膿毒癥的分子細(xì)胞學(xué)研究進(jìn)展

史玉龍周大勇

【摘要】細(xì)胞因子借助其自身表達(dá)從而刺激其他細(xì)胞，使其能夠在炎癥、凝血、血管功能的改變中起到重要作用，通過(guò)觀察不同類別的細(xì)胞介質(zhì)在宿主反應(yīng)的相互關(guān)系和相互影響，促使人們尋求更加積極有效的治療靶點(diǎn)，從而提升膿毒癥患者的生存率，降低醫(yī)療成本。筆者主要綜述了幾種細(xì)胞因子在膿毒癥發(fā)病機(jī)制中的作用以及病程中的變化水平。

【關(guān)鍵詞】膿毒癥；細(xì)胞因子；研究進(jìn)展

【中圖分類號(hào)】R329.2【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 A【文章編號(hào)】1007-8517（2016）21-0039-04

Abstract：

Keywords：

膿毒癥是指微生物入侵機(jī)體后引起感染進(jìn)而導(dǎo)致全身性炎癥反應(yīng)綜合征的一種表現(xiàn)，是人體對(duì)感染的先天免疫反應(yīng)導(dǎo)致的，它可以使細(xì)胞和組織出現(xiàn)損傷[1]，從而導(dǎo)致全身性的嚴(yán)重感染和多器官功能障礙（MODS），本病通常具有較高的死亡率，臨床上按照患者病情的嚴(yán)重程度可將其分為：膿毒癥、嚴(yán)重膿毒癥、膿毒性休克及多器官功能衰竭[2]。

膿毒癥的臨床表現(xiàn)通常包括以下三個(gè)方面：原發(fā)性感染病灶的出現(xiàn)；全身性炎性反應(yīng)；組織器官灌注不足和功能下降[3]。膿毒癥的病理發(fā)展有其復(fù)雜的過(guò)程，主要包括細(xì)胞因子的釋放、中性粒細(xì)胞及單核細(xì)胞的激活以及血漿蛋白級(jí)聯(lián)系統(tǒng)（如補(bǔ)體系統(tǒng)、內(nèi)源性及外源性凝血途徑、纖維蛋白溶解系統(tǒng)）的激活[4]，膿毒癥通常是炎癥、凝血和纖維蛋白溶解共同作用產(chǎn)生的結(jié)果，故需了解炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生過(guò)程和細(xì)胞因子的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在膿毒癥發(fā)展過(guò)程所起到的作用及其產(chǎn)生的一系列影響。

1蛋白C系統(tǒng)

蛋白C（PROC）系統(tǒng)是一種重要的凝血調(diào)控系統(tǒng)，主要包含蛋白（CPC）、蛋白S（PS）、蛋白C抑制物（PCI）及血栓調(diào)節(jié)蛋白（TM）?；罨鞍證（APC）在嚴(yán)重膿毒癥中發(fā)揮重要作用，從PROC到APC的轉(zhuǎn)化通常依賴于凝血酶與血栓調(diào)節(jié)蛋白（TM）的復(fù)合體[5]。

抗凝性是蛋白C系統(tǒng)的特性之一。膿毒癥發(fā)生后，單核-巨噬細(xì)胞被一些組織因子激發(fā)后，可以引發(fā)血管損害從而快速啟動(dòng)凝血系統(tǒng)，并產(chǎn)生凝血因子IXa或Xa。細(xì)胞因子X(jué)a和Va結(jié)合后生成Va-Xa復(fù)合物，能夠在短時(shí)間內(nèi)將凝血酶原轉(zhuǎn)化為凝血酶，從而導(dǎo)致纖維蛋白形成并激活血小板及內(nèi)皮細(xì)胞[6]。血栓調(diào)節(jié)蛋白（TM）和凝血酶存在著很高的親和力，凝血酶—血栓調(diào)節(jié)蛋白復(fù)合物可以使凝血酶發(fā)揮促進(jìn)PROC活化的作用，促使PROC激活率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其正常值，并且能夠在很大程度上抑制凝血酶的活性，降低其激活血小板和內(nèi)皮細(xì)胞的能力。EPCR與PROC結(jié)合后圍繞在凝血酶—血栓調(diào)節(jié)蛋白復(fù)合物周圍。PROC被激活后形成APC，其仍是與EPCR結(jié)合的狀態(tài)，沒(méi)有抗凝活性[7]。從EPCR上解離出來(lái)的APC，與蛋白S結(jié)合后可以很快發(fā)生作用：滅活因子，這樣的作用使因子無(wú)法與血小板結(jié)合，同時(shí)也能夠使凝血酶的產(chǎn)生被抑制，進(jìn)而阻斷凝血級(jí)聯(lián)反應(yīng)。

