膿毒癥免疫抑制監測與免疫治療的研究進展▲

黃鑫波 劉端繪

(廣西梧州市紅十字會醫院重癥醫學科，梧州市 543002，電子郵箱：stars-002@163.com)

膿毒癥指因感染引起宿主免疫反應失調而導致的危及生命的器官功能障礙[1]。既往研究認為，膿毒癥發病早期以系統性炎癥反應綜合征為主，隨后出現代償性抗炎反應綜合征或免疫抑制[2]。但此種觀點近年來已受到了質疑。最新的研究顯示，炎癥反應和免疫抑制共同貫穿在整個膿毒癥病程中，兩者并非此消彼長的關系[3-4]。感染后免疫功能抑制是導致膿毒癥患者繼發二重感染、多臟器功能障礙綜合征的重要原因[5]，而且患者的免疫狀態存在個體差異，與年齡、基礎疾病、用藥史、感染的病原微生物等因素有關，臨床表現不完全相同[6]，改善免疫抑制狀態或可提高膿毒癥患者的生存率。目前對于膿毒癥免疫抑制的診斷尚無統一標準，針對免疫調節藥物的應用也未能達成一致意見。本文就如何早期識別膿毒癥免疫抑制的方法和免疫治療的研究進展進行綜述。

1 膿毒癥患者免疫抑制狀態的識別

通過監測外周血中免疫細胞數量和表型的變化，可了解機體是否處于免疫抑制狀態，包括固有免疫和適應性免疫兩方面。

1.1 固有免疫功能受抑制

1.1.1 中性粒細胞 中性粒細胞是機體發生感染時最先募集至感染部位的吞噬細胞，可對病原體產生非特異性快速應答，其機制是產生蛋白水解酶和活性氧清除病原體[7]。Demaret等[8]研究發現，膿毒癥發病后3 d左右，中性粒細胞分泌乳鐵蛋白、髓過氧化物酶、活性氧的能力明顯降低。除分泌降低外，外周血未成熟中性粒細胞的比例明顯增加，未成熟的中性粒細胞吞噬能力明顯低于成熟中性粒細胞[9]。這種現象與膿毒癥早期中性粒細胞的吞噬功能增強形成對比[10]。因此，監測中性粒細胞的分泌能力、比例變化或可早期識別膿毒癥免疫抑制狀態。

1.1.2 單核-巨噬細胞 單核-巨噬細胞在固有免疫和適應性免疫過程中均能發揮作用。在膿毒癥早期，單核-巨噬細胞能分泌大量促炎介質，如腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α、白細胞介素(interleukin,IL)-1α等來促進免疫細胞活化[11]。單核-巨噬細胞表面的分化抗原14能介導其識別、吞噬內毒素，發揮固有免疫作用。研究發現，膿毒癥患者處于免疫抑制狀態時，單核-巨噬細胞分泌的促炎因子減少，而抗炎因子分泌增多，出現對內毒素吞噬作用減弱的“內毒素耐受”現象[12]。

單核-巨噬細胞還能作為抗原提呈細胞啟動T細胞特異性分化而參與適應性免疫。單核細胞人類白細胞抗原(monocyte human leukocyte antigen，mHLA)-DR是單核細胞表面表達的主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex，MHC)-Ⅱ類分子，具有抗原提呈作用。研究顯示，膿毒癥患者單核細胞表面低表達mHLA-DR與不良預后有關[13]。Meisel等[14]認為，膿毒癥患者mHLA-DR表達量連續2天低于8000細胞表面抗原量可作為免疫抑制診斷標準，但尚未得到大范圍推廣。除此之外，程序性死亡受體(programmed death receptor，PD)-1及其配體(programmed death receptor ligand，PD-L)-1表達增加也提示單核細胞抗原提呈能力下降[15]。膿毒癥免疫抑制狀態下單核細胞高表達PD-1和PD-L1，針對性使用抗PD-1/PD-L1抗體治療能改善免疫抑制狀態[16]。

