膿毒癥患者免疫功能障礙研究進展

陳明祺，王醒

(1.南京中醫(yī)藥大學 第一臨床醫(yī)學院，江蘇南京 210029;2.江蘇省中醫(yī)院重癥醫(yī)學科，江蘇 南京 210029)

膿毒癥是指由感染引起的全身炎癥反應綜合征，臨床上證實有細菌存在或有高度可疑感染灶，是危重患者死亡的重要原因之一[1-3]。目前對膿毒癥的認識及治療已經(jīng)取得顯著的進展。然而，膿毒癥的發(fā)病率及死亡率仍然居高不下。在美國，每年新增膿毒癥患者超過75萬例，并且每年至少有210 000人死于膿毒癥，全球每天約14 000人死于其并發(fā)癥[4-5]。對膿毒癥時機體免疫反應的研究，為膿毒癥的治療開辟了新的方向。現(xiàn)就膿毒癥時免疫功能障礙的研究進展作一綜述。

1 膿毒癥與宿主免疫反應之間的關(guān)系

目前，對膿毒癥的研究[6-9]顯示，膿毒癥啟動了促炎反應和抗炎反應。膿毒癥發(fā)生后，機體促炎和抗炎反應啟動并逐漸進展，其相互關(guān)系由多種因素決定，如病原菌毒力、細菌負荷、宿主遺傳因素及并發(fā)癥等。隨著治療措施的改進，絕大多數(shù)患者都能度過膿毒癥起始的超炎反應階段，進入膿毒癥遷延期，此期表現(xiàn)為免疫抑制不斷加重[9-10]。研究表明，膿毒癥患者的重要免疫細胞存在缺失[11-13]。缺失的免疫細胞類型包括CD4 T細胞、CD8 T細胞、B細胞、樹突狀細胞以及單核細胞。嚴重感染時，這些免疫效應細胞的缺失顯得更加明顯。CD4 T細胞因其能夠協(xié)調(diào)其他免疫細胞的活性而被稱為“助手”細胞。在抗原刺激反應中，CD4 T細胞分泌細胞因子，如γ-干擾素等，可以誘導激活單核細胞或巨噬細胞。CD4 T細胞也可分泌能誘導B細胞擴增的細胞因子，從而導致抗體形成增多。CD8 T細胞通過識別并誘導宿主細胞溶解而發(fā)揮抗感染功能，在預防潛在的病毒激活方面也發(fā)揮了重要作用。巨噬細胞是成熟的單核細胞，它可以通過抗原提呈來激活T細胞。同時，巨噬細胞也是專門的吞噬細胞，它們可以吞噬和消滅病原體。這些免疫細胞的缺失將嚴重破壞宿主抵抗入侵病原體的能力。

此外，膿毒癥時，免疫效應細胞發(fā)生凋亡并迅速被吞噬細胞吞噬。而機體對凋亡細胞的攝取過程，介導了一個免疫抑制反應，該反應通過誘導抗炎因子IL-10和腫瘤生長因子-β的釋放來完成。宿主免疫防御功能的進一步損害加劇了重要免疫細胞的缺失。膿毒癥時其他的免疫抑制機制包括細胞表面分子激活減少(如HLA-DR抗原表達減少、T細胞“耗竭”)，以及抑制細胞的增加(如調(diào)節(jié)性T細胞和髓源性抑制細胞增加)[14-19]。

2 膿毒癥時免疫抑制的證據(jù)

