脓毒症免疫治疗研究进展.pdf

微循环学杂 志():./.微循环学杂 志 年第 卷第 期综 述 脓毒症免疫治疗研究进展 任永栋 胡念丹综述李文强审校 中图分类号.文献标识码 文章编号 ()【摘要】脓毒症是宿主对感染反应失调而导致的危及生命的器官功能障碍其为重症监护病房常见的致死性疾病之一 脓毒症期间患者不仅仅表现为单一的过度炎症反应在后期许多存活脓毒症患者存在不同程度的免疫抑制且临床上的抗感染治疗并未明显改善患者的预后 脓毒症患者机体表现出持续低水平炎症反应及进展性免疫抑制等免疫失衡状态 本文将从脓毒症患者免疫调节、过度炎症反应的治疗及免疫抑制阶段的治疗等方面综述脓毒症免疫功能紊乱及治疗的最新研究进展【关键词】脓毒症免疫抑制免疫治疗 【】.【】随着脓毒症研究的深入人们发现免疫抑制是脓毒症发病率及死亡率升高的原因之一.将脓毒症定义为宿主对感染反应失调而导致的危及生命的器官功能障碍 目前脓毒症尚无有效的治疗方法抗生素及液体复苏等形式的支持性治疗依然是脓毒症的主流治疗方式 脓毒症是一种双相疾病且过度炎症反应和免疫抑制两个阶段可同时发生 开始的过度炎症反应阶段固有免疫系统大量释放炎性因子可能导致组织破坏 在炎症高基金项目 湖北省自然科学基金()作者单位 武汉大学人民医院急诊科武汉 通讯作者:.本文 收到 修回峰之后免疫系统会减弱导致免疫抑制 此时免疫系统表现出淋巴细胞和髓系细胞衰竭、死亡患者免疫功能低下 适应性免疫系统缺陷是脓毒症免疫抑制的重要特征证据包括 细胞耗竭及效应器官功能受损、细胞因子分泌失调以及机会性感染增加等 临床研究中已证实很多的免疫调节剂对治疗脓毒症免疫抑制及改善预后有一定的作用 因此针对脓毒症时不同阶段的免疫调节治疗已成为目前研究的热点 脓毒症的免疫调节固有免疫系统是宿主抵御入侵病原体的主要防御机制 在严重感染的早期阶段坏死组织和病原体将破坏性物质释放到宿主体内这些有害物质可导致一系列细胞膜上模式识别受体()的激活其中包括由固有免疫细胞表达的 样受体()固有免疫反应在异物或抗原入侵时立即触发 发现感染因子后表达这些受体的巨噬细胞、树突状细胞和中性粒细胞等开始高度增殖试图对抗机体严重的感染 在固有免疫激活后适应性免疫系统通过 细胞受体()将辅助性 细胞和细胞毒性 细胞激活 随后这些细胞的分化和增殖将产生高度特异的适应性免疫应答 异物或抗原侵入机体后 样受体被激活将引发一连串的细胞内信号传导进而导致转录因子(主要是、和)的产生 随后内皮细胞、树突状细胞、血液中的自然杀伤细胞、单核细胞和组织中的巨噬细胞被激活产生并释放大量的炎症介质 其中关键炎性因子包括、和趋化因子如前列腺素、组胺和 在脓毒症的后期过度激活的免疫系统发展为抗炎状态 此时固有免疫和适应性免疫细胞严重失调导致组织损伤和细胞死亡 免疫细胞还可以释放抗炎介质如、受体拮抗剂或转化生长因子()虽然这些过程可能有助于重新建立免疫系统的平衡但过度的免疫抑制可能对危重患者是有害的因为它可能导致继发性感染和随后的多器官功能衰竭的发生 这说明脓毒症期间不仅涉及过度炎症反应还涉及复杂的免疫抑制过程微循环学杂 志 年第 卷第 期综 述 脓毒症免疫治疗的机制及应用.过度炎症反应的治疗.