膿毒癥發(fā)病機制講課幻燈片

1、膿毒癥病理生理基礎及其研究進展,解放軍總醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所第一附屬醫(yī)院全軍燒傷研究所,姚 詠 明,,,國家973項目和國家杰出青年基金資助,,,研 究 背 景,膿毒癥(Sepsis)是嚴重創(chuàng)(燒、戰(zhàn))傷、休克、感染、外科大手術患者常見的并發(fā)癥，進一步發(fā)展可導致膿毒性休克、多器官功能障礙綜合征 (MODS)，是臨床危重患者的最主要死亡原因之一。膿毒癥和MODS來勢兇猛、病情進展迅速、預后險惡，給臨床救治工作帶來極大困難，已成為現(xiàn)代危重

2、病醫(yī)學面臨的突出難題。,,Sands KE et al. JAMA. 1997; 278: 234-40; ? Based on data for septicemia. Murphy SL. National Vital Statistics Reports. Angus DC et al. Crit Care Med. 2001 Reflects hospital-wide cases of severe sepsi

3、s as defined by infection in the presence of organ failure.,膿毒癥 新世紀對人類健康和經濟發(fā)展的重大挑戰(zhàn),全球性的威脅和挑戰(zhàn)，患病率約為人口的 3/1000，全球總病例數(shù)約1800萬/年，相當于丹麥、芬蘭、愛爾蘭和挪威人口的總和；美國患病人數(shù)為75萬/年；歐洲為13.5萬/年。 全世界死亡人數(shù)超過1.4萬/天；美國21.5萬/年，并成為美國非心臟 ICU 死亡的主因。尚有

4、相當?shù)乃劳霾±龥]有計算在內，而歸咎于原發(fā)病。在美國平均治療費用約$2.2萬/例，年耗資近$200億；歐洲年耗資近$100億；截至1995年，總研發(fā)費用已經超過$10億。發(fā)病人數(shù)正以年1.5％的比例增長；過去10年間，增加病例139%，且有繼續(xù)增加的趨勢。,,膿毒癥與其他嚴重病癥的比較,,,,?National Center for Health Statistics, 2001. §American Cancer Soci

5、ety, 2001. *American Heart Association. 2000. ?Angus DC et al. Crit Care Med. 2001.,AIDS*,Colon,Breast,Cancer§,CHF?,Severe Sepsis?,Cases/100,000,,膿毒癥的發(fā)生率,膿毒癥的病死率,AIDS*,SevereSepsis?,AMI?,Breast Cancer§,17,50,1

6、10,130,300,211000,215000,膿毒癥與急性心梗死亡率變化的比較,,,,,,,,,,,,1960年 1995年,10%,20%,30%,40%,50%,膿毒癥,急性心梗,,2002年巴塞羅那宣言,,,全社會要像當年重視“中風”和“急性心?！币粯?，重視對膿毒癥的研究和治療，爭取把膿毒癥的發(fā)生率和死亡率降低到可接受的水平。,,,研 究

7、背 景,盡管膿毒癥新概念與臨床特征的認識有所進步，但膿毒癥、MODS的臨床試驗性治療相繼失敗，其病死率仍居高不下(50~80%)。究其原因，關鍵是有關膿毒癥和MODS的根本發(fā)病環(huán)節(jié)及作用機制尚未充分闡明，缺乏早期有效的預防與治療措施。因此，開展其研究具有極其重要的理論意義和實用價值。,,,膿毒癥基礎研究進展,遺傳背景 (基因多態(tài)性研究) 重要誘發(fā)因素 (微生物及其產物、內/外毒素作用)晚期炎性介質與效應分子 (高遷移率族蛋白-1、B

8、H4)細胞內信號轉導機制 (MAPK通路, JAK/STAT通路)網絡效應與器官間相互作用 (神經-內分泌-免疫 凝血-纖溶-炎癥)基因組學與蛋白組學調節(jié)方法與干預途徑 (活化蛋白C),,,,,,,,,嚴重損傷后全身性炎癥反應失控及器官損害受體內眾多基因的調控，但為何有的人群易于并發(fā)膿毒癥