當(dāng)患者處于膿毒癥狀態(tài)時(shí)，機(jī)體的抗凝系統(tǒng)功能受到損傷，從而使患者的凝血——纖溶系統(tǒng)功能受到影響，如此會(huì)使血管內(nèi)凝血的發(fā)生、發(fā)展速度加快，同時(shí)機(jī)體因?yàn)榇罅垦“宓南?，進(jìn)而發(fā)生機(jī)體的廣泛性出血，器官受損加重，導(dǎo)致惡性循環(huán)。鐘旋等[8]通過(guò)一系列臨床研究證實(shí)了PROC基因多態(tài)性和膿毒癥發(fā)病過(guò)程中的血小板濃度有一定的相關(guān)性。內(nèi)皮細(xì)胞受到損傷造成炎癥反應(yīng)加重。而炎癥反應(yīng)對(duì)血管內(nèi)皮功能也產(chǎn)生作用，會(huì)加重血管內(nèi)皮功能的紊亂。同時(shí)血管活性物質(zhì)從內(nèi)皮細(xì)胞中產(chǎn)生，因而影響血壓。而微血管的功能受損使器官組織灌注量不足，因而引起組織器官功能紊亂以及衰竭[9]。

2鈣結(jié)合蛋白S100

S100蛋白家族是鈣結(jié)合蛋白家族之一，主要以鈣離子依賴的方式調(diào)控細(xì)胞活動(dòng)，其生物學(xué)功能有參與炎癥反應(yīng)、調(diào)控細(xì)胞的生長(zhǎng)與分化等多種功能。家族成員中的S100A8、S100A9、S100A12在細(xì)胞外通常作用于白細(xì)胞、調(diào)控靶細(xì)胞增殖、參與調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞以及炎癥細(xì)胞的活性等[10]。

S100A12得基因位于人染色體1q21，包括兩個(gè)EF手型螺旋—環(huán)—螺旋結(jié)構(gòu)，疏水區(qū)在其兩側(cè)，而鉸鏈區(qū)在其中間，鉸鏈區(qū)和梭基端擴(kuò)展區(qū)在不同成員中不斷變化，具有獨(dú)特的生物學(xué)活性[11]。S100A12主要表達(dá)中性粒細(xì)胞，淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞中也有表達(dá)。S100A12常與RAGE結(jié)合，借助細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑激活反應(yīng)性氧自由基、絲裂原激活蛋白激酶、NF- kβ和其他信號(hào)途徑[12]，比如白介素-1β、6、8（IL-1β、6、8）、血管細(xì)胞粘附分子-1（VCAM-1）、單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1）等，構(gòu)成機(jī)體的炎性反應(yīng)、免疫防御反應(yīng)，調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)分化、生長(zhǎng)抑制、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡等。劉志華[13]及侯斐等[14]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)S100A12可能在機(jī)體促炎反應(yīng)中起著重要的作用。

