医院ICU;323000 丽水市人民医院ICU;323000 丽水市人民医院ICU【正文语种】中文脓毒症的发病率高、病死率高,是重症监护病房最常见的死亡原因之一,病死率高达60%[1-2]。
脓毒症心得体会(五篇材料)第一篇:脓毒症心得体会脓毒症即是由感染所致的全身炎症反应综合征(SIRS),脓毒性休克是指在严重脓毒症基础上给予足量液体复苏后仍无法纠正的持续低血压状态,即微循环功能障碍未能纠正,伴或不伴组织灌注不良的表现,如酸中毒,意识障碍等,它是严重脓毒症的一种特殊类型。
脓毒性休克属于分布性休克,微循环功能障碍和心脏功能受抑制是循环系统损害的重要组成部分1.血管内皮损伤时毛细血管通透性增高,血管内液体分布到血管外间隙,造成有效循环量下降2.血管内皮损伤部位血小板,炎性细胞聚集及有效循环血容量下降后血液浓缩,血液淤滞造成微循环内血栓形成3.血管内皮损伤时内皮素与输血管因子两者间平衡失调造成血管张力改变4.脓毒性休克时心脏功能均受到抑制,脓毒性休克分为高排低阻与低排高阻两个阶段,首先休克发生时,循环血量迅速下降,引起代偿性微动脉收缩,心脏代偿性做功增加以提高心输出量,此时微动脉对舒血管物质,收缩血管物质及内皮介导的收缩反应降低,即是高排低阻阶段;微循环功能障碍时酸性物质堆积,造成代谢性酸中毒以及氧气在血液和组织细胞间的弥散距离增加,效率降低,造成组织缺氧,心肌细胞缺氧,酸中毒与心肌细胞缺氧可造成心肌收缩力下降,心脏功能受抑制,随着病程发展,心脏收缩功能进入失代偿期,心脏收缩功能进一步下降,心排量减少,并且微循环内血栓形成,即进入低排高阻阶段。
其中血管内皮损伤后内皮细胞活化异常是脓毒性休克时循环功能障碍的重要因素。
血管内皮损伤时血管通透性增加内皮细胞(EC)屏障功能丧失是脓毒性休克时微循环的核心特征,此时内皮细胞活化异常,循环内皮细胞(ECs)增加,此外大量炎症介质释放是EC屏障功能丧失的重要因素,其中肿瘤坏死因子增加EC的通透性。
炎症介质与内皮细胞相互作用可诱导机体呈促凝血的特征,造成微循环血栓形成。
大量炎症介质释放,如肿瘤坏死因子,氧自由基等可诱导内皮细胞凋亡,内皮细胞通过产生舒血管因子一氧化氮(NO),前列环素(PGI2),收缩血管因子血栓素A2,内皮素(ET)和血小板活化因子(PAF)调节小动脉张力并调控血压。
中国严重脓毒症脓毒性休克治疗指南中国严重脓毒症/脓毒性休克治疗指南脓毒症(sepsis)是由感染引起的全身炎症反应综合征(SIRS),可发展为严重脓毒症(severesepsis)和脓毒性休克(septicshock)。
严重脓毒症和脓毒性休克是重症医学面临的重要临床问题,随着人口的老龄化、肿瘤发病率上升以及侵入性医疗手段的增加,脓毒症的发病率在不断上升,每年全球新增数百万脓毒症患者,其中超过1/4的患者死亡。
中华医学会重症医学分会2007年组织编写了《成人严重脓毒症与脓毒性休克血流动力学监测与支持?指南》,为脓毒症的诊治提供了规范和指导,但是随着近年来国内外该领域研究的不断深入,为了更好地指导我国重症医学工作者对严重脓毒症和脓毒性休克的治疗,中华医学会重症医学分会组织专家应用循证医学的方法制定了本指南。
1?定?义脓毒症是指明确或可疑的感染引起的SIRS。
严重脓毒症是指脓毒症伴由其导致的器官功能障碍和/或组织灌注不足。
脓毒性休克是指脓毒症伴由其所致的低血压,虽经液体治疗后仍无法逆转。
2?诊断标准脓毒症、严重脓毒症、脓毒性休克诊断标准见?表1~2。
3?检索方法(略)4?推荐等级(略)初始复苏推荐意见1:推荐对脓毒症导致组织低灌注(经过最初的液体冲击后持续低血压或血乳酸≥?4mmol/L)的患者采取早期目标导向的液体复苏。
在进行初始复苏的最初6h内,下述复苏目标可以作为规范化治疗的一部分:(1)中心静脉压8~?12mmHg;(2)平均动脉压(MAP)≥65mmHg;(3)尿量≥0.5mL·kg-1·h-1;(4)上腔静脉血氧饱和度或混合静脉血氧饱和度≥0.70或0.65。
(1B)Rivers等研究发现,早期定量液体复苏可提高急诊科脓毒性休克患者的存活率。
最初6h达到以上推荐中的生理标准,可使患者28d?病死率降低15.9%,此治疗策略称为早期目标导向治疗(earlygoal-directedtherapy,EGDT)。
《基于MIMIC-Ⅲ的脓毒症患者临床特点与预后相关性分析》一、引言脓毒症是一种由感染引起的全身性炎症反应综合征,其发病率和死亡率均较高。
近年来,随着医疗技术的进步和大数据的应用,对脓毒症患者的临床特点和预后相关性的研究逐渐增多。
MIMIC-Ⅲ(麻省理工学院麻醉数据库)是一个公开的、大型的医学数据库,包含丰富的患者信息和医疗记录,为研究脓毒症提供了良好的数据支持。
本文旨在基于MIMIC-Ⅲ数据,分析脓毒症患者的临床特点及其与预后的相关性。
二、方法本研究从MIMIC-Ⅲ数据库中提取了脓毒症患者的相关信息。
通过统计学方法和数据挖掘技术,对患者的临床特点进行描述和分析。
主要的研究变量包括患者的年龄、性别、感染部位、实验室检查指标、治疗方案等。
通过比较不同组患者的预后情况,分析临床特点与预后之间的相关性。
三、脓毒症患者的临床特点1. 人口学特征:在MIMIC-Ⅲ数据库中,脓毒症患者以中老年人为主,男性患者比例较高。
这可能与男性在社交和职业等方面的活动较多,更容易发生感染有关。
2. 感染部位:脓毒症患者的感染部位多种多样,常见的包括肺部、腹腔、泌尿系统等。
不同部位的感染对患者的临床特点和预后均有影响。
3. 实验室检查指标:实验室检查是诊断和治疗脓毒症的重要依据。
在MIMIC-Ⅲ数据库中,我们发现脓毒症患者的血常规、生化指标等均有明显的异常。
四、临床特点与预后的相关性分析1. 年龄:年龄是影响脓毒症患者预后的重要因素。
随着年龄的增长,患者的生理功能逐渐衰退,对感染的抵抗力减弱,预后较差。
2. 感染部位:不同部位的感染对患者的预后有不同的影响。
例如,肺部感染的患者往往伴有呼吸功能衰竭等并发症,预后较差。
3. 实验室检查指标:实验室检查指标可以反映患者的病情严重程度和治疗效果。
例如,白细胞计数、C反应蛋白等指标的升高提示患者病情严重,需要积极治疗。
同时,这些指标的变化也可以作为评估治疗效果和预后的参考依据。
五、结论基于MIMIC-Ⅲ的数据分析,我们发现脓毒症患者的临床特点与预后之间存在密切的相关性。
脓毒症的抗感染治疗策略刘春峰【摘要】脓毒症是儿童死亡的重要原因,合理选择使用抗生素等抗感染策略可以显著降低脓毒症的病死率。
根据流行病学、患者年龄、感染部位、地点等判断可能的病原,进行初始经验治疗,并根据病原培养结果进行针对性治疗是脓毒症治疗的基础,治疗当中还要考虑抗生素的 PK/PD特性,并注意药物不良反应,同时注意其他综合性治疗措施,如提高机体免疫力、病灶清除等,抗生素疗效不佳时要注意重新评估诊断是否正确。