因此，監測單核-巨噬細胞的吞噬功能、分泌因子的變化和mHLA-DR、PD-1/PD-L1表達量或可早期發現膿毒癥免疫抑制狀態。

1.1.3 樹突狀細胞 樹突狀細胞(dendritic cell，DC)屬于抗原提呈細胞，能誘導T細胞活化啟動適應性免疫反應。Wang等[17]研究結果顯示，膿毒癥患者DC數量減少，可導致免疫抑制與機會性感染發生。研究表明，隨著膿毒癥病情進展，患者外周血DC數量減少，HLA-DR表達減少，PD-1和PD-L1表達增加，抗炎介質IL-10分泌增加，最終導致DC抗原提呈能力下降、T細胞活化障礙，出現免疫抑制[18-19]。因此，監測DC數量及其表達分子的變化有助于識別免疫抑制狀態。

1.2 適應性免疫功能受抑制

1.2.1 淋巴細胞：Francois等[20]研究認為，外周血淋巴細胞計數<900/μL可作為免疫抑制患者的篩選指標。還有研究認為，外周血淋巴細胞計數≤600/μL與繼發感染及膿毒癥患者不良預后相關[21]。趙博等[22]研究發現，外周血淋巴細胞計數下降與細胞免疫功能抑制相關。雖然目前仍無統一的淋巴細胞計數作為診斷免疫抑制的標準，但膿毒癥患者出現淋巴細胞計數減少時需考慮存在免疫抑制的可能。

1.2.2 T淋巴細胞：T淋巴細胞是評估機體細胞免疫功能的重要指標，也是目前研究最多的免疫指標之一。膿毒癥患者出現免疫抑制的特征為T淋巴細胞耗竭，而細胞凋亡是T淋巴細胞耗竭的主要原因。介導膿毒癥患者T淋巴細胞凋亡既可以由死亡受體觸發的外源性凋亡通路引起，也可以由線粒體觸發的內源性凋亡通路引起[23]。研究發現，CD4+T淋巴細胞的耗竭水平與社區獲得性肺炎嚴重程度呈正相關[24]。在小鼠的敗血癥模型中發現，除了脾、肺、胸腺等組織中出現廣泛的淋巴細胞凋亡外，在骨髓、胸腺中未成熟的T淋巴細胞也存在凋亡[16]。此外，T淋巴細胞在持續的抗原刺激下其表面的一系列負性共刺激分子PD-1/PD-L1、細胞毒T淋巴細胞相關抗原4、T細胞免疫球蛋白及粘蛋白結構域分子3、B淋巴細胞和T淋巴細胞衰減因子、淋巴細胞活化基因3等表達增加以阻止T淋巴細胞過度活化，最終導致免疫抑制[16，25-29]。Liu等[30]研究發現，膿毒癥患者中因總T淋巴細胞凋亡增多，而導致調節性T淋巴細胞占比增大。調節性T淋巴細胞主要通過叉頭翼狀螺旋轉錄因子3發揮抑制輔助性T淋巴細胞增殖的作用。研究顯示，膿毒癥早期患者表達過叉頭翼狀螺旋轉錄因子3的調節性T淋巴細胞比例明顯高于非膿毒癥患者，其程度可作為免疫狀態監測指標[31]。因此，監測T淋巴細胞各亞型計數、比例以及表達分子水平的變化，有助于識別膿毒癥免疫抑制狀態。

1.2.3 B淋巴細胞 B淋巴細胞可通過產生抗體啟動體液免疫反應。研究發現，細胞凋亡膿毒癥進程中出現B淋巴細胞數量減少[32]。Gustave等[33]研究顯示，膿毒性休克患者B淋巴細胞表達MHC-Ⅱ類分子下降，且分泌抗炎介質如IL-10等增多，進而促進免疫抑制發生。Suzuki等[34]研究發現，膿毒癥患者除成熟B淋巴細胞減少外，未成熟B淋巴細胞也減少，且與膿毒癥繼發感染增加相關。因此，監測發現B淋巴細胞計數減少也有助于識別免疫抑制狀態。

