維生素C輔助治療膿毒癥研究進(jìn)展

賀麗玲，閆新明

(山西醫(yī)科大學(xué)附屬山西白求恩醫(yī)院，同濟(jì)山西醫(yī)院急診科，太原 030000)

膿毒癥是指感染引起宿主反應(yīng)失調(diào)，導(dǎo)致危及生命的多器官功能障礙，是全球感染致死亡的主要原因。體內(nèi)促炎因子調(diào)控失衡引發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴，導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞通透性改變，凝血功能障礙，活性氧(reactive oxygen species，ROS)增加，血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)等，常危及生命，早期識(shí)別和及時(shí)干預(yù)炎癥反應(yīng)是阻止膿毒癥進(jìn)展的核心。維生素C(vitamin C)是一種水溶性維生素，對(duì)人體至關(guān)重要，是內(nèi)源性兒茶酚胺、神經(jīng)遞質(zhì)、膠原、皮質(zhì)醇合成的輔助底物，可充當(dāng)抗氧化劑，降低活性氧含量，從而改善微循環(huán)，減少內(nèi)皮細(xì)胞損傷[1]。MARIK等[2]研究發(fā)現(xiàn)，維生素C可限制線粒體氧化損傷，抑制腫瘤壞死因子α(TNF-α)生成。研究顯示，約40%膿毒性休克患者血漿中嚴(yán)重缺乏維生素C(<11.3 mmol·L-1)，血漿維生素C濃度與膿毒癥預(yù)后密切相關(guān)[3]。因此，外源性補(bǔ)充維生素C可減弱膿毒癥炎癥反應(yīng)，提高患者生存率。

1 維生素C與膿毒癥

1.1維生素C 維生素C又稱L-抗壞血酸，是人體不可缺少的水溶性維生素。因靈長類動(dòng)物、豚鼠、魚類體內(nèi)缺乏合成維生素C所需的古洛糖酸內(nèi)酯氧化酶(gulonolactone oxidase，GULO)，因此必須依賴外源性補(bǔ)充維生素C[4]。MARIK等[2]報(bào)道，膿毒癥狀態(tài)下機(jī)體攝入量及吸收減少，新陳代謝增加，導(dǎo)致血漿維生素C含量下降，約90%患者血漿維生素C濃度低于23 mmol·L-1，維生素C嚴(yán)重缺乏會(huì)導(dǎo)致多器官功能障礙，外源性補(bǔ)充維生素C可有效降低病死率。

一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)的證據(jù)顯示，給予膿毒癥患者大劑量維生素C能夠減輕內(nèi)皮細(xì)胞和其他細(xì)胞氧化損傷，從而改善組織灌注和氧合，并減輕隨之而來的器官功能障礙[5]。維生素C廣泛用于臨床實(shí)踐，可保護(hù)細(xì)胞成分免受活性氧和自由基介導(dǎo)的氧化應(yīng)激反應(yīng)，同時(shí)參與膠原分泌、多巴胺及其他分子生物合成[1]。此外，F(xiàn)ARJANA等[6]報(bào)道，維生素C通過增強(qiáng)抗炎活性、穩(wěn)定溶酶體活性、殺死病原微生物、抑制病毒復(fù)制來調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，可用于新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)的臨床治療，同時(shí)維生素C也可顯著降低2型糖尿病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，減少肺組織損傷；補(bǔ)充足量維生素C可清除肌酐在體內(nèi)的蓄積，改善腎功能[7]；維生素C也可調(diào)節(jié)表觀調(diào)控，調(diào)節(jié)胚胎干細(xì)胞功能，降低癌癥發(fā)生概率[8]。

1.2膿毒癥 根據(jù)膿毒癥和膿毒癥休克的第三個(gè)國際共識(shí)定義(Sepsis3.0)，膿毒癥是一種感染狀態(tài)下宿主反應(yīng)失調(diào)引起的危及生命的臨床征候群[9]，其發(fā)病率、病死率居高不下。美國對(duì)2003—2007年膿毒癥合并器官功能障礙綜合征流行病學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，該病發(fā)病率達(dá)3‰，死亡率達(dá)28.6%[10]，存活的患者需要多種生命支持治療，如抗菌藥物、液體復(fù)蘇治療、升壓藥物、預(yù)防應(yīng)激性潰瘍以及吸氧甚至機(jī)械通氣等。

膿毒癥患者在炎癥因子刺激下，體內(nèi)活性氧、補(bǔ)體激活物及自由基大量釋放，內(nèi)皮細(xì)胞穩(wěn)定性被破壞，同時(shí)脂多糖、TNF-α及白細(xì)胞介素-1(IL-1)被誘導(dǎo)過度表達(dá)，啟動(dòng)外在凝血途徑，形成微循環(huán)血栓[11]。因炎癥風(fēng)暴及病原微生物介導(dǎo)細(xì)胞代謝改變，機(jī)體對(duì)血管活性物質(zhì)的敏感性降低，最終發(fā)展為多臟器衰竭[12]。