9、和MODS？對MODS患者采取相似的治療方案，但機體反應和預后可能完全不同。這些現(xiàn)象是否與體內存在某種MODS相關的“易感基因”或基因表達特性的改變影響宿主對應激狀態(tài)的敏感有關？,,,,基因多態(tài)性,TNF-?2 純合子患者 TNF-?水平和病死率均高于雜合子或TNF-?1 純合子患者，證實TNF-?2基因型可能是嚴重膿毒癥患者出現(xiàn)高TNF-?水平和不良預后的基因標志之一。TNF-?雙等位基因Nco1多態(tài)性與嚴重膿毒癥和器官損害的發(fā)生

10、密切相關, 分析其多態(tài)性有助于評估并發(fā)膿毒癥和MODS的易感性及明確對抗TNF免疫治療的反應性。,,,基因多態(tài)性 (基因組序列上的變異) 是決定人體對應激打擊易感性與耐受性、臨床表型多樣性及藥物治療反應差異性的重要因素。,,基因多態(tài)性,,,? 基因大規(guī)模直接測序，明確了中國人群中一些在創(chuàng)、燒傷感染發(fā)病中起關鍵作用的效應分子的基因多態(tài)性分布，并初步進行了臨床關聯(lián)分析和功能研究。? 已明確 TLR4受體 5’ 區(qū)-1892G→

11、A、-1837 A→G、 CD14 啟動子區(qū) -1145G/A 和 -159C/T、IL-1β啟動子區(qū)-1470 G→C 、-511T→C和 -31 C→T與創(chuàng)傷感染易感性存在密切的內在聯(lián)系。,12,,CD14 C-159T基因多態(tài)性對 TNF-α mRNA表達的影響,13,,,CD14 C-159T基因多態(tài)性對LBP濃度的影響,攜帶不同CD14基因多態(tài)性燒傷患者單核細胞表面HLA-DR的表達,*,,*,*,燒傷膿毒癥患者預后與單核細

12、胞HLA-DR結合量的關系,**,**,**,**,*,16,,CD14 C-159T基因多態(tài)性與 MODS發(fā)生率及死亡率的關系,,71例特重度燒傷患者基因型與膿毒癥及死亡率的關系,18,,,臨床試驗性治療膿毒癥的實踐中，應當考慮基因的因素。如果對照和治療組CD14C-159T或其他易感基因多態(tài)性的分布頻率不一致，那么結果無論是支持或是否定試驗性治療，其判定很可能會產生偏差。 膿毒癥早期識別與判定預后的輔助工具。在不久

13、的將來，基因多態(tài)性的檢測很可能會幫助患者選擇個體化的有針對性的治療 ，從而有利于降低膿毒癥 和/ 或MODS 的發(fā)病率。,,,,,細菌內毒素,內毒素血癥與細菌感染關系密切, 是創(chuàng)傷感染的重要致病因素之一。創(chuàng)傷膿毒癥中, 內毒素常常與細菌協(xié)同致病, 兩者同時并存。內毒素具有極廣泛而又復雜的生物學效應，膿毒癥、MODS病理過程中出現(xiàn)的失控炎癥反應、免疫機能紊亂、高代謝狀態(tài)及多臟器功能損害均可由內毒素直接或間接觸發(fā)。,G- 菌細胞壁最外層

14、結構, 主要成分為脂多糖 (LPS) 。由三部分組成： 外層為O-特異性多糖鏈, 為細菌特異性抗原; 中層為R-核心多糖, 為細菌類屬共同的抗原; 內層為類脂A, 主要決定其生物活 性。,分子結構特征,,,,,1. 刺激單核巨噬細胞、內皮細胞、粒細胞合成、釋放介質、蛋白酶類物質等，介導機體內組織、細胞的損傷; 2. 促進血小板凝集，激活凝血、纖溶系統(tǒng)，從而觸發(fā)DIC;,生物學活性,生物學活

