膿毒癥的發(fā)病機(jī)制和治療新進(jìn)展

鄧小明

上海市長(zhǎng)海醫(yī)院麻醉科

膿毒癥（sepsis）是指感染引起的全身炎癥反應(yīng)綜合征，其定義是根據(jù)患者臨床表現(xiàn)制定的，包含以下兩種臨床表現(xiàn)：低體溫或發(fā)熱、心動(dòng)過(guò)速、呼吸加快、白細(xì)胞增多或減少，或外周血未成熟白細(xì)胞超過(guò)10%[1]。嚴(yán)重膿毒癥（severe sepsis）是指膿毒癥的基礎(chǔ)上伴有器官功能障礙、組織灌注不足（乳酸酸中毒、少尿、意識(shí)改變等）以及低血壓。膿毒癥休克（septic shock）是指膿毒癥基礎(chǔ)上對(duì)強(qiáng)力液體灌注反應(yīng)差的組織灌注不足。膿毒癥休克常導(dǎo)致多器官功能障礙綜合征（Multiple Organ Dysfunction Syndrome，MODS），伴隨有三個(gè)或以上器官的功能障礙及需要生命支持治療方能維持的內(nèi)環(huán)境紊亂。

膿毒癥ICU患者的主要死亡原因之一，總體死亡率大約為30%～40%，而在老年患者或是伴隨有基礎(chǔ)疾病的患者中死亡率超過(guò)70%[2]。國(guó)內(nèi)一項(xiàng)多中心流行病學(xué)調(diào)查顯示[3]，嚴(yán)重膿毒癥在ICU的發(fā)病率為8.68%，死亡率高達(dá)44.7%，人均消耗醫(yī)療費(fèi)用為11 390美元，或每天502美元。國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者在膿毒癥發(fā)病機(jī)制方面開(kāi)展了大量的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)研究，但是至今仍沒(méi)有達(dá)到共識(shí)。傳統(tǒng)認(rèn)為過(guò)度的炎癥細(xì)胞和介質(zhì)激活是膿毒癥導(dǎo)致臟器損傷的主要原因，但是近期國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者卻發(fā)現(xiàn)，膿毒癥期間淋巴細(xì)胞凋亡誘發(fā)的免疫抑制是膿毒癥患者死亡的主要原因。由于膿毒癥涉及到的分子機(jī)制極其復(fù)雜，本文僅對(duì)膿毒癥患者的異常炎癥反應(yīng)及相應(yīng)的治療進(jìn)展作一簡(jiǎn)要介紹。

1 膿毒癥的炎癥激活機(jī)制

1.1 促炎反應(yīng)的起始

抗原識(shí)別受體（Pathogen Recognition Receptor，PRR）是宿主對(duì)抗外界抗原的重要分子，包括Toll樣受體（Toll-Like Receptors，TLR）和寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體（Oligomerization Domain-Like Receptors，NLR）[4]。TLR識(shí)別微生物的抗原相關(guān)分子類型（Pathogen-Associated Molecular Pattern，PAMP），從而啟動(dòng)先天性和獲得性免疫反應(yīng)。TLR和NLR還能識(shí)別內(nèi)源性危險(xiǎn)分子，這些危險(xiǎn)分子也稱為警報(bào)素或危險(xiǎn)相關(guān)分子類型（Danger-Associated Molecular Pattern，DAMP），包括熱休克蛋白、纖維蛋白原、透明質(zhì)酸和高遷移率組蛋白1（High-Mobility Group Box-1 Protein）等能引起炎癥擴(kuò)大的分子。然而TLR只能識(shí)別細(xì)胞表面或溶酶體、內(nèi)涵體表面的抗原，而入侵至細(xì)胞胞內(nèi)的抗原則被細(xì)胞質(zhì)PRRs識(shí)別，其中包括NLR。NLR根據(jù)氮端結(jié)構(gòu)域的不同被分為不同亞型，氮端為熱蛋白結(jié)構(gòu)域的NLR（NLRP）是其中最大的一組成員。NLRP3被PAMP或DAMP激活后可激活下游的Caspase-1，從而誘導(dǎo)IL-1β和IL-18的合成[5]，這些細(xì)胞因子在過(guò)度炎癥中的臟器損害有關(guān)。因此，TLR和NLR一方面抵御外界抗原的入侵，另一方面也介導(dǎo)了過(guò)度炎癥對(duì)組織臟器損傷的作用。

1.2 細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)