活化后的巨噬細(xì)胞在機(jī)體炎癥損傷部位能夠分泌S100A8和S100A9，S100A8和S100A9在Ca2+作用下形成S100A8/A9二聚體復(fù)合物，從而可以發(fā)揮其生物學(xué)功能。S100A8/A9作為急性炎癥反應(yīng)時(shí)活化的噬細(xì)胞的標(biāo)志性蛋白，通常聚集出現(xiàn)在炎癥的急性期[15]，其在炎癥中作為趨化靶點(diǎn)參與調(diào)控炎性細(xì)胞的遷移和粘附，研究表明[16]在炎癥的急性期中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等吞噬細(xì)胞在炎癥因子刺激下能分泌大量S100A8/A9，激活Toll樣受體4，促進(jìn)TNF-a分泌，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞粘附單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等進(jìn)入機(jī)體炎癥部位，釋放大量炎性細(xì)胞因子，參與放大SIRS，導(dǎo)致過(guò)度炎癥反應(yīng)及炎癥損傷，在啟動(dòng)膿毒癥病程中起關(guān)鍵作用。高莎莎[17]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)S100A8/A9表達(dá)與炎癥因子TNF-α、IL-6的表達(dá)呈正相關(guān)，并與肝臟、肺臟等組織的損傷存在正相關(guān)關(guān)系，表明其可能會(huì)加重炎癥因子引發(fā)的炎癥反應(yīng)，在新生兒膿毒癥中起重要作用。S100A8/A9還可以刺激L-選擇素的脫落，上調(diào)并活化粘附分子Mac-1，誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞通過(guò)Mac-1粘附于纖維蛋白原[18]，使中性粒細(xì)胞遷移至病變部位從而參與炎癥反應(yīng)。徐玉東等[19]對(duì)臨床研究發(fā)現(xiàn)血漿S100A8/A9濃度在膿毒癥患者中處于高表達(dá)。

3降鈣素原

降鈣素原（PCT）由116個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)分子，由甲狀腺C細(xì)胞合成與分泌。降鈣素原在生理狀態(tài)下幾乎不能被檢測(cè)到，但是當(dāng)機(jī)體受到細(xì)菌感染或者發(fā)生全身嚴(yán)重細(xì)菌感染，降鈣素原（PCT）水平會(huì)表現(xiàn)為異常升高，并且與疾病感染的嚴(yán)重程度具有相關(guān)性[20]。王嬌等[21]將85例膿毒癥患者分為早期、重度、膿毒性休克三組，通過(guò)臨床觀察發(fā)現(xiàn)膿毒性休克組患者降鈣素原水平顯著高于早期膿毒癥患者組（P<0.05），也高于重度膿毒癥患者組（P<0.05）。血清降鈣素原檢測(cè)可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)膿毒癥患者病情的變化，反映膿毒癥患者細(xì)菌感染的嚴(yán)重程度，為臨床醫(yī)師評(píng)估患者病情的轉(zhuǎn)歸提供了有效的客觀依據(jù)。伍方紅等[22]經(jīng)過(guò)臨床觀察75例膿毒癥患者，發(fā)現(xiàn)預(yù)后良好的膿毒癥患者一般PCT下降幅度大或治療前升高的水平比病情嚴(yán)重的患者低。劉楊等[23]將56例膿毒癥患者分為生存組和死亡組，通過(guò)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)死亡組患者其發(fā)病早期降鈣素原明顯升高，經(jīng)過(guò)分析得知PCT對(duì)死亡的預(yù)測(cè)有較高的敏感性。

5巨噬細(xì)胞

細(xì)菌感染引發(fā)膿毒癥時(shí)，機(jī)體的第一道防線是巨噬細(xì)胞。膿毒癥早期典型特征是巨噬細(xì)胞異?；罨痆24]。李曉萍等[25]研究表明血清巨噬細(xì)胞MIP-2有助于膿毒癥的早期診斷，能有效評(píng)估膿毒癥的發(fā)展過(guò)程。LPS、BLP、LTA與Toll樣受體結(jié)合，可以啟動(dòng)巨噬細(xì)胞活化，激活炎癥信號(hào)，釋放多種炎癥介質(zhì)，而活化的細(xì)胞免疫反應(yīng)又可以反饋性調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的強(qiáng)度[26]，通過(guò)體循環(huán)分泌到達(dá)靶細(xì)胞和靶組織部位，發(fā)揮其生物學(xué)活性，從而引起炎癥反應(yīng)。巨噬細(xì)胞通過(guò)其表達(dá)G蛋白偶聯(lián)轉(zhuǎn)膜結(jié)構(gòu)域、補(bǔ)體受體、免疫球蛋白Fc段受體、Toll-like受體和細(xì)胞因子受體等多種受體參與炎癥調(diào)節(jié)。TREM-1分子是新發(fā)現(xiàn)的噬細(xì)胞標(biāo)志物[27]， TREM-1和內(nèi)段信號(hào)分結(jié)合組成TREM-1 /DAP 12通路，能夠活化巨噬細(xì)胞，調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)。炎癥與感染過(guò)程中，TREM-1可溶性成分被釋放至循環(huán)中，膿毒癥可溶性TREM-1的升高與較差的預(yù)后具有相關(guān)性[28]?；颊甙l(fā)生膿毒癥時(shí)，因?yàn)榫奘杉?xì)胞釋放促炎因子的能力下降，釋放抑制性因子增多，表達(dá)協(xié)同刺激分子減少，抗原呈遞能力下降，吞噬能力下降，從而自身發(fā)生凋亡。張文凱等[29]通過(guò)研究表明膿毒癥時(shí)肺泡巨噬細(xì)胞能夠被激活，使中性粒細(xì)胞遷移。

