脓毒症和多器官功能障碍综合征的发病机制及治疗

免疫功能
感染易感性
Thierry Fumeaux，2002
单核细胞HLA-DR的意义
吞噬
细 菌 抗原处理 抗原提呈 单核细胞/巨噬细胞
HLA-DR
抗原多肽 TCR
B细胞 T细胞 活 化
THC
单核/巨噬细胞
“ Immune Suppression ”
CD14+单核细胞 HLA-DR < 30%
CD14+单核细胞HLA-DR<30%
脂酶
链球菌致病的组分
链球菌化脓性外毒素A(SPEA) 链球菌促丝裂外毒素Z(SMEZ)
脂多糖结合蛋白 (LBP)
细胞外
CD14
脂多糖(LPS)
Toll样 受体(TLR2/4)
细胞内
?
?
酪氨酸激酶
反馈调节
JAK激酶
? 磷脂酶 三磷酸肌醇、二酰基甘油（ IP3+DAG） 蛋白激酶C
细胞因子信号转录抑制因子 (SOCS)
持续时间>5天 死亡率 81% 58% 19% Volk HD, 1996
持续Βιβλιοθήκη Baidu天
无或短时间存在
观察病例分组
组别 特重烧伤组 烧伤面积 51%－95%(IIIº >20%) 病例数 16
重度烧伤组
中度烧伤组 轻度烧伤组 正常对照组
31%－50%(11%<IIIº <20%)
11%－30%( IIIº <10%) ＜10% (IIIº =0) 0
3
7
14 伤后时间(d)
28
49
特重烧伤后外周血IL-6、IL-10水平变化
300
浓度（pg/ml）
250 200 150 100 50 0 3 7 伤后时间(d)
IL-6
Il-10
14
重度烧伤后外周血IL-6、IL-10水平变化
600
IL-6,IL-10浓度（pg/ml）
IL-6
IL-10
HLA-DR
目前认为，导致免疫细胞加速凋亡的重要物质有： TNFα、FasL、颗粒酶和糖皮质激素。 高水平的促炎细胞因子是导致免疫麻痹的主要原因， 所谓 “促炎 / 抗炎介质平衡” 假说迄今并没有充 分的证据支持。