2 維生素C作用機(jī)制

維生素C主要通過減弱氧化應(yīng)激損傷、改善機(jī)體微循環(huán)以及保護(hù)細(xì)胞屏障等影響膿毒癥病理過程。

2.1減輕氧化應(yīng)激反應(yīng) 維生素C可通過減少超氧根離子(O2-)減弱氧化應(yīng)激，保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞屏障功能，減弱水腫及器官功能障礙[13]。具體影響途徑如下：氮氧化物(nitrogen oxides，NOX)誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生活性氧[14]，人體微血管病變時(shí)，NOX胞質(zhì)成分p47phox、p67phox磷酸化使得大量氧氣轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚匝酰龠M(jìn)炎性細(xì)胞激活，引起膠原蛋白沉積[15]；維生素C阻止NOX激活[16]、抑制人體p47phox基因過度表達(dá)[15]，從而減弱氧化應(yīng)激；活性氧又可使一氧化氮合成酶(iNOS)生成增多[17]，產(chǎn)生過量一氧化氮(NO)，過量NO產(chǎn)生過氧硝酸鹽，過氧硝酸鹽影響線粒體能量代謝，使內(nèi)皮功能紊亂。有實(shí)驗(yàn)證實(shí)，血漿維生素C>10 mmol·L-1對(duì)O2-清除作用更強(qiáng)[18]。

2.2改善微循環(huán) 維生素C通過抑制細(xì)胞黏附分子生成改善微循環(huán)，維持血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定。氧化應(yīng)激可刺激內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)組織因子和細(xì)胞黏附分子[19]，促進(jìn)白細(xì)胞及血小板黏附于血管內(nèi)皮細(xì)胞表面，激活凝血途徑形成微循環(huán)栓塞。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)，維生素C可抑制內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子表達(dá)[20]，從而減輕膿毒癥對(duì)微循環(huán)的影響。

2.3維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài) 維生素C可通過減輕氧化應(yīng)激對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞損傷，調(diào)節(jié)核細(xì)胞對(duì)應(yīng)激和缺氧反應(yīng)，多效性協(xié)調(diào)免疫系統(tǒng)及循環(huán)細(xì)胞因子穩(wěn)態(tài)[21]。低濃度(0.15 mg·mL-1)維生素C能夠抑制體外金黃色葡萄球菌增殖，抑制幽門螺桿菌生長[22]，同時(shí)對(duì)形成生物膜的大腸埃希菌具有強(qiáng)大抗菌作用[23]。

3 維生素C對(duì)膿毒癥動(dòng)物模型的影響

既往動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ妥C實(shí)，給予維生素C治療膿毒癥動(dòng)物模型，結(jié)果從多個(gè)方面證實(shí)其有益。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，維生素C通過誘導(dǎo)生成血紅素氧化酶-1(heme oxygenase 1，HO-1)，減緩腎臟、肝臟以及肺部損傷，同時(shí)減少臟器損傷相關(guān)血液生化指標(biāo)，如丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、乳酸脫氫酶(LDH)、血尿素氮(blood urea nitrogen，BUN)以及乳酸，及時(shí)使用維生素C可有效改善膿毒癥患者的預(yù)后[2]。

小鼠膿毒癥模型中[24]，靜脈給予維生素C可以通過抑制過氧化物生成保護(hù)微循環(huán)血管內(nèi)皮細(xì)胞細(xì)胞膜正常的滲透性，減輕細(xì)胞水腫，保護(hù)蛋白質(zhì)不被異常磷酸化修飾。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)摱景Y模型中，維生素C可改善多器官功能障礙綜合征，減輕缺血-再灌注肺損傷，降低血液丙二醛含量[2]，減輕骨骼肌細(xì)胞水腫并減少炎癥細(xì)胞浸潤[25]，維生素C還可以改善動(dòng)物血壓，增加其對(duì)血管活性藥物敏感性[1，11]，同時(shí)還可以減緩微循環(huán)血小板粘附，減輕血液淤滯[12]。

在其他一些缺血-再灌注氧化應(yīng)激動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，如一項(xiàng)大鼠心肺復(fù)蘇(cardiopulmonary resuscitation，CPR)實(shí)驗(yàn)中，CPR術(shù)前或者術(shù)后給予維生素C可以明顯減輕心肌細(xì)胞脂質(zhì)過氧化損傷、抑制線粒體腫脹以及細(xì)胞凋亡，最終提高CPR成功率[10]。大劑量維生素C可通過降低脂質(zhì)過氧化和炎癥因子表達(dá)減輕小鼠腎毒性[26]，另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)顯示，對(duì)肥胖小鼠補(bǔ)充維生素C，可預(yù)防肝內(nèi)脂肪蓄積，改善肝脂肪變性，減少肝細(xì)胞線粒體損傷[27]。給予嚴(yán)重?zé)齻颊叽髣┝烤S生素C可降低血清丙二醛(MDA)含量[3]，抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)。在GULO基因敲除小鼠，維生素C可通過增加干擾素產(chǎn)生，表現(xiàn)出抗病毒免疫應(yīng)答及降低肺部病毒效價(jià)[4]。