针对 信号通路的免疫治疗:是第一个被发现的 它的发现彻底改变了宿主病原体相互作用和免疫反应的生物学 自 年代后期发现以来已有 个 被确定为人类传染性细菌、病毒和寄生虫的 且树突状细胞()内在的特异性 信号转导通路可通过调节肿瘤坏死因子()的产生来发挥作用在多种微生物感染的脓毒症发病机制中也起着至关重要的作用 因此人们开始广泛关注 作为靶点改善脓毒症治疗的策略 而 激动剂作为疫苗佐剂和癌症免疫疗法展现出的治疗效果也正是这些药物的拮抗作用为脓毒症治疗提供了希望 大量文献表明抑制 、和 可有效治疗多种微生物感染的脓毒症小鼠 然而将这些临床前研究转移到人类脓毒症治疗中的尝试到目前为止仅集中在阻断 介导的 激活被认为是内毒素性休克及与脓毒症相关细胞因子风暴的基础 合成脂质 类似物在体外和实验动物模型中有效地阻断 诱导的细胞因子产生 并且高迁移率族蛋白()在循环中的释放取决于 脓毒症期间循环的细胞外 对宿主是致命的阻止其在细胞质基质和循环中的释放可降低脓毒症的严重程度和死亡率 因此对 信号通路进行更深入的研究可为脓毒症过度炎症反应的治疗提供帮助.针对 免疫治疗:在脓毒症早期的免疫病理学研究中分析 在疾病发病机制中的作用 生理条件下 在感染反应中起着关键作用限制了病原体的传播(/)基因的多态性可预防重症脓毒症的进展 然而脓毒症期间释放高浓度的 可导致细胞凝固、趋化性和(或)血管完整性异常从而导致器官功能障碍 既能预防感染又能引起病理反应使针对脓毒症期间 信号传导的干预研究复杂化 在一项针对 例脓毒症患者的大型随访研究中当 血清水平 /时使用中和抗肿瘤坏死因子抗体阿非莫单抗治疗可使 天死亡率适度降低而 水平较低的患者则未从治疗中获益 作者得出阿非莫单抗是安全的并且生物活性及耐受性良好 虽然目前尚不清楚是否能计划用抗肿瘤坏死因子抗体对脓毒症患者进行更多的临床研究但现有数据表明未来的任何试验都应根据血清 水平等生物标志物对患者进行分层 此外在寻找增强对抗肿瘤坏死因子治疗的低反应性方法的同时进一步研究控制炎症反应的分子机制才是解决问题的关键.针对 信号通路的免疫治疗:(环 合酶干扰素基因的刺激物)途径是固有免疫系统的组成部分 出现在细胞质中时它可以触发强烈的炎症反应 细菌 具有高度免疫原性在感染期间充当病原体相关分子模式()而宿主 在细胞应激时释放可以作为损伤相关分子模式()在 结 合 时 蛋 白 质 脓毒症免疫治疗研究进展 诱导 和 形成 与 结合通过 触发 的磷酸化 然后 可充当炎症基因的转录调节剂上调 脓毒症患者的外周血单核细胞、和 水增显著增加与 途径在人类脓毒症中发挥的作用一致 有研究表明 抑制剂(由模仿哺乳动物端粒的重复 基序组成)可阻断 介导的细胞质 诱导的 型 反应 还可以通过与 的序列和主干特异性结合从而抑制 信号通路 也有动物实验表明可以通过 抑制剂 治疗小鼠内毒素性休克和真菌败血症 这些研究表明 传感通路 可能是治疗人类脓毒症的潜在靶点微循环学杂 志 年第 卷第 期综 述.针对细胞焦亡的免疫治疗:细胞焦亡是一种炎症形式的程序性细胞死亡通过 途径与脓毒症相关 其特征是质膜完整性丧失随后是细胞肿胀、质膜破裂以及炎性细胞因子(包括 和)和(包括)的释放 越来越多的证据表明脓毒症期间过度的细胞焦亡可促进内毒素性休克和微循环衰竭的发生 因此靶向性细胞焦亡可能有助于限制脓毒症期间的病理性炎症 细胞焦亡由孔形成蛋白 ()介导其由半胱天冬酶(的下游)或半胱天冬酶/激活作为非典型炎性小体途径的一部分 在这种情况下 的胞质传感激活了这种非典型的炎性小体途径(与通过 的细胞外识别相反)胞质 在小鼠中被半胱天冬酶 识别其在人类中被半胱天冬酶/识别通过 的裂解介导细胞焦亡 该途径在脓毒症中的重要性已经被指出:缺乏半胱天冬酶 或 的小鼠在致命的内毒素血症和多种微生物感染的脓毒症模型中受到保护免于死亡 这些观察结果表明半胱天冬酶或 抑制剂可能会降低人类脓毒症相关的发病率和死亡率.