【期刊名称】《中国中西医结合儿科学》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P298-300,301)【关键词】脓毒症/治疗;抗生素;儿童【作者】刘春峰【作者单位】110004 沈阳,中国医科大学附属盛京医院PICU【正文语种】中文【中图分类】R631+.2在世界范围内,脓毒症仍是婴幼儿及儿童的首位死因,据估算每年约有160万儿童死于脓毒症。
虽然近20年来对脓毒症的本质有了深入的了解,但关于脓毒症的研究进展并未非常有效的应用于临床,目前脓毒症的治疗仍是抗生素及综合支持治疗为主的策略[1-2],及时合理的抗生素运用与预后密切相关。
脓毒症实际上是机体对外来病原侵袭的一种反应,没有感染就不可能有脓毒症;反之,没有机体针对病原入侵的反应,也同样没有脓毒症[3]。
病原微生物侵入机体后启动机体固有的免疫反应,激活多个系统和器官的防御反应,临床上可表现为全身性炎症反应。
这些系统的激活及其各系统之间复杂的“网络对话”,在防止感染的扩散、消灭病原方面有积极的意义;而在另一方面,过度且持续的炎症反应又是导致机体损害的重要因素,这就解释了为什么抗生素能够消灭细菌,却仍然避免不了一些患儿的死亡。
过度炎症反应导致的细胞因子及炎症介质的消耗也会使机体处于免疫麻痹状态,同样增加了患儿对各种感染的易感性,也是导致再次感染,甚至死亡的重要原因。
持续存在的病原微生物及持续的机体反应是导致脓毒症患儿发生感染性休克、多脏器功能衰竭,甚至死亡的主要原因。
㊃呼吸科专栏㊃[收稿日期]2022-12-21[基金项目]河北省医学科学研究课题计划(20210195)[作者简介]薛燕红(1995-),女,河北尚义人,河北医科大学第一医院医师,医学硕士,从事急诊科疾病诊治研究㊂脓毒症急性肺损伤的发病机制及治疗进展薛燕红(综述),杨秀芬(审校)(河北医科大学第一医院重症医学一科,河北石家庄050031) [摘要] 在重症监护室,脓毒症诱导的急性肺损伤是常见的临床危重疾病,严重者会进展为急性呼吸窘迫综合征,其特征为肺泡毛细血管屏障破坏,血管通透性增高,进而出现顽固性低氧血症,具有较高的发病率和病死率,严重影响人类健康,目前尚无特效药物及有效治疗措施㊂本文就脓毒症相关性急性肺损伤的发病机制及最新治疗研究进展作一综述㊂[关键词] 脓毒症;急性肺损伤;治疗 d o i :10.3969/j.i s s n .1007-3205.2024.04.007 [中图分类号] R 631 [文献标志码] A [文章编号] 1007-3205(2024)04-0406-07脓毒症是指宿主对感染反应失调导致的危及生命的器官功能障碍,是一种常见的严重临床疾病,病死率高,尽管在2021年的 拯救脓毒症运动 推荐了针对脓毒症患者的个性化治疗策略和护理方法,但脓毒症患者的病死率仍然很高,每年全球约有4890万脓毒症病例和1100万脓毒症相关性死亡[1]㊂急性肺损伤(a c u t e l u n g i n j u r y,A L I )或急性呼吸窘迫综合征(a c u t e r e s p i r a t o r y d i s t r e s s s y n d r o m e ,A R D S)是脓毒症的常见临床并发症,是肺泡上皮和肺内皮损伤导致肺泡腔中富含蛋白质的炎性水肿液积聚的结果㊂与其他原因引起的A L I /A R D S 相比,脓毒症相关的A L I /A R D S 的病死率更高,为30%~40%,主要表现为弥漫性肺泡损伤㊁低氧血症和呼吸窘迫,严重危害人类健康,已成为巨大的公共卫生负担㊂其病理变化主要包括渗出期㊁康复期和纤维化期3个阶段㊂目前发病机制尚不是很明确,诊断只是基于共识的综合征标准,治疗尚缺乏特效药物和具体的治疗措施,目前治疗重点仍是依靠肺保护性通气㊁俯卧位通气和液体管理来缓解症状㊂最终即使可在A L I /A R D S 中存活下来的患者,可留下持续的功能和(或)心理后遗症,包括运动受限㊁心理后遗症㊁生活质量下降及经济负担等[2]㊂故进一步阐明其发病机制,并积极寻找治疗A L I /A R D S 的新靶点和方法刻不容缓㊂本文总结了脓毒症相关性A L I/A R D S 的发病机制研究进展,并指出了新的治疗策略,旨在为未来的研究㊁诊断和治疗提供新的方向㊂1 脓毒症相关性A L I /A R D S 的发病机制1.1 过度炎症反应1.1.1 促炎与抗炎失衡 脓毒症诱导的A L I/A R D S 是由宿主对微生物病原体的炎症反应失调引发的㊂宿主反应可分为先天性免疫反应和适应性免疫反应㊂上皮细胞表面和胞内具有大量受体,能够检测病原体相关分子模式(p a t h o ge n -a s s o c i a t e d m o l e c u l a r p a t t e r n s ,P AM P )和宿主衍生危险相关分子模式,人类有10个T o l l 样受体(T o l l -l i k er e c e p t o r ,T L R )家族成员,在配体结合后导致二聚体受体复合物的形成,可激活不同激酶途径,以启动信号级联,启动促炎信号事件[3]㊂其中包括核因子κB (n u c l e a r f a c t o rκa p pa -B ,N F -κB ),被激活后进入细胞核内,促使多种细胞因子和趋化因子的产生和分泌增加,促进先天性和适应性免疫系统的细胞向感染或损伤部位募集㊂T L R 1多态性导致T L R 1表面表达增加和N F -κB 通路激活增加,进一步使炎症反应发生级联扩大效应,最终使脏器受损㊂其次是微生物分子的模式识别受体(p a t t e r nr e c o gn i t i o n r e c e p t o r ,P R R ),广泛存在于监测细胞上,例如免疫细胞㊁上皮细胞和内皮细胞,这些细胞会对局部环境进行采样,即P R R 与相应的P AM P (如微生物核酸㊁细菌细胞表面脂蛋白和脂多糖)结合,在检测和引导病原体的炎症反应方面发挥着重要作用㊂除了微生物信号外,P R R 还识别脓毒症期间从细胞内和细胞外室释放的内源性损伤相关分子模型(d a m a g e -a s s o c i a t e d m o l e c u l a r p a t t e r n s ,D AM P )㊂P AM P 或D AM P 激活先天免疫系统导致释放多种趋化因子以及促炎细胞因子和抗炎细胞因子,促炎细胞因子对病原体清除很重要,但高水平可导致肺㊃604㊃第45卷第4期2024年4月河北医科大学学报J O U R N A L O F H E B E I M E D I C A L U N I V E R S I T YV o l .45 N o .4A pr . 