15、性,3. 對免疫系統(tǒng)的影響, 可激活補體、促進Ｂ淋巴細胞有絲分裂、誘導干擾素, 并有抗腫瘤及免疫佐劑作用; 4. 引起病理生理改變: 發(fā)熱反應、血壓降低、代謝改變、局部過敏反應。,1. 全身網狀內皮系統(tǒng)功能障礙, 免疫機能下降, 腸道吸收的內毒素過多超過機體之清除能力;2. 胃腸道粘膜缺血、壞死, 屏障功能破壞, 通透性增高, 大量內毒素釋放入血;,內毒素血癥發(fā)生原因,3. 腸道來源的內毒素因肝功能障礙由

16、側支循環(huán)直接入體循環(huán); 4. 某些組織、器官G- 菌感染病灶持續(xù)產生的內毒素吸收入血。,內毒素血癥發(fā)生原因,燒傷早期即出現(xiàn)內毒素水平升高, 傷后 3 ~ 4天達高峰, 2 ~ 3周又出現(xiàn)回升。 內毒素水平隨燒傷面積的增加而增加。 內毒素血癥發(fā)生率達 36.8 ~ 74.7%, 而 菌血癥陽性率僅3.0 ~ 38.2%。,發(fā)病過程及規(guī)律,,既往多認為來源于創(chuàng)面或血循環(huán)G

17、- 菌 感染后大量釋放。 早期主要不是源于創(chuàng)面 , 腸道蓄積內 毒素侵入血循環(huán)可能是最重要的來源。 后期內毒素水平的再度升高，與難以 控制的創(chuàng)面膿毒癥相關。,燒傷后內毒素血癥來源,,與感染、免疫的關系 與膿毒癥、多臟器功能障礙綜合 征的關系 循環(huán)內毒素含量監(jiān)測的臨床價值,內毒素血癥的臨床意義,,內毒素血癥與細菌感染關系

18、密切, 是創(chuàng)傷感染中的重要致病因素之一。在燒傷膿毒癥中, 內毒素常常與細菌協(xié)同致病, 兩者同時并存。但有時血液內毒素檢測呈陽性反應, 而細菌培養(yǎng)不一定陽性, 提示內毒素血癥可單獨存在。,不同燒傷面積內毒素血癥及菌血癥陽性率比較,燒傷面積 內毒素血癥 菌血癥,組別,(％) 例數(shù) ％ 例數(shù) ％,,,,,III.

19、30-49 21/57 36.8 1/33 3.0 II 50-69 23/44 52.3 2/21 9.5III 70-98 65/87 74.7 18/47 38.2*#,,燒傷后內毒素血癥出現(xiàn)時間早于菌血癥, 內毒素可促進細菌移位。內毒素血癥與嚴重創(chuàng)傷后全身播散性感染的發(fā)生

20、亦緊密相關。內毒素血癥與膿毒癥相關率達70%, 當內毒素持續(xù)升高時, 應警惕播散性細菌感染的發(fā)生。,細胞免疫異常表現(xiàn)為淋巴細胞對促有絲分裂因子刺激反應降低, 伴Ts增多、Th減少。細胞免疫障礙與血清中過量內毒素有關。 多粘菌素B可部分恢復NK細胞活性及逆轉Th/Ts異常, 且能消除燒傷血清對IL-2抑制反應。,內毒素在燒傷后免疫抑制中的作用,,休克初期發(fā)生內毒素血癥，Re-LPS抗血清輸注后血漿 PGE2明顯降低。燙

