膿毒癥炎癥調控的研究進展

陳 濤，丁 嵐(中國人民解放軍九四醫院ICU，南昌 330002)

?

膿毒癥炎癥調控的研究進展

陳 濤，丁 嵐(中國人民解放軍九四醫院ICU，南昌 330002)

膿毒癥; 炎癥調控； 免疫調理； 綜述

膿毒癥(sepsis) 及其相關術語的含義使人們對于膿毒癥的本質與病理過程有了進一步的認識，即認識到膿毒癥、嚴重膿毒癥、膿毒性休克及多器官功能障礙綜合征(multiple organ dysfunction syndrome，MODS) 是反映體內一系列病理生理改變及臨床病情嚴重程度變化的動態過程，其實質是機體全身炎癥反應不斷加劇、持續惡化的結果。但目前針對膿毒癥切實有效的治療措施不多，抗炎治療效果極不理想。因此，深入探索和認識膿毒癥時炎癥反應發生機制和干預措施，具有十分重要的理論價值和臨床意義。下面擬就膿毒癥研究中與炎癥調控相關的一系列方法作簡要綜述。

1 膿毒癥的本質是失控性炎癥反應

1996年Bond[1]提出代償性抗炎反應綜合征假說，該假說認為在膿毒癥發生發展過程中，體內出現作用廣泛而復雜的細胞因子，早期激活免疫細胞釋放促炎因子TNF-α，同時機體也將啟動抗炎反應，IL-4、IL-10等抗炎因子代償性增加以對抗促炎因子的釋放，防止全身炎癥反應進一步發展，但當機體內炎性細胞被過度激活而造成抗炎因子和致炎因子的平衡失調，即可能出現以全身炎癥反應為特征的病理學改變，無論是炎性遞質還是抗炎遞質的過量均對機體有害。過度的抗炎癥反應可導致“免疫麻痹”或代償性抗炎反應綜合征(compensatory anti-inflammatory response syndrome，CARS)[2]，膿毒癥大多伴隨感染或可疑感染，最終增加患者對感染的易感性，加劇膿毒癥發展。膿毒癥發生和發展機制見圖1。

圖1 膿毒癥發生和發展機制

因此，抗感染常常是膿毒癥的重要治療手段，但其治療效果也是有限的。失控性炎癥反應可能是嚴重創傷和膿毒癥的本質特征，適度調控過度炎癥反應有助于控制膿毒癥的發生發展，具有較好的救治效果。

2 膽堿能抗炎通路與炎癥調控

以往的研究中人們把視線大部分放在了體液因素(主要是應激反應) 對炎癥的影響，隨著對神經系統研究的深入，發現神經系統在炎癥的發生發展中具有強大的調控作用，其中以迷走神經及其分泌的遞質乙酰膽堿(Acetylcholine，ACh)所構成的膽堿能抗炎通路(cholinergic antiinflammatorypathway，CAP) 的研究最令人矚目。研究[3]發現，副交感神經主要遞質乙酰膽堿在體外能有效抑制脂多糖內毒素(lipopolysaccharide，LPS) 刺激外周巨噬細胞釋放致炎細胞因子腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factoralpha，TNF-α)；刺激傳出迷走神經可抑制大鼠內毒素血癥時的全身炎癥反應；對頸部迷走神經切斷后的內毒素血癥Lewis 大鼠進行電刺激，血清與肝臟中TNF-α 水平得到顯著降低，并能完全逆轉致死性靜脈內毒素輸入所致的低血壓，縮短發生休克的時間。這些實驗結果首次給人們展示了副交感神經的抗炎作用，中樞神經通過迷走神經抗炎途徑來調節全身性炎癥反應，即膽堿能抗炎通路。膽堿能抗炎通路是一種內源性的神經反饋調節機制[4]，首先，中樞收到免疫刺激的信息，然后將信號投射到各迷走神經核團，傳出迷走神經纖維激活后引起外周神經末梢釋放Ach，免疫細胞膜上受體與Ach 結合而被激活，經過一系列細胞內信號轉導途徑而減少免疫細胞多種促炎細胞因子的釋放，達到抑制炎癥反應、減少炎癥造成的損傷和抗休克的作用。

