第九章　脓毒症免疫调理治疗新进展

随着老龄化人口增多，免疫衰老问题越来越常见，预计在以后的数十年内脓毒症的总体死亡率仍然居高不下^[1]。免疫调节治疗一直是脓毒症研究的热点之一，不少临床试验证实，给予严重脓毒症免疫增强剂可通过改变其免疫抑制状态而改善预后。然而，大多数免疫调节治疗的临床疗效缺乏大样本循证医学支持，免疫调节在脓毒症治疗中的地位和价值值得关注。

一、脓毒症的免疫反应特点

脓毒症的炎症反应具有双相性反应特点，一方面机体产生失控的过度全身炎症，即全身炎症反应综合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS）为特点。另一方面，启动代偿性抗炎反应（Compensatory anti-inflammatory response syndrome，CARS）。IL-10、IL-4、TGF-β、IL-1RA（IL-1R的拮抗物）和IL-13等抗炎细胞因子大量产生以拮抗过度产生的炎症细胞因子，同时炎症细胞因子因合成减少或消耗降解而降低，导致不适当免疫抑制状态。脓毒症发生、发展过程中免疫过激和抑制构成了矛盾的两方面，它们相互依赖，相互斗争，互相消长，并贯穿脓毒症炎症反应的全过程。

（一）全身炎症反应综合征

SIRS指在各种严重感染、创伤、烧伤、缺氧及再灌流损伤等感染与非感染性因素刺激下机体过度释放促炎细胞因子如TNF-α、IL-1、IL-8，并激活补体和凝集的级联反应，以对抗入侵的外源性致病菌。

固有免疫（天然免疫或非特异性免疫）。SIRS最常见的始动因子是革兰阴性菌释放的内毒素/脂多糖（LPS）。感染发生后，细菌LPS进入血循环，首先与脂多糖结合蛋白（LBP）发生特异结合。LPS的主要受体是巨噬细胞表面的CD14分子，LPS通过LBP与CD14发生结合，形成LPS-LBP-CD14三体复合物形式，活化Toll样受体，发生信号传导。Toll样受体-跨膜信号转导在全身炎症反应的发病机制中占据核心地位。脓毒症患者抗原提呈细胞等免疫细胞高表达TLR2、TLR4及其信号传导分子，肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素（IL）-1β等前炎症细胞因子表达水平与TLR信号途径传导分子表达相一致，表明TLR信号途径异常活化参与脓毒症的发生发展^[2]，对脓毒症炎症级联反应的放大具有重要作用。大量异常产生的TNF-α、IL-1β、IL-6等炎症细胞因子和趋化因子，可诱导血管内皮细胞高表达细胞黏附因子（ICAM）等黏附分子及一氧化氮（NO），并募集中性粒细胞到黏附分子表达部位，造成血管内皮损伤，激活凝血/纤溶系统，导致组织细胞损伤。组织细胞破坏释放的内源性配体又进一步活化TLR，诱发炎症细胞因子级联反应，严重者可导致脓毒性休克或MODS。

适应性免疫（获得性免疫）也参与脓毒症炎症反应，但其发挥作用较前者迟，致炎作用也相对较弱，而抗炎作用相对较强。适应性免疫反应由T、B淋巴细胞介导，对于特异性持久清除病原微生物具有重要作用。抗原提呈细胞（如DC或MC等）在消化处理抗原并提呈给T细胞同时，经TLR信号途径活化产生的B7-1等共刺激分子和细胞因子可诱导初始T细胞分化为CD4⁺辅助性T细胞（Th），包括Th1、Th2、Th17及CD4+CD25+FOXP3调节性T细胞（Treg）^[3]。Th细胞及其分泌的细胞因子具有多重功能，除辅助B细胞生成抗体及增强CD8⁺细胞毒性T淋巴细胞（CTL）活性外，尚可调节（抑制）免疫反应和诱导炎症反应。在脓毒症炎症反应中，Th1和Th17参与炎症免疫反应。Th1主要由IL-12或IFN-γ诱导，分泌促炎症因子IFN-γ和IL-2，诱导细胞免疫反应，并可进一步活化巨噬细胞，促进炎症细胞因子产生。Th17主要由IL-6诱导，通过分泌IL-17诱导巨噬细胞、内皮细胞等细胞产生TNF-α、IL-1β、IL-6等多种炎性因子，触发全身炎症反应。