細(xì)胞因子是指一類小分子物質(zhì)，半衰期很短，僅為數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)，但是在炎癥過(guò)程中有著重要作用。膿毒癥病程中它們的血清濃度可從pg/ml上升為ng/ml甚至是μg/ml。TNF-α和IL-1是研究最為廣泛的促炎因子之一，可介導(dǎo)其它多種促炎因子的激活[6，7]。與膿毒癥相關(guān)的其他促炎因子包括IL-6、IL-12、干擾素-γ、IL-8、單核細(xì)胞趨化蛋白-1和粒細(xì)胞集落刺激因子等，其中IL-6同時(shí)具有促炎和抗炎性質(zhì)。IL-17家族的促炎性質(zhì)是近期才被發(fā)現(xiàn)的，由Th17細(xì)胞合成與分泌，能刺激其他促炎因子的合成，如IL-1β、IL-6和TNF-α等，同時(shí)還能介導(dǎo)淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞間的交互作用[8，9]。IL-17A對(duì)膿毒癥的發(fā)生于發(fā)展具有重要作用，實(shí)驗(yàn)研究顯示，阻斷IL-17A能減輕菌血癥、降低全身促炎因子水平及提高生存率[10]?？傮w而言，膿毒癥病程中細(xì)胞因子是一個(gè)極其復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，包括促炎細(xì)胞因子、抗炎細(xì)胞因子和促炎細(xì)胞因子的可溶性抑制劑。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的平衡決定著細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的促炎能力。

1.3 其他促炎介質(zhì)

人類機(jī)體內(nèi)還有多種炎癥介質(zhì)參與炎癥的激活，包括巨噬細(xì)胞遷移抑制因子（Macrophage Migration Inhibitory Factor，MIF）、HMGB-1、髓樣相關(guān)蛋白（Myeloid-Related Protein，Mrp）、骨髓細(xì)胞表達(dá)的可溶性觸發(fā)蛋白（Soluble Trigerring Receptors Expressed On Myeloid Cells-1，TREM-1）等。

MIF是一類促炎細(xì)胞因子，是先天性免疫反應(yīng)的重要調(diào)節(jié)因子。很多組織或細(xì)胞都有MIF的表達(dá)，如肺、胃腸道、T和B淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等。MIF通過(guò)調(diào)節(jié)TLR4影響著先天性免疫反應(yīng)[11]。MIF表達(dá)缺失小鼠接受脂多糖（LPS）刺激后TLR4的表達(dá)水平顯著低于野生型小鼠[12]。近期研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥時(shí)MIF的血清水平顯著升高，且對(duì)膿毒癥死亡率有早期預(yù)警的作用，MIF抗體對(duì)膿毒癥也有一定治療作用[13-15]。然而MIF基因多態(tài)性研究卻發(fā)現(xiàn)，對(duì)應(yīng)著高M(jìn)IF表達(dá)的基因型在社區(qū)獲得性肺炎患者中表現(xiàn)出有益作用[16]，這也提示我們臨床上不能應(yīng)用MIF抗體治療膿毒癥，以防得到相反結(jié)果。

HMGB-1蛋白是膿毒癥的晚期介質(zhì)，在大部分膿毒癥患者中會(huì)升高[17，18]。它由激活的免疫細(xì)胞合成，可與TLR-2和TLR-4發(fā)生關(guān)聯(lián)，從而啟動(dòng)與LPS類似的促炎反應(yīng)[19]。HMGB-1還會(huì)引起凝血因子和中性粒細(xì)胞的聚集[20]。與促炎細(xì)胞因子IL-1等相比，LPS刺激HMGB-1的釋放發(fā)生于相對(duì)較晚的階段。盡管HMGB-1在嚴(yán)重膿毒癥患者中升高，但是其對(duì)膿毒癥的預(yù)后并沒(méi)有預(yù)測(cè)意義[21，22]。向小鼠注射HMGB-1是致命的，而HMGB-1抗體對(duì)內(nèi)毒素和盲腸結(jié)扎穿孔小鼠具有一定治療作用，因此HMBG-1可能是膿毒癥治療的新靶點(diǎn)。

Mrp是S100家族的成員，Mrp8和Mrp14形成的異二聚體可引發(fā)一系列炎癥反應(yīng)，該復(fù)合物可通過(guò)聚集炎癥細(xì)胞擴(kuò)大內(nèi)毒素引發(fā)的炎癥損傷。同時(shí)，它還是TLR4的配體，其中Mrp8是激活TNF-α的活性組分。在膿毒癥患者及注射LPS后的健康志愿者中，Mrp8/14復(fù)合物水平顯著升高[23]。在腹腔膿毒癥中，Mrp14介導(dǎo)了細(xì)菌擴(kuò)散和肝臟損傷的作用，同時(shí)，Mrp8/14缺失對(duì)膿毒癥小鼠具有保護(hù)作用[24]。

TREM-1主要位于中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮和上皮細(xì)胞，對(duì)炎癥信號(hào)具有重要擴(kuò)大作用，其能協(xié)同性地增強(qiáng)PRR激活后的細(xì)胞反應(yīng)[25]，而單獨(dú)激活TREM-1僅引起輕度的炎癥反應(yīng)[26]。TREM-1阻斷能抑制炎癥并對(duì)膿毒癥動(dòng)物有治療作用[27]。炎癥與感染過(guò)程中TREM-1可以可溶性成分被釋放至循環(huán)中，膿毒癥可溶性TREM-1的升高與較差的預(yù)后具有相關(guān)性[28]。