2 膿毒癥患者免疫治療的進展

2.1 固有免疫抑制治療

2.1.1 粒細胞巨噬細胞集落刺激因子：研究發現，粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(granulocyte macrophage-colony stimulating factor，GM-CSF)能通過誘導多種免疫細胞(如單核-巨噬細胞、中性粒細胞、DC等)增殖分化而發揮免疫調節作用[11]。有研究發現，相比于安慰劑組，腹腔膿毒癥患者采用GM-CSF[3 μg/(kg·d)]治療后，患者感染相關性并發癥減少、住院時間縮短、治療費用降低，但兩組患者院內病死率無統計學差異[35]。還有研究表明，采用GM-CSF[4 μg/(kg·d)]治療后，嚴重膿毒癥合并免疫抑制狀態(連續2d監測mHLA-DR表達量低于8000細胞表面抗原量)患者在24 h內單核細胞HLA-DR表達水平較安慰劑組明顯上升，GM-CSF治療能有效恢復單核細胞功能，縮短機械通氣時間和平均住院日[14]。Bo等[36]研究結果顯示，與安慰劑組比較，采用GM-CSF或粒細胞集落刺激因子(granulocyte-colony stimulating factor，G-CSF)治療并不能改善膿毒癥非中性粒細胞減少患者的28 d死亡率和不良事件發生率，但可提高感染灶的清除率。因此，膿毒癥患者常規使用GM-CSF可改善免疫功能、提高感染灶清除率，但尚無證據表明膿毒癥患者需使用GM-CSF可明顯改善其預后，今后仍需進行更多的大型隨機對照研究探討GM-CSF與膿毒癥患者預后的關系。

2.1.2 干擾素γ：活化T淋巴細胞、自然殺傷細胞等多種免疫細胞均可分泌干擾素γ。干擾素γ可上調單核細胞HLA-DR的表達，增加抗原提呈作用、抑制T淋巴細胞凋亡、增強細胞吞噬功能[37]。Leentjens等[38]研究顯示，干擾素γ不僅能增加促炎介質釋放、抑制抗炎介質生成，還能增加單核細胞HLA-DR表達。但目前只能證明干擾素γ在膿毒癥免疫抑制患者中有較強的促炎作用，而過度的炎癥反應對機體也存在損傷，因此仍需要更多的臨床研究來規范其使用指征。

2.1.3 免疫球蛋白：靜脈注射免疫球蛋白G(intravenous immunoglobulin G，ivIgG)富含多種抗體，能有效中和菌體釋放的內毒素和外毒素而調節免疫反應。但研究發現，采用ivIgG治療不能改善膿毒癥患者28 d的死亡率[39]，也不能改善心臟體外循環術后出現嚴重全身炎癥反應綜合征的患者28 d死亡率[40]，以及壞死性軟組織感染患者180 d的存活率[41]。因單獨應用ivIgG療效不理想，有學者提出免疫球蛋白聯合治療。Hentrich等[42]研究顯示，使用ivIgGMA(49.4 g IgG、7.8 g IgM和7.8 g IgA)免疫球蛋白聯合治療化療后中性粒細胞減少的膿毒癥患者，并不能改善患者28 d和60 d的死亡率，提示膿毒癥患者使用免疫球蛋白聯合治療無明顯益處。但有研究發現[43]，早期使用ivIgGMA聯合治療能提高患者的生存率，而延遲治療會增加死亡風險。

目前大多數關于免疫球蛋白的臨床研究均存在樣本量偏小、發病時長不同、基礎免疫狀態不一致的缺陷，故膿毒癥指南未推薦常規使用免疫球蛋白治療，今后仍需要更大型的對照試驗來探討其使用方法。

2.2 適應性免疫抑制治療

2.2.1 胸腺素α1：胸腺素α1是由胸腺分泌的小分子物質，能促進輔助性T淋巴細胞1分化，增強細胞免疫作用，還能增加IL-12、IL-2、干擾素α和干擾素γ分泌，增強炎癥反應，增加IL-10分泌調節抗炎反應。研究發現，胸腺素α1能增強膿毒癥患者的細胞免疫功能，減少機械通氣時間，并降低28 d死亡率[44]。Liu等[45]研究結果顯示，胸腺素α1治療能降低膿毒癥患者的死亡率，但并不能改善患者的機械通氣時間、ICU平均住院日及多臟器衰竭發生率。

