感染性休克發(fā)病分子機(jī)理及治療進(jìn)展

1、感染性休克發(fā)病分子機(jī)理及治療進(jìn)展,,,感染性休克是由微生物及其毒素產(chǎn)物直接或間接地引起急性微循環(huán)灌注不足，導(dǎo)致組織缺氧，細(xì)胞損害進(jìn)一步導(dǎo)致正常代謝和功能障礙，甚至造成多器官衰竭的危重綜合征。,一、感染性休克的分子機(jī)制,（一）病原微生物的炎癥啟動(dòng)作用 ①內(nèi)毒素（LPS）是G-桿菌的外膜上的脂多糖成分，由外層O-特異性多糖側(cè)鏈，中層——多糖中心部R，內(nèi)層類脂A三部分組成，類脂A是主要毒性成分。,,內(nèi)毒素可釋放入血或直接作用于多種效應(yīng)

2、細(xì)胞（單核巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞）其中游離內(nèi)毒素活性比在細(xì)胞膜上的活性高出80倍，它是機(jī)體免疫反應(yīng)的主要啟動(dòng)因子。,,②G+球菌的細(xì)胞壁成分及其毒素是炎癥反應(yīng)的重要啟動(dòng)因子。G+球菌釋放腸毒素和外毒素是T淋巴細(xì)胞刺激劑而稱為超抗原，有的G+球菌不產(chǎn)生超抗原但其細(xì)胞壁成分肽聚糖和磷壁酸等均能誘導(dǎo)炎癥介質(zhì)產(chǎn)生激活補(bǔ)體系統(tǒng)，導(dǎo)致休克及多器官衰竭發(fā)生。 ③病毒及其產(chǎn)物→激活全身炎癥連鎖反應(yīng),,（二）機(jī)體的免疫反應(yīng)LPS等啟動(dòng)因

3、子→刺激機(jī)體效應(yīng)細(xì)胞→炎癥反應(yīng) ①初始炎癥因子TNF-α和IL-1→炎癥因子IL-6、IL-8、IL-11、IL-12、IFN-α,,其它脂類介質(zhì)：有血栓素、白三烯、血小板活化因子（PAF）、前列腺素、補(bǔ)體等釋放，→進(jìn)一步放大炎癥反應(yīng),,②誘導(dǎo)產(chǎn)生→趨化因子，粘附分子，白細(xì)胞上L-選擇素，整合素→單核細(xì)胞、多形核白細(xì)胞→移行到局部感染灶,,③激活補(bǔ)體系統(tǒng)→進(jìn)一步增強(qiáng)殺菌能力④誘導(dǎo)環(huán)氧化酶→花生四烯酸代謝產(chǎn)物（前列腺素E，前列環(huán)

4、素和血栓素和血酸素）等↑機(jī)體除了產(chǎn)生炎癥反應(yīng)外，還通過(guò)其它內(nèi)源性調(diào)節(jié)途徑清除細(xì)菌。,,1、LPS血循環(huán)中釋放→與白蛋白，高密度脂蛋白（HDL），低密度脂蛋白（LDL）相結(jié)合。HDL與LPS有高度親和力，其復(fù)合物相當(dāng)穩(wěn)定，一旦LPS被吸附到HDL顆粒上→通過(guò)肝臟清除循環(huán)中LPS。,,2、最近還發(fā)現(xiàn)LPS與殺菌活性/通透性增強(qiáng)蛋白（BPI）結(jié)合，BPI是人體內(nèi)一種具有抗菌活性的內(nèi)源性蛋白，來(lái)自中性粒細(xì)胞，與內(nèi)毒素類脂A有高度親和性，它不

5、僅能結(jié)合游離的LPS，還可直接作用于細(xì)菌細(xì)胞膜上的LPS→導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞膜通透性改變及酶的活性激活→細(xì)胞膜的磷脂和糖肽的降解→最終清除細(xì)菌。,,BPI通過(guò)與LPS結(jié)合后→阻斷了內(nèi)毒素脂多糖結(jié)合蛋白（LBP）與CD14的結(jié)合從而抑制抗炎因子的活性。,,機(jī)體免疫反應(yīng)也是一種雙相調(diào)節(jié)的免疫反應(yīng)，炎癥反應(yīng)一旦啟動(dòng)，代償性抗炎癥反應(yīng)也被激活來(lái)調(diào)節(jié)炎癥反映，包括抗炎介質(zhì)IL-4、IL-10、IL-13、糖皮質(zhì)激素、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子等→抑制炎癥因子的活性和

