糖皮質激素在膿毒癥治療中研究進展

孫玉景 吳建華 任建國 陳照家 高彥文 王耀勇

(1山西醫科大學，山西 太原 030000；2山西省汾陽醫院呼吸與危重醫學科)

膿毒癥是指因感染引起的宿主反應失調導致的危及生命的器官功能障礙，其中膿毒性休克最為危重〔1〕，發病率高且病情兇險，死亡率高，全球每年有患者數量(2 000～3 000)萬〔2〕。近年來，盡管抗感染治療和器官功能支持技術取得了長足進步，但膿毒癥的死亡率仍高達30%～70%〔1〕，其發生率及死亡率仍有不斷上升的趨勢。膿毒癥發病機制復雜，最新國際共識表明，膿毒癥的發生與宿主免疫反應有關。膿毒癥的發病過程包括全身炎癥反應綜合征(SIRS)及代償性抗炎反應綜合征(CARS)，針對性的治療是抗炎及免疫激活治療。糖皮質激素目前廣泛用于炎癥性疾病的治療，其通過效應分子介導其多重抗炎作用。但目前大量研究表明，糖皮質激素在膿毒癥中的具體應用仍存在較大爭議。本文結合國內外最新研究，對糖皮質激素在膿毒癥的應用進行綜述。

1 膿毒癥的發病機制

1.1免疫功能紊亂 通常，機體自身調節包括早期警戒階段，隨后是抵抗階段，然后是可能導致死亡的疲憊階段。膿毒癥的病理生理機制至今仍尚未明確，目前理論支持，一方面，細菌毒素直接損傷組織細胞或形成抗原抗體復合物損傷組織細胞，引發膿毒性休克。另一方面，外源性致病因子刺激機體免疫活性細胞，導致促炎介質失控性釋放，機體“細胞因子風暴”引起全身失控性過度的炎癥反應和其他一系列繼發改變的綜合征，產生SIRS，持久強烈的炎癥反應導致患者組織器官灌注不足，引起休克、多器官功能障礙綜合征甚至死亡〔3〕。一項回顧性研究顯示〔4〕，膿毒癥死亡病例中有36.7%的患者死于早期階段的機體過度炎癥反應；促炎反應的同時也激活了抗炎反應，體內內源性抗炎介質過量釋放，持續或強烈的抗炎反應會造成機體長期而廣泛的免疫抑制，產生CARS，甚至引起所謂的“免疫麻痹狀態”，從而增加了繼發/機會感染的易感性，膿毒癥后期的死亡率高達63.3%。促炎反應和抗炎反應的平衡失控，可導致器官衰竭，最終導致患者死亡，膿毒性休克患者免疫功能紊亂是極其復雜的，先前研究〔5〕認為膿毒癥SIRS和CARS兩個時期是先后出現，但最新的研究表明兩者并非孤立或先后發生的，而是在膿毒癥發病初期同時發生的，只不過SIRS與CARS在膿毒癥的早期及晚期階段分別占據主導地位。膿毒癥的發生發展與免疫功能紊亂密切相關，把握膿毒癥患者免疫功能狀態，有助于改善膿毒性休克的預后。

1.2腎上腺皮質功能不全和(或)糖皮質激素抵抗 危重病相關皮質類固醇激素不足(CIRCI)是指在危重病狀態下，下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸出現功能障礙，和(或)糖皮質激素抵抗導致皮質類固醇激素絕對或相對數量和(或)活性不足〔6〕，其特征是夸大和持久的促炎反應。CIRCI在膿毒性休克中高達60%，一旦發生CIRCI，病死率增加 10%～35%〔7〕，對于膿毒癥患者，當出現對液體復蘇和升壓藥反應不佳時，應該考慮CIRCI〔8〕。