1.4 膿毒癥病程中炎癥與凝血功能的關(guān)系

系統(tǒng)性炎癥激活的危重病患者往往發(fā)生凝血功能障礙，包括凝血系統(tǒng)的激活、以及抗凝系統(tǒng)和纖溶系統(tǒng)的抑制[29-31]。凝血系統(tǒng)的激活主要表現(xiàn)為血漿可溶性組織因子、凝血酶原片段F1+2、凝血酶抗凝血酶復(fù)合物（TATc）水平升高，以及凝血因子消耗造成的PT和APTT延長(zhǎng)。同時(shí)，膿毒癥還伴隨著抗凝因子蛋白C、蛋白S和抗凝血酶水平降低。纖溶系統(tǒng)則表現(xiàn)為組織類型纖維蛋白溶酶原活化因子、纖溶酶活化抑制因子-1（PAI-1）、纖溶酶/抗纖溶酶復(fù)合物（PAPc）和D-二聚體的升高。膿毒癥患者促凝系統(tǒng)的激活往往對(duì)應(yīng)著死亡率的升高。多項(xiàng)證據(jù)表明，炎癥反應(yīng)與凝血功能密切相關(guān)，炎癥反應(yīng)可激活凝血功能，同時(shí)凝血功能又影響著炎癥反應(yīng)的活性。在嚴(yán)重膿毒癥中，炎癥誘導(dǎo)的促凝狀態(tài)往往是有害的，可能導(dǎo)致彌散性血管內(nèi)凝血（DIC）和血管內(nèi)血栓形成，介導(dǎo)這一過(guò)程的主要炎癥因子包括TNF-α、IL-1和IL-6。然而，盡管抗TNF-α抗體在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中對(duì)膿毒癥有治療作用，但是該抗體并不能阻斷促凝系統(tǒng)的激活[32]。因此，膿毒癥的死亡率與促凝系統(tǒng)的激活并不一定相關(guān)聯(lián)。

1.5 補(bǔ)體系統(tǒng)

補(bǔ)體系統(tǒng)由近30種血漿蛋白質(zhì)和受體組成，可被經(jīng)典途徑、旁路途徑或凝集素結(jié)合通路激活。補(bǔ)體系統(tǒng)是一類促炎反應(yīng)系統(tǒng)，可調(diào)理入侵抗原、增強(qiáng)抗體反應(yīng)、溶解外源性細(xì)胞、清楚凋亡細(xì)胞和刺激化學(xué)趨向性，從而將先天性與獲得性免疫反應(yīng)聯(lián)系起來(lái)[33]。膿毒癥可引起補(bǔ)體系統(tǒng)過(guò)度激活，血漿C3a、C4a和C5a水平顯著升高。靜注C5a抗體可提高膿毒癥大鼠存活率，阻斷C5a可減少過(guò)度炎癥的害處，同時(shí)保留宿主防御體系中補(bǔ)體系統(tǒng)的作用[34]。

2 膿毒癥中的免疫細(xì)胞凋亡

為了將膿毒癥病程中炎癥過(guò)度激活的實(shí)驗(yàn)研究應(yīng)用到臨床治療上，國(guó)外學(xué)者試圖應(yīng)用大劑量激素或細(xì)胞因子抗體下調(diào)膿毒癥病程中過(guò)度激活的炎癥反應(yīng)。但是遺憾的是，幾項(xiàng)大規(guī)模臨床試驗(yàn)并未得到陽(yáng)性結(jié)果，這提示我們膿毒癥是否還存在其他發(fā)病機(jī)制[35]。實(shí)際上，膿毒癥更易發(fā)生于年輕患者與老年患者，以及并發(fā)多種疾病的患者。由此，Bone等[36]提出了代償性抗炎反應(yīng)綜合征（Compensatory Antagonistic Response Syndrome，CARS）的概念，在初始的爆發(fā)性炎癥反應(yīng)過(guò)后，逐漸誘發(fā)抗炎反應(yīng)，從而使患者受害于繼發(fā)性感染或?qū)χ委煾深A(yù)無(wú)效。代償性抗炎反應(yīng)包括抗原遞呈無(wú)效、T淋巴細(xì)胞低反應(yīng)性、Th1細(xì)胞增生降低，這種狀態(tài)也成為免疫麻痹（immunoparalysis），其主要原因在于免疫細(xì)胞凋亡，如淋巴細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞和上皮細(xì)胞。免疫細(xì)胞凋亡的機(jī)制極其復(fù)雜，涉及到多條凋亡通路及不同細(xì)菌誘導(dǎo)的宿主反應(yīng)。

