外科脓毒症免疫功能障碍的监测与调理策略

长期以来，由于临床医师对于烧（创）伤、外科手术等应激打击造成机体免疫功能失调的关键环节及其在脓毒症中的作用认识不足，临床上缺乏切实可行的免疫状态监测方法和免疫调理策略。新近的研究结果显示：机体免疫功能紊乱参与了脓毒症的病理生理过程，并在很大程度上影响着严重感染诱发的全身性炎症反应和多器官损害的结局。

1 外科脓毒症的免疫功能改变及其状态监测

严重烧（创）伤、外科大手术后随着炎症反应的加剧，机体自身存在着针对炎症刺激的有效负反馈调控机制，此时机体所表现出来的并非主要是炎症介质对机体的损害，宿主免疫调节失衡，特别是机体抗感染免疫防御能力严重受到抑制，成为病情进一步恶化的主要原因。在此过程中，不同免疫细胞及其功能亚群发挥着重要调控效应。

1.1 中性粒细胞

中性粒细胞是人体抵御外来微生物入侵的第一道防线，是天然免疫系统中重要的效应细胞。严重脓毒症状态下中性粒细胞迁移能力减弱及凋亡延迟，导致细菌清除率下降，感染部位的损伤程度得不到有效缓解，加剧了脓毒症病程的发展。中性粒细胞迁移能力障碍促进了腹腔渗出液及血液中细菌数量的增多，伴随组织损伤和系统性炎症反应。

这样通过测定表达调理素结合受体的中性粒细胞数量及中性粒细胞对吞入异物的杀灭能力有助于判断机体的免疫功能状况。新近的研究结果显示：中性粒细胞可分泌大量细胞因子包括免疫抑制性细胞因子IL-10，并在内毒素血症患者外周血中观察到成熟的CD16high hCD621ow中性粒细胞可抑制T淋巴细胞增殖，同时在部分严重创伤患者体内也发现这种免疫抑制性中性粒细胞。

因此，中性粒细胞作为重要的天然免疫反应细胞，其募集和迁移功能障碍严重影响外科脓毒症的发展与结局，密切监测其病理生理变化将有助于脓毒症的早期识别及干预治疗。

1.2 巨噬细胞

巨噬细胞作为机体免疫反应中的抗感染细胞及关键抗原提呈细胞，在脓毒症的免疫调节过程中发挥重要作用。在脓毒症的发生与发展过程中，除存在T淋巴细胞的大量凋亡外，巨噬细胞亦出现明显凋亡。学术界已明确：巨噬细胞在启动、维持宿主免疫反应方面具有重要意义，但其大量的凋亡将导致脓毒症及多器官损害。

有研究结果显示：多种炎症介质相关的信号通路激活可促进细胞凋亡和炎症反应，例如早期细胞因子TNF-和晚期细胞因子高迁移率族蛋白B1(high mobility group box-1 protein，HMGB1)。笔者的研究结果证实：HMGB1处理的巨噬细胞胱天蛋白酶-3活性明显增高，进而导致巨噬细胞凋亡。巨噬细胞功能性改变及凋亡的增加将进一步加重脓毒症过程中细胞免疫功能紊乱。

1.3 T淋巴细胞和调节性T细胞

学术界已明确：细胞免疫应答是机体防御反应的重要组成部分，主要与T淋巴细胞的功能及不同调节因素有关。在多种外科应激状态下，T淋巴细胞反应的启动意味着不同类型细胞[主要包括抗原提呈细胞、辅助性T细胞( helper T cell，Th)、调节性T细胞( regulatory T cells，Treg)等]的应答反应改变。

有文献报道，严重烧（创）伤可抑制T淋巴细胞增殖活性和树突状细胞的抗原提呈能力，促使Th1/Th2型细胞因子分泌状况发生改变。Treg细胞与T淋巴细胞间相互作用以及在此过程中Treg细胞释放的细胞因子决定效应性T细胞向Th1或Th2分化，并认为淋巴细胞凋亡增加可能是机体免疫抑制发生的重要机制之一。

正常情况下，淋巴细胞凋亡在维持免疫稳态和自身免疫耐受中起着重要作用。而急性损伤打击时，无论是在体内还是体外试验，也无论是在中枢还是外周淋巴器官中均发现了大量淋巴细胞凋亡。

Treg作为免疫系统的主要调节者，不仅可通过细胞接触或分泌抑制性细胞因子发挥免疫抑制效应，而且可能在淋巴细胞凋亡引起的免疫抑制过程中发挥独特作用。因此，监测T淋巴细胞增殖活性和凋亡数量，以及Treg免疫抑制能力有助于更精确地了解外科危重患者的免疫功能状态及预后判断。