21、傷后脾細胞對 Con A或PHA刺激反應及誘生 IL-2活性抑制。SDD可顯著降低內毒素水平，同時脾細胞增殖應答及誘生IL-2明顯升高。,腸源性內毒素對全身免疫的影響,,,,脾細胞對Con A刺激增值反應的改變,**,*,脾細胞 IL-2 活性的改變,*,*,1. 通過PGE2對免疫系統(tǒng)下向調控引起多方面抑制效應;2. 導致單核細胞提呈抗原表達能力降低, 并抑制中性粒細胞趨化性受體的表達; 3. 激活單核巨噬細胞誘生細胞因

22、子, 介導對機體防御機能及多器官損害效應;4. 經替代途徑活化補體, 生成補體裂解產物。,內毒素介導燒傷免疫抑制的機制,,MODS家兔內毒素含量升高幅度大、持續(xù)較高水平，且與多器官功能相關顯著。輸注 Re-LPS 抗血清后，內毒素升高幅度及持續(xù)時間顯著降低，MODS發(fā)生率休克早期給予rBPI21可完全中和循環(huán)內毒素，能減輕肝、肺、腎及腸道損害等。,內毒素與膿毒癥、MODS的關系,,,,,,MODS與非MODS患者內毒素水平

23、比較,**,*,**,**,血漿內毒素水平與MSOF發(fā)生頻率,內毒素 例數(shù),(EU/ml) MSOF NMSOF 死亡,,,,<0.20 18 0 18 0

24、 0.20~ 9 1 8 1 0.50~ 6 4 2 3 1.00~ 2 2 0

25、 2,,總例數(shù),A. 內毒素血癥臨床表現(xiàn)與 G - 菌膿毒癥相似。 對燒傷內毒素血癥診斷除體征外，主要依據(jù)血中內毒素測定結果。B. LAL 具有快速、靈敏、不受抗生素治療影響等優(yōu)點而逐漸應用于臨床。,循環(huán)內毒素含量監(jiān)測的臨床價值,,,循環(huán)內毒素含量監(jiān)測的臨床價值,C. 血漿內毒素含量可以比較穩(wěn)定和敏感地反映機體G- 菌感染的動態(tài)變化過程。D. 連續(xù)動態(tài)觀察其變化，對燒傷后膿毒癥的早期診斷、病程監(jiān)測及預后評價可能有指導作用。,

26、,,外毒素研究背景,諸多研究證實，細菌、內毒素、病毒及寄生蟲感染等在機體的膿毒性反應中均可起觸發(fā)劑作用 , 其中革蘭陰性菌及其內毒素在膿毒癥發(fā)病中的作用與機制已進行了較為廣泛、深入的研究。然而，長期以來，人們對于革蘭陽性菌及其外毒素的致病意義認識不足。,臨床資料表明, 革蘭陽性菌膿毒癥的發(fā)病率逐年上升，至二十世紀90年代末已達膿毒癥發(fā)病率的 50％以上，并仍有升高趨勢。其中金黃色葡萄球菌 (簡稱金葡菌)發(fā)病率位居首位，是燒傷創(chuàng)面感染、急

27、性肝功能衰竭的重要病原菌。,革蘭陽性菌感染率上升原因,,,大量抗生素治療主要是針對 G－菌，從而使得 G＋致病菌感染機會增多；長時間血管內導管的應用越來越多；手術移植物的廣泛應用(人造關節(jié)、瓣膜、血管等)；G＋菌感染病原菌的變遷；抗生素耐藥性在G＋致病菌中的播散[如耐甲氧西林金黃色葡萄球菌 (MRSA) ，耐青霉素肺炎鏈球菌，耐萬古霉素糞腸球菌]。,,,,,,,燒傷病區(qū)金葡菌流行情況,,,保加利亞資料證實， 無論是燒傷創(chuàng)面還是血

28、標本中金葡菌檢出率均居首位 (31.4% 和 35.0%), 且MRSA耐藥率逐年增高。瑞金醫(yī)院從創(chuàng)面分離獲得菌株601株，金葡菌最多見(271株，45.1%)，MRSA耐藥率高達79.1%。長海醫(yī)院分析 95 例燒傷合并血源性感染時發(fā)現(xiàn) ，金葡菌占 29.2%，是導致膿毒癥的重要病原菌。,,,,,金 葡 菌 主 要 致 病 因 子,,,外毒素 (腸毒素、TSST-1、溶血素)酶 (血漿凝固酶、透明質酸酶、溶脂酶)