鑒于目前胸腺素α1治療膿毒癥的臨床研究均為小樣本量研究，治療劑量各不相同，研究結果不完全一致，因此其在膿毒癥指南中沒有被推薦使用。

2.2.2 抗PD-1/PD-L1抗體：膿毒癥免疫抑制時，多種免疫細胞表達PD-1/PD-L1上調，導致細胞凋亡增加，因此抗PD-1/PD-L1抗體有望成為治療膿毒癥免疫抑制的新方法。Chang等[26]采用抗PD-1抗體和抗PD-L1抗體治療真菌性膿毒癥小鼠，結果顯示這兩種抗體均能逆轉膿毒癥誘導的單核細胞分泌干擾素γ減少，增加MHC-Ⅱ類分子在抗原提呈細胞中的表達，使膿毒癥小鼠的生存率增加，而且這兩種抗體作用于膿毒癥患者離體的單核細胞也能得到類似結果。雖然抗PD-1/PD-L1抗體在腫瘤治療方面已進入臨床應用階段，但在膿毒癥治療方面仍多為動物實驗，依然缺乏高質量的臨床對照研究，因此抗PD-1/PD-L1抗體在膿毒癥患者中的應用效果仍需進一步研究。

2.2.3 IL-7：IL-7能誘導T淋巴細胞增殖，抑制淋巴細胞凋亡并可協助淋巴細胞向感染部位游走[46]。Francois等[20]研究結果顯示，采用重組人IL-7治療膿毒性休克伴嚴重淋巴細胞減少患者，可使淋巴細胞計數和循環CD4+、CD8+T淋巴細胞數較治療前上升3～4倍，而且效果持續數周，患者耐受性良好，沒有出現細胞因子風暴或器官功能惡化。因此，IL-7能逆轉膿毒癥導致的T淋巴細胞耗竭，安全性較高，有望成為治療膿毒癥的新靶點。

2.3 清除炎性介質治療 持續性腎臟替代治療(continuous renal replacement therapy，CRRT)能有效清除中小分子炎性介質，調節機體免疫反應。促炎介質和抗炎介質過度活化表達是導致膿毒癥患者出現臟器功能損害的重要原因[47]。因此，清除過多的炎性介質可能為治療膿毒癥的有效方法之一。Liu等[48]研究發現，急性胰腺炎合并急性腎損傷患者使用CRRT，能有效降低血清中TNF-α、IL-4、IL-6、IL-8和IL-10的水平，減輕機體炎癥損傷。但法國一項多中心隨機對照研究卻發現CRRT并不能降低膿毒癥患者的死亡率[49]。在膿毒癥動物模型實驗中也發現，CRRT前后血清TNF-α，IL-1β，IL-6和IL-10水平無明顯變化[50]。造成這些差異的原因可能為CRRT清除物質是非特異性的，既清除了對機體有害的物質，同時也清除了有益物質，而研究通常以死亡率或炎性介質變化水平作為評判標準，忽略了患者個體化的免疫狀態。因此，今后仍需進行根據個體免疫狀態分類，以需要CRRT清除的靶物質為目標的臨床試驗，減少非靶物質的干預，才能更好地應用于膿毒癥的治療。

3 小 結

早期識別膿毒癥免疫抑制狀態的目的是盡早進行干預，糾正機體代謝紊亂，提高生存率。目前可通過監測中性粒細胞數、樹突狀細胞數、淋巴細胞數以及免疫細胞表達的負性共刺激分子等的變化來判斷膿毒癥患者是否處于免疫抑制狀態，但是單一指標分析價值有限，目前未能明確各類免疫細胞在不同疾病導致免疫抑制時的變化是否一致，也不能對所有膿毒癥患者均進行免疫治療，今后或可聯合多指標分析，對膿毒癥患者分組歸類后，再進行個體化的免疫調節治療，這將有助于推動膿毒癥的“精準化”治療。