4 維生素C對(duì)膿毒癥患者的影響

膿毒性休克患者體內(nèi)，通過差異沉降和離心分離分離出單核細(xì)胞、粒細(xì)胞，二硝基苯肼方法測量維生素C含量，將細(xì)胞內(nèi)維生素C水平與血漿濃度比較，顯示維生素C在單核細(xì)胞中的濃度是血漿中的80倍，粒細(xì)胞中維生素C濃度是血漿中的25倍。同時(shí)發(fā)現(xiàn)維生素C在單核細(xì)胞和粒細(xì)胞中發(fā)揮作用最強(qiáng)[28]。臨床對(duì)照試驗(yàn)中，分別予以膿毒性休克組及健康對(duì)照組靜脈輸注維生素C 1 g后，與健康受試者相比，膿毒性休克患者體內(nèi)維生素C濃度迅速降低[29]，提示膿毒性休克患者對(duì)維生素C消耗可能增加，聚集在單核細(xì)胞和粒細(xì)胞中發(fā)揮作用[30]。

一項(xiàng)美國新澤西州醫(yī)療中心的隨機(jī)雙盲試驗(yàn)中[31]，將137例膿毒癥患者隨機(jī)分為治療組及對(duì)照組，治療組給予維生素C、氫化可的松、硫胺素(thiamine，HAT)，對(duì)照組給予氫化可的松與HAT組合，比較兩組休克緩解時(shí)間、膿毒癥相關(guān)序貫器官衰竭[sequential(sepsis-related)organ failure assessment，SOFA]評(píng)分、降鈣素清除率(procalcitonin clearance，PCT-c)、住院時(shí)間(hospital length of stay，LOS)評(píng)價(jià)維生素C治療效果。結(jié)果治療組較對(duì)照組SOFA評(píng)分下降明顯，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，休克緩解時(shí)間、PCT-c、LOS時(shí)間縮短，而SOFA、PCT-c與膿毒癥器官衰竭和死亡率密切相關(guān)，說明補(bǔ)充維生素C可降低患者死亡率。

一項(xiàng)危重癥患者臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示，使用維生素C可減少肺部發(fā)病率和器官衰竭[32]，縮短重癥監(jiān)護(hù)病房(ICU)機(jī)械通氣時(shí)間和住院時(shí)間[2]，降低一些氧化應(yīng)激標(biāo)記物[3]。提高血管活性藥物敏感性，減少液體復(fù)蘇需要量，改善組織氣體交換，增加尿量，減輕血管滲漏[5]。維生素C可改善凝血功能、降低出血傾向[33]，此外該藥聯(lián)合小劑量三氧化二砷治療難治性多發(fā)骨髓瘤也取得滿意療效[34]。

維生素C對(duì)其他缺血-再灌注與氧化應(yīng)激過程，如燒傷、心臟手術(shù)等同樣有顯著影響。實(shí)驗(yàn)性動(dòng)物模型顯示，膿毒癥可導(dǎo)致大量活性氧產(chǎn)生，廣泛內(nèi)皮、細(xì)胞和線粒體損傷，進(jìn)一步導(dǎo)致進(jìn)行性器官衰竭。膿毒癥病情發(fā)展與維生素C急性缺乏有關(guān)[2-3]。在重度燒傷患者的臨床觀察中，靜脈給予維生素C可減少液體需要量，減輕水腫，縮短機(jī)械通氣時(shí)間[18]。

以上動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及其臨床觀察中，可見維生素C對(duì)膿毒癥病理過程有積極影響。但未明確區(qū)分出口服與靜脈補(bǔ)充二者治療效果，對(duì)劑量、給藥時(shí)間與效果也沒有確切關(guān)系。研究表明，靜脈給予較大劑量(800 mg·d-1)的維生素C，患者無明顯不適。但給藥時(shí)間延長(>8 d)會(huì)明顯增加草酸鈣腎結(jié)石發(fā)病率，5 d內(nèi)靜脈同劑量給藥未有過此類并發(fā)癥的報(bào)道[18]。

5 總結(jié)

筆者在本文總結(jié)了維生素C對(duì)膿毒癥的影響。維生素C能夠通過多種途徑預(yù)防活性氧誘發(fā)的微循環(huán)血流障礙，改善血管內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)縮血管物質(zhì)的反應(yīng)性以及減輕器官損傷。維生素C作為膿毒癥的輔助治療仍有諸多問題需要解決，治療效果仍需大量循證醫(yī)學(xué)的支持，給藥方式是口服還是靜脈補(bǔ)充，給藥時(shí)機(jī)和劑量仍停留在經(jīng)驗(yàn)性用藥方面，對(duì)影響膿毒癥病理過程認(rèn)識(shí)不夠全面，在未來的研究中，這些問題的逐漸解決，將為臨床治療膿毒癥提供有意義的指導(dǎo)。