免疫麻痹形成示意图
淋巴细胞广泛凋亡
免疫功能低下
烧伤MOF病例脾脏
淋巴细胞↓↓↓
脾小体消失
白髓萎缩
MOF病例脾脏
巨噬细胞增生
淋巴细胞减少
胸 腺
光镜：皮质淋巴细胞明显减少，巨噬细胞明 显增多，而髓质淋巴细胞无明显减少，形成 髓质淋巴细胞比皮质淋巴细胞数量多的现象， 即所谓“皮髓倒置”； 电镜：皮质淋巴细胞大量凋亡，形成较多的 凋亡小体。 TUNEL标记：显示凋亡细胞数目明显增多。
（HMGB-1抑制剂） 降低动物脓毒症1-6天的死亡率
由于发现众多促炎细胞因子，
兴起寻觅和合成中和或消除细胞
因子拮抗剂的研究。 但是动物实验有效，临床试 用均告失败。
已试用的治疗方法大致分类
★细菌产物调节剂 —抗内毒素，杀菌／通透性增强蛋白(BPI) ★抗细胞因子 —IL-1ra，抗TNF，sTNFr等 ★抗炎症药物 —糖皮质激素，非甾类抗炎药、粘附分子抑制剂 ★抗凝血剂 —重组人活化蛋白C，ATⅢ，尿激酶，肝素 重组人组织型纤维溶酶原激活剂 ★其他 —NO合成酶抑制剂，抗氧化剂，血栓烷拮抗剂，缓激酶 受体拮抗剂等等。
“诊断标准”不是“金标准” 仅是临床医生在作出治疗 决心时作为参考
革兰阴性杆菌产生的脂 多糖（内毒素）被认为是导
致脓毒症的主要媒介。
金黄色葡萄球菌感染发生率 正在逐年增高，耐甲氧苯青霉素 金黄色葡萄球菌（MRSA）已占 50%~90%。
烧伤病区革兰阳性、阴性病原菌构成比的变迁
80 70 60
211000
215000
0
AIDS* Colon Breast CHF† Severe Cancer§ Sepsis‡
†National
AIDS*
Breast AMI† Cancer§
Severe Sepsis‡
Center for Health Statistics, 2001. §American Cancer Society, 2001. *American Heart Association. 2000. ‡Angus DC et al. Crit Care Med. 2001 (In Press).
（ CARS ）
强烈的抗炎性介质释放所造成 的全身反应
混合性抗炎反应综合征
MIXED ANTI-INFLAMMATORY RESPONSE SYNDROME
(MARS)
促炎和抗炎介质二者均大量地 释放而引发的全身反应，但二者之
间不能取得平衡。
免疫失协调
IMMUNOLOGIC DISSONANCE 促炎与抗炎介质之间失去平衡 持续的剧烈的炎症反应
我国缺乏统计
由于人口较美国高5倍 推算每年可能有300万例脓毒症
病死率39%~50%
严重脓毒症、MODS
是人类健康和经济的重大挑战 已成为非心脏病死亡的主要原因
2002年巴塞罗那会议呼吁
全社会要象当年重视急性心 肌梗死和中风那样，重视对脓毒
症的研究和治疗，争取把脓毒症
的发生率和死亡率降低到可接受 的水平。
Acq ui si tion Date: 19- Jun- 03 Total Events: 11923
Quad Events % Gated % Total X Mean Y Mean UL 7 0.07 0.06 4.08 13.64 UR 204 2.07 1.71 828.36 484.82 LL 8081 82.00 67.78 4.18 2.23 LR 1563 15.86 13.11 70.79 2.27
虽然已投入了巨量的基础 和临床研究，但其发病机制仍 未完全阐明治疗仍感棘手。
临床试用失败可能原因
* 单个拮抗剂不足以消除级联反应形成的更多的因子 * 治疗同时消除了炎症反应的有益效应
* 动物模型与人脓毒症真实情况不符
* 疾病不统一性；病人背景不一
* 治疗是在症状出现之后，脓毒症已形成
* 治疗结果终点不统一；治疗时间参差不一 * 人体反应不可能划一 *不能纠正免疫功能紊乱及凝血紊乱 * 发现晚期因子，如HMGB-1
由于1991年所商订的诊断指标过于 “敏感”，特异性太差。2001年在华盛顿 召开一次会议重订脓毒症的定义，共有代 表欧美各学会29名代表参加。目标为： 1、商讨当时脓毒症及有关病情定义 的不足之处 2、商讨如何改进脓毒症的诊断指标 3、寻讨促进脓毒症诊断的准确性、 可靠性以及临床实用性
脓毒症的临床表现
丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK)
信号转导和转录激活子 (STAT) NF-κ B 复合物
P65
P50 Iκ B
炎症介质和细胞因子转录激活
LPS
IL-6 IL-8 IL-18
TNFα
IL-1β
SEB
IFN-
T细胞
Mon/M
肽聚糖 磷壁酸
IFN-、 TNF-、NO等
炎症反应失控
休克、 MODS
欧洲
每年估计150,000死于脓毒症
脓毒症与其它严重病症的比较
脓毒症的发生率
300 250
Mortality of Severe Sepsis
250,000 200,000
Cases/100,000
Deaths/Year
200 150 100 50
17 50 110 130
300
150,000 100,000 50,000 0
TUNEL：示白髓及脾窦内有较多着棕黄色 的凋亡细胞。

