脓毒症免疫功能紊乱及免疫调节治疗_李成荣

·专家笔谈·

脓毒症是感染引起的全身炎症反应综合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS）。在脓毒症发病机制中，除病原微生物及其毒素直接损害组织细胞外，免疫功能紊乱对其发生发展具有重要作用。脓毒症免疫发病机制极其复杂，固有（innate）免疫和适应性（adaptive）免疫反应均参与发病，所导致的促炎反应／抗炎反应动态失衡是脓毒症进展为严重脓毒症、脓毒性休克和多器官功能不全的（MODS）的原因之一[1]。本文扼述脓毒症免疫功能紊乱及其可能的机制，旨在拓宽免疫调节治疗脓毒症的思路。

1脓毒症免疫功能紊乱机制

感染可通过免疫系统促发炎症反应。以往曾认为脓毒症可能存在SIRS和代偿性抗炎反应综合征（compensatory anti-inflammatory response syn-drome，CARS）两个免疫反应时相。早期主要为大量产生TNF-α、IL-1β等前炎症细胞因子，激发炎症反应（SIRS）；其后随脓毒症促炎反应发展，机体启动代偿性抗炎反应机制，IL-10等抗炎细胞因子大量产生以拮抗过度产生的前炎症细胞因子，同时前炎症细胞因子因合成减少或消耗降解而降低，从而导致CARS[1]。近来在探讨脓毒症免疫抑制机制时，注意到成年脓毒症患者早期即可高表达IL-10等抗炎细胞因子，处于脓毒症免疫抑制状态（以CD14＋单核细胞HLA-DR表达＜30％为界定标准）患者同时存在超高水平的前炎症细胞因子和抗炎症细胞因子[2]。同样以CD14＋单核细胞HLA-DR表达＜30％或＞30％为标准，观察不同免疫状态下婴幼儿脓毒症前炎症细胞因子／抗炎症细胞因

脓毒症免疫功能紊乱及免疫调节治疗

李成荣

深圳市儿童医院（广东深圳518026）

摘要：文章扼述脓毒症免疫功能紊乱机制。病原微生物（配体）通过Toll样受体（TLR）等模式识别受体（PRR）启动固有免疫反应，所产生的炎症细胞因子导致促炎反应并触发适应性免疫，诱导初始T细胞分为Th1、Th2细胞、CD4＋CD25＋Foxp3＋调节性细胞（Treg）及Th17细胞，介导免疫抑制和炎症反应。脓毒症促炎／抗炎反应同时异常活化，导致免疫功能紊乱。免疫调节治疗脓毒症的思路是既能清除内、外源性配体抑制PRR持续活化，又不过度抑制抗感染免疫反应。[临床儿科杂志，2010，28（1）：13－17]关键词：脓毒症；Toll样受体；固有免疫／适应性免疫；调节性T细胞；Th17细胞；免疫调节治疗

中图分类号：R725文献标志码：A文章编号：1000－3606（2010）01－0013－05

Pathogenesis of immune dysfunction in septic and immunoregulation therapy LI Cheng-rong（Shenzhen Children＇s Hospital，Shenzhen518026，Guangdong，China）

Abstract：The pathogenesis of immune dysfunction in septic has been summarized in this review．Innate immune response toward pathogens is initiated by pattern recognition receptor（PRR）such as Toll-like receptor（TLR）．Inflammatory cytokines derived from innate immune response not only cause inflammatory response，but also trigger adaptive immune responses through inducing the differentiation of naive T cell into Th1，Th2，CD4＋CD25＋Foxp3＋regulatory T cells（Treg），and Th17cells．Adaptive immune response might suppress or enhance inflammatory response．Abnormal activation of innate／adaptive immune responses may coexist in sepsis，resulting in immune dysfunction．Logical and adequate approach of immunoregulation therapy to sepsis may be to suppress PRR persistent activation by eliminating endogenous or exogenous ligands，as well as to avoid excessive inhibition of immune responses to infection．（J Clin Pediatr，2010，28（1）：13－17）Key words：sepsis；Toll-like receptor；innate／adaptive immune responses；Treg；Th17；immuno-regulation therapy

子变化。我们注意到IL-6和IL-10等促炎或抗炎细胞因子，在免疫激活或免疫抑制状态下均持续增高，免疫抑制组IL-6表达甚至还高于免疫激活组[3]。上述结果很难用CARS假设解释。目前认为脓毒症免疫抑制反应在脓毒症一开始就出现，而并不是继发于促炎反应而出现的代偿性反应。脓毒症既可能存在免疫亢进，也可能存在免疫抑制，促炎／抗炎反应同时存在，两者的强弱处于不断变化之中，机体处于一种复杂的免疫紊乱和动态失衡中[4]。