29、細胞抗原 (莢膜抗原、細胞壁成分、A蛋白),,,,,細菌學研究表明 ， 可溶性外毒素的產生是G＋菌感染的重要標志之一，在G＋菌感染性疾病的發(fā)生、發(fā)展中具有重要意義。其中金葡菌腸毒素因其 “超抗原” 特性以及在中毒性休克綜合征發(fā)病中的特殊意義而倍受關注。,,,,,,,,,T 細胞,,抗原呈遞細胞,,T細胞抗原受體,,MHC II分子,,T 細胞,,,,抗原呈遞細胞,,,普通抗原,,超抗原,TCRV?區(qū),,,,ng/ml,,,金

30、葡菌及其外毒素的分布、產毒率與意義,創(chuàng)面分離病原菌1880株，金葡菌分離率從1995年的17.7% (第3位)上升為1999年的29.3%(居第1位)、2003年44.4%。 278例次靜脈內置管的嚴重燒傷病人，7例次發(fā)生導管膿毒癥(5例死亡)，其分離病原菌中金葡菌占50%以上。燒傷患者分離127株金葡菌產毒率達91.6%，以同時產生多種類型毒素者居多[同時產腸毒素B、C 者最為常見]，其中90%以上為耐藥菌株。檢測100株

31、金葡菌腸毒素產生情況，其中 60 株 MRSA全部產一種以上腸毒素，而40株非MRSA產毒率僅為20%。,,金葡菌感染檢測與診斷技術,常規(guī)細菌培養(yǎng)與鑒定方法 (時間較長、陽性率低)金葡菌產毒試驗 (體外產毒情況，耗時較長)血液金葡菌腸毒素水平分析技術 (敏感、快速、方便),本實驗采用改良雙單抗夾心BA-ELISA方法，利用單克隆抗體的特異性和生物素-鏈親素系統(tǒng)的放大原理，檢測

32、血漿及組織勻漿中微量SEB，該方法靈敏度可達0.078 ng/ml，檢測范圍為0.078-20ng/ml，血漿中SEB的回收率為88.7-106.2%。,腎臟,蓄積,排泄,腎組織中SEB含量明顯高于其他臟器。,SEB可經腎小球自由濾過，并被近端小管細胞完全重吸收。,腎動脈結扎和腎切除均可導致體內腸毒素的清除延遲，增強其對動物的致死能力。,給家兔靜脈注射125I標記腸毒素, 循環(huán)中腸毒素迅速清除，并分布到肝、腎、肺、脾等組織，其中腎臟

33、含量最高。,腎臟是腸毒素蓄積和排泄的最重要場所之一。,,,,,燙傷膿毒癥大鼠臟器功能的改變,y/x 相關系數(shù)(r) P值 回歸方程GPT/肝臟SEB 0.8462 0.0040 y= 0.4249x+56.2483Cr /腎臟SEB 0.6706 0.04

34、80 y=0.0283x+37.1327CK-MB/心臟SEB 0.7894 0.0114 y= 2.1720x+157.7869MPO/ 肺臟SEB 0.4363 0.2404 ? DAO/血漿SEB -0.4398 0.0170 y=-0.0042x+0.