（二）代偿性抗炎反应综合征

随脓毒症炎症反应发生，机体启动CARS，IL-10、IL-4、TGF-β、IL-1RA（IL-1R的拮抗物）和IL-13等抗炎细胞因子大量产生以拮抗过度产生的炎症细胞因子，同时炎症细胞因子因合成减少或消耗降解而降低，CD4⁺T淋巴细胞分化成抑制性T淋巴细胞，这种抑制效应又称Th2型应答，从而导致不适当免疫抑制状态。在脓毒症患者中，当患者CRAS占优势时，因免疫力低下，会因持续、严重的感染而死亡；在另一些存活的患者中，抗炎机制控制了炎症，此种抗炎反应是一种代偿。这种CRAS的免疫抑制又被称为“免疫麻痹”。

目前认为PGE2持续释放是导致CARS的主要原因。CARS发生的机制可能为严重创伤或感染早期，单核细胞等炎症细胞可释放大PGE2，并持续升高长达21天。免疫抑制可表现为：

（1）通过主要MHCⅡ类抗原表达抑制，IL-10和转化生长因子抑制了抗原诱导的特异性T淋巴细胞的增生并减少细胞因子介导的巨噬细胞激活。人类白细胞抗原-DR（HLA）持续减少，出现HLA-DQ抗原表达，因此活性氧和促炎的细胞因子形成能力降低^[4]。

（2）诱导TH2细胞及单核吞噬细胞释放IL-4、IL-10、IL-13等抗炎介质。

（3）通过主要MHCⅡ类抗原表达抑制，IL-10和转化生长因子抑制了抗原诱导的特异性T淋巴细胞的增生并减少细胞因子介导的巨噬细胞激活。

（4）由于应激引起的糖皮质激素和儿茶酚胺的释放，也可能与血管加压素、外源性儿茶酚胺的应用循环的淋巴细胞大量凋亡，包括淋巴组织中的T淋巴细胞。感染、创伤时TH1向TH2漂移，说明机体普遍存在着细胞免疫功能低下，提示CARS占优势^[5]。

在CARS过程中免疫抑制有自我限制的作用，如IL-10可抑制自我分泌，因此持续的免疫抑制又可激发代偿性促炎反应。抗炎反应的目的是下调促炎因子的合成，调节它们的效应，从而恢复体内的自稳态。IL-4是一种抗炎细胞因子，在下调IL-2和γ干扰素（IFN-γ）过程中其浓度可增加16倍左右，IL-4可作为“TH1-TH2转换”标记物，而TH1-TH2转换是损伤时CARS反应的主要特征之一。许多参加SIRS的促炎介质，特别是IL-4，通过降低单核细胞和（或）巨噬细胞、B细胞、T细胞的功能来抑制免疫功能，促炎介质能抑制自身合成及增强拮抗剂的合成。这些都是机体试图恢复自稳态的反应，其结果导致了对感染的无反应性和易感性。