2024泡毛细血管屏障破裂[4]㊂肺泡毛细血管屏障被破坏后,肺泡液中的促炎效应物被释放到循环中,以促进进一步的炎症和免疫反应㊂除了先天免疫宿主防御机制外,适应性免疫系统有助于调节感染控制㊁清除与组织病理之间的平衡㊂B细胞对于中和病原体产生的抗体至关重要,T细胞对免疫反应进行编程,并用于清除肺部感染的细胞㊂中性粒细胞是脓毒症先天免疫反应的关键效应器,是具有强大抗微生物效应器功能的先天免疫细胞,通常第一批被招募到感染或损伤部位㊂中性粒细胞通过高度调节的趋化机制迁移出循环并进入组织,可释放多种丝氨酸蛋白酶,如中性粒细胞弹性蛋白酶(n e u t r o p h i l e l a s t a s e, N E),这些蛋白酶具有抗微生物功能,但也会无差别地造成组织损伤㊂这些细胞还可以释放中性粒细胞胞外陷阱(n e u t r o p h i l e x t r a c e l l u l a r t r a p,N E T s)来促进病原体清除,N E T s的形成以细胞外D N A㊁组蛋白㊁N E和其他中性粒细胞蛋白(如髓过氧化物酶)的活化诱导释放为特征,代表了中性粒细胞的另一种重要宿主防御机制,可能有助于病原体清除㊂然而,中性粒细胞凋亡延迟和中性粒细胞炎症延长可介导进一步的肺泡毛细血管屏障破坏㊂此外,血管内中性粒细胞和血小板活化可导致中性粒细胞-血小板聚集物的形成,导致中性粒的二次捕获,是中性粒细胞外渗和在多种炎症情况下进入炎症器官的先决条件[5],进一步促进内皮细胞活化和屏障破坏㊂1.1.2补体系统的激活补体激活是快速抗微生物反应的关键,伴随着先天免疫系统缺陷的发展而发生,既可直接破坏微生物,也可间接通过刺激细胞免疫防御㊂同时,补体的过度和失调激活与许多炎症和免疫疾病的发病机制有关,包括脓毒症㊁A R D S㊂P AM P或D AM P暴露导致促炎肽的产生,如C3a和C5a㊂C5a是由凝血酶与C5的相互作用产生的,是一种有效的促炎肽,作为白细胞的化学吸引剂和炎症反应的放大器发挥作用㊂其可引发中性粒细胞的氧化爆发,导致活性氧(r e a c t i v eo x y g e n s p e c i e s,R O S)和颗粒酶的产生,从而导致组织损伤和屏障功能障碍,还可以促进中性粒细胞胞外陷阱形成㊂与吞噬细胞(多形核中性粒细胞㊁多形核白细胞㊁巨噬细胞)上的受体(C5a R㊁C5L2)相互作用,最终使丝裂原激活蛋白激酶信号通路的E R K1/2通路瘫痪㊂还可与多形核白细胞上的受体相互作用导致先天免疫受损,吞噬作用㊁趋化作用和呼吸爆发[与还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(n i c o t i n a m i d e a d e n i n e d i n u c l e o t i d e p h o s p h a t e, N A D P H)氧化酶,N O X2(吞噬细胞N A D P H氧化酶的催化亚基)的激活相关]受到强烈抑制㊂并且使内皮细胞促炎表型(细胞内黏附分子1和组织因子)表达增加,巨噬细胞被激活并产生大量细胞因子/趋化因子,所有这些结果都依赖于C5a和C5a受体[6]㊂1.1.3凝血与纤溶失衡严重脓毒症可激活凝血系统,大量细胞因子作用于肺血管内皮细胞,内皮细胞结构破坏后组织因子(t i s s u e f a c t o r,T F)暴露,激活外源性凝血系统,导致凝血酶(凝血蛋白)的大量产生,将纤维蛋白原转化为纤维蛋白,并诱导纤维蛋白在肺泡及间质沉积从而使微血栓形成,导致肺血管血流障碍,通气血流比例失调,最终使通气功能障碍[7]㊂其次,凝血酶是血小板的主要活化剂,血小板进一步积聚到内皮损伤部位,与先天免疫细胞相互作用形成血小板和中性粒细胞聚集物,称为免疫血栓的形成[8],可增强病原体的识别和破坏,并支持内皮完整性,但不受控制的免疫血栓形成可能会导致侧支组织损伤,并导致器官功能障碍㊂此外,中性粒细胞胞外陷阱和微粒可进一步促进免疫血栓形成,免疫血栓的过度激活以及炎症介质的触发释放对内皮细胞表面的损伤也可促进肺泡毛细血管屏障功能的丧失㊂A L I/A R D S患者血浆活化蛋白C (a c t i v a t i n gp r o t e i nC,A P C)水平降低,而纤溶酶原激活抑制物1(p l a s m i n o g e na c t i v a t i o ni n h i b i t o r-1, P A I-1)水平升高,这表明促凝和纤溶失衡,纤溶状态被抑制㊂因此,微血管闭塞性血栓可能会增加,在更严重的脓毒症病例中,广泛的微血管血栓可导致弥散性血管内凝血(d i f f u s e i n t r a v a s c u l a r c o a g u l a t i o n,D I C),微血管内皮细胞的改变和广泛微血栓的形成会进一步加剧肺泡毛细血管屏障的损伤,从而通过灌注受损促进组织损伤和终末器官功能障碍㊂1.1.4巨噬细胞极化肺中存在两类主要的巨噬细胞㊂第一类是肺泡巨噬细胞(a l v e o l a r m a c r o p h a g e s,AM),位于肺泡腔内,主要功能是吞噬外来颗粒并分解代谢表面活性剂㊂是先天免疫系统中最重要的细胞,是抵御空气中微粒和微生物的第一道防线[9],是A L I/A R D S发病机制中的关键协调器,是高度可塑的细胞,维持环境的稳定,识别病原体相关分子模式,并触发先天免疫和宿主防御㊂另一类是间质巨噬细胞,与组织重塑和修复㊁抗原呈递和树突状细胞功能调节相关㊂不管是哪一类均可根据病理生理条件及微环境刺激表现出多种功能表型,分化为几个不同的亚群,在不同病理阶段发挥不同的作用,通常主要为以下两种极化状态:经典活化㊃704㊃河北医科大学学报第45卷第4期或炎症(M1)巨噬细胞和选择性活化或抗炎(M2)巨噬细胞㊂M1㊁M2巨噬细胞具有不同的功能和转录谱且二者的平衡决定了器官在炎症或损伤中的命运㊂在A L I/A R D S的急性渗出期,肺巨噬细胞呈M1极化,持续M1极化可释放肿瘤坏死因子α(t u m o rn e c r o s i sf a c t o ra l p h a,T N F-α)㊁白细胞介素1(i n t e r l e u k i n-1,I L-1)㊁一氧化氮(n i t r i co x i d e, N O)和R O S,这些促炎因子随后可诱导中性粒细胞从血管内穿过内皮细胞和上皮细胞最后进入肺部和肺泡,以诱导严重的炎症反应,促炎因子和中性粒细胞的过度积累可导致肺组织损伤㊂进入康复阶段后,M2巨噬细胞在肺组织中日益突出,并作为调节肺组织损伤和修复以及促进疾病解决的关键协调器,但过度的M2极化导致A