2.1 壞死、凋亡和自體吞噬

細(xì)胞的死亡方式包括壞死、凋亡（1型細(xì)胞程序性死亡）和自體吞噬（2型細(xì)胞程序性死亡），其中自體吞噬作用往往是可逆的。壞死過(guò)程中，細(xì)胞表現(xiàn)為胞漿腫脹、細(xì)胞器結(jié)構(gòu)紊亂、細(xì)胞膜破裂和核溶解[37]。而細(xì)胞凋亡的標(biāo)志為染色質(zhì)聚集、核裂解和凋亡小體形成。凋亡小體包含完整的細(xì)胞膜和細(xì)胞器。自體吞噬是指細(xì)胞成分的自我降解，以循環(huán)利用或消除過(guò)多的細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)，如同饑餓狀態(tài)一樣，自我吞噬作用可以保存細(xì)胞的生命。自體吞噬的特點(diǎn)在于自體吞噬體的形成，即吞噬細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器的大雙膜囊泡。自體吞噬體會(huì)與溶酶體融合被降解，不損傷細(xì)胞且不引發(fā)警示信號(hào)[38]。當(dāng)細(xì)胞自體吞噬能力達(dá)到極限時(shí)，細(xì)胞則會(huì)發(fā)生凋亡。

細(xì)胞死亡的三種方式在機(jī)制上是有關(guān)聯(lián)的。例如，線粒體可啟動(dòng)自體吞噬、凋亡或壞死，結(jié)果引發(fā)的細(xì)胞死亡通路依賴于鈣離子、無(wú)機(jī)磷和游離脂肪酸等因子誘發(fā)的線粒體通透性改變。線粒體通透性改變可引起ATP耗竭、線粒體水腫及外膜破裂。如果通透性改變輕微，自體吞噬程序可在進(jìn)一步損傷發(fā)生之前循環(huán)利用線粒體。一旦細(xì)胞色素C和其他凋亡分子被釋放到細(xì)胞質(zhì)，如凋亡誘導(dǎo)因子（AIF）、第二個(gè)線粒體來(lái)源的胱氨酸酶激活劑/低等電點(diǎn)IAP直接結(jié)合蛋白（Second itochondria-derived activator of caspase/Direct IAP-binding protein，Smac/Diablo）和pro-Caspases-2、3、8、9等，細(xì)胞凋亡通路則被啟動(dòng)。而ATP急劇下降則會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂、細(xì)胞內(nèi)酶外露，從而引起細(xì)胞壞死[39]。

2.2 細(xì)胞壞死引起的炎癥反應(yīng)

細(xì)胞引起的炎癥反應(yīng)至今仍未得到很好地詮釋。損傷的細(xì)胞釋放大量危險(xiǎn)信號(hào)分子，其中部分會(huì)被受體識(shí)別，激活促炎介質(zhì)的合成。膿毒癥時(shí)細(xì)胞壞死誘發(fā)的炎癥反應(yīng)機(jī)制極其復(fù)雜。細(xì)胞壞死時(shí)胞內(nèi)儲(chǔ)存的細(xì)胞因子可能被釋放出來(lái)從而誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)，但是細(xì)胞因子僅儲(chǔ)存于某些特定細(xì)胞內(nèi)，對(duì)于大部分細(xì)胞來(lái)說(shuō)，可能存在某種其他分子可介導(dǎo)炎癥的發(fā)生，如HMGB1、尿酸、熱休克蛋白、DNA染色質(zhì)復(fù)合物和抗微生物肽等。HMGB1是核蛋白的組成部分之一，結(jié)合于DNA并調(diào)控基因表達(dá)。其主要由壞死細(xì)胞釋放，而不是凋亡細(xì)胞，可刺激單核細(xì)胞釋放TNF-α[40]。盡管應(yīng)用抗HMGB1抗體可降低細(xì)胞壞死引起的炎癥，缺乏HMGB1表達(dá)的細(xì)胞壞死時(shí)仍可誘導(dǎo)炎癥的發(fā)生[41]。尿酸是細(xì)胞內(nèi)分子，其生物活性物質(zhì)為一鈉尿酸鹽，IL-1β的強(qiáng)有力誘導(dǎo)劑[42]。

細(xì)胞壞死引起的炎癥反應(yīng)還與某些特定受體相關(guān)。TLR-3是病毒雙鏈RNA受體，可促使巨噬細(xì)胞識(shí)別壞死的中性粒細(xì)胞，從而刺激促炎細(xì)胞因子的合成[43]。巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)的C型凝集素也是這樣一類受體，可識(shí)別非正常細(xì)胞死亡，誘導(dǎo)促炎反應(yīng)，從而促使中性粒細(xì)胞遷移至壞死組織[44]。