1．1固有免疫反应与脓毒症免疫功能紊乱

固有免疫（天然免疫或非特异性免疫）反应是机体防御病原微生物入侵的第一道防线，可迅速对病原微生物作出免疫应答。固有免疫反应涉及到多种免疫细胞和免疫分子，如单核／巨噬细胞（MC）、树突状细胞（DC）、天然杀伤细胞（NK）、中性粒细胞、补体、溶菌酶及细胞因子等。固有免疫系统中除少数免疫分子（如补体C3旁路、溶菌酶等）可直接参与抗感染免疫反应外，免疫细胞需经其模式识别受体（pattern recognition receptor，PRR）识别相应配体后，才能启动固有免疫反应[5，6]。PRR识别各种病原体中高度保守的结构，即病原相关分子模式（pathogen-associated molecular pattern，PAMP），使大量结构各异的病原体能够被数量有限的识别分子所识别。已知PRR主要包括跨膜的Toll样受体（Toll-like receptor，TLR）家族、胞质内的核苷酸结合寡聚化结构域（NOD）蛋白家族及维甲酸蛋白-I／黑色素瘤分化相关基因5（RIG-I／MDA5）等，表达于身体各种细胞，分别介导细菌、真菌、病毒及原虫所致的固有免疫反应[5]。其中TLR是目前了解较清楚的PRR。已发现人类有10种TLR（TLR1～TLR10），广泛分布于各种免疫细胞（MC、DC、NK细胞、淋巴细胞、中性粒细胞）及非免疫细胞（上皮细胞、肌细胞等）。不同的TLR识别不同的配体，如TLR4识别G－菌脂多糖（LPS），TLR2识别G＋菌肽聚糖（PGN）及脂胞壁酸（LTA），TLR5识别细菌鞭毛，TLR3（识别病毒产物dsRNA）、TLR7和8（识别单链病毒RNA）、TLR9（识别病毒或细菌的非甲基化CPG DNA序列）主要介导抗病毒免疫反应。TLR除识别外源性配体（PAMP）外，TLR4等尚能识别组织细胞损伤所释放的内源性配体，如热休克蛋白（HSP）60和HSP70、透明质酸和硫酸乙酰肝素组成的低聚糖、纤维结合素等[5，6]。需高浓度内源性配体才能活化TLR信号途径，这对脓毒症炎症级联反应的发生发展具有重要作用。

TLR识别配体后发生构象变化，活化下游信号途径转导分子，经MyD88依赖或MyD88非依赖性途径，分别激活核转录因子NF-κB或IRF3（interferon regulatory factor3），诱导前炎症细胞因子／趋化因子和细胞表面共刺激分子表达，启动固有免疫反应[6]。若TLR及其传导途径过度异常活化，则诱发炎症反应。大量异常产生的TNF-α等炎症细胞因子／趋化因子，可诱导血管内皮细胞高表达细胞间黏附分子（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，诱发前炎症因子／趋化因子级联反应，严重者可导致脓毒性休克或MODS（图1）[7]。国内外研究已注意到脓毒症患者MC等免疫细胞高表达TLR2、TLR4及其信号转导分子，TNF-α、IL-1β等前炎症细胞因子表达水平与TLR信号途径转导分子表达相一致，脓毒症越重，TLR转导分子及前炎症细胞因子表达越高，表明TLR信号途径异常活化参与脓毒症的发生发展[8，9]。导致脓毒症TLR信号途径及炎症细胞因子过度活化的机制仍不清楚。病原微生物特性及宿主炎症反应性，可能是导致异常活化的重要因素，后者与TLR信号途径分子及前炎症细胞因子基因多态性有关。此外，近来尚发现IL-1受体相关激酶-M（IRAK-M）等多种负性调节因子参与调控TLR信号途径活化过程[10]。TLR相关内源性或外源性配体触发TLR信号途径同时启动IRAK-M等负性调节因子表达，由于遗传或内外环境因素的影响，脓毒症患儿负性调节因子并未随炎症反应加重而增加，导致负性调节因子表达绝对低下或相对不足，TLR途径转导分子表达异常增加，最终导致前炎症细胞因子级联反应及严重脓毒症[9]。

1．2适应性免疫与脓毒症免疫功能紊乱

适应性免疫（获得性或特异性免疫）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（APC，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）[6，11，12]。Th细胞及其分泌的细