L I/A R D S后期纤维化增殖期的病理性纤维化反应和肺纤维化㊂1.2自噬与凋亡1.2.1自噬脓毒症过程中先天免疫反应的激活受多种细胞途径的调节,包括自噬,这是一种高度保守的途径,包括自噬体形成的过程㊁自噬体溶酶体融合以及将可溶性大分子㊁细胞器和其他细胞质内容物输送至溶酶体进行降解[10]㊂长期以来,自噬被认为是一种细胞适应性和保护性生物过程,可限制脓毒症中的细胞损伤和凋亡㊂但自噬的益处是有限的,在脓毒症早期,自噬通过防止免疫细胞死亡㊁维持促炎细胞因子和抗炎细胞因子产生之间的稳态以及消除微生物感染来保护宿主㊂但在严重脓毒症条件下,自噬能力与疾病的严重程度成比例下降㊂最近相关研究发现,循环线粒体D N A(m i t o c h o n d r i a l D N A,m t D N A)水平与脓毒症和A R D S的严重程度和预后密切相关,通过触发干扰素基因刺激因子(s t i m u l a t o r o f i n t e r f e r o n g e n e s,S T I N G)途径(一种细胞内D N A传感模式识别受体)在细胞损伤和致死性脓毒症的机制中发挥基础作用,引发炎症风暴并扰乱自噬,从而导致远端器官损伤[11-12]㊂S T I N G途径激活是一把双刃剑,S T I N G诱导自噬消除细胞内微生物和亚细胞细胞器的机制,但S T I N G信号的过度激活或S T I N G中的功能获得突变已被证明会导致脓毒症,也会导致组织炎症和破坏㊂m t D N A进入细胞质,在细胞质中激活c G A S-S T I N G,过量S T I N G激活后,自噬通量减弱,出现过度的全身炎症反应,总之循环m t D N A通过激活S T I N G途径和损害自噬来增强A L I/A R D S[13]㊂1.2.2凋亡除了自噬,程序性细胞死亡在脓毒症诱导的A L I/A R D S中也起着重要作用㊂此前,细胞凋亡被认为是非炎症性的,被认为是程序性细胞死亡的唯一形式㊂最近,报道了其他形式的程序性细胞死亡,包括坏死性凋亡及焦下垂,两者都是促炎的㊂特别重要的两大类细胞死亡是含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(c y s t e i n y la s p a r t a t es p e c i f i c p r o t e i n a s e,c a s p a s e)依赖性和c a s p a s e非依赖性机制,c a s p a s e依赖性途径可导致细胞凋亡或更具炎症性的细胞死亡,称为焦下垂[3]㊂巨噬细胞是发生焦下垂的主要细胞,在细菌感染的情况下,中性粒细胞的凋亡往往会延迟,而这些细胞会发生N E T o s i s(中性粒细胞的炎性细胞死亡方式),中性粒细胞经历N E T o s i s以产生大量N E T s,这些N E T s对上皮细胞具有直接细胞毒性,并被肺泡巨噬细胞吞噬,导致肺泡巨噬细胞中c a s p a s e-1依赖性焦脱,随后释放大量细胞因子和更多中性粒细胞浸润㊂总结来看,中性粒细胞衍生的N E T s可能加剧肺泡巨噬细胞焦脱,另一方面,肺泡巨噬细胞焦脱可能导致N E T形成后中性粒细胞的募集,故N E T的形成和巨噬细胞焦下垂可能构成一个恶性循环,加剧细胞因子风暴和肺损伤[14]㊂除了调节凋亡和焦下垂的c a s p a s e 依赖性分子机制外,还存在c a s p a s e非依赖性程序性细胞死亡机制㊂受体相互作用蛋白激酶1 (p r o t e i nk i n a s e1,R I P K1)和蛋白激酶3(p r o t e i n k i n a s e3,R I P K3)是程序性坏死的中心,也称为坏死,通过R I P K1-R I P K3激酶复合物途径的激活来调节㊂R I P K1和R I P K3促进混合谱系激酶结构域样蛋白的后续磷酸化激活坏死,跨膜孔形成㊁细胞内容物释放,从而扩大炎症反应[15]㊂1.3免疫抑制与免疫麻痹脓毒症诱导的免疫抑制源于先天性和后天性免疫紊乱,其特征是抗炎细胞因子的释放㊁免疫细胞的死亡㊁T细胞耗竭和免疫调节细胞的过度产生[16]㊂因此,在脓毒症引起的细胞因子风暴消退之后,免疫抑制可能是导致继发感染和多器官功能障碍综合征的关键因素㊂在全身炎症反应的早期阶段,如果免疫系统迅速清除病原体,免疫平衡可以迅速恢复㊂如果病原体没有及时清除,将导致免疫调节失衡㊂在这种情况下,患者容易发生继发性感染,导致长期免疫抑制㊁免疫崩溃,甚至身体残疾,也称为持续性炎症-免疫抑制-分解代谢综合征㊂免疫抑制在很大程度上可归因于各种免疫细胞类型的功能障碍和多种信号通路的激活㊂脓毒症状态下,先天免疫细胞功能和数量发生了改变㊂中性粒细胞趋化性降低㊁迁移受损和氧化爆发减少,从而导致致病因子清除功能受损㊂其次由于促炎细胞因子的产生减少以及内毒素激发时释放抗炎介质的能力增强导致单核细胞的反应性降低㊁吞㊃804㊃河北医科大学学报第45卷第4期噬能力严重受损,巡逻㊁趋化及抗原呈递能力也发生显著改变[17]㊂同时,巨噬细胞在脓毒症的发展过程中向免疫抑制表型进行重新编程,这也增强了脓毒症诱导的免疫抑制㊂再者是树突状细胞(d e n d r i t i c c e l l s,D C),被认为是最有效的抗原呈递细胞(a n t i g e n p r e s e n t i n g c e l l s,A P C),由于脓毒症诱导的细胞凋亡,不论是浆细胞还是髓系D C计数均减少,且伴功能丧失,表现为细胞因子分泌减少和抗原依赖性反应减弱,以及其激活T细胞反应的能力降低,且有诱导T细胞耗竭的倾向[18]㊂最后是自然杀伤(n a t u r a l k i l l e r,N K)细胞,在脓毒症发生过程中,由于内毒素耐受,N K细胞产生的细胞因子大大减少,此外,其细胞毒性活性显著受损㊁计数也减少㊂适应性免疫也同时发生着变化,首先T淋巴细胞除了计数减少外,表型和功能状态的主缺陷导致严重的免疫抑制㊂特别是C D4+T淋巴细胞计数显著下降㊁增殖能力降低㊁产生效应细胞因子的能力降低,以及抑制T细胞反应的各种共抑制受体表达上调[19]㊂而幼稚和记忆性C D8+T细胞表现出严重的衰竭,对新出现的抗原缺乏反应㊂其次影响非常规T细胞亚群(尤其是T h17亚群),导致T h17相关细胞因子分泌显著减少,T h17和调节性T细胞(r e g u l a t o r y Tc e l l s,T r e g s)平衡失调㊂B淋巴细胞能够调节先天免疫和诱导细胞因子,并作为A P