6、合成，此外IL-IRa和其它可溶性細(xì)胞因子受體，也能通過(guò)拮抗或中和細(xì)胞因子的作用→起抗炎作用。,,由此可知：致炎介質(zhì)與抗炎介質(zhì)之間的相互作用在機(jī)體抗感染的免疫活性能力上起著極為關(guān)鍵的作用。若兩者不能保持平衡→①致炎介質(zhì)大量釋放→造成過(guò)度炎癥反應(yīng)→休克、器官衰竭的發(fā)生 ②抗炎介質(zhì)大量釋放→持續(xù)性免疫抑制→細(xì)胞炎癥反應(yīng)刺激性↓持續(xù)性低反應(yīng)又會(huì)增加繼發(fā)感染的發(fā)生→最終仍舊導(dǎo)致→感染性休克發(fā)生,,（三）細(xì)胞內(nèi)的激活機(jī)制

7、 LPS等與效應(yīng)細(xì)胞（巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞）作用后，細(xì)胞內(nèi)大量信號(hào)通路被激活，包括①絲裂原活性蛋白激酶通路，②蛋白酶C通路，③核轉(zhuǎn)錄因子NF-kB通路，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子AP-1、NF-kB的激活，從而在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上調(diào)控細(xì)胞因子的表達(dá)。,,LPS首先與血漿中的LBP結(jié)合，LBP為血清中一種糖蛋白，對(duì)各類細(xì)菌的類脂A均具高度親和力，能與LPS結(jié)合形成LPS-LBP復(fù)合物,,它促進(jìn)LPS與單核巨噬細(xì)胞膜上的CD14結(jié)合（CD14是LPS-

8、LBP復(fù)合物的受體，當(dāng)復(fù)合物與CD14結(jié)合以后，由此將LPS信號(hào)從細(xì)胞膜轉(zhuǎn)錄入細(xì)胞內(nèi)，激活酪氨酸激酶，蛋白激酶C以及P42、P44、P38等MAPK通路→進(jìn)一步使NF-KB、NF-IL6等轉(zhuǎn)錄因子激活和核易位→使效應(yīng)細(xì)胞合成和分泌大量的炎性介質(zhì),,對(duì)G+球菌所致感染性休克的發(fā)病機(jī)制研究相對(duì)較少，目前認(rèn)為G+球菌通過(guò)啟動(dòng)因子（腸毒素、外毒素及細(xì)胞壁的成成分肽聚糖和磷壁酸）作用于T淋巴細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞，促使細(xì)胞活化及炎癥介質(zhì)的大量合成與釋

9、放而最終導(dǎo)致休克的發(fā)生、發(fā)展。G+球菌細(xì)胞內(nèi)活化即可通過(guò)CD14依賴性，也可通過(guò)非依賴性機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)，首先是其肽聚糖，磷壁酸或細(xì)菌多糖與效應(yīng)細(xì)胞胞膜上相關(guān)受體結(jié)合（CD14）結(jié)合后激活信號(hào)誘導(dǎo)及效應(yīng)細(xì)胞活化，但對(duì)細(xì)胞活化確切機(jī)理不十分明確。,,（四）細(xì)胞、組織損傷,,是LPS及其由誘導(dǎo)產(chǎn)生的細(xì)胞因子炎癥介質(zhì)的過(guò)度表達(dá)，則引起原發(fā)性細(xì)胞損傷及感染性休克和多器官衰竭的發(fā)生。其中一氧化氮（NO）的毒性作用，中性粒細(xì)胞（PMN）誘導(dǎo)的組織損傷和凝

10、血系統(tǒng)的激活是感染性休克多器官衰竭發(fā)生、發(fā)展的主要原因。,1、NO的毒性作用，它為低血壓的主要介質(zhì)。NO由三種NOS（NO合成酶）合成，正常的生理?xiàng)l件下，NO由cNOS合成釋放，來(lái)調(diào)節(jié)血管收縮性，而當(dāng)LPS、IL-1、FNF-α、IFN、PAF刺激巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞、肝細(xì)胞、心肌細(xì)胞→激活誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶→（iNOS）→產(chǎn)生大量NO→激活可溶性鳥苷酸環(huán)化酶，結(jié)果提高細(xì)胞內(nèi)CGMP水平→血管平滑肌擴(kuò)張及降低收縮反應(yīng)性→