针对补体的免疫治疗:补体系统是脓毒症期间免疫反应的另一个重要组成部分 激活后补体触发蛋白水解片段的产生例如 和 这些片段通过增强炎症、调理作用、吞噬作用、中性粒细胞 胞 外 诱 捕 网()的 形 成 和 细 胞 裂 解 来 消 除 和 此外补体系统的激活可导致 炎性小体和血栓前途径的交叉激活 虽然补体激活是宿主保护性防御的重要组成部分但在脓毒症期间补体不受控制的激活会导致组织损伤和器官功能障碍 在最近的一项研究中给予 裂解的肽抑制剂 改善了大肠杆菌脓毒症模型中狒狒的存活率减轻了凝血功能障碍保护了内皮的屏障功能 在同一模型中使用合成的 转化酶抑制剂康普他汀治疗也减弱了炎症反应、凝血活化并且减少了多器官功能障碍()的发生 出乎意料的是拮抗 受体可以提高生存率而阻断 会降低盲肠结扎和穿孔()诱导的脓毒症的生存率 所以抑制补体系统的过度激活减轻脓毒症时的过度炎症反应对改善患者预后有一定的帮助.针对免疫血栓的免疫治疗:脓毒症与凝血系统的过度激活有关其最终可导致弥散性血管内凝血的发生 越来越多的证据表明血栓形成在免疫防御中具有重要的生理作用 在脓毒症中免疫血栓形成的失调可能导致进一步的止血功能紊乱如微血管血栓形成和出血 因此有理由运用靶向抗凝途径治疗脓毒症 其中一种重要的抗凝途径是蛋白质 系统它具有抗炎、抗凋亡和血管保护作用 蛋白 水平低的小鼠具有高凝和高度炎症状态并且对 具有有害反应包括低血压和死亡率增加 这些症状能通过给予活化蛋白()来缓解 最近的一项 期临床研究评估了使用人重组血栓调节素()治疗 名脓毒症相关性凝血病患者的效果 的抗炎作用是通过与循环凝血酶分子结合以激活蛋白 来介导的然而 治疗并未显著降低脓毒症相关凝血病危重患者的 天全因死亡率 同样在 年初进行的一项 期临床试验中对脓毒性患者施用重组组织因子途径抑制剂或抗凝血酶 显示对 天全因死亡率没有益处且增加了出血的风险 因此这些临床试验表明调节凝血系统的化合物不能降低脓毒症死亡率.针对内皮功能障碍的免疫治疗:血管内皮功能障碍是脓毒症的另一个标志 氧化应激和炎症导致血管通透性增加、低血压、器官灌注不足以及最后的器官衰竭 因此血管内皮是一个值得探究的治疗靶点已经开发出大量新型治疗剂包括 激动剂、纤维蛋白肽、血管生成素()/和 调节剂 是过内皮屏障处 任永栋胡念丹的 受体信号传导减少白细胞迁移和细胞因子产生的能力从而发挥其抗炎作用 在脓毒症中炎症诱导的 释放通过阻止 与其受体结合来破坏组成性 信号传导从而抑制持续炎症 同样通过使用小干扰 降低 水平抑制了脓毒症小鼠的肺 产生和中性粒细胞浸润 目前尚未进行 /调节剂在脓毒症中作用的临床研究另一种能够改善内皮障碍功能并具有抗炎特性的分子是肾上腺髓质素()通过连接由降钙素受体样受体和受体活性修饰蛋白组成的受体复合物(称为“受体”)发挥其作用 刺激内皮 受体导致细胞内 浓度升高从而激活调节内皮屏障功能和血管张力的蛋白激酶 蛋白激酶 阻止 进入细胞核导致包括 和 在内的促炎细胞因子的表达减少从而限制促炎反应和内皮损伤 然而已经提出了一些可能限制 治疗效果的担忧 引起间质血管平滑肌细胞血管扩张这对脓毒性休克患者可能有害为了抵消 的降血压作用并增加 的有益作用已经努力将 与 结合肽 共同施用使用与聚乙二醇结合的 或使用部分抑制 在这种情况下非中和 结合抗体 能够抑制促炎细胞因子的产生从而减少器官功能障碍、血管渗漏和各种小鼠脓毒症模型中对血管加压药治疗的需求 使用抗体 增加循环中 与间质体中的比例的试验正在进行中该试验正在针对 浓度升高的脓毒性休克患者进行 期临床试验微循环学杂 志 年第 卷第 期综 述.