C发挥作用㊂但在脓毒症过程中,由于细胞凋亡增加和T淋巴细胞缺乏,B细胞计数也明显下降,因为T 细胞的变化会损害B细胞依赖T淋巴细胞的外周成熟,并导致其功能丧失,使幼稚B细胞消耗也显著增加,这意味着B淋巴细胞无法建立有效的适应性免疫应答[20]㊂而免疫球蛋白作为B细胞的主要效应物,其水平也会大大降低,最终出现免疫抑制㊂此外,人类白细胞抗原D R(h u m a n l e u k o c y t e a n t i g e nD R,H L A-D R)的表达减少和免疫检查点分子的表达增加[如程序性细胞死亡1(p r o g r a mm e d c e l l d e a t h,P D-1)㊁T细胞免疫球蛋白和含黏蛋白结构域的蛋白3(p r o t e i n-3w i t h m u c i nd o m a i n,T I M-3)以及B和T淋巴细胞衰减器(Ba n dTl y m p h o c y t e a t t e n u a t o r s,B T L A)]进一步加重免疫抑制[16]㊂2脓毒症相关性A L I/A R D S的干预治疗2.1上皮和内皮的修复2.1.1上皮的修复在肺泡区域,薄的Ⅰ型细胞(a l v e o l a r t y p eⅠ,A T-Ⅰ)与内皮细胞紧密贴靠以进行有效的气体交换,同时存在产生肺表面活性物质蛋白的立方形Ⅱ型细胞(a l v e o l a rt y p eⅡ,A T-Ⅱ)㊂肺上皮通常通过许多结构蛋白(包括紧密连接蛋白和局灶性黏附蛋白)的相互作用来维持不可渗透的网络,在稳态期间处于静止状态,周转率非常低㊂然而,当发生损伤时,上皮细胞可以产生强大的反应,许多细胞重新进入细胞周期以分裂和分化或去分化㊂在脓毒症诱导的A L I/A R D S期间,解决A L I/A R D S的第一步是重建功能性肺泡毛细血管屏障㊂肺上皮内有3种具有祖细胞潜力的细胞,包括基底细胞㊁分泌细胞和A T-Ⅱ细胞㊂A T-Ⅱ细胞作为祖细胞可通过增殖分化形成A T-Ⅰ细胞,其增殖受W n t-β-C a t e n i n诱导,依靠F G F10-F G F R2B信号维持,可以在肺损伤后产生基底细胞,并通过支气管上皮干细胞促进肺泡上皮细胞(a l v e o l a r e p i t h e l i a l c e l l s,A E C)的再生[21]㊂其次H i p p o-Y A P 信号通路通过磷酸化负调节其下游效应物Y A P的转录活性,磷酸化的Y A P在维持细胞增殖及凋亡稳态中起重要作用,且可调节A T-Ⅱ细胞的增殖并参与A T-Ⅱ向A T-Ⅰ分化㊂表面活性C蛋白是肺的重要表面活性成分,已被发现在肺修复过程中通过减少J A K2/S T A T3的活化来抑制炎症并促进肺再生㊂J A K2-S T A T3通路除了使炎症扩散外,另一方面可以促进A T-Ⅱ细胞的增殖和分化,来促进受损肺的修复和再生,以抑制A L I/A R D S的进展[22]㊂在组织修复中影响上皮细胞的主要介质是生长因子,包括表皮生长因子(e p i d e r m a l g r o w t hf a c t o r, E G F)㊁胰岛素生长因子(i n s u l i n g r o w t hf a c t o r, I G F)㊁血管内皮生长因子(v a s c u l a re n d o t h e l i a l g r o w t h f a c t o r,V E G F)和转化生长因子(t r a n s f o r m i n gg r o w t hf a c t o r,T G F)㊂表皮生长因子㊁表皮生长因子受体(e p i d e r m a l g r o w t hf a c t o r r e c e p t o r,E G F R)和上皮细胞增殖/修复之间的联系已得到充分证实,损伤后上皮细胞中E G F R增加,并与上皮细胞增殖增加相关㊂在脂多糖诱导的肺损伤小鼠模型中发现肺泡上皮通过T G F-β增加肺泡巨噬细胞I G F-1的产生,导致白细胞介素1β(i n t e r l e u k i n-1β,I L-1β)㊁T N F和单核细胞趋化蛋白1(m o n o c y t e c h e m o t a c t i c p r o t e i n-1,M C P-1)产生减少,并促进凋亡细胞的上皮吞噬作用,以促进炎症的解决,加速炎症损伤的修复[23]㊂目前药物治疗研究也有新进展,褪黑素是松果体分泌的主要激素之一,可以通过去乙酰化酶3(s i r t u i n3,S I R T3)依赖性的超氧化物歧化酶2(s u p e r o x i d ed i s m u t a s e2, S O D2)脱乙酰化来维持肺上皮细胞的线粒体质量,最终减轻脓毒症引起的损伤㊁炎症㊁氧化应激和细胞凋亡[24]㊂辛伐他汀通过上调B c l-x L和s u r v i v i n/㊃904㊃河北医科大学学报第45卷第4期N K B/p65信号通路,抑制细胞色素C和c a s p a s e-3介导的肺泡上皮细胞凋亡,提高上皮细胞的存活率[25]㊂腺苷是细胞应激后产生的一种核苷,是一种内源性抗炎介质,细胞外腺苷的水平可以被平衡核苷转运蛋白(e q u i l i b r a t i v en u c l e o s i d et r a n s p o r t e r s, E N T s)耗尽,但E N T1/E N T2抑制剂双嘧达莫通过腺苷受体a2b(a d e n o s i n e r e c e p t o r a2b,A d o r a2b)抑制腺苷再摄取,从而增强腺苷信号,A d o r a2b反过来阻止钙蛋白酶活性并保持上皮完整性㊂A D O R A2B 激动剂B A Y60-6583可促进屏障功能㊁减少血管渗漏㊁防止炎症和中性粒细胞浸润[26]㊂在近期研究中发现莲花清瘟可增强B淋巴细胞瘤2(B l y m p h o b l a s t o m a-2,B c l-2)蛋白的表达,降低B淋巴细胞瘤2相关X(Bl y m p h o b l a s t o m a-2-a s s o c i a t e d X,B a x)㊁c a s p a s e-9和c a s p a s e-3的表达,阻断细胞色素C的释放,可提高细胞活力,降低R O S生成,减少细胞凋亡㊂莲花清瘟和p53s i R N A治疗比单纯用莲花清温治疗更有效,其可抑制p53介导的肺泡上皮细胞凋亡,从而减轻脓毒症诱导的A L I/A R D S[27]㊂2.1.2内皮的修复肺内皮细胞(e n d o t h e l i a l c e l l,E C)紧密连接由跨膜蛋白组成,包括c