2.3 Caspase依賴性細(xì)胞凋亡通路

細(xì)胞凋亡在膿毒癥中的地位非常重要，因?yàn)樵诟腥具^(guò)程中其會(huì)影響免疫細(xì)胞。細(xì)胞死亡影響著宿主的感染應(yīng)激反應(yīng)，因此也是經(jīng)過(guò)嚴(yán)密調(diào)控的，而Caspase則是其中至關(guān)重要的調(diào)控點(diǎn)。至今已被發(fā)現(xiàn)的Caspase已有十余種，其中有2/3參與了凋亡的調(diào)控[45]。Caspase是細(xì)胞凋亡過(guò)程中被激活的半胱氨酸蛋白酶，從昆蟲(chóng)到人類都高度保守。未激活狀態(tài)的Caspase由三部分組成：氮端區(qū)域、p20和p10域。成熟的Caspase包含兩個(gè)p20/p10異二聚體和兩個(gè)活性區(qū)域。激活的Caspase分裂開(kāi)來(lái)并與未激活的細(xì)胞內(nèi)成分結(jié)合，如DNA合成、修復(fù)酶、MDM2（p53抑制劑）、細(xì)胞周期調(diào)控物質(zhì)、細(xì)胞骨架蛋白和蛋白激酶 Cδ等[46]。

細(xì)胞凋亡過(guò)程中Caspase的激活方式有三個(gè)通路：死亡受體通路、線粒體通路和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通路。死亡受體通路也稱為外源性通路，起始于細(xì)胞膜上的配體結(jié)合和受體寡聚化。其中配體包括Fas和TNF-α等。最常見(jiàn)的死亡受體為CD95（Fas或ApoⅠ）和TNFRⅠ（p55和CD120a）[47]。死亡受體下游通路根據(jù)細(xì)胞類型、遺傳背景和環(huán)境因素的不同而呈現(xiàn)出不同生物學(xué)功能，如炎癥等。一旦Fas（CD95）被激活，其可召集Fas相關(guān)死亡區(qū)域（Fas-Associated Death Domain，F(xiàn)ADD）以形成膜結(jié)合復(fù)合物。隨后Procaspase-8也被激活，該內(nèi)源性蛋白酶的活性即使很低也可以激活多種分子，最終激活Caspase-3，從而啟動(dòng)細(xì)胞凋亡程序。然而，TNFRⅠ寡聚化可激活RIP1、TRADD、TRAF2和Ciap1以形成復(fù)合物Ⅰ，誘導(dǎo)下游通路激活NF-κB遷移至核內(nèi)。隨后，RIP1、TRADD和TRAF2分離出來(lái)，TNFRⅠ再激活FADD和Caspase-8形成復(fù)合物Ⅱ，從而啟動(dòng)細(xì)胞凋亡程序[48]。

線粒體通路是被細(xì)胞應(yīng)激激活的，通過(guò)激活Bcl-2家族的促凋亡成員啟動(dòng)凋亡程序，如Bim、Noxa、Puma、Bid和Bad等，同時(shí)，抑制Bcl-2的抗凋亡成員，如Bcl-2、Mcl-1和Bcl-XL等，促使Bax和Bad寡聚化。Bcl-XL的三維結(jié)構(gòu)與細(xì)菌的穿孔毒素非常相似，同時(shí)也有研究顯示，Bcl-2、Bcl-XL和Bax可形成離子通道[49，50]。激活的Bax和Bad在線粒體膜上形成孔道促使促凋亡物質(zhì)釋放至細(xì)胞胞漿中，如細(xì)胞色素C、Smac/Diablo、IAP、AIF、Omi/HtrA2和核酸內(nèi)切酶G等。細(xì)胞色素C被釋放至細(xì)胞質(zhì)后可激活Caspase-9，同時(shí)與APAF-1、dATP結(jié)合，形成凋亡體復(fù)合物，最終激活Caspase-3，即內(nèi)源性和外源性凋亡通路的交匯點(diǎn)。Smac/Diablo則通過(guò)與抗凋亡物質(zhì)IAP家族結(jié)合間接誘導(dǎo)凋亡。IAF和核酸內(nèi)切酶G誘導(dǎo)凋亡是通過(guò)Caspase依賴性通路實(shí)現(xiàn)的。另一方面，抗凋亡蛋白質(zhì)Bcl-2、Bcl-X和Akt可維持線粒體的完整性，阻止促凋亡分子的釋放。內(nèi)源性和外源性通路有時(shí)可發(fā)生關(guān)聯(lián)，Caspase-8可將Bid分裂為t-Bid，促使其轉(zhuǎn)移至線粒體膜誘導(dǎo)Bax的寡聚化[51]。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通路是指未折疊蛋白質(zhì)聚集物的累積和過(guò)剩蛋白質(zhì)發(fā)生遷移時(shí)誘發(fā)的細(xì)胞凋亡，涉及到的蛋白質(zhì)包括Caspase-12。但是Caspase-12的作用至今仍有爭(zhēng)議[52]。Caspase-12可被鈣離子和氧化應(yīng)激激活，同時(shí)其可以激活Caspase-3、8和9，這些均為細(xì)胞凋亡密切相關(guān)的蛋白質(zhì)[53]。但是，Caspase-12缺失小鼠在膿毒癥中卻表現(xiàn)出更強(qiáng)清除細(xì)菌的能力，膿毒癥小鼠存活率升高[54]。因此，Caspase-12的作用仍有待進(jìn)一步研究。