大鼠酵母多糖模型脾脏
淋巴细胞减少，巨噬细胞增多，溢出现象。∴ 功能↓
大鼠酵母多糖脾脏TUNEL
小鼠酵母多糖模型脾脏
吞噬凋亡小体
小鼠烧伤脓毒症脾脏
巨噬细胞吞噬凋亡小体 淋巴细胞凋亡
兔肠部分缺血再灌注损伤
外周血淋巴细胞凋亡
File: Lym Z-d.002 Gated Events: 9855
时间 (分) 时间（分）
烧伤病人与正常人PMN化学发光强度比较
脓毒症
无脓毒症 无脓毒症
发生和不发生脓毒症病人PMN化学发光强度比较
机体在感染和创伤刺激下，不仅 释放促炎介质，同时也反馈性释放内 源性抗炎介质（IL-4、IL-10、TGF）
“ 免疫抑制 ”
IL-10
CD14+ 单核细胞 HLA-DR
上世纪90年代初后陆续发现 抗炎症细胞因子
IL－４，IL－10，IL－13，
TGFβ 可溶性受体
Bone假说示意图
促炎机制 抗炎机制 正常状态
SIRS状态
CARS状态
MARS状态
脓毒症
代偿性抗炎反应综合征
COMPENSATORY ANTI-INFLAMMATORY RESPONSE SYNDROME
G+
G-
构成比（％）
50 40 30 20 10 0 1995 1996 1997 1998 1999 年度 2000 2001 2002 2003
烧伤病区革兰阳性、阴性病原菌构成比的变迁
革兰阳性球菌的毒性 产物也能导致脓毒症
金黄色葡萄球菌产的致病组分
中毒性休克综合征毒素（TSST－1） 肠毒素B（SEB）－超抗原 细胞壁成分－磷壁酸、肽聚糖、A蛋白 胞外酶－血浆凝固酶、透明质酸酶、溶
13
10 15 10
烧伤分度按1970年全国烧伤会议标准
100
HLA-DR表达率（%）
80 60 40 20 0
33 7
特重烧伤 中度烧伤
重度烧伤 轻度烧伤
7
14
1428
28 49
49
伤后时间（d）
烧伤后外周血单核细胞HLA-DR表达率
400 Il-6
浓度(pg/ml)
IL-10
300 200 100 0
脓毒症和多器官功能障碍
综合征的发病机制及治疗
盛 志勇
全军烧伤研究所 解放军三零四医院
脓毒症是由于
微生物侵入人体而引致的具有
损伤性的激烈全身反应
的一组临床症状
严重脓毒症
脓毒性休克
MODS
MSOF
美国统计
每年计有约750,000例脓毒症（每1000 人有3例）;死亡率为28.6%。占1995年的 全部死亡率的9.3%；每例治疗费用为＄ 21000，年治疗费为167亿美元。 每年估计200,000人死于脓毒症
35 30 25 20
HLA-DR表达率（%）
500 400 300
15 200 100 0 3 7 18 伤后时间（d） 21 28 10 5 0
烧伤脓毒症病人IL-6、IL-10、HLA-DR的变化
淋巴细胞凋亡

近年的研究证明，导致免疫麻痹的根本原因是由于 行使特异性免疫功能的免疫细胞，如B淋巴细胞、 CD4细胞、树突状细胞加速凋亡所致。因此，免疫 麻痹是特异性免疫功能抑制。
File: Lym Ia-2h-d.004 Gated Events: 9875
Acqui si tion Date: 19-Jun-03 Total Events: 28920
Quad Events % Gated % Total X Mean Y Mean UL 32 0.32 0.11 7.45 75.94 UR 459 4.65 1.59 573.45 420.22 LL 6569 66.52 22.71 4.05 2.29 LR 2815 28.51 9.73 117.79 2.44
免疫抑制，继发感染
炎症与免疫抑制反复交叉表现
最近研究认为对治疗脓毒症 具有重大影响的病生变化
先天性免疫系统功能紊乱 血管内皮细胞反应失常
先天性免疫系统
中性粒细胞 巨噬单核细胞 淋巴细胞
功能紊乱的证据
中性粒细胞凋亡降低 ↓ 持续炎症
C5a大量产生 ↓ 中性粒细胞功能↓
A：35%～96%TBSA（N=11） B：7%～30%TBSA（N=22） C：正常对照（N=22）
* 一般指标：体温升高或低体温、心率增快、呼 吸增快、 白细胞数异常 * 炎症指标：血清C反应蛋白或前降钙素升高>正常值2SD * 血流动力学指标：高心排量、低末梢阻力、氧 摄取率低下 * 代谢指标：胰岛素需要量提高 * 组织灌流变化：皮肤灌流差；尿量降低 * 器官功能障碍：例如尿素氮和肌酐升高、血小 板数减少或其他凝血异常，高 胆红素血症
死亡
细菌内毒素与外毒素 有很强的协同作用 可使各自的致死量降低 100倍
动物实验：
严重烫伤、腹腔感染后6-24小时 肝、肺小肠组织HMGB-1表达↑ 持续至伤后72小时 局部组织HMGB-1诱生与LPS介导器 官功能损害关系密切
小鼠腹腔注射重组
HMGB-1→脓毒症表现 大剂量攻击→死亡
严重腹腔感染后给予正丁酸钠

大鼠酵母多糖模型胸腺
皮质淋巴细胞凋亡，数减少。
小鼠酵母多糖模型胸腺
淋巴细胞凋亡，数↓
大鼠MOF早期胸腺TUNEL
大鼠酵母多糖模型胸腺
电镜：巨噬细胞吞噬凋亡小体
脾 脏


光镜：脾窦充血、巨噬细胞增生、中性白细 胞浸润；白髓淋巴细胞减少，脾小体萎缩； 电镜：见白髓淋巴细胞变性凋亡，多见凋亡 小体，同时见增生的巨噬细胞吞噬大量凋亡 的淋巴细胞。