應激過程中，HPA軸主要由促腎上腺皮質激素釋放激素(CRH)不依賴的途徑激活，涉及免疫介質。入侵的病原體由多種細胞識別，包括上皮細胞、內皮細胞和免疫細胞，隨后，這些細胞產生促進額外細胞招募、破壞和清除病原體的因子。其中，促炎癥細胞因子，如腫瘤壞死因子(TNF)、白細胞介素(IL)-1和IL-6〔9〕及抗炎細胞因子，如IL-4和IL-10，可能有助于激活HPA軸。但相對機體對皮質醇的需求量增加及腎上腺對促腎上腺激素(ACTH)的低反應性而言，腎上腺皮質功能其實多處于相對不全的狀態〔10〕。HPA軸障礙可表現在各個環節：①膿毒癥與下丘腦核中誘導型一氧化氮(NO)合酶(INOS)的顯著過度表達有關，這種表達部分由TNF和IL-1觸發。隨后NO的大量釋放可能導致神經細胞和膠質細胞的凋亡，從而使CRH/ACTH分泌減少〔6〕。②危重病患者尤其膿毒性休克狀態下，血漿皮質醇清除率平均減少50%，血漿皮質醇清除率降低，主要是由于肝腎皮質醇向皮質醇穿梭受到抑制，使皮質醇在體內蓄積，從而反饋性抑制HPA軸〔11〕。③在危重患者中，依托咪酯抑制皮質醇合成的最后一步，增加了腎上腺功能不全的風險。另外，腎上腺清道夫受體(SR)B1介導的膽固醇攝取被認為是對抗內毒素的重要保護機制。然而，敗血癥引起的腎上腺皮質SRB1表達不足與死亡率增加相關。因此，及時識別相對腎上腺皮質功能不全，提前進行干預措施，對于治療膿毒性休克至關重要。

2008年指南指出〔12〕，CIRCI診斷主要依靠ACTH刺激試驗，但由于ACTH刺激試驗影響因素較多，包括感染的嚴重程度、合并其他內分泌疾病、血漿白蛋白水平、既往糖皮質激素使用情況等。 并且試驗中存在ACTH制劑給藥劑量不一致、不能反應糖皮質激素抵抗及無法指導CIRCI治療等問題，所以現拯救膿毒癥運動指南已不推薦使用 ACTH刺激試驗來區別絕對與相對腎上腺皮質功能不全〔13〕。目前，HPA軸障礙進行新的評估包括地塞米松抑制試驗、皮質醇代謝的測定及動態ACTH刺激試驗，但是由于膿毒癥本身免疫狀態不斷變化及試驗本身存在局限性，因此需要臨床進一步研究。目前，應對腎上腺皮質功能不全的最好方法是用糖皮質激素進行替代治療。

2 糖皮質激素在膿毒性休克中應用發展史

一直以來，糖皮質激素抑制膿毒癥患者炎癥反應被廣泛熟知〔14〕，治療膿毒癥皮質類固醇已經在嚴重感染患者的管理中使用了60多年。膿毒癥患者外源性應用糖皮質激素有很強的理論基礎。然而，它們在實踐中的使用仍然存在爭議。人們普遍認為皮質類固醇可以改善膿毒癥相關的并發癥，如休克、器官功能障礙等。它們對存活率和繼發感染風險的影響是有爭議的。1951年首次提出糖皮質激素對嚴重感染有治療作用，20世紀50年代至80年代初，研究顯示〔15〕，大劑量的使用類固醇激素可顯著降低膿毒性休克患者的病死率，故而大劑量的糖皮質激素被應用治療膿毒癥及膿毒性休克，但之后直至20世紀80年代末，一項雙盲隨機對照試驗〔16〕表明使用大劑量糖皮質激素，增加了二重感染的機會，繼而增加了嚴重膿毒癥及膿毒性休克患者的病死率。然而，90年代研究結果顯示，應用生理劑量的糖皮質激素，可以改善血流動力學參數，降低死亡率〔17〕。Annane等〔18，19〕提出了相對性腎上腺功能不全(RAI)的概念，回顧了糖皮質激素在感染性休克患者中的作用，并得出結論，糖皮質激素能縮短膿毒性休克的持續時間，尤其是對于腎上腺功能不全的患者，Sprung等〔20〕研究表明氫化可的松可以加速休克的逆轉。