1.4树突状细胞

树突状细胞被认为是免疫系统的启动者，在外周组织中捕获并处理抗原，通过血液分布于全身，是目前所知体内功能最强的专职抗原提呈细胞。在脓毒症状态下，树突状细胞释放的细胞因子发生改变，Th1型细胞因子IL-12生成减少，Th2型细胞因子IL-10产生增多，将诱导T辅助细胞的主要类型向Th2型转变，从而削弱了机体细胞免疫能力。

新近研究发现一种树突状细胞生长因子-fms样酪胺酸激酶3配体（fms-like tyrosine kinase 3 ligand，FLT3L），能诱导树突状细胞数量急剧增加；严重烧伤后感染患者采用FLT3L治疗后，细胞因子IL-12、IL-15、IFN-分泌量增加，患者生存率提高。

树突状细胞功能状态[包括人白细胞抗原( human leukocyteantigen，HLA) -DR及共刺激分子CD80/86表达水平]和抗原提呈能力的改变，在脓毒症病程进展中发挥关键作用，动态分析患者树突状细胞免疫功能变化规律、针对树突状细胞探索有效调控途径将有助于严重脓毒症的诊断与治疗。

2外科脓毒症的免疫调理及其临床意义

在解析严重脓毒症与脓毒性休克的发病本质时，研究者早已注意到许多炎症介质所发挥的重要作用。基于这种认识，近20年来多种抗炎措施被应用于脓毒症的治疗中，尽管动物实验中疗效显著，但临床试验均以失败告终。

造成这一结局的原因是多方面的，其中简单地从炎症反应来理解脓毒症的复杂病理过程显然有失偏颇。近年来，许多基础研究与临床观察提示，严重烧（创）伤、外科手术后脓毒症的发生与机体免疫功能紊乱密切相关。

2.1 主要免疫调节剂及其潜在应用价值

2.1.1IFN-：IFN-主要由抗原致敏的T淋巴细胞分泌，被认为是作用最为广泛地防御性细胞因子之一。有文献报道，在给予HLA-DR表达降低的脓毒症患者注射IFN-后，患者单核细胞HLA-DR表达水平恢复，血浆IFN-和IL-6表达水平也明显升高；其中一组资料中大部分患者证实有效。

Nalos等采用IFN-治疗金黄色葡萄球菌感染所致脓毒症患者，观察到单核细胞HLA-DR和CD4+T细胞IL-17表达上调，且细菌得到有效清除。此外，IFN-靶向治疗进入免疫抑制阶段的脓毒症患者有效。尽管IFN-可以通过恢复单核细胞功能而作为脓毒症潜在的免疫调节剂，但并不能纠正脓毒症时T淋巴细胞的功能缺陷，其确切临床价值有待进一步评估。

2.1.2 IL-7：IL-7是维持T淋巴细胞功能所必需的细胞因子，主要通过IL-7受体介导，由IL-7受体链( CD127)和细胞因子受体链( CD132)组成。IL-7能上调抗凋亡分子Bcl-2表达，诱导外周T淋巴细胞增殖和循环血液中CD4+T和CD8+T细胞数量增加。

Pellegrini等[观察了IL-7治疗淋巴细胞脉络丛脑膜炎小鼠的疗效，发现在给予IL-7治疗后感染区域T淋巴细胞的聚集和数量增多，且病毒得到清除。体外及体内试验时IL-7处理可以纠正由脓毒症诱导的免疫缺陷状态，包括促进CD4+T和CD8 +T细胞增殖活性、IFN-产生，说明IL-7对脓毒症的治疗完全有效。

此外，200余例接受IL-7治疗的患者中，较少出现发热、毛细血管渗漏综合征、促炎细胞因子相关的临床异常反应。因此，IL-7可能是脓毒症临床辅助诊断的重要标志物之一，并具有潜在免疫治疗效应。

2.1.3 程序性死亡因子1及其配体特异性抗体：程序性死亡因子( programmed cell death，PD)1及其配体（programmed cell death ligand 1，PDL1）广泛表达于脓毒症患者的免疫效应细胞、内皮细胞和支气管上皮细胞。抑制PD1和PDL1介导的信号通路能提高临床相关的脓毒症模型生存率，并显著降低由白色念珠菌引起的真菌性脓毒症的病死率。