二、免疫调节治疗的方法

炎症介质过度释放是SIRS的重要病理生理学基础控制、阻断或干扰机体过度的炎症反应，从而减轻对机体的损伤作用，对阻断SIRS恶化及改善病人预后有重要意义。

（一）免疫增强治疗

免疫增强剂：

脓毒症免疫抑制占优势时，可考虑应用免疫增强剂，目前研究的主要有免疫球蛋白、巨噬细胞粒细胞集落刺激因子（GM-CSF）、胸腺肽和IL-7等。

胸腺肽a1：

胸腺肽a1是人工合成的28个氨基酸多肽，具有促进淋巴细胞增殖、分化、激活树突状细胞、增强机体免疫的功能，提高总T细胞、CD4⁺T细胞亚群和CD4⁺/CD8⁺T细胞比值。国内学者一项RCT研究发现胸腺肽a1能够降低严重脓毒症患者的病死率，患者免疫抑制状态也得到一定程度的改善，治疗组患者第3天和第7天外周血单核细胞HLA-DR的表达明显高于对照组^[6]。国内另一项RCT研究发现：乌司他丁与胸腺肽a1联合使用可促进成人脓毒症患者促炎/抗感染反应平衡，调理免疫失衡，还可降低28天和90天病死率^[7]。

GM-CSF对骨髓细胞：

临床观察发现，对于免疫麻痹的脓毒症患者给予GM-CSF治疗，可取得较好的疗效。两项随机对照的临床试验表明重组G-CSF可增加中心粒细胞的数量和功能，可增加血液中总白细胞数量，但对28天病死率无明显影响^[8-9]。BoL等运用Meta分析对12项随机对照试验（RCT）研究2380例脓毒症患者进行了分析，发现虽然GM-CSF明显增加了脓毒症患者感染灶的清除，但对28天病死率无明显影响。可能与各研究所设定的入选标准有别、入组时患病时间不一、疾病程度不同、免疫状态也不相同有关^[10]。

IL-7可通过多种途径促使T淋巴细胞活化、改变T淋巴细胞低反应或耗竭状态、恢复T淋巴细胞功能、促进T淋巴细胞受体分化、增加细胞黏附分子表达，提升机体免疫功能，从而减少病原微生物侵袭^[11]。临床研究发现IL-7治疗后循环中CD4和CD8细胞数量增加2倍，脾脏和外周淋巴结中T淋巴细胞增加了50%。人类免疫缺陷病毒（HIV）感染CD4细胞持续低下患者，予IL-7干预后CD4和CD8细胞生成细胞因子的能力提升了2～3倍。IL-7提升T淋巴细胞功能的作用，为脓毒症免疫调节治疗提供了新的靶点^[12]。

（二）阻断炎症级联效应

经过多年的研究，人们已知内毒素是全身性炎症级联反应的始动因子，可针对内毒素进行治疗。在抗核心多糖和类脂A的单克隆抗体方面HA-IA（人单克隆抗体）和E5（鼠单克隆抗体）为针对大肠杆菌内毒素脂多糖（LPS）中脂质A部分的抗体，动物实验证实用于治疗大肠杆菌败血症有效，但临床疗效尚不肯定。另外，细菌通透性增强蛋白（BPI）具有强大的杀灭G-细菌及中和LPS活性的作用。动物实验发现，BPI治疗可显著提高大肠杆菌败血症大鼠生存率，但由于其血浆半衰期较短，用量较大，成本高，难于在临床推广应用。

瘤坏死因子（TNF）-α和白介素（IL）-1被认为是脓毒症中最重要的关键因子，因此，抗TNF-α和IL-1治疗具有潜在的临床应用价值。在抑制或减少炎症介质的合成与释放方面，己酮可可碱（PTX）可通过降低肿瘤坏死因子（TNF-α）的转录水平抑制单核细胞产生TNF-α；而TNF-α基因抗体、抗IL-1抗体，可与相应的细胞因子结合，阻断其作用，从而达到削弱或阻断炎性介质作用。动物实验发现，TNF-α的单克隆抗体能降低菌血症动物的病死率^[13]；可溶性TNF受体可有效逆转实验动物的休克状态，并显著降低其病死率^[14]；IL-1受体拮抗剂可减少感染性休克动物的病死率^[15]；但在临床观察中发现，TNF单克隆抗体对SIRS病人28天病死率无显著降低作用^[16]。一些药物可抑制或减少炎性介质的合成与释放：如己酮可可碱、氨吡酮、某些β受体拮抗剂（包括多巴酚丁胺）等，它们均可通过抑制降低肿瘤坏死因子（TNF-α）的转录水平抑制单核细胞产生TNF-α；某些抗炎介质如PGE2、IL-4、IL-10、IL-13均可通过抑制IL-1、IL-6、IL-8和TNF-α释放，从而缓解过度炎性反应。