膽堿能抗炎通路被激活后，可以同時抑制多種炎癥因子的釋放，如TNF-α，IL-1β，IL-6，但并不影響抑炎因子IL-10 的水平。乙酰膽堿和煙堿雖然能夠降低這些促炎細胞因子的蛋白表達，但是卻不影響它們mRNA 的水平，提示其作用環節為轉錄后水平。

3 膽堿能抗炎通路的中樞機制及其與其他抗炎通路的聯系

機體在遭受外界不良刺激時將作出一種保護性反應，其目的是維持機體內環境的穩定，即所謂的應激反應。在應激反應中，下丘腦-垂體-腎上腺皮質軸(hypothalamic pituitaryadrenal axis，HPA 軸) 活性增高，與之相伴的還有藍斑-去甲腎上腺素能神經元/交感神經-腎上腺髓質軸的活性也顯著增高。這些反應軸激活后產生相應的激素和神經遞質(通常的體液因素) ，均可與免疫系統發生相互作用，構成神經-內分泌-免疫網絡，共同維持機體內環境的穩定。但是，過度的應激反應往往會使得機體自身的調節能力失調，導致炎癥的失控，使其發生級聯的放大效應，導致更嚴重的自身損傷。

這種刺激-應激-炎癥反應的模式已引起許多學者關注，多年來人們一直在探索炎癥反應發生及調控機制及方法，以抑制炎癥對機體的傷害[3]。傳遞免疫-神經信號的傳入迷走神經通路與作用于神經-免疫調節中的膽堿能抗炎通路共同構成了一個神經調控環路。可見，迷走神經在神經和免疫系統間的雙向性交流過程中起著重要的作用。據此提出了“炎癥反射(inflammatory reflex)”的概念[5]，感染、創傷或者缺血等因素活化天然免疫細胞釋放細胞因子，如TNF-α、IL-1 等。這些細胞因子被位于迷走神經感覺纖維上的相應受體識別后，信號經孤束核換元，投射到各迷走神經核團，繼而通過CAP、HPA 軸和交感神經系統(sympathetic nervous system，SNS)發揮抗炎作用。

4 炎癥調控與膿毒癥治療策略

4.1 減輕刺激和應激反應

應激是機體在遭受外界不良刺激時所作出的一種保護性反應，其目的是維持機體內環境的穩定。一般將能引起機體促腎上腺皮質釋放激素(adrenocorticotropic hormone，ACTH)和糖皮質激素升高的刺激稱為應激，而將機體所作出的反應稱為應激反應。在應激反應中，下丘腦-垂體-腎上腺皮質軸(HPA軸)活性增高，與之相伴的還有藍斑-去甲腎上腺素能神經元/交感神經-腎上腺髓質軸的活性也顯著的增高。過度的應激反應往往會使得機體自身的調節能力失調，就會導致炎癥的失控，使其發生級聯的放大效應，導致更嚴重的自身損傷，進而發展為SIRS、膿毒癥或MODS，所以，通過調控過度應激反應可以控制炎癥反應，有利于膿毒癥的治療。因此，筆者認為對可能發生膿毒癥的重癥及創傷患者送到重癥監護室及時進行抗感染治療，早期行適當的鎮靜鎮痛這些均有利于減輕各種刺激，降低膿毒癥的發生率，從而降低創傷后膿毒癥的病死率。