多效性药物的免疫治疗:人们在开发用于调节脓毒症的免疫系统的新药方面投入了大量精力 然而许多临床广泛使用并已批准药物如抗生素、氢化可的松和维生素也具有免疫调节特性 越来越多的证据表明这些药物可能通过改变免疫功能从而在改善脓毒症结局方面发挥作用最近氢化可的松、抗坏血酸()和硫胺素()的组合成为脓毒症患者的一种潜在的免疫调节治疗策略:在一项回顾性分析中使用 (/天)、(/天)和氢化可的松(/天)组合治疗的脓毒性患者与未使用上述治疗的对照组相比实验组器官损伤和死亡率显著降低 虽然 治疗益处的潜在机制尚未澄清但有证据表明 靶向作用于脓毒症免疫反应的多个组成部分 例如抗坏血酸除了具有更广为人知的抗氧化特性外还具有多效性免疫调节作用 败血症诱导的急性肺损伤的临床前研究表明抗坏血酸通过抑制 活化来改善肺损伤同时减轻促炎反应 此外抗坏血酸抑制 的释放如上所述 是介导败血症的 然而抗坏血酸也具有免疫刺激特性能够增强趋化性和吞噬作用同时抑制免疫细胞的凋亡 这些特性可以解释 治疗脓毒症的益处硫胺素(维生素)在几个代谢过程中起着关键作用并且在体外试验发现硫胺素可通过抑制 刺激巨噬细胞中的 信号传导而发挥抗炎活性 然而人们对硫胺素在脓毒症中的免疫抑制潜力知之甚少 一项随机临床研究显示接受硫胺素治疗的患者与对照组之间的结果没有差异糖皮质激素(包括氢化可的松)的主要作用是通过减少调节炎症反应的基因包括 和 的表达来抑制先天免疫 在人脓毒性休克中氢化可的松降低血清中促炎介质(、和)的水平同时抑制内皮(可溶性)和中性粒细胞活化(、的表达)总之 治疗具有多效性作用包括抑制免疫力.非药物免疫治疗:由 和 触发细胞因子介导的器官功能障碍和心血管功能衰竭是脓毒症患者早期死亡的主要原因 目前已经评估了通过体外技术去除这些有害分子的可能性 使用高容量血液滤过进行肾脏替代治疗的初始小型研究表明脓毒症患者的血流动力学和生存率有所改善 然而前瞻性随机试验发现高容量血液滤过对死亡率、血流动力学或 住院时间没有影响 与其它体外技术相比高容量血液滤过仅可实现有限的细胞因子清除目前正在探索更有效的去除炎症分子的技术这包括使用多粘菌素 固定化纤维柱其通过结合脂质 去中和 虽然有研究显示 天死亡率有降低的趋势但在最近的一项针对脓毒症休克和高内毒素水平患者的随机临床试验中发现多粘菌素 血液灌注未能提高生存率 由于多粘菌素 仅阻断 诱导的 激活这种失败可能反映了其它(如)的持续促炎活性仍存在 为了消除血液中的多种 和 以及炎性细胞因子可以使用一种名为 的吸附装置 可去除 范围内的分子 脓毒症免疫治疗研究进展其中包括上述大多数介质并且已经在 和 诱导的脓毒症休克模型中成功测试其中它消除了 和 同时提高了生存率 然而在脓毒症患者中首次使用细胞吸附的随机对照实验显示其未能降低 水平或减少器官功能障碍的发生除了过度的产生促炎介质外脓毒症的病理生理学还包括丢失/消耗有助于凝血的保护性血浆蛋白 血浆置换既可以消除循环中的有害分子又可以补充保护性血浆蛋白从而恢复体内平衡 治疗性血浆置换()已在小型研究和脓毒症患者的病例报告中进行了研究 最近的一项临床研究发现 可以显著减少促炎细胞因子同时改善脓毒症休克患者的血流动力学 总体而言目前不建议使用血液净化技术作为脓毒症的辅助治疗 然而新颖的吸附技术和近期有应用前景的数据表明应进行进一步的研究从而筛选出可以从这种方法中受益的脓毒症患者微循环学杂 志 年第 卷第 期综 述.