2.4 非Caspase依賴性細(xì)胞凋亡通路

盡管大部分細(xì)胞凋亡涉及到Caspase通路，仍有少部分例外。例如主要存在于溶酶體中的組織蛋白酶（Cathepsin）即可誘導(dǎo)非Caspase依賴性凋亡，其中包含多種不同機(jī)制[55，56]。正常情況下組織蛋白酶以非激活的形式儲(chǔ)存，一旦被釋放到細(xì)胞質(zhì)之后即被激活，催化多種生命必需物質(zhì)的分解反應(yīng)，從而啟動(dòng)凋亡。溶酶體的通透性可被多種機(jī)制破壞。例如TNFRⅠ激活可誘導(dǎo)鞘氨醇合成，從而導(dǎo)致溶酶體破裂[57]。活性氧自由基也可導(dǎo)致溶酶體泄露[58]。組織蛋白酶還可以直接造成線粒體損傷，促使細(xì)胞色素C釋放和Bid、Bax激活[59]。值得注意的是，適度的溶酶體破裂可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，而嚴(yán)重的溶酶體破裂則直接導(dǎo)致細(xì)胞壞死。

3 膿毒癥的治療進(jìn)展

盡管目前對(duì)膿毒癥的發(fā)病機(jī)制已有部分了解，但是在治療上仍未取得重大突破。目前已用于臨床的各種治療方案在一定程度上提高了膿毒癥的治愈率，如液體復(fù)蘇、廣譜抗生素、機(jī)械通氣、糖皮質(zhì)激素、強(qiáng)化胰島素治療和重組人類活化蛋白C等，但是嚴(yán)重膿毒癥的死亡率仍居高不下。

3.1 糖皮質(zhì)激素

糖皮質(zhì)激素是最早被人類嘗試應(yīng)用于膿毒癥治療的藥物[60]，其可抑制先天性免疫反應(yīng)，從而降低TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8和γ干擾素（IFN-γ）等促炎因子的合成與釋放，同時(shí)升高抑炎因子IL-10水平[61～63]。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中糖皮質(zhì)激素可改善致死性膿毒癥的預(yù)后[64，65]，然而早期的部分臨床試驗(yàn)卻顯示糖皮質(zhì)激素可引起高血糖和嚴(yán)重的免疫抑制[66]。這些試驗(yàn)的Meta分析顯示，糖皮質(zhì)激素對(duì)膿毒癥患者表現(xiàn)出有害作用。在部分病例中，糖皮質(zhì)激素增加二重感染的發(fā)病率與嚴(yán)重程度[67，68]。這是因?yàn)樘瞧べ|(zhì)激素可誘導(dǎo)腸道上皮細(xì)胞和淋巴細(xì)胞凋亡，從而引起嚴(yán)重的免疫抑制。然而近期研究顯示，糖皮質(zhì)激素對(duì)于腎上腺功能和糖皮質(zhì)激素反應(yīng)功能低下的患者而言是有益的[69，70]。腎上腺功能低下在膿毒癥患者中很常見(jiàn)，在膿毒癥休克中發(fā)病率可高達(dá)50%[71，72]。炎癥因子如TNF等可抑制腎上腺皮質(zhì)醇釋放，導(dǎo)致腎上腺功能低下。給予腎上腺功能低下的膿毒癥患者氫化可的松或氟氫可的松治療可使嚴(yán)重膿毒癥患者存活率升高10%[73]。因此，與傳統(tǒng)短期大劑量激素治療相比，持續(xù)生理劑量糖皮質(zhì)激素對(duì)腎上腺功能低下的膿毒癥患者是有益的。但是，長(zhǎng)期糖皮質(zhì)激素的治療仍有導(dǎo)致免疫抑制的風(fēng)險(xiǎn)，這與糖皮質(zhì)激素劑量與應(yīng)用時(shí)間有關(guān)[74，75]。

3.2 強(qiáng)化胰島素治療

高血糖與胰島素抵抗在危重病患者中很常見(jiàn)，包括膿毒癥，即使該患者沒(méi)有糖尿病的基礎(chǔ)[76]。高血糖對(duì)危重病患者非常不利，其可能導(dǎo)致凝血機(jī)制異常[77]、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[78]、降低中性粒細(xì)胞功能，從而升高傷口感染幾率、延遲傷口愈合，是死亡率升高的獨(dú)立危險(xiǎn)因素之一[79，80]。相反地，胰島素具有抗炎、抗凝和抗凋亡等活性[81，82]。一項(xiàng)大型隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示[83]，利用強(qiáng)化胰島素治療將危重病患者血糖控制于80～110 mg/dL與血糖超過(guò)215 mg/dL的患者相比死亡率可降低約50%。強(qiáng)化胰島素治療帶來(lái)的其他益處包括降低全身性血液感染、需要透析的急性腎功能衰竭、輸血的發(fā)生率及機(jī)械通氣的時(shí)間。此外，強(qiáng)化胰島素治療還可降低血清C反應(yīng)蛋白水平（CRP）[84]。