目前研究表明小劑量糖皮質激素治療膿毒性休克的臨床療效較好，且對于患者的血清感染標志物水平也有積極的改善作用〔21〕。2014年指南〔22〕不推薦常規使用糖皮質激素治療膿毒性休克，然而2018年指南〔12〕指出，在經過充分的液體復蘇及血管活性藥物治療后血流動力學仍不穩定的膿毒性休克患者，建議靜脈使用氫化可的松，劑量為200 mg/d〔23〕，但這是應用其他方式治療膿毒癥效果不佳時，應用激素作為治療膿毒癥的最后一搏。盡管經過了大量的臨床研究，至今糖皮質激素在膿毒癥患者中的應用仍然存在極大的爭議，并且臨床指導用藥仍不明確。最近的ADRENAL和APROCCHSS兩項隨機對照試驗報道了糖皮質激素對感染性休克患者90 d死亡率的不同治療效果〔24,25〕。ADRENAL試驗每天靜脈輸注200 mg氫化可的松與安慰劑，連用7 d后比較其療效，結果兩組之間在90 d死亡率方面沒有顯著差異(27.9% vs 28.8%)，但應用氫化可的松的患者能夠較早地逆轉休克和從機械通氣中解脫。APROCCHSS試驗每天分劑量服用200 mg氫化可的松和氟可的松與安慰劑相比在嚴重膿毒癥休克患者中的效果，結果類固醇組90 d死亡率卻有所降低(43.0% vs 49.1%)，并能更早逆轉休克和從機械通氣中解脫。這兩個試驗都招募了符合膿毒癥和膿毒癥休克第二個國際共識定義的患者，但APROCCHSS試驗要求將更嚴重的休克作為納入標準。根據以上兩項最新大規模臨床研究的結果，可以認為糖皮質激素對于感染性休克中的病情危重患者治療效果好〔26〕。

3 糖皮質激素在膿毒性休克中的應用機制

糖皮質激素是由腎上腺合成和釋放的類固醇激素。通過HPA軸調節，并受多種因素影響，如血清素，γ-氨基丁酸(GABA)和促炎細胞因子，生理劑量下，糖皮質激素是人體內一類重要的調節分子。它們對發育、生長、新陳代謝和免疫功能有重要的調節作用〔27〕。藥理劑量下，糖皮質激素主要發揮抗炎、免疫抑制和抗休克等作用。目前廣泛用于炎癥性疾病的治療，其通過許多效應分子介導其多重抗炎作用，穩定溶酶體膜，達到對促炎介質抑制并加強血管收縮作用，改善膿毒性休克時機體的血管麻痹狀態。

3.1抗炎作用 皮質醇對促炎介質(如TNF、IL-1、IL-6、IL-8、IL-12、γ-干擾素等)有明確的抑制作用，并抑制內皮細胞、中性粒細胞激活，阻止了急性期反應。一項膿毒癥模型大鼠研究中〔28〕，根據大鼠血液炎癥因子水平分組，評價氫化可的松治療高炎癥和低炎癥的療效。結果表明，糖皮質激素治療7 d后，大鼠血清C反應蛋白、IL-6和干擾素-γ-HT水平顯著降低，動脈壓、心率和肝功能較低炎癥治療組明顯改善，表明氫化可的松對高炎癥組的治療效果優于低炎癥組。糖皮質激素主要通過基因組效應和非基因組效應來發揮抗炎作用。

3.1.1基因組效應 糖皮質激素抗炎作用經典機制是激活或抑制多個基因，作用開始時間是4～24 h。糖皮質激素是一種脂溶性小分子化合物，易通過細胞膜與胞質內的糖皮質激素受體(GR)結合。GR存在GRα和GRβ兩種亞型。GRα活化后產生經典的激素效應，而GRβ不具備與激素結合的能力，作為GRα拮抗體而起作用。在沒有糖皮質激素結合的情況下，GR在細胞質中處于非活性狀態，與各種伴侶分子結合(如熱休克蛋白90和免疫親和素)結合成一種大的復合體，防止GRα對DNA產生作用。這種復合體與激素結合后，構型發生變化，熱休克蛋白等成分與GRα分離，隨之糖皮質激素-GR復合物易位進入到細胞核中〔29〕。作為特定基因的反式激活因子或反式阻遏因子發揮作用，影響基因轉錄，相應的引起轉錄增加或減少，改變介質相關蛋白的水平，進而對炎癥細胞和分子產生影響而發揮抗炎作用〔30〕。糖皮質激素的其他基因組效應包括降低mRNA的穩定性，引起粒細胞-單核細胞集落刺激因子基因的抑制。糖皮質激素還可以通過顯著減少循環和組織中的嗜酸性粒細胞和淋巴細胞的數量，并誘導其凋亡來抑制炎癥。