免疫抑制阶段的治疗./单克隆抗体的免疫治疗:在 细胞的表面有许多介导 细胞增值或抑制 细胞增值的分子如、等 其中 与其配体 结合引起 细胞生长受限、炎症因子分泌减少及 细胞的凋亡其不仅介导癌症时的免疫抑制对于脓毒症也有重要影响 在脓毒症小鼠模型中针对/的单克隆阻断抗体可显著提高小鼠的生存率 体外实验也证实该抗体提高了 细胞与单核细胞产生细胞因子的能力 有研究表明 细胞上的 与 上的 结合阻断了 传递的第二信号减少了 等细胞因子的产生抑制 细胞免疫反应 当利用抗/的治疗后外周血中的 细胞增殖能力增强且表达 分子水平增高而 作为 细胞表面共刺激分子可介导效应 细胞增值以发挥清除病原体的作用 因此利用/的单克隆抗体去改善脓毒症患者的免疫抑制状态以及改善预后也许是有效的.重组人 的免疫治疗:是免疫调节和免疫增强的重要细胞因子在 细胞分化的某些阶段、细胞和 细胞的存活、发育和稳态等多方面都发挥重要作用()在造血干细胞向淋巴细胞分化和 细胞的阴阳性选择中有重要作用还可以使初始 细胞活化后经过多轮扩増变成效应 细胞 研究表明 能够増强 效应 细胞作用并促使具有 受体的效应 细胞发展成为长期存活的记忆 细胞()对于 细胞的发育也很重要尤其是 细胞发育成 细胞一个多中心随机对照试验发现 对感染性休克和重度淋巴细胞减少症的病人是安全的并且可使绝对淋巴细胞计数增加 至 倍 因此在脓毒症出现免疫抑制时重组人 可能是一种有效的治疗药物.的免疫治疗:主要来源于激活的 和 细胞、细胞 是型 家族的唯一成员具有防御病毒、细菌及寄生虫感染的免疫作用 此外 还是一种重要的巨噬细胞激活剂 因此 可以改善单核巨噬细胞功能 对于有免疫抑制风险单核细胞 减少获得性免疫功能障碍且持续炎症反应的脓毒症患者可能更加有效 有研究表明脓毒症患者注射重组的 后发现其逆转了受抑制的单核细胞功能并提高了脓毒症的生存率.抗细胞毒性 淋巴细胞抗原()的免疫治疗:在免疫系统中发挥重要的负调控作用 在脓毒症时 细胞上的负性共刺激分子 也明显上调 有研究表明利用抗 的抗体可逆转脓毒症引起的免疫抑制提高细菌或真菌脓毒症小鼠的生存率 在临床研究中脓毒症患者的 细胞的 表达明显高于非脓毒症患者这表明它是脓毒症治疗的一个潜在靶点.粒细胞巨噬细胞集落刺激因子()的免疫治疗:是一种造血生长因子可刺激中性粒细胞单核细胞和巨噬细胞的产生 在脓毒症患者中 可以恢复单核细胞上的 表达并增加血液中白细胞在 刺激后释放 的能力 一项针对脓毒症相关免疫抑制患者(通过单核细胞 降低的水平确定)的随机多中心试验表明在接受 治疗的个体中机械通气的需求显著缩短而从患者体内分离的/诱导单核细胞产生的细胞因子增多 虽然粒细胞巨噬细胞集落刺激因子在一些试验中有作用但仍需要进一步的试验来验证 在脓毒症治疗中的效果.针对间充质干细胞的免疫治疗:多能间充质干细胞()可以通过增加、调节免疫反应、限 任永栋胡念丹制细胞凋亡和增强损伤修复来减少脓毒症动物模型中的器官损伤和死亡率 的抗菌作用是通过增加巨噬细胞内吞作用和抗菌肽如 的分泌而发挥的 间充质干细胞还通过限制 炎性小体/半胱天冬酶 活化和促进炎细胞因子(包括 和)的产生来发挥抗炎作用 此外 促进 样巨噬细胞和 的发育从而增强损伤修复并限制过度炎症最近对 名脓毒症休克患者进行单次给予 的首次临床试验显示没有安全性问题 在该 期研究中 和常规治疗个体之间没有观察到促炎细胞因子反应的差异 目前正在进行两项 期随机对照试验评估 对脓毒性休克患者免疫反应和器官衰竭的影响.