3.3 活化蛋白C

人類重組活化蛋白C（Activator Protein C，APC）是美國(guó)食品與藥物管理局（FDA）唯一批準(zhǔn)用于膿毒癥治療的藥物[85]。蛋白C是由肝臟合成的急性期血清蛋白酶原，是凝血蛋白酶瀑布反應(yīng)的最終產(chǎn)物。APC可水解凝血因子Ⅴa和Ⅷa，因此APC也是負(fù)反饋調(diào)節(jié)凝血瀑布反應(yīng)的一部分[86]，可阻斷凝血酶的過(guò)多產(chǎn)生，最終防止血小板活化和其他炎癥因子的激活，從而阻斷內(nèi)皮細(xì)胞和免疫細(xì)胞的炎癥反應(yīng)[87]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及離體人類內(nèi)皮細(xì)胞和單核細(xì)胞系研究顯示，APC可對(duì)抗細(xì)胞凋亡現(xiàn)象。盡管APC可改善嚴(yán)重膿毒癥的存活率，但是它僅能降低死亡率約6.1%[85]。APC的一個(gè)重要副作用是因?yàn)樽钄嗄俨挤磻?yīng)從而增加內(nèi)出血的概率。這對(duì)APC的臨床應(yīng)用是至關(guān)重要的，因?yàn)榇蟛糠帜摱景Y患者已經(jīng)存在凝血功能障礙和內(nèi)出血的風(fēng)險(xiǎn)[88]。

3.4 靶向細(xì)胞凋亡的治療新策略

Caspase是細(xì)胞凋亡的重要蛋白質(zhì)，其中Caspase-3是內(nèi)源性和外源性凋亡通路的交匯點(diǎn)，因此Caspase抑制劑也具有對(duì)抗膿毒癥病程中免疫細(xì)胞凋亡的巨大潛力。Z-VAD （N-芐氧羧基-纈氨酸-丙氨酸-門(mén)冬氨酸-（氧-甲基）-氟甲基酮）是一類廣譜Caspase抑制劑，在膿毒癥小鼠中能顯著提高小鼠存活率[89]。應(yīng)用siRNA技術(shù)干擾Caspase-8的表達(dá)同樣被證明能升高盲腸結(jié)扎穿孔膿毒癥小鼠的存活率[90]。然而，從理論上和藥理學(xué)基礎(chǔ)上考慮Caspase抑制劑存在嚴(yán)重的局限性。首先，很低濃度的Caspase-3即可啟動(dòng)凋亡程序，這對(duì)Caspase抑制劑的阻斷程度提出了很高的要求[91]，同時(shí)大劑量的Caspase抑制劑可能存在嚴(yán)重的細(xì)胞毒性。

死亡受體通路是治療膿毒癥誘導(dǎo)免疫細(xì)胞凋亡的另一潛在靶點(diǎn)。在盲腸結(jié)扎穿孔膿毒癥小鼠中，利用Fas融合蛋白阻斷Fas信號(hào)通路可減少淋巴細(xì)胞凋亡，改善組織血供，預(yù)防肝臟損傷和降低死亡率[92，93]。利用siRNA技術(shù)干擾Fas表達(dá)也可以達(dá)到同樣的治療效果[90]。

4 結(jié)語(yǔ)

膿毒癥是感染因素引起的全身炎癥反應(yīng)綜合征，而免疫細(xì)胞凋亡是導(dǎo)致膿毒癥預(yù)后差的重要因素。在現(xiàn)有治療方案不足以保障膿毒癥患者存活率的時(shí)候，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)始關(guān)注膿毒癥的深層次發(fā)病機(jī)制及相應(yīng)干預(yù)措施。目前我們對(duì)于膿毒癥免疫細(xì)胞凋亡的機(jī)制問(wèn)題已經(jīng)有了較為深刻的認(rèn)識(shí)，并且也開(kāi)始了相應(yīng)干預(yù)措施的嘗試，但是目前尚無(wú)有效的臨床依據(jù)支持抗凋亡治療的有效性，對(duì)膿毒癥發(fā)生與發(fā)展的干預(yù)尚需更多臨床試驗(yàn)進(jìn)行研究。