4.2 免疫調理治療

林洪遠等[6]證實，全身炎癥反應過程中大量釋放的TNF-α、FasL、顆粒酶、IL-1、氧自由基等促炎因子和介質，以及糖皮質激素可以改變多種免疫細胞的死亡程序，并分別造成淋巴細胞、樹突細胞加速凋亡和中性粒細胞延緩凋亡。淋巴細胞和樹突細胞加速凋亡無疑造成特異性免疫功能的損害，這被認為是導致免疫抑制的主要原因。而多種致炎介質的主要載體—中性粒細胞延緩凋亡則使機體炎癥反應難以被緩解，加之疾病過程中多種損傷因素造成細胞的壞死，直接誘發炎癥反應，因此全身炎癥反應不但可以持續存在，而且是推動病程發展主線。膿毒癥的免疫抑制主要是特異性免疫功能的抑制，非特異性免疫卻呈現高度活躍狀態(圖2)[6]。在膿毒癥的病程中，全身炎癥反應和免疫抑制應該是一個事物的兩個方面，它們相互誘導和加強，并不存在相互制衡和彼消我長的關系。

圖2 MARS膿毒癥炎癥免疫反應示意圖

因此，針對特異性免疫抑制的免疫刺激和針對非特異性炎癥反應亢進的抗炎治療雙向并舉的免疫調理治療策略應該更有前景。由北京市科委主持的膿毒癥免疫調理治療臨床研究協作組，于2003年至2006年進行了以可抑制炎癥反應、抑制凝血系統活化的烏司他丁和具有免疫刺激作用、本身非促炎介質的α1胸腺肽作為聯合進行嚴重膿毒癥的免疫調理治療方法的臨床研究(35)，結果證明聯合用藥能夠使膿毒癥患者28 d死亡率由38.32%降至25.14%(P=0.0088),90 d死亡率由52.10%降至37.14%,分別降低相對死亡率21.37%和31.23%[7]。

4.3 直接清除炎癥介質

盡管膿毒癥發病規律與臨床意義的研究取得一定進展，但膿毒癥、MODS抗炎治療的Ⅲ期臨床試驗并未能取得預期的效果;有的抗炎療法僅在實驗條件下證明有效，或僅僅是在理論上認為有效，在臨床實踐中其結果有待進一步驗證。這可能是由于機體的炎癥反應為網絡樣瀑布效應，但直接抗炎作用的靶點較為單一，其作用當然較為有限。近來研究[8]表明，持續性腎臟替代療法(continuous renal replacement therapy，CRRT)在動物實驗和許多臨床的研究中可以改善膿毒癥患者的血液動力學及心肺功能,有的還提示可以調高生存率。這是因為CRRT 能非特異性地清除膿毒癥患者血中的炎性遞質，其主要清除機制為對流和吸附清除炎性遞質，如INF-α、IL-1、IL-6 等。結果發現，連續性靜脈- 靜脈血液濾過(CVVH) 對膿毒癥患者血清TNF-α、IL-6、HMGB-1、IL-10 的水平無明顯影響，血液灌流(HP)能顯著降低血清TNF-α、HMGB-1、IL-10 濃度; CVVH 及HP+CVVH 治療均能促進膿毒癥患者器官功能恢復，且以HP+CVVH 治療效果更佳。這些結果提示: 血液灌流能明顯降低膿毒癥患者血清TNF-α、IL-10、HMGB-1 水平; 將血液灌流與CVVH聯合應用，充分發揮二者的協同作用，既可以清除炎癥遞質，又能夠緩慢超濾水分，維持機體內環境穩定，調節機體內穩態，有利于器官功能的恢復，加速患者病情的好轉[8]。

4.4 提高迷走神經張力和興奮性

許多研究均表明對一定的穴位行針灸刺激可以增加迷走神經的興奮性，其作用同樣是通過中樞迷走神經核團來發揮的[9]。有學者[10]觀察了針灸對嚴重多發傷患者迷走神經活性、機體炎癥反應和MODS 等嚴重并發癥發生的影響，結果發現，針灸足三里、內關穴位可以顯著提升迷走神經張力;迷走神經末梢除廣泛分布于主要內臟器官外，在免疫組織和免疫相關器官上也廣泛分布，如胸腺、淋巴結等。經皮刺激迷走神經不僅降低了致死性膿毒癥小鼠循環血中TNF-α 水平，而且抑制其外周血HMGB1 產生，提高動物的生存率。電刺激迷走神經治療癲癇在臨床上已有應用，這為提高迷走神經張力提供了一種途徑。但是這畢竟是一種有創性操作，改用經皮刺激或其他無創方法刺激迷走神經可能更易于被患者接受。初步研究結果還提示，針灸可以顯著降低嚴重多發傷患者血清炎癥因子濃度，從而改善傷后機體內過度炎癥反應的狀態;鑒于針灸治療在臨床已常規開展，具有安全，基本無創等優點，加之其炎癥調控方面的獨特優勢，認為：針灸是一種有效的調節迷走神經興奮性的方式，有望成為一種對防治膿毒癥切實有效且方便可行的新措施。