6脂多糖

膿毒癥感染中約50%是革蘭陰性桿菌引起的感染，而革蘭陰性桿菌的主要胞壁成分是脂多糖[30]。脂多糖在LBP結(jié)合蛋白的幫助下，能夠與單核細(xì)胞表面受體TLR4、CD 14分子結(jié)合，形成一種三分子復(fù)合物，活化核內(nèi)NF-KB和ERK等信號(hào)通路，釋放TNF-α和IL-1等促炎性細(xì)胞因子[31]，導(dǎo)致機(jī)體廣泛炎性反應(yīng)的發(fā)生。炎癥因子的增多使內(nèi)皮細(xì)胞粘附性增加，加劇促凝及抗凝血功能異常[32]。LPS 經(jīng)LBP/CD14 的識(shí)別和調(diào)控后使細(xì)菌對(duì)LPS 的敏感性增強(qiáng)，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞的受損、血管通透性的增加以及凝血功能的異常。周榮等[33]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)大鼠尾靜脈注射LPS后，大鼠TNF-α及IL-1β濃度升高，表明其可誘導(dǎo)膿血癥的發(fā)生。

7超敏C反應(yīng)蛋白

C反應(yīng)蛋白（CRP）是機(jī)體炎癥、感染、創(chuàng)傷等導(dǎo)致組織損傷時(shí)所產(chǎn)生，主要由IL-6刺激下有肝臟合成，炎癥開(kāi)始后的6～12h就能夠在血液中檢測(cè)到升高的CRP，48H能夠達(dá)到高峰。急性感染及炎癥反應(yīng)時(shí)，CRP的水平可以達(dá)到正常值的成百上千倍，當(dāng)致病因素消除后CRP的血漿濃度也隨之下降，逐漸恢復(fù)至正常。趙永強(qiáng)等[34]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)73例膿毒癥新生兒患者血清CRP濃度要高于非感染性患兒（P<0.05），表現(xiàn)其在新生兒膿毒癥的診斷中具有重要參考意義。CRP的數(shù)值與疾病感染強(qiáng)度相關(guān)，CRP水平升高會(huì)增加器官衰竭及死亡風(fēng)險(xiǎn)，病情好轉(zhuǎn)的標(biāo)志之一是CRP水平下降。吳健等[35]將67例ICU病房中的危重患者按病情改善情況分為預(yù)后良好組和預(yù)后不良組，兩組分別為33例和34例，通過(guò)臨床觀察發(fā)現(xiàn)，預(yù)后不良組的APACHEⅡ評(píng)分明顯高于預(yù)后良好組，且預(yù)后不良組CRP水平高于預(yù)后良好組。

總之，膿毒癥發(fā)生和發(fā)展是一個(gè)極其復(fù)雜的病理過(guò)程，是基于各種感染因素引起的一種全身廣泛炎癥反應(yīng)綜合征，目前對(duì)于膿毒癥免疫細(xì)胞凋亡的機(jī)制問(wèn)題已經(jīng)有了比較深刻的認(rèn)識(shí)，在先進(jìn)的科研技術(shù)的基礎(chǔ)上，深化基礎(chǔ)研究，積極探索膿毒癥的病理生理學(xué)機(jī)制，進(jìn)行多途徑，多環(huán)節(jié)的探索，科學(xué)開(kāi)展各種臨床研究，才能更好地尋找到膿毒癥的治療靶點(diǎn)。

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（編輯：穆麗華）