l a u d i n s㊁o c c l u d i n s和连接黏附分子,这些跨膜蛋白与细胞质蛋白[包括闭合带(z o n u l a o c c l u d e n s,Z O)]相关㊂在脓毒症诱导的A L I/A R D S期间,肺E C通透性增加,导致细胞㊁富含蛋白质的液体和炎性信号分子向周围肺实质和肺泡的转运增加,故修复肺内皮是A L I治疗过程中必需的㊂最近的一项研究发现,抗精神病药物氟哌啶醇不仅可诱导的脑E C s中c l a u d i n-5的表达增加,还增加了肺E Cc l a u d i n-5的表达并增强了与A L I相关的E C屏障完整性㊂还观察到另外2种紧密连接蛋白的上调,即闭塞素和Z O-1,此外,其还可诱导糖原合成酶激酶3β(G l y c o g e ns y n t h e t a s ek i n a s e-3β,G S K-3β)(一种丝氨酸/苏氨酸激酶)的激活,并使AM P依赖的蛋白激酶(a d e n o s i n e5'-m o n o p h o s p h a t e-a c t i v a t e d p r o t e i nk i n a s e,AM P K)失活,从而抑制炎症反应[28]㊂血管内皮细胞连接的稳定性是由产生张力的肌动蛋白细丝及产生拉力的肌动蛋白应力纤维共同决定的,二者在生理状态下保持着动态平衡㊂内皮通透性在肺损伤期间通过刺激肌动蛋白-肌球蛋白细胞骨架和以R h o依赖性方式形成应力纤维而发展㊂通过抑制R h o途径激活来减少应力纤维形成,导致R a p1G T P a s e的代偿激活㊂而R a p1的激活可导致黏附连接和屏障完整性的恢复㊂羟基-3-甲基戊二酰基-C o A(h y d r o x y-3-m e t h y l g l u t a r y l-c o A,HMG-C o A)还原酶抑制剂(即他汀类)除了可提高肺泡上皮细胞的存活率,也可保护内皮屏障,通过HMG-C o A还原酶和甲羟戊酸途径,以及随后阻断参与多种细胞过程(如凋亡或细胞存活)的下游底物的激活[29]㊂此前的一项研究表明,辛伐他汀还可通过抑制B a x㊁c a s p a s e-3和T o l l样受体4/N F-κB 信号通路,改善了内皮通透性,减轻了脓毒症诱导的A L I㊁氧化应激和细胞凋亡[25]㊂最近的一项研究表明,普伐他汀通过调节小窝蛋白1/内皮型一氧化氮合酶(e n d o t h e l i a l n i t r i c o x i d e s y n t h a s e,e N O S)信号通路,改善脓毒症诱导的A L I,改善肺泡内皮屏障,并抑制肺实质细胞凋亡㊂P2Y12受体在炎症反应中起重要作用,而其抑制剂(替格瑞洛或氯吡格雷)使N O水平和e N O S磷酸化水平升高,e N O S表达增加和N O含量增加可下调N F-κB表达,对N F-κB/IκB-α信号通路具有抑制作用,且替格瑞洛或氯吡格雷治疗后血管内皮钙黏蛋白㊁Z O-1㊁C l a u d i n5和O c c l u d i n表达增加,从而降低炎症反应,促进迁移,改善内皮细胞功能和通透性[30]㊂2.2肺泡液的清除和炎症的解除一旦一个个紧密的屏障被重建,下一步就是清除肺泡和间质间隙中的炎性细胞㊁碎片和水肿液㊂肺泡液体清除(a l v e o l a r f l u i dc l e a r a n c e,A F C)对于保持肺泡空间相对干燥,确保有效的气体交换至关重要㊂A F C由载体N a+转运介导,依赖于肺上皮细胞顶膜和基底外侧膜中离子通道的主动转运清除,N a+摄取主要通过顶部,A T1/2细胞中表达的上皮钠通道(e p i t h e l i a l s o d i u mc h a n n e l,E N a C)和N a+通过基底外侧N a+-K+-A T P酶释放到间质空间㊂E N a C在其天然构型中由α㊁β和γ3个亚基组成,并控制着经心尖N a+转运的总体速率,对N a+的吸收是A F C 的关键驱动力,故对肺水肿的清除起关键作用[31]㊂A F C在A L I/A R D S患者中受损,由不同的细胞类型和几类主调节器共同协调解决和修复,其中包括常驻和募集的肺泡巨噬细胞和T r e g s等细胞,这些细胞和其他细胞通过直接的细胞-细胞相互作用和分泌介质的释放发挥作用㊂近期研究发现,T N F在其结构中含有一个凝集素样结构域(由17个残基T I P肽模拟),代表肺泡毛细血管屏障保护的生理介质,在静水压和渗透性肺水肿动物模型中增加A F C,T I P肽与α亚基结合后,直接激活E N a C,在A L I/A R D S中可保护肺功能[32]㊂炎症细胞及碎片解除也很重要,有效的炎症解决不仅是指炎症反应的终止,组织完整性的恢复也是至关重要的㊂解决㊃014㊃河北医科大学学报第45卷第4期。
巨噬细胞极化在脓毒症发生发展中的作用【摘要】脓毒症表现为炎症过度反应性疾病,主要由各种感染因素诱发,其核心机制为免疫障碍。
被称为先天免疫中最重要组成部分的巨噬细胞,在脓毒症发生发展过程中发挥着重要作用。
巨噬细胞极化已被证明与炎症和免疫力密切相关。
脓毒症中巨噬细胞极化表型调节炎症因子的释放和炎症反应,其机制复杂,尚不完全清楚,多条信号通路如Toll样受体4/核转录因子-κB(TLR4/NF-κB)、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)、Janus激酶/信号转导与转录激活因子(JAK/STAT)、腺苷酸活化蛋白激酶-过氧化物酶体增殖物激活受体γ(A MPK-PPARγ)、Notch、c-Jun氨基末端激酶(JNK)、核因子E2相关因子2(Nrf2)等参与巨噬细胞极化过程,各通路之间相互作用、相互影响。
调节巨噬细胞极化将成为防治脓毒症发生发展、转归预后的新靶点。
因此,本文对巨噬细胞极化表型在脓毒症发生发展过程中的最新进展进行总结,旨在为临床上脓毒症的防治提供新思路、新方法。
【关键词】脓毒症;巨噬细胞极化;抗炎反应;促炎反应;动态平衡脓毒症是由于宿主对感染反应失调而导致的危及生命的器官功能障碍[1-2],表现为炎症因子风暴、全身弥散性血管内凝血及多器官功能衰竭。
脓毒症是目前重症监护病房(int ensive care unit,ICU)内病死率最高的疾病,其核心机制是免疫功能障碍。
研究表明,脓毒症的发生率占所有住院患者的1.0%~2.0%[3-4],全球每年新增4890万例脓毒症患者,占死亡总人数的19.7%[5],已经成为全球患者死亡的主要原因之一,其高发病率和高病死率给社会和家庭带来了沉重的经济负担。