4.5 膽堿酯酶抑制劑

膽堿酯酶抑制劑可延長乙酰膽堿的作用時間,因此可能有激活膽堿能抗炎通路的作用。目前臨床常用的兩類膽堿酯酶抑制藥包括毒扁豆堿和新斯的明,前者可同時作用于中樞和外周系統;后者僅作用于外周系統。有研究者將兩者應用于膿毒癥小鼠的治療,結果顯示兩種抑制劑均可限制降低小鼠促炎因子水平,提高存活率,說明外周的膽堿酯酶抑制劑的應用足以緩解機體的炎癥反應,提示膿毒癥的一個新的治療方向。

綜上所述,無論是全身炎癥反應亢進抑或是免疫抑制,均可在膿毒癥的整個病程中同時存在,炎癥調控在膿毒癥的發病、病程進展中具有重要作用,但膿毒癥早期常不易得到及時診斷,從而失去治療的最佳時機。2013年2月出版的新的《膿毒癥生存運動:治療膿毒癥國際指南》[11]建議，當懷疑膿毒癥時,要及早開始診斷,適當地進行擴容治療,早期正確地選用抗生素治療以及保護各重要器官功能等。

[1] Bone R C.Immunologic dissonance:a continuing evolution in our understanding of the systemic inflammatory response syndrome(SIRS) and the multiple organ dysfunction syndrome(MODS)[J].Ann In ern Med,1996,125(8):680-687.

[2] Johnston G R，Webster N R.Cytokines and the immunomodulatory function of the vagus nerve[J].Br J Anaesth，2009，102(4):453-462.

[3] Rosas Ballina M，Tracey K J.Cholinergic control of inflammation[J].J Intern Med，2009，265(6):663-679.

[4] Bencherif M，Lippiello P M，Lucas R，et al.Alpha7 nicotinic receptors as novel therapeutic targets for inflammation-based diseases[J].Cell Mol Life Sci，2011，68(6):931-949.

[5] Andersson J.The inflammatory reflex——introduction[J] .J Intern Med，2005，257(2):122-125.

[6] 林洪遠,盛志勇.膿毒癥免疫調理治療的新思路[J].中國危重病急救醫學,2004,16(2):67-69.

[7] 膿毒癥免疫調理治療臨床研究協作組.烏司他丁,α1胸腺肽聯合治療嚴重膿毒癥--一種新的免疫調理治療方法的臨床研究[J].中華醫學雜志,2007,87(7):451-457.

[8] 何盛琴，熊建瓊，屈紀富，等.血液凈化對膿毒性休克患者血清細胞因子及預后的影響[J].第三軍醫大學學報，2011，33(10):1061-1064.

[9] 劉健華，李江山，嚴潔，等.針刺 “足三里” 對大鼠孤束核 P 物質的影響[ J].針刺研究，2003，28(1):5-11.

[10] Huston J M，Gallowitsch Puerta M，Ochani M，et al.Transcutane-ous vagus nerve stimulation reduces serum high mobility group box1 levels and improves survival in murine sepsis[ J].Crit Care Med，2007，35(12):2762-2768.

[11] Dellinger R P,levy M M,Rhodes A,et al.Surviving sepsie campaign:International guidelines for management of severe sepsis and septic shock:2012[J].Crit Care Med,2013,41:580-637.

(責任編輯：劉大仁)

2014-11-10

R631

A

1009-8194(2015)06-0104-04

10.13764/j.cnki.lcsy.2015.06.040