在探讨PD1对免疫调节的影响中发现，体外阻断PD1可以促进结核分枝杆菌感染患者体内IFN-的生成和减少T淋巴细胞凋亡。同时，在脓毒症患者中发现T淋巴细胞PD1表达上调，并与T细胞增殖活性具有相关性。但PD1和PDL1特异性抗体的受益群体和有效性还需要大规模临床试验进一步验证。

2.1.4 免疫球蛋白：免疫球蛋白的生物学效应包括与相应抗原特异性结合，激活补体，促进吞噬功能，并对毒素及多种病原微生物具有抑制作用。

最近研究结果表明：在对脓毒症相关性脾脏功能减退的辅助治疗中，给予患者静脉注射丙种球蛋白后，功能性免疫调理素作用和脾脏功能逐渐恢复，脓毒性休克症状得到缓解，说明丙种球蛋白可以减轻脓毒症时脾脏功能损伤，改善患者预后。

然而，静脉输注免疫球蛋白的应用对免疫系统具有多样性作用，对于严重脓毒症治疗的有效性一直存在争议。最新国际严重脓毒症和脓毒性休克治疗指南推荐意见为：对于严重脓毒症或脓毒性休克患者，不建议使用静脉输注丙种球蛋白。

2.2 脓毒症免疫调理新策略

基于对外科脓毒症病理实质的深入解析，笔者观察到严重烧（创）伤、休克打击后脓毒症的全身炎症反应和免疫抑制在多数情况下是同时存在的；有鉴于此，无论实施抗炎治疗或免疫刺激，单一治疗均不足以有效逆转免疫／炎症反应失调，而应该是抗炎措施与免疫刺激并举。同时，脓毒症免疫炎症反应紊乱的发生机制还要求对抗炎、免疫刺激药物进行恰当的选择，也是成功治疗的关键。

笔者采用经典的大鼠盲肠结扎穿孔所致严重脓毒症模型，分别针对不同类型的抗炎方法和免疫调节剂进行了组合优化与疗效评估，以探讨新的炎症、免疫调理策略的合理性和可行性。

其研究结果证实：联合应用乌司他丁和1胸腺肽能明显减轻机体过度炎症反应、改善免疫功能抑制，显著降低动物的病死率，提示采用拮抗过度炎症与免疫刺激并举的脓毒症治疗策略具有合理性和良好疗效。

为了进一步评估联合拮抗炎症和免疫刺激治疗严重脓毒症策略的有效性，笔者组织了全国范围的多中心、前瞻、随机、对照临床试验，其研究结果表明：联合使用乌司他丁和1胸腺肽治疗严重脓毒症是成功的；治疗组28、90 d病死率均明显低于对照组，绝对生存率分别提高了13. 18%、14. 96%，相对生存率分别提高了21. 37%、31. 23% 。

这充分说明针对外科脓毒症等感染并发症复杂的病理生理反应，仅仅抗炎治疗难以奏效，兼顾同时并存的免疫功能障碍等关键环节是防治脓毒症、改善患者预后的重要发展方向。值得指出的是，关于联合使用乌司他丁和1胸腺肽治疗脓毒症的最佳时机、剂量和疗程等问题仍有待深入探讨。

3展望

机体免疫系统应被认为是一个重要器官，在外科危重症中如同肝脏或肾脏一样可出现器官衰竭。虽然目前对脓毒症时免疫应答平衡的确切临床意义仍存在争议，但笔者认为免疫功能紊乱很可能是脓毒症发病率和病死率居高不下的关键因素之一。

因此，对脓毒症患者不同发展阶段的免疫活性变化进行密切监测，将有助于对免疫功能是否受损及其障碍程度进行明确评估，以提高免疫调理的有效性和针对性。

笔者通过临床前瞻性试验和系统验证优化，提出可根据数学模拟对脓毒症免疫状态进行定量评分（即免疫功能指数）和动态监控，以便早期、敏感、有效地反映病情的变化和临床结局。有研究结果显示：新型免疫调节剂包括重组IL-7和特异性PD1抗体可以通过调控免疫细胞功能及相关细胞因子来调节机体免疫反应。

虽然部分免疫调节剂的安全性和有效性尚有待大规模临床试验的验证，但从包括炎症等不同重要环节（免疫应答、凝血系统）对脓毒症病理过程采取针对性综合调理，很可能有助于恢复机体正常的宿主防御反应，进一步防止严重感染并发症的发生与发展，最终为外科脓毒症的有效治疗开辟新途径。

文章摘自《中华消化外科杂志》2014年7月第13卷第7期P516 - 519

文章作者：姚咏明 栾樱译