3.1.2非基因組效應 非基因組效應是糖皮質激素發揮抗炎作用的另一重要機制。非基因效應的主要特點為快速啟動(數秒到數分鐘)、作用持續時間短(60～90 min)，對轉錄和蛋白質合成抑制劑不敏感，原因在于直接獨立于轉錄的抑制或激活〔29〕。非基因組效應機制為：①細胞膜類固醇受體:除了類固醇核受體外，尚存在細胞膜類固醇受體，而類固醇的快速非基因效應與細胞膜類固醇受體相關〔30〕。②解離的伴侶分子本身的作用〔31〕：糖皮質激素與GR結合后，GRα與熱休克蛋白90等成分分離，糖皮質激素-GR易位進入細胞核，產生基因組效應，而熱休克蛋白90等受體外成分則進一步激活某些信號通路產生快速效應。③糖皮質激素-GR影響線粒體功能和基因表達。

3.2免疫抑制作用 糖皮質激素對免疫過程的多個環節均有抑制作用。小劑量糖皮質激素主要抑制細胞免疫，大劑量則通過抑制B細胞轉化成漿細胞，減少抗體生成，達到干擾細胞免疫的作用。并且糖皮質激素能干擾淋巴組織在抗原作用下的分裂和增殖，阻斷致敏T淋巴細胞所誘發的單核細胞和巨噬細胞的聚集等。除了對嗜酸性粒細胞和淋巴細胞的免疫抑制作用外，糖皮質激素還通過微小核糖核酸(microRNA)靶向下調人單核細胞中Toll樣受體(TLR)4的信號活性〔32〕，起到免疫抑制的作用。此外，通過抑制細菌脂多糖(LPS)誘導的p38激酶活化的磷酸酶，糖皮質激素-GR可以抑制LPS-TLR4介導的炎癥反應。抑制免疫的機制是：①誘導淋巴細胞DNA降解。②影響淋巴細胞的物質代謝〔33〕。③誘導淋巴細胞凋亡。④抑制核轉錄因子(NF)-κB活性〔33〕：NF-κB是一種重要的轉錄調節因子，NF-κB過度激活可導致多種炎性細胞因子的生成。糖皮質激素一方面通過抑制NF-κB與DNA結合，阻斷其調控作用。另一方面增加NF-κB抑制蛋白1 kBa基因的轉錄，抑制NF-κB活性，從而發揮免疫抑制作用。另外，也有學者發現，在不同的細胞類型中，糖皮質激素可能誘導或抑制各種TLR的表達或信號，說明了糖皮質激素在某些類型的細胞中也可能具有免疫增強作用〔30〕，需要大量研究進一步證實。

3.3抗休克 嚴重膿毒癥患者病情進一步發展可引起多臟器功能損傷，包括膿毒癥相關心肌損害，導致泵衰竭〔34〕，進一步可引起患者死亡，因此對于膿毒性休克患者而言，積極抗休克治療至關重要。糖皮質激素通過改善血流量、改善微循環及增加血管阻力，從而達到抗休克的目的。糖皮質激素通過與腎臟中的鹽皮質激素受體結合〔35〕，保持機體鈉和水，有助于恢復有效血流量。糖皮質激素還改善了膿毒性休克的微循環和組織灌注〔36〕，這一作用可能是通過激活絲裂原活化蛋白激酶和蛋白激酶B(Akt)通路上調內皮INOS來實現的。也有助于恢復全身血管阻力。首先，通過增加血管間質中的鈉和水含量會增加血管壁的硬度〔37〕。并且，其增強血管收縮及增強血壓對α-1激動劑的反應。另外，糖皮質激素有助于降低心肌抑制因子量，增強心肌收縮力，并提升機體對細菌內毒素耐受力，最終達到抗休克的作用〔38〕。

綜上，目前糖皮質激素應用的領域廣泛，包括各種炎癥性疾病，并取得臨床可觀的效果，但應用糖皮質激素的同時也帶來一定的副作用。雖然糖皮質激素的應用在膿毒癥領域從20世紀開始研究至今，仍然爭議不斷，由于膿毒癥及膿毒性休克發病機制復雜，其涉及機體的組織器官廣泛，病情進展迅速，異質性極大，包括所感染的病原體、感染部位及宿主反應和就診時間等均存在巨大差異，給臨床中診斷和糖皮質激素治療帶來了極大阻力，因此需要對膿毒癥發病機制及免疫功能需要不斷深入的研究，從而針對性把握糖皮質激素的應用人群、時機、劑量，提高膿毒癥患者的救治率。近年來，對于糖皮質激素聯合治療〔39〕(包括鹽皮質激素、維生素C、維生素B及中藥成分)的研究也逐漸深入，因此對于膿毒癥患者糖皮質激素治療的具體方案仍需要研究。