11、造成頑固性低血壓的發(fā)生和心肌收縮性抑制，并可增加血管通透性，抑制線粒體呼吸，降低血管平滑肌的反應(yīng)性和增強(qiáng)內(nèi)毒素對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的損害。,2、PMN引起的組織損害，它是引起組織損害及多器官衰竭關(guān)鍵因素。當(dāng)病原菌侵襲機(jī)體時(shí)，PMN被激活，并在趨化因子作用下與血管內(nèi)皮細(xì)胞粘附并移行至組織中。穿過(guò)血管壁→炎癥部位→殺滅病原菌，但另一方面PMN在感染部位的血管中大量聚集→可造成微循環(huán)的機(jī)械性阻塞→加重組織的缺血缺氧；而且PMN來(lái)源的炎癥介質(zhì)在組織損傷中

12、也起重要作用，它包括活性氧代謝產(chǎn)物(如羥基，自由基，過(guò)氧化氫，超氧陰離子)，脂類介質(zhì)（白三烯和血小板活化因子）、蛋白酶類（膠原酶、彈性蛋白酶）損傷組織器官。,,3、凝血系統(tǒng)的激活 兩條凝血途徑的激活和纖溶系統(tǒng)的激活，使得凝血因子被大量消耗及DIC發(fā)生。,二、治療對(duì)策,（一）抗內(nèi)毒素治療,,1．減少內(nèi)毒素的釋放，有效抗生素使用能清除細(xì)菌或抑制細(xì)菌大量繁殖，減少內(nèi)毒素釋放。近年來(lái)研究表明抗生素也可介導(dǎo)細(xì)菌內(nèi)毒素的釋放，不同種類抗生素引

13、起內(nèi)毒素釋放的量也不一樣，β內(nèi)酰氨類抗生素較其它抗生素更易誘導(dǎo)內(nèi)毒素的釋放。其中，作用于（青霉素結(jié)合蛋白）PBP3的抗生素介導(dǎo)釋放的內(nèi)毒素及繼之產(chǎn)生的TNF-α最顯著。,,抗生素的劑量與內(nèi)毒素的釋放也密切相關(guān)，如頭孢他啶、美羅培南在低濃度或亞MIC濃度時(shí)與細(xì)菌PBPS結(jié)合，細(xì)菌生長(zhǎng)緩慢，并有形態(tài)學(xué)改變，易形成多核融合的生物團(tuán)塊狀，釋放大量的內(nèi)毒素。而抗生素濃度逐漸增大時(shí)，則與細(xì)菌PBP1結(jié)合，可使細(xì)菌出現(xiàn)氣球桿變，細(xì)菌快速死亡，減少內(nèi)毒

14、素的釋放。,,2．抑制內(nèi)毒素的合成：細(xì)菌類脂A是細(xì)菌內(nèi)毒素的最主要毒性成分，目前研究表面細(xì)菌類脂A的生物合成需要酶的參與，例如乙酰葡萄胺轉(zhuǎn)酰酶、乙酰葡萄糖胺脫酰酶、葡萄胺轉(zhuǎn)酰酶等。而乙酰葡萄胺轉(zhuǎn)酰酶抑制劑L-573655和L-161240能競(jìng)爭(zhēng)抑制細(xì)菌80%—90%的LPS合成，在4小時(shí)內(nèi)即可快速殺滅細(xì)菌。,,體外實(shí)驗(yàn)還表明，經(jīng)CMP-KDO合成酶抑制劑處理后細(xì)菌通透性明顯↑，并使細(xì)菌對(duì)抗生素敏感性↑10%。因此通過(guò)酶活性能夠降低細(xì)菌的

15、生物活性，增加對(duì)抗生素的敏感性。使抗生素快速進(jìn)入G-桿菌外膜增強(qiáng)其殺菌效果。噬菌體可產(chǎn)生短核苷酸序列，也能阻斷細(xì)菌LPS的生物合成。,3．抗內(nèi)毒素抗體和疫苗接種 抗核心糖抗體，單克隆抗體，-IgG1嵌合體，對(duì)重癥感染患者有益，對(duì)各種G1-桿菌內(nèi)毒素具有高度親和性，有效中和內(nèi)毒素，特異性疫苗接種能預(yù)防感染性休克產(chǎn)生，疫苗接種在內(nèi)毒素釋放之前或之中均可進(jìn)行以產(chǎn)生特異性抗體，敗血癥發(fā)生以前起預(yù)防作用和敗血癥早期起治療作