随着新冠肺炎疫情的大暴发,脓毒症再次成为全世界关注的焦点。
巨噬细胞极化在脓毒症的发生发展过程中起着重要作用,脓毒症发生后启动各条信号通路致使巨噬细胞向M1极化,产生细胞因子风暴。
在脓毒症的后期,巨噬细胞向M2极化,产生免疫抑制,促使血管生成,抑制炎症反应[6]。
脓毒症与脓毒性休克脓毒症综合征是一个具有不同预后的临床连续体。
脓毒性休克是脓毒症最严重的并发症,死亡率高。
作为对一种激发剂的反应,免疫系统的促炎和抗炎与单核细胞、巨噬细胞和中性粒细胞的激活相一致,这些细胞通过病原体识别受体与内皮细胞相互作用,从而产生细胞因子、蛋白酶、激肽、活性氧和一氧化氮作为这种反应的主要部位,内皮细胞不仅受到微血管损伤,而且激活凝血和补体级联,进一步加重血管损伤,导致毛细血管渗漏。
这一系列事件导致了脓毒症的临床症状和体征,以及从脓毒症到脓毒症性休克的进展。
平衡促炎反应以消除入侵微生物的能力与控制整个炎症级联的抗炎信号的能力最终决定了患者的发病率和/或死亡率。
明智和早期使用抗菌药物、脓毒症集束化诊疗以及早期目标导向治疗对脓毒症相关死亡率有显著和积极的影响。
然而,早期识别仍是脓毒症治疗和管理的最佳治疗手段。
病因学2009年欧洲重症监护感染率(EPIC II研究)确定,革兰氏阴性细菌感染是脓毒症综合征最常见的病因,其发病率远远超过其他病因,其次是革兰氏阳性感染,占47%。
后者的患病率增加可能归因于更具侵入性的操作的执行以及医院感染的发生率增加。
患者中分离出的主要微生物包括金黄色葡萄球菌(20%),假单胞菌(20%)和大肠杆菌(16%)。
感染的主要部位包括呼吸道(42%),血液(21%)和泌尿生殖道(10%)。
在了解超过三分之一的患者从未培养阳性培养物的情况下,需要评估这些数据。
大型荟萃分析说明了细菌菌株和感染部位对死亡率的影响,在这项研究中,革兰氏阴性感染总体上与更高的死亡率有关。
然而,不动杆菌革兰氏阳性菌血症或葡萄球菌引起的肺炎的死亡率为40%,假单胞菌肺炎的死亡率最高,为70%。
由耐多药细菌菌株(耐甲氧西林的葡萄球菌(MRSA),耐万古霉素的肠球菌(VRE)引起的脓毒症综合征正在上升,目前的发病率高达25%;病毒和寄生虫引起的病例要少得多,在2%至4%的病例中被发现。
流行病学每年,脓毒症发病率几乎增加了9%。
【述评】严重脓毒症免疫调节治疗:从免疫抑制走向 免疫增强 脓毒症(sepsis) 是危重病患者死亡的首要原因,在所有引起居民死亡的病因中脓毒症排在第10位[1]。早期对脓毒症发病机制的研究认为,失控的、持续放大的全身性炎症反应(SIRS) 是引起脓毒症患者死亡的主要原因[2]。但随着支持治疗手段的提高,绝大部分患者能够度过严重的全身炎症反应阶段即免疫亢进期,进入更加复杂的免疫抑制(麻痹)期。近年来对死亡的脓毒症患者进行尸检发现,脓毒症后期表现为严重的免疫麻痹,且持续数天甚至数周。免疫麻痹导致后期出现继发性感染,大部分感染的病原体是多种耐药的细菌或真菌,无法控制的感染最终导致患者死亡。尽管早期液体复苏、感染灶的及时清除、抗生素的早期使用及器官功能支持的“集束化治疗” 是脓毒症治疗的基石,但脓毒症的病死率仍居高不下。因此,不断探讨和研究新的治疗方法和理念迫在眉睫。近年来已经认识到免疫麻痹是严重脓毒症患者死亡的主要原因,近期有多项研究证实免疫增强(刺激)治疗能够改善脓毒症患者的病情和提高生存率。本文将总结脓毒症免疫功能紊乱研究的最新认识,探讨脓毒症免疫增强治疗的可能性。 1 脓毒症免疫功能紊乱的传统认识 当病原微生物突破皮肤、黏膜等入侵到人体后,机体快速启动非特异性(固有) 免疫系统识别和清除致病微生物。固有免疫反应不仅是机体抵御外界微生物感染的第一道防线,其在诱导和激活获得性免疫中也发挥着重要作用。宿主细胞通过表达几类病原模式识别受体(PRRs) 来识别病原体的保守结构即病原相关分子模式(PAMPs)。常见的PAMPs包括脂多糖、肽聚糖、鞭毛蛋白及微生物的核酸分子等。PRRs主要包括定位于炎症细胞膜和内体膜上的ToII样受体(TLRs) 和C型凝集素受体(CLRs)、胞浆内的NOD样受体(NLRs)、视黄酸诱导基因I解旋酶(RIG-I)样受体(RLRs)和HIN200蛋白等。除识别PAMPs外,这些受体同时也可以识别由于组织损伤和细胞死亡而释放的内源性物质如热休克蛋白、DNA和RNA片段等内源性的危险信号。PAMPs被PRRs识别后启动下游的NF-KB信号通路,引起炎症介质的生成并介导炎症反应。适度的炎症反应有利于病原体的清除;但如果NF-KB信号通路持续激活,则引起炎症介质“瀑布样”的释放,过度的炎症反应对机体造成不利的影响,导致组织和器官功能的损伤。 过去的研究认为炎症介质的过量生成是脓毒症发病的主要病理过程[3]。动物实验和临床研究均证实炎症介质TNF-α和IL-1β等在脓毒症的发病过程中发挥了重要的作用。而且有较多的动物实验也证实抗炎症治疗、拮抗内毒素的治疗能够改善脓毒症小鼠的预后。但随后以“免疫亢进” 为理论基础的,一系列(约25项) 炎症介质(TNF-α和IL-1β等)单克隆抗体的临床实验,均发现“免疫抑制” 治疗不能改善脓毒症患者的预后[4]。近期被寄予厚望的阻断LPS与MD2-TLR4受体结合的拮抗剂(Eritoran,NCT00334828)治疗脓毒症的临床研究也以失败而告终[5]。所有这些临床研究的失败促使我们要重新认识免疫亢进对脓毒症患者死亡的影响以及脓毒症患者的免疫状态。 2 脓毒症免疫功能紊乱的再认识 近年来临床研究和脓毒症患者的尸检发现免疫麻痹是脓毒症患者死亡的主要原因。随着支持治疗手段的提高,绝大部分患者能够度过免疫亢进期,进入更加复杂的免疫麻痹期[6-7]。Ertel等[8]发现用LPS刺激脓毒症和非脓毒症患者的静脉血后,与非脓毒症患者相比脓毒症患者分泌的炎症介质TNF-α、IL-1β和IL-6量减少10% ~20%。Sinistro等也发现与其他患者相比,脓毒症患者外周血仅有5%的单核细胞功能正常[9]。这些研究结果告诉我们机体在受到严重的感染后炎症反应和抗炎症反应均参与了脓毒症的发病,脓毒症后期抗炎症反应占明显的优势、炎症细胞功能失调,机体处于免疫麻痹状态。另外,有研究发现自身免疫性疾病的患者使用TNF-α拮抗剂治疗后脓毒症的发病率和病死率明显增加[10]。 2011年Boomer等[11]在Lancet杂志发表了脓毒症患者的尸检报告,发现脓毒症死亡的患者均表现为严重的免疫抑制。与ICU非脓毒症患者相比,严重脓毒症死亡患者的脾细胞在受到抗CD3和CD28刺激5h后,炎症因子TNF-α(5361pg/mL vs.41pg/mL)、INF-γ (1374 pg/mL vs.37.5pg/mL)、IL-6(3691pg/mL vs.365pg/mL)和IL-10(633pg/mL vs.58pg/mL)的分泌量明显减少,不到对照组的10%。