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鄧小明，男，1963年1月生于江西吉安。教授，主任醫(yī)生，博士生導(dǎo)師。現(xiàn)任第二軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院（長(zhǎng)海醫(yī)院）麻醉學(xué)教研室、麻醉科主任，兼任全國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育學(xué)會(huì)麻醉學(xué)教育研究會(huì)副理事長(zhǎng)、全軍麻醉與復(fù)蘇專業(yè)委員會(huì)副主任委員、《國(guó)際麻醉學(xué)與復(fù)蘇雜志》副主編、《中國(guó)外科年鑒》（麻醉學(xué)專業(yè)）主編、國(guó)家衛(wèi)生部衛(wèi)生專業(yè)技術(shù)資格考試專家委員會(huì)委員、中華醫(yī)學(xué)會(huì)麻醉學(xué)分會(huì)委員以及《臨床麻醉學(xué)雜志》、《麻醉與鎮(zhèn)痛》（中文版）和《麻醉與監(jiān)護(hù)論壇》等編委。

擅長(zhǎng)危重患者的麻醉與圍手術(shù)期處理。先后以第一申請(qǐng)人獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、總后軍隊(duì)醫(yī)藥衛(wèi)生科研基金、上海市自然科學(xué)基金、上海市曙光計(jì)劃等10余項(xiàng)，獲得軍隊(duì)醫(yī)療成果二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)。

主編或主譯《米勒麻醉學(xué)》（第6、7版）、《危重病醫(yī)學(xué)》（全國(guó)高等醫(yī)藥院校教材·供麻醉學(xué)專業(yè)用，2000/2005/2010版）、《危重病醫(yī)學(xué)》（衛(wèi)生部麻醉科住院醫(yī)生培訓(xùn)教材）、《麻醉學(xué)新進(jìn)展》、《2007麻醉學(xué)新進(jìn)展》、《2009麻醉學(xué)新進(jìn)展》、《實(shí)用老年麻醉學(xué)》、《術(shù)后疼痛管理：循證醫(yī)學(xué)實(shí)踐指南》、《圍手術(shù)期心血管藥物的應(yīng)用》、《常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的麻醉》等16部，第一作者或通迅作者公開(kāi)發(fā)表各類論文約300篇，其中近三年SCI收錄15篇，平均＞3.0。

電子郵箱：dengphd@hotmail.com

姚尚龍，男，54歲，醫(yī)學(xué)博士，教授、博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任華中科技大學(xué)協(xié)和醫(yī)院副院長(zhǎng)，麻醉學(xué)教研室主任，2002年享受?chē)?guó)務(wù)院特殊津貼。

主要從事麻醉機(jī)理、ARDS重癥治療、心肺腦復(fù)蘇和體外循環(huán)損傷機(jī)理研究工作。先后承擔(dān)國(guó)家自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目一項(xiàng)，國(guó)家自然基金面上項(xiàng)目三項(xiàng)和十余項(xiàng)部省級(jí)課題，獲中華醫(yī)學(xué)會(huì)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、衛(wèi)生部?jī)?yōu)秀教材二等獎(jiǎng)、教育部提名科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和湖北省科技進(jìn)步一、二、三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)。

現(xiàn)擔(dān)任中華醫(yī)學(xué)會(huì)麻醉學(xué)分會(huì)常委、中國(guó)醫(yī)師學(xué)會(huì)麻醉學(xué)分會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、繼任會(huì)長(zhǎng)、湖北省麻醉學(xué)會(huì)主委、武漢市疼痛學(xué)會(huì)主任委員、武漢市麻醉學(xué)會(huì)副主任委員等職務(wù)。發(fā)表論文300余篇，近20篇被SCI收錄。主編和參編專著三十余部。

電子郵箱：yao_shanglong@yahoo.com.cn

王天龍，醫(yī)學(xué)博士，主任醫(yī)師、教授、博士研究生導(dǎo)師?，F(xiàn)任首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院麻醉科主任。

1989年畢業(yè)于北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部醫(yī)療專業(yè)；2000年獲得北京大學(xué)醫(yī)學(xué)博士學(xué)位；2001年至2002年，赴加拿大蒙特利爾大學(xué)接受博士后訓(xùn)練。

主要研究方向?yàn)椋?1) 圍術(shù)期脆弱腦功能保護(hù)；（2）老年患者麻醉相關(guān)的基礎(chǔ)與臨床研究，（3）麻醉模擬教學(xué)軟件構(gòu)建與麻醉模擬教學(xué)體系建立。

至今，已在國(guó)內(nèi)外核心醫(yī)學(xué)雜志發(fā)表研究論文八十余篇，主編、參編三十余部醫(yī)學(xué)專著，現(xiàn)擔(dān)任《中華麻醉學(xué)大查房（電子版）》雜志總編輯；《中華麻醉學(xué)雜志》，《國(guó)際麻醉學(xué)與復(fù)蘇雜志》等雜志編委?，F(xiàn)為中華醫(yī)學(xué)會(huì)麻醉學(xué)分會(huì)全國(guó)委員，美國(guó)日間手術(shù)麻醉協(xié)會(huì)（SAMBA）委員，北京醫(yī)學(xué)會(huì)麻醉學(xué)分會(huì)常委兼秘書(shū)等，擅長(zhǎng)神經(jīng)外科麻醉與老年麻醉。

E-mail: wtl5595@hotmail.com