静脉注射免疫球蛋白():是一种具有广谱抗体特异性的 分子的混合制剂可以中和微生物和毒素 的作用是多效性的:它可以减轻免疫细胞的凋亡、抑制炎症并减少 受体阻断 脓毒症 治疗的基本原理包括免疫刺激(病原体识别和抗凋亡作用)和抑制过度炎症反应(中和细菌毒素、和抑制促炎细胞因子反应)的益处 数十年来人们一直在研究 在脓毒症中的应用并发表了多项随机对照试验但是结果并不一致这些研究的 分析未能显示总体益处 小结脓毒症期间除了感染性病原体的全身传播带来的威胁外先天性免疫系统的过度激活还可能导致过度炎症和随之而来的心血管衰竭 因此阻断先天免疫系统的激活作为脓毒症早期治疗的一个组成部分 脓毒症后期急性脓毒症患者的淋巴细胞表面与细胞衰竭相关的受体的表达上调这可能导致长期疾病中发生的免疫抑制状态 长期的免疫功能障碍可加重持续的炎症反应引起营养代谢障碍、继发感染甚至死亡这也是造成脓毒症死亡率增高的一大原因 应用一些相应的抗体或免疫激活剂可以解除一定的免疫抑制状态可恢复免疫功能低下患者的免疫功能并提高脓毒症的生存率因此在应用免疫治疗时临床医生要根据患者的个体差异情况以及疾病发展的阶段监测患者免疫状态合理选择药物来调节脓毒症患者的免疫功能本文第一作者简介:任永栋()男汉族硕士研究生研究方向为脓毒症心肌损伤微循环学杂 志 年第 卷第 期综 述 参考文献 .():.:.():.曲冰杰 郭剑颖 王宏伟.脓毒症患者免疫紊乱中树突细胞与 细胞分化及表型研究.中国免疫学杂志 ():.程储记 方长太 汪文婧 等.脓毒症患者血清 与 细胞的表达及相互调控作用研究.中华医院感染学杂志():.():.:?.():.().:.():.().():.():.(/).():.().():.微循环学杂 志 年第 卷第 期综 述 .:.():.():.脓毒症免疫治疗研究进展 .():.():.():.():.():.():.:.:.:.():.():.:.():.():.():.():.:.():.():.():.:.().():.().():.:.():.():.():.():.:.():.:.():.:.():.():.:.():.():.:.():.:.():.():.任永栋胡念丹 .():.孙旖旎 马晓春.脓毒症获得性 细胞免疫功能障碍与治疗的研究进展.中华重症医学电子杂志(网络版)():.李金松.重组人长效白介素()的研制及其生物活性研究.北京:中国疾病预防控制中心:.:.():.:?.():.():.():.():.():.:.():.():.():.():.微循环学杂志简介微循环学杂志是我国第一本微循环学专业性杂志、也是目前唯一一本国内外公开发行、汇集微循环基础、临床及相关研究的学术期刊由国家教育部主管武汉大学人民医院和中国病理生理学会微循环专业委员会主办是中国科技核心期刊、中国科技论文统计源期刊最新影响因子.微循环学杂志立足于科研前沿、深入报道该学科基础和临床新进展、荟萃国内外多学科最新医研成果兼顾推广、普及和提高 其优势栏目有微循环基础与实验、临床研究、血液流变学、微循环新技术与新方法、中医中药与微循环、血栓与止血、分子生物学、微循环专题讲座和专家论坛等杂志社将进一步贯彻党和国家的十四五规划以及习近平总书记提出的办好一流学术期刊和学术平台的讲话精神夯实基础以需求为导向扩大期刊的社会影响力逐步建立国际学术话语权助力我国公共卫生体系建设加强国际国内该领域学术交流微循环学杂 志 年第 卷第 期综 述 脓毒症免疫治疗研究进展