与非脓毒症死亡组相比,脓毒症死亡组的患者脾细胞和肺上皮细胞表面CD4、CD8、协同刺激分子受体CD28和HLA-DR的表达明显减少甚至缺乏,而CD28超家族成员中免疫共抑制分子细胞程序性死亡受体-1(programmed celldeath-1,PD-1)和细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(CTLA-4)的表达明显增加。新生儿和儿童脓毒症患者的尸检也发现淋巴细胞凋亡、数量减少和功能失调介导的免疫麻痹是引起患者死亡的主要原因[12]。持续的免疫麻痹导致患者对原发性致病微生物不能有效的清除,而且随着住院时间的延长和各种有创操作的增多,患者合并院内机会性病原菌的感染。2009年Torgersen等对235例死亡的脓毒症患者进行了尸检,发现尽管所有的患者均使用了广谱的抗生素和进行了感染灶的清除,但仍有76.6%的患者在死亡时感染没有得到有效的控制、感染灶仍存在;且大部分患者出现了新发部位和致病菌的院内感染,42.5%的患者出现2个以上的部位感染;其主要原因是患者的免疫功能受到了严重的抑制[13]。另外,多项临床研究发现大部分脓毒症患者后期出现了院内获得性的二重感染,金黄色葡萄球菌、鲍曼不动杆菌、嗜麦芽窄食单胞菌和白色念珠菌等条件致病菌是引起患者死亡的主要致病病原体[14]。Luyt等和Limaye等发现部分脓毒症患者后期出现了单纯疱疹病毒和巨细胞病毒等潜伏病毒的感染[15-16]。这些临床研究告诉我们脓毒症患者随着病程的延长而出现了免疫麻痹,从而继发了机会性致病菌的感染,最终导致了患者死亡。 3 免疫增强治疗脓毒症的基础和临床研究 随着对脓毒症尤其是病程后期免疫麻痹认识的深入,近年来对脓毒症免疫调节的治疗也发生了变化,动物试验和临床研究均显示免疫增强治疗能够改善患者的免疫状态,清除致病微生物,减少获得性感染的发生率,降低病死率。目前研究较多的免疫增强药物有:粒-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、干扰素-γ(IFN-γ)、胸腺肽(Tα1)、白介素-17(IL-17)和PD-1拮抗剂等。 GM-CSF是一种多效性细胞因子,它与GM-CSF受体结合后促进多种造血细胞的存活、增殖和分化,并通过提高中性粒细胞/单核细胞、树突状细胞等的数量而发挥免疫调节作用。动物研究证实GM-CSF能够增加脓毒症大鼠循环中免疫细胞mHLA-DR的表达和炎症介质的生成[17]。近年来临床研究发现GM-CSF对脓毒症患者具有一定的治疗作用。2011年Bo等利用Meta分析对12项RCT研究、共纳入2380例脓毒症患者进行了系统的分析,发现GM-CSF明显增加了脓毒症患者感染灶的清除,但对28d的存活率无明显的改善,这可能与入组患者脓毒症发病时间不一、免疫状态不同相关[18]。有研究发现如果选择免疫麻痹的患者进行GM-CSF刺激治疗,则能取得较好的疗效。Hall等[19]利用LPS刺激脓毒症患者外周血提取的单核细胞,对刺激后TNF-α分泌少于200pg/mL的患者,诊断为免疫抑制;给予这部分患者GM-CSF治疗后TNF-α的分泌增加,院内获得性继发感染的可能性明显减少。2009年,Meisel等[20]采用以mHLA-DR标志物为指导,对严重脓毒症患者进行GM-CSF免疫增强治疗取得了成功。研究者对严重脓毒症合并免疫麻痹状态的患者(mHLA-DR<8000mAb/细胞,连续2d)分别用GM-CSF和生理盐水作为对照治疗。发现两组患者在治疗前mHLA-DR水平差异无统计学意义SF治疗组24h后所有的患mHLA-DR水平均明显上升,而对照组仅有15.8%的患者上升;治疗组免疫反应增强,呼吸机使用时间减少,APACHEⅡ评分显著下降,住院时间和ICU入住时间明显缩短。 IFN-γ由活化的Th细胞和NK细胞产生,其主要的生物学功能是通过诱导多种抗原提呈细胞表达MHC-Ⅰ/Ⅱ分子,活化单核和巨噬细胞并增强其溶菌活性、分泌IL-1、IL-6、IL-8和TNF-α等炎症介质发挥免疫增强作用。IFN-γ还能活化中性粒细胞、NK细胞,刺激血管内皮细胞和白细胞合成黏附分子,促进Th1细胞发育和抑制Th2细胞活化与增殖,刺激B细胞产生的抗体类型向调理素方向转变。目前小样本的临床研究发现IFN-γ治疗脓毒症是有效的。Docke等[21]发现IFN-γ治疗单核细胞表达HLA-DR和TNF-α分泌减少的脓毒症患者,增加单核细胞HLA-DR的表达、CD4T细胞生成IL-17增加, 脓毒症患者的存活率提高。Nalos等[22]发现IFN-γ能够有效的治疗持续性金黄色葡萄球菌感染的患者,IFN-γ治疗后患者的免疫抑制等到有效的改善,致病病原体被清除。另外有研究发现,给予健康成年人,反复多次注射内毒素模拟脓毒症诱导的免疫麻痹的模型。研究发现在第2次注射内毒素前给予IFN-γ注射不但能够增加mHLA-DR的表达,而且也能够恢复炎症介质TNF-α的泌,抗炎症介质IL-10的分泌也明显减少[23]。 Tα1是正常人体内分泌和合成的物质,能够刺激淋巴细胞的增殖、分化,激活树突状细胞,从而具有增强人体细胞免疫功能的作用。管向东教授课题组通过多中心、随机对照研究发现Tα1能够降低严重脓毒症患者的病死率,治疗组和对照组患者的病死率分别为26.0%和35.0% (P=0.049)。Tα1治疗能够改善患者的免疫抑制状态,治疗组患者第3天和第7天外周血单核细胞mHLA-DR的表达明显高于对照组[24]。 IL-7是一种多效应的细胞因子,能够诱导幼稚的记忆性T细胞增殖。美国肿瘤研究所的临床研究发现IL-7治疗后循环中CD4和CD8T细胞的数量增加2倍,脾脏和外周的淋巴结中的T细胞增加了50%。HIV感染、CD4T细胞持续低下的患者,IL-7治疗后CD4和CD8T细胞生成细胞因子的能力增加了2~3倍。脓毒症时IL-7通过各种途径发挥作用,使T细胞激活、恢复低反应性或者耗竭的T细胞的功能,增加细胞黏附分子的表达,这些黏附分子能够增强T细胞到感染灶的聚集和黏附,增加T细胞受体的分化,导致免疫功能的增强,抵抗入侵的病原微生物[25-26]。 负性共刺激因子PD-1存在于T细胞上,通过PD-1通路能够抑制细胞的增殖、细胞因子的生成、细胞毒性功能。慢性持续性的感染如HIV和肝炎病毒的感染等PD-1的过量生成和T细胞耗尽。目前已有3项研究证实阻断PD-1通路能够提高慢性细菌和病毒感染的存活率。有研究发现脓毒症患者循环中T细胞表面的PD-1明显增加,动物研究发现阻断PD-1的信号传导能够提高脓毒症的存活率,提高脓毒症大鼠对致病微生物的清除率[27-28]。