35、2339,,,,組織SEB與臟器功能指標的相關分析,SEB單抗對燙傷膿毒癥大鼠6小時死亡率的影響 組別 死亡率 P值 燙傷膿毒癥組 55.6% (20/36) SEB單抗組 17.6% (3/17)

36、 0.021,,,,,,,金葡菌腸毒素介導膿毒癥發(fā)病的分子機制,,干擾素-?,,激活巨噬細胞、中性粒細胞，增強其殺菌活性 (保護效應),炎癥早期,炎癥晚期,誘導巨噬細胞 TNF-?、NO等介質大量生成 (損害效應),,抗原呈遞細胞表面 MHC II表達增加，促進 T細胞依賴性休克、MODS,,腸毒素B,,T細胞活化,,,,JAK2/STAT3 SOCS1/3,,金葡菌致病因子

37、的靶細胞為T淋巴細胞和單核/巨噬細胞(1) 腸毒素和TSST-1以T淋巴細胞為主要靶細胞(介導Th1 細胞因子反應，包括IFN-?)(2) 肽聚糖和磷壁酸則主要作用于單核/巨噬細胞內毒素的靶細胞為單核/巨噬細胞 (以TNF-α促炎因子占優(yōu)勢)，且誘導細胞因子反應速度顯著快于外毒素,,,金葡菌外毒素與內毒素作用的差異,,,,金葡菌TSST-1可顯著提高宿主及細胞對內毒素攻擊的敏感性，與內毒素發(fā)生致死性協(xié)同作用， 這是該毒素最重要的特

38、性之一。健康家兔單獨接受TSST-1僅表現(xiàn)為發(fā)熱反應，即使劑量高達100 ?g/kg亦不能產生致死效應，提示該毒素本身致死性作用并不強。同時給予低劑量內毒素與TSST-1，動物即可出現(xiàn)典型的TSS 癥狀和體征， 表現(xiàn)為呼吸、循環(huán)、肝、腎及消化道等多器官功能嚴重障礙，導致動物死亡。,,,金葡菌外毒素與內毒素的協(xié)同效應,,,,燙傷合并金葡菌感染可導致動物局部組織內毒素水平明顯升高，并與炎癥介質的產生關系密切。動物心、肝、肺、腎組織中內

39、毒素水平與血漿SEB含量呈正相關，提示金葡菌攻擊后內毒素的升高與SEB毒性作用有關。燙傷膿毒癥動物血漿SEB 水平與小腸 DAO 活性呈顯著負相關，SEB單抗干預后不僅小腸粘膜的損傷程度有所減輕，組織中內毒素水平亦降低。,,,金葡菌外毒素與內毒素血癥,,,,在引起膿毒癥的作用方式上，G＋ 菌與G－ 菌具有一定的共性，即二者的細胞壁產物和毒素均能激活單核 / 巨噬細胞和淋巴細胞， 最后誘發(fā)失控性全身炎癥反應與多器官功能異常。膿毒癥的發(fā)

40、生并非一定需要內毒素的介導，金葡菌及其外毒素同樣可以誘發(fā)膿毒癥。,,,金葡菌與G -菌誘發(fā)膿毒癥的異同,,,,,,,,,,早期炎癥介質(TNF)釋放可能與多器官損害相關,HMGB1的產生明顯晚于其他介質,被稱之為“潛在的晚期介質”,?,?,?,?,提示還可能存在TNF-?以外的重要因子介導了內毒素的致死效應,拮抗早期介質對臨床病人并沒有明顯的保護作用,內毒素對TNF基因缺陷動物亦具有致死效應,致死量內毒素攻擊，部分動物數(shù)天后才出現(xiàn)死亡,

41、?,,,,,,,,,,內毒素,巨噬細胞,IL-1TNF,HMGB1,損傷休克死亡,,,,,,炎癥介質反 應,“早期”（小時）,“晚期”（數(shù)天）,,?,,是種類最多、含量最豐富的HMG，10~15個核小體即含有一個HMGB分子。HMGB高度保守，人、大鼠、豬和牛的氨基酸序列同源性高達98%。細胞內、外均有HMGB1表達。,,,高遷移率族蛋白B, HMGB,,,,,HMGB1 是否確實參與了失控性炎癥反應的發(fā)生、發(fā)展過

