連續腎臟替代治療對膿毒癥炎癥因子清除作用的研究進展

孟 楠，修光輝，李冰沁，凌 斌

(昆明醫科大學第四附屬醫院重癥醫學科，昆明 650021)

膿毒癥是指機體對感染的失控反應導致危及生命的器官功能障礙[1]，是患者進入重癥監護病房(intensive care units，ICU)治療的最常見原因，死亡率高[2]，有研究[3]表明我國膿毒癥發病率在8.68%，病死率高達44.7%。炎癥介質導致的失控性炎癥反應是其主要的機制之一。有研究[4-5]表明持續腎臟替代治療(continuous renal replacement therapy，CRRT)能夠有效清除膿毒癥炎癥介質，阻止膿毒癥的發展，促進膿毒癥患者的恢復，成為膿毒癥重要的治療方式。但臨床上CRRT治療仍然存在一些爭議，包括恰當的治療模式、確切的啟動時間、可靠的療效指征及其明確的作用機制等，同時仍缺乏可靠的炎性生物標記物的清除情況數據來評價CRRT的治療效果。腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)-α、白介素(interleukin,IL)-6、Delta中性粒細胞指數(Delta neutrophil index，DNI)、中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL)、降鈣素原(procalcitonin,PCT)、高遷移率族蛋白B1(high mobility group box 1 protein，HMGB1)可能成為最有價值、有前途的生物標志物。本文對CRRT對膿毒癥相關炎性因子的清除作用研究進展作一綜述。

1 膿毒癥的發病機制

膿毒癥的發病機制至今尚不明確，目前主要包括：炎癥反應平衡失調、免疫功能紊亂、凝血功能障礙、神經內分泌免疫、細胞自噬等。機體失控性炎癥反應學說被認為是膿毒癥發病機制的重要基礎，其中炎性細胞因子在膿毒癥的發生、發展中起到重要作用。在膿毒癥早期，細胞因子分為促炎和抗炎兩大類，促炎與抗炎作用的失衡將會啟動炎癥級聯反應，而晚期細胞因子則與膿毒癥的病死率密切相關，可與早期細胞因子相互作用形成正反饋效應。促炎與抗炎的失衡是導致膿毒癥發生發展的重要原因。

2 CRRT

CRRT是根據液體溶質過濾原理，并結合透析作用或液體置換，糾正內環境紊亂，清除體內代謝廢物、毒物，代替部分腎臟功能，同時利用溶質濃度差及對流作用，將體內相對分子質量小的炎癥介質、細胞因子置換至體外以減輕炎癥反應。根據膿毒癥的發病機制，如何調控機體促炎及抗炎反應的平衡是膿毒癥治療的關鍵。峰值濃度假說認為，持續腎臟替代治療由于連續性和非特異性的去除能力，有助于降低促炎和抗炎介質的濃度峰值，重建機體免疫穩態。RONCO等[6]發現，在膿毒癥早期進行CRRT治療可有效清除炎性介質，避免炎癥反應進一步擴大，阻止其對器官的進一步損傷，對膿毒癥患者的治療、預后及降低病死率都有著重要價值。

3 CRRT對炎癥因子的清除作用

3.1 TNF-α

在膿毒癥的發生、發展中，TNF-α是炎癥早期最主要的促炎因子，作為內毒素損傷效應的關鍵介質，刺激白細胞介素(IL-6、IL-8、IL-10)的生成，觸發促炎反應。TNF三聚體是TNF的活性形式，是全身炎癥反應綜合征中最重要的初級炎癥反應因子，介導免疫級聯反應，分子量為54 kDa，同時存在非活性單體，分子量為17 kDa，采用酶聯免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)在超濾液中檢測到的TNF-α在很大程度上可能是單體，因為只有這種形式才能通過大部分濾過膜的平均口徑[7]。因此在部分實驗的濾過液中并未檢測到TNF-α的存在。有學者[8]通過建立盲腸結扎穿孔的膿毒癥大鼠模型，在大鼠進行CRRT后，檢測72 h內血液炎性因子(TNF-α、IL-6、IL-8、IL-10)的含量，發現幸存大鼠細胞因子明顯降低，證明CRRT能通過清除相關炎性因子明顯改善1周存活率。另有研究[9]表明，CRRT可有效清除膿毒癥患者體內的TNF-α，且CRRT開始2 h后TNF-α的清除水平達到最大，且TNF-α始終是CRRT治療膿毒癥的獨立死亡預測因子。

3.2 IL-6

IL-6是膿毒癥的促炎介質的代表，反映體內炎癥反應的程度[10]，同時在血液凈化過程中隨時間變化而變化[11]。ZHANG等[12]研究表明CRRT可減少IL-6水平、中和炎癥反應以及促進腎功能恢復，從而改善膿毒癥患者的全身炎癥反應及腎臟功能。在CRRT開始后血漿中的TNF-α和IL-6濃度顯示短暫升高，后迅速下降，升高的原因可能是一些保留在管道和透析器中的可溶性成分如環氧乙烷隨血液進入機體后引起的短暫炎癥反應[10]，下降可能是CRRT對IL-1和IL-8的有效清除或阻止其他促炎介質促使巨噬細胞釋放TNF-α和IL-6的作用。此外，作為細胞因子的激活劑，CRRT可快速清除血漿內毒素，從而也可導致TNF-α和IL-6的減少。IL-6在CRRT治療膿毒癥的過程中的變化可確切反映炎性因子的清除效果，對膿毒癥患者的治療及預后具有重要意義。