Torgersen等[20]回顧性研究了235個外科重癥監(jiān)護病房死亡患者的尸檢報告，發(fā)現(xiàn)約80%的患者在生前存在未能明確病灶的膿毒癥。尸檢證實的97例肺炎患者中，僅有52例在ICU期間得到確切診斷。很多患者在ICU沒有能夠恢復得更好，是因為感染仍在持續(xù)進展。即使應用廣譜抗生素，并采取了積極控制原發(fā)病等治療措施，許多患者的感染仍未得到有效控制，甚至出現(xiàn)了新的院內(nèi)獲得性感染。患者的免疫防御功能受損是清除致病菌失敗的關(guān)鍵因素。因此，增強患者的免疫水平，幫助機體清除入侵致病菌并預防新的感染發(fā)生，可防止發(fā)生多器官功能衰竭，并改善生存率。明確繼發(fā)感染常見的致病菌類型也有助于支持膿毒癥患者存在免疫抑制。院內(nèi)獲得性繼發(fā)感染的常見致病菌包括致命的金黃色葡萄球菌以及對非免疫抑制患者并不致命的嗜麥芽窄食單胞菌、鮑曼不動桿菌和白色念珠菌等[21]。事實上，許多ICU患者甚至最終死于相對并無致病力的微生物引起的膿毒癥，這一結(jié)果證實了膿毒癥患者存在的免疫抑制對最終生存率的影響。

支持膿毒癥時免疫抑制的其他證據(jù)還包括普通隱匿病毒的復活。免疫功能低下的患者(如HIV-1患者或化療患者)都出現(xiàn)過巨細胞病毒和單純皰疹病毒的復活。大多數(shù)膿毒癥患者也出現(xiàn)過病毒復活。Limaye等[22]觀察了120例危重癥患者巨細胞病毒復活的情況，發(fā)現(xiàn)其中大多數(shù)患者發(fā)生膿毒癥，但此類人群在發(fā)病之前免疫功能均正常。Luyt等[23]報告單純皰疹病毒支氣管肺炎的發(fā)病率為21%，這類患者發(fā)病前免疫功能也正常，發(fā)病后發(fā)生病毒復活，最終發(fā)生膿毒癥。以上研究表明，在入院前免疫功能正常的危重患者，在病程遷延中發(fā)生嚴重的免疫功能障礙，隱匿病毒復活，并逐漸發(fā)展為臨床相關(guān)疾病。

3 指導膿毒癥免疫治療的生物標志物

膿毒癥時，針對存在的免疫功能障礙情況難以有效應用免疫調(diào)節(jié)治療的主要原因，是無法確定患者是處于疾病的超炎癥期還是低炎癥期。定量測定血漿特異性標志物濃度可能有助于判斷患者的免疫狀態(tài)。最近有研究應用流式細胞儀檢測循環(huán)血液中單核細胞HLA-DR表達水平，針對HLA-DR表達減少的患者，使用巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)，激活和誘導免疫效應細胞增殖[24]。結(jié)果顯示，患者的機械通氣時間、ICU滯留時間以及總住院天數(shù)均減少。

除HLA-DR表達之外，可用于反映患者免疫效應細胞免疫狀態(tài)的生物標志物包括T細胞耗竭標志物(PD-1和PD-1配體)以及T細胞活化的有效抑制劑調(diào)節(jié)性T細胞(iTreg)。這些標志物的使用可以為患者免疫狀態(tài)提供一個相對準確的評估。在最近一項關(guān)于小兒膿毒癥患者的臨床研究中，定量測定血清樣本中由脂多糖刺激誘導TNF-α的生成，結(jié)果表明，對TNF-α 生成小于200 pg·ml－1的患者，建議使用集落刺激因子進行干預[25]。膿毒癥小兒患者應用集落刺激因子后，血液TNF-α生成恢復，與對照組相比，再次發(fā)生院內(nèi)感染的幾率也明顯降低。臨床可用于反映宿主免疫狀態(tài)的可能指標有CD4和CD8 T細胞的細胞表面標志物。T細胞表達各種蛋白質(zhì)，可能增加或者抑制細胞活化，而這些蛋白質(zhì)也易于通過流式細胞儀來檢測。其他潛在的生物標志物如降鈣素原檢測，其濃度增加可在一定程度上預示其預后變差，但將其作為膿毒癥的免疫標志物在敏感性和特異性上仍有欠缺。