42、程？HMGB1的誘生機制及其作用如何？與嚴重創(chuàng)、燒傷后膿毒癥及器官損害的本質聯(lián)系和臨床意義如何？針對HMGB1 進行干預是否有助于膿毒癥及多器官損害的防治？,,,,,,,,,,,,課題擬解決的問題,,HMGB1 mRNA,,腹腔感染膿毒癥大鼠組織HMGB1 mRNA表達,,,*,時間（小時）,對照組 2 6 12 24 48 72,0.96,*,*,*,*,*,*,

43、*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,0.72,0.48,0.24,,,,ALT (u/L),*,正丁酸鈉對膿毒癥大鼠器官功能指標的影響,,肝 功,,腎 功,60,50,45,40,55,,,,Cr (μmol/L),*,*,*,,給小鼠腹腔注射純化的重組HMGB1攻擊可出現(xiàn)膿毒癥樣表現(xiàn)較大劑量HMGB1攻擊可導致動物死亡氣管內給予HMGB1可引起急性肺損傷，大量P

44、MN聚積和肺水腫,,,,,,,,,,,,HMGB1的直接組織損害作用,,炎性因子 (TNF-α) 上調HMGB1合成HMGB1對TNF-α/IL-10表達的影響HMGB1對Toll樣受體表達的影響,,,,,,,,,,,,HMGB1的調節(jié)作用,,,,,HMGB1誘導大鼠腹腔巨噬細胞TNF-α表達的時間-效應關系,,marker 內參 正常 8 h 12 h 24 h 36 h。,正常

45、 8 h 12 h 24 h 36 h,**,**,*,,,,正丁酸鈉對膿毒癥大鼠腎臟TNF-?表達的影響,,TNF-? mRNA,*,,,,0h 12h 24h,,,,TNF-?蛋白(pg/mg),0h 12h 24h,,*,*,0.8,,0.6,0.4,,,0.2,2.4,1.8,1.2,0,0.6,,,,,,IL-10 (pg/mg蛋白),*,*,,肝

46、臟,,腎 臟,*,*,*,,肺 臟,,,正丁酸鈉對膿毒癥大鼠腎臟IL-10水平的影響,HMGB1對淋巴細胞免疫功能的影響（包括增殖反應、IL-2/IL-2R表達、Th1/Th2極化）HMGB1對巨噬細胞吞噬、提呈功能的影響HMGB1與嚴重燒傷后細胞免疫功能紊亂的本質聯(lián)系及其信號機制,,,,,,,,,,,,HMGB1的免疫效應,,,,,,,抗HMGB1抗體對內毒素休克小鼠的治療效果,,,,,,,,,,,,,,延遲HMGB1抗體治

47、療組,,,,,,,時間（小時）,2,24,48,72,96,336,,100,75,50,,,0,25,,存活率 （%）,,,,,,,,,,,,,內毒素休克對照組,,,,,,正丁酸鈉對嚴重膿毒癥大鼠的治療效果,,,,,,,,,,,,,,,,,時間（天）,2,1,2,3,4,,100,75,50,,,0,25,,存活率 （%）,,,,,,5,6,7,,,,,,0.5,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,*,*,*,*,*,*,*

48、,*,*,*,*,*,,正丁酸鈉治療組,,嚴重膿毒癥組,血清HMGB1 (ng/ml),正常對照組,*,*,,,,膿毒癥患者血清HMGB1水平與預后的關系,存活組,死亡組,,膿毒癥患者,*,血清HMGB1 (ng/ml),休克初期,,,,失血性休克患者血清HMGB1水平與血壓的關系,低血壓期,血壓正常,血壓恢復期,,HMGB1 出現(xiàn)較晚且持續(xù)時間更長，與膿毒癥的發(fā)生、發(fā)展密切相關體液中存在穩(wěn)定、持續(xù)，避免“早期”細胞因子半衰期短