3.3 DNI

DNI是細胞化學髓過氧化物酶(cytoplasm myeloperoxidase,c MPO)通道測定的白細胞差異與核小葉通道測定的白細胞差異比值，反映了循環中未成熟粒細胞(immature granulocytes,IG)的比例[13]。大量研究表明DNI與膿毒癥的病情嚴重程度密切相關[14-15]，其中DNI與膿毒癥患者的DIC評分、血培養陽性率和死亡率顯著相關，可作為評估膿毒癥患者病情進展的價值性標志物[16]。HAN等[17]在接受CRRT治療的膿毒癥患者中發現DNI水平的增加與疾病嚴重程度和高死亡率顯著相關，實驗結果顯示DNI是一種可早期識別、可靠度高的血清學指標，可用于評估CRRT治療膿毒癥患者的預后。

3.4 NGAL

NGAL是一種從中性粒細胞的次生顆粒中分離得到的25 kDa蛋白，是膿毒癥早期診斷和短期預后的經典生物標志物[18]。因NGAL的分子量較高，很少被CRRT去除，大量實驗并未在濾液中檢測到NGAL，但血漿NGAL的濃度卻顯著降低，提示CRRT可能通過清除血液中的炎癥介質從而降低NGAL的表達水平來改善腎功能[19]，反映患者腎功能的恢復情況，更早地反映腎損傷狀態。CHANG等[20]通過對膿毒癥病程中不同時間位點的檢測發現血漿NGAL與膿毒癥的感染嚴重程度相關，可準確預測膿毒癥的28 d病死率。同時有研究[21]發現血漿NGAL水平低于403 ng·mL-1是預測膿毒癥患者停止CRRT治療的重要指標。

3.5 PCT

PCT是一種主要由肝臟、單核細胞、神經內分泌細胞分泌的蛋白質，正常人體內降鈣素基因轉錄受抑制，當機體被細菌、真菌等微生物感染時，其表達水平升高，同時，PCT分泌具有較高的敏感性，不受神經內分泌系統的影響，因而保持了良好的穩定性，被視為細菌感染的重要指標[22]。PCT的水平受菌種、靶器官的類型、引起炎癥反映的程度以及機體的免疫狀態影響，是反映全身炎癥反應活躍程度的重要指標，其值越高說明全身炎癥反應越重，例如嚴重休克和全身性炎癥反應綜合征的PCT水平均成線性升高[23]，與臨床演變有良好的一致性[24]。MüLLER等[25]通過對101名膿毒癥患者的研究發現PCT比C反應蛋白、乳酸等更能作為判斷膿毒癥嚴重程度的獨立預測指標。崔巍等[26]通過檢測CRRT治療下的膿毒癥患者發現CRRT能明顯降低嚴重膿毒癥的PCT水平，有效清除炎癥因子，降低28 d病死率，改善患者預后。PCT現已作為CRRT治療膿毒癥效果評價的常規檢測指標，能夠及時、便捷、準確地評估治療效果，具有較高的臨床指導意義。

3.6 HMGB1

HMGB1是一種高度保守的非組蛋白DNA結合蛋白，位于細胞核內，在正常生理條件下維持基因組的穩定和DNA的加工[27]。HMGB1在所有細胞中均有表達，并優先定位于細胞核，已被確定為致死性全身炎癥的細胞因子介質，在膿毒癥期間主動或被動地釋放到血液中[28-29]。HMGB1主要通過抑制中性粒細胞依賴的抗菌防御機制，在膿毒癥晚期逐漸累積，促進免疫抑制的惡化[30]，是引起膿毒癥晚期免疫癱瘓的主要炎癥因子[31]。同時，有研究[32-33]進一步表明在盲腸結扎穿孔誘導的膿毒癥動物模型中循環HMGB1水平數周內仍保持較高水平；在臨床膿毒癥患者的血清和尿液中HMGB1水平顯著升高，其中血清HMGB1的升高、尿中HMGB1排泄的減少與膿毒癥的嚴重程度呈正相關；當臨床診斷為膿毒癥后立即啟動血液凈化治療能有效降低血清HMGB1水平，促進HMGB1通過尿液排出，改善膿毒癥的預后，可作為膿毒癥患者死亡的晚期預測因子。目前，HMGB1的研究成果逐漸成熟，為膿毒癥血液凈化機制的研究提供了新的視角，也為膿毒癥的治療提供了新的策略。

4 展望

CRRT應用于膿毒癥可維持血流動力學、水鹽電解質與酸堿平衡的穩定，且對液體、溶質的清除能力較強，尤其是非選擇性清除內毒素、炎癥介質等，通過降低上述相關炎癥介質水平使全身炎癥反應下調，發揮免疫調理作用，維持器官穩態，從而改善預后并降低病死率。另一方面，由于CRRT具有持續液體清除能力，因此不需嚴格限制液體入量，并可同時實施靜脈營養支持、器官功能支持等治療，最大程度地改善機體功能，也使CRRT有了獨特的治療優勢。CRRT在治療膿毒癥方面有著廣闊的應用前景，應通過不斷選擇標準、可靠的生物標志物來及時評估CRRT的治療效果，調整治療方案，以改善預后，降低病死率。