雖然上述生物標記物中的任何一個并不能完全地反映患者的免疫狀態(tài)，但是把多種檢測結(jié)果綜合起來考慮，可能得到一個對免疫功能狀態(tài)更為準確的判斷。

4 膿毒癥免疫治療進展

廣泛的細胞凋亡會引起免疫效應細胞的消耗和減少，因此，可以通過抗細胞凋亡治療來降低免疫效應細胞的消耗。免疫刺激細胞因子IL-7可以作為一個較好的選擇。多項研究結(jié)果為IL-7在膿毒癥中的使用提供了理論依據(jù)。IL-7可誘導淋巴細胞增殖，恢復細胞的效應功能，促進淋巴細胞運輸?shù)礁腥静课籟26-28]。IL-7可持續(xù)提高慢性病毒感染患者的免疫力，并改善慢性病毒性疾病和膿毒癥動物模型的生存率，且應用IL-7具有非常高的安全性和較好的耐受性[29-30]。目前IL-7已進入臨床試驗階段，主要用于提高慢性丙型肝炎、艾滋病和癌癥患者的免疫力。

阻斷T細胞表面負性分子的協(xié)同刺激作用是膿毒癥免疫調(diào)節(jié)治療的另一潛在措施。PD-1受體已被證實是宿主免疫反應的關(guān)鍵調(diào)節(jié)器，其誘導和表達主要在CD4和CD8 T細胞表面[31]。PD-1信號可抑制T細胞的增殖能力，同時可產(chǎn)生細胞因子并起到細胞毒性作用。研究表明，膿毒癥患者和動物模型中，循環(huán)T細胞表面PD-1的表達增加，阻斷該通路能夠改善膿毒癥的預后[16-17]。動物研究表明，阻斷PD-1，可以提高機體對病原體的清除能力。目前抗PD-1治療在腫瘤學的實驗中也顯示了較好的效果，這都支持了PD-1治療作為免疫調(diào)節(jié)劑的可行性和有效性[16-17，32-33]。

體外血液凈化技術(shù)的應用是膿毒癥免疫治療的又一大進步。其理論基礎(chǔ)是通過血液濾過清除循環(huán)中的炎癥介質(zhì)，改善機體的免疫狀態(tài)，從而減輕宿主炎癥反應。在細胞因子還沒有被完全阻斷時，這種方法具有一定的優(yōu)勢。最近在血液濾器和透析設備技術(shù)上的改進，使得血液濾過作為一種免疫治療的選擇方法，其實用性和治療效果也得到改善。有研究總結(jié)了接受血液濾過治療的膿毒癥患者的臨床資料發(fā)現(xiàn)，血液濾過可以降低膿毒癥患者循環(huán)中的細胞因子水平，并改善預后[34-35]。

隨著對膿毒癥免疫功能障礙研究的深入，膿毒癥的免疫治療可能更加個體化。經(jīng)流式細胞儀定量研究，包括如T細胞PD-1表達測定、全血細胞因子分泌快速測定等，均可用于指導免疫治療。條件致病菌所致感染患者(如嗜麥芽窄食單胞菌或不動桿菌)、巨細胞病毒或單純皰疹病毒感染患者，均是免疫增強治療的合適群體。盡管存在一些認為免疫治療可能會加重膿毒癥超炎階段的反應或者減少自身免疫的質(zhì)疑，但臨床上將干擾素-γ、粒細胞集落刺激因子、巨噬細胞集落刺激因子等用于感染、創(chuàng)傷患者時，并未顯示出有害作用。

總之，膿毒癥可以被看作是一場入侵病原體與宿主免疫反應之間的競爭。病原體通過選擇性地禁用宿主防御的某些方面以獲取優(yōu)勢，如誘導免疫細胞凋亡、減少單核細胞主要組織相容性復合體(MHC classⅡ抗體)表達，增加負性協(xié)調(diào)刺激分子表達，誘導抗炎因子生成，增加抑制細胞等。免疫學研究的進展以及對膿毒癥病理生理學認識的進展，為膿毒癥的治療提供了新的方向和選擇。

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