颗粒蛋白前体是一种多向性生长因子，可调节巨噬细胞募集和控制内源性免疫和炎症^[17]；颗粒蛋白前体基因敲除的小鼠，在感染时相对于野生型小鼠脾脏的巨噬细胞数量减少，对细菌的清除能力下降^[18]。颗粒蛋白前体可通过抑制巨噬细胞产生促炎因子如IL-10，还可以通过竞争与TNF-α受体结合和阻断识别细菌DNA的TLR-9信号通路，而产生抗炎效应^[19]。宋等通过动物实验证明PGRN能降低实验性脓毒症的死亡率，因此，PGRN在脓毒症的免疫调节中将具有一定的潜力^[20]。

由于众多炎症介质（包括尚未发现的炎症介质）构成的复杂网络及炎症介质过度释放时形成的瀑布效应，应用多种抗体、拮抗剂、抑制剂的联合搭配使用，可能提高疗效，尚需进一步研究证实。

（三）清除炎性因子

连续血液净化治疗可直接清除炎性因子的报道逐年增多。在脓毒症早期使用连续血液净化能排除促炎症介质，有利于病情改善。连续血液净化既能排除炎症介质，又能调节机体免疫状态，重建免疫系统的稳态。但有其局限性：各种细胞因子具有不同的清除率、蛋白结合率和带电荷量，筛选系数均不同，无法指令定量清除某种递质；滤膜面积和孔径对细胞因子清除的效果也不明确；机体合成和释放细胞因子处于动态变化中，血液净化如何维持免疫平衡状态，尚需进一步研究。

（四）基因治疗

基因技术的发展为许多疾病的诊治提供了新的途径。针对SIRS的基因治疗研究主要有两类：①采用转基因技术，促进抗炎基因的表达；②采用反义核酸（RNA或DNA）技术，阻断促炎基因的转录或翻译。目前研究较多的是转录因子NF-κB，它是多种信号转导途径的汇聚点，是极具有吸引力的新型抗炎靶点，具有基因转录调节作用的蛋白质因子，参与许多炎症因子的调控（如TNF-α、IL-6、IL-8等），而炎症因子基因的表达又受到NF-κB的调控，因此，抑制NF-κB的激活，即可减少促炎基因的表达，从而减轻组织损伤和炎症反应，以改善脓毒症患者的预后^[21]。相应的治疗手段有：①抗氧化治疗：抗氧化剂吡咯烷二硫氨基甲酸（PDTC）可抑制NF-κB活性，从而减少促炎因子的表达抗氧；②NF-κB抑制蛋白激酶生成：应用NF-κB抑制蛋白激酶的腺病毒表达载体，使NF-κB抑制蛋白激酶过量表达，可抑制NF-κB的核移位；③最近发现IL-10可抑制NF-κB活化。另外有人利用反义寡核苷酸与TNF mRNA或IL-1 mRNA结合，以封闭基因表达，减少细胞因子的产生。

三、展望

脓毒症的发生同时存在促炎反应和抗炎反应两种病理生理机制，涉及炎症反应系统、抗炎免疫系统、凝血/纤溶系统等全身防御反应系统，虽然其免疫分子机制尚未完全阐明，目前临床上尚缺乏特异、有效的免疫治疗方法，包括促炎介质的相应抗体、血液净化、基因治疗等。随着人们对脓毒症的病理生理学过程及其分子机制的研究不断取得进展，对脓毒症的免疫紊乱状态有了深刻的认识，相应的免疫治疗不断逐一问世，为探寻有效的免疫治疗带来了希望。

（杜庆霞　丁宁）

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