16、用。有人采用介毒的LPS，與腦膜炎球菌外膜蛋白結(jié)合作為疫苗接種，具有高濃免疫原性和很好的耐受性，產(chǎn)生多克隆抗體，對(duì)內(nèi)毒素的攻擊有明顯保護(hù)作用，同時(shí)具有成本低，產(chǎn)生內(nèi)源性抗體滴度高的優(yōu)點(diǎn)。,,4、殺菌性/通透性增強(qiáng)蛋白（BP1） 它是人體內(nèi)一種具有抗菌活性的內(nèi)源性蛋白，來(lái)自于中性粒細(xì)胞，由456個(gè)氨基酸組成，與內(nèi)毒素結(jié)合蛋白（LBP）結(jié)構(gòu)相似，且均與內(nèi)毒素類脂A有高度和性，LBP促進(jìn)LPS與效應(yīng)細(xì)胞結(jié)合，而BP1則抑制LPS與效應(yīng)細(xì)

17、胞單核巨噬細(xì)胞中性粒細(xì)胞上的CD14結(jié)合。兩者競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合LPS，其生物學(xué)效應(yīng)決定于在組織中的濃度。,,目前已研制出重組BP1，該分子與內(nèi)毒素具有高度親和力能有效清除血液循環(huán)中的內(nèi)毒素，人重組BP1是目前非常有希望的抗內(nèi)毒素新藥物，現(xiàn)在進(jìn)行Ⅲ期臨床試驗(yàn)，然而由于半壽期短僅2—4分鐘，因此需要大劑量持續(xù)靜脈滴注。,,5、內(nèi)毒素的清除 當(dāng)內(nèi)毒素釋放入血循環(huán)后，體內(nèi)高密度脂蛋白（HDL）、白蛋白、低密度脂蛋白（LDL）將與

18、之結(jié)合。HDL與內(nèi)毒素有高度親和力，其復(fù)合物相當(dāng)穩(wěn)定，一旦LPS被吸附到HDL顆粒上就能有效通過(guò)肝臟清除循環(huán)中的LPS。重度感染患者血液循環(huán)中HDL水平顯著低下，所以有學(xué)者研制出重組HDL（rHDL）來(lái)補(bǔ)充體內(nèi)HDL的缺乏，以期加速內(nèi)毒素在血循環(huán)中的清除。,,6、LPS拮抗劑 E-5531 E-5531是內(nèi)毒素拮抗劑 作用機(jī)理是競(jìng)爭(zhēng)性與細(xì)胞受體結(jié)合，它的親和性較大腸埃希氏菌的類脂A強(qiáng)，E-5531能抑制IL

19、-1、IL-6、IL-8和IL-10的釋放并能抑制體外培養(yǎng)的鼠巨噬細(xì)胞釋放NO。E-5531抑制大腸埃希氏菌肺炎桿菌，傷寒沙門氏菌誘導(dǎo)釋放的TNF-α，E-5531與抗生素聯(lián)合治療有望提高患者生存率。,,7、抗CD14抗體和LPS信號(hào)傳導(dǎo)抑制劑等 CD14是LPS結(jié)合劑細(xì)胞膜上的作用位點(diǎn)，CD14在單核巨噬細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)中起著重要的作用。單克隆抗體有阻斷LPS與CD14的結(jié)合。以上幾方面針對(duì)內(nèi)毒素在感染性休克發(fā)病機(jī)

20、理中的不同位點(diǎn)而研制的，目前均處于初步試驗(yàn)階段，最后療效如何有待于大規(guī)模臨床試驗(yàn)觀察。,,（二）抗炎癥介質(zhì)治療： 通過(guò)注射外源性白細(xì)胞介素受體拮抗劑（IL—Ra）能抑制IL-1的活性，防止休克的發(fā)生和降低死亡率，通過(guò)注射抗TNF單克隆抗體也有類似作用，直接注射（臨床試驗(yàn)）抗內(nèi)毒素JS，抗血清能減少G-桿菌敗血癥死亡率，患者血清TNF水平增高則死亡率可降低10%，但血清TNF水平正常者治療無(wú)效。還研究表明，G-桿菌