49、、“脈沖”式改變的缺陷可能成為反映膿毒癥、MODS病理過程更為方便、實用的監(jiān)測指標,,,,,,,,,,,檢測HMGB1的臨床意義,,,生物喋呤及其調節(jié)作用,一氧化氮 ( NO ) 過度產生是誘發(fā)膿毒性休克和MODS的最后共同通路，而生物喋呤(BH4)為一氧化氮合酶重要的輔因子，調控著細胞內NO的產生。盡管BH4的確切病理效應尚未明了，我們的研究發(fā)現(xiàn)，它可能作為潛在“炎癥因子”參與了內 /外毒素所致膿毒性休克及MODS的病理生理過程。,

50、內毒素可刺激多種細胞中GPT-CHI 基因/蛋白表達和BH4 產生，進而誘導iNOS基因表達。 內/外毒素休克動物肝、肺、腎等組織生物喋呤含量分別與反映相應 器官損害的功能指標呈顯著正相關關系。中和毒素及GPT-CHI抑制劑可不同程度地抑制組織生物喋呤的合成過程。,1,2,生物喋呤在膿毒性休克和MODS中的作用,,3,BH4為iNOS重要輔因子，可促進NO不斷合成、釋放；NO 大量誘生加重內毒素所致血流動力學障礙、細胞毒作用和局

51、部組織損傷。BH4與內/外毒素在誘導 iNOS 表達及促進TNF-a產生方面具有協(xié)同效應, 可造成廣泛炎癥反應。采用 GTP-CHI 抑制劑或 BH4競爭抑制劑能有效拮抗低血壓，提高多器官微循環(huán)灌注。膿毒癥時BH4與MAPK p38激活密切相關。,1,2,生物喋呤介導組織損傷效應的機理,,3,4,新喋呤在體液中存在較穩(wěn)定，持續(xù)時間長，不易滅活或降解，克服了某些炎性介質作為早期診斷指標的缺陷。 通過64例大面積燒傷和41例

52、多發(fā)傷病人前瞻性觀察，確立了新喋呤對嚴重膿毒癥的預警閾值(35.0 nmol/L) 。嚴重燒傷后循環(huán)新喋呤水平改變較早，自傷后 3 天起并發(fā)MODS者其含量持續(xù)上升，比臨床出現(xiàn)MODS提前數(shù)天作出判斷。發(fā)現(xiàn)聯(lián)合檢測新喋呤和內毒素能進一步提高MODS的臨床診斷效率。,新喋呤與創(chuàng)、燒傷后嚴重膿毒癥及MODS的關系,,,,,,,血清新喋呤含量與MODS積分值的關系,傷后時間（天） 項 目

53、 1 3 7 14 21 28 新喋呤/積分值 r值 -0.177 0.470 0.722 0.264 0.811 0.080 P值 >0.05 0.05 0.05,,,,,,敏感性 特異性 準確性

54、 陽性 陰性 預測值 預測值新喋呤 81.8 89.9 86.8 81.1 89.9內毒素 92.6 82.7 86.2 74.6

55、 95.3新喋呤合并內毒素 90.2 96.4 94.7 90.2 96.4,新喋呤、內毒素、新喋呤合并內毒素 對MODS的診斷有效率比較（%),,,,,,內毒素 外毒素細胞壁 等,,,炎癥介質(TNF-?, IFN-?、IL-1等),,,,,iNOS,,GTP-CHI,,,,,,,精氨酸,,胍氨酸,+,NO,,血管擴張,,循環(huán)障礙,,Mon

56、/M? 細胞平滑肌細胞內皮細胞等,,,,,,DAHP,,,iNOS活性,,生物喋呤對iNOS的調控機制,BH4,?,GTP-CHI,,DAHP,生物喋呤,原生型NOS 誘生型NOS,NO基礎水平 抑制大量NO釋放,,,,,DAHP對膿毒性休克的防護效應,,,,,,,基因組與蛋白組學,傳統(tǒng)模式中多數(shù)實驗性研究集中于某一信號分子、動物模型中的幾個相關分子或者培養(yǎng)獨立的細胞及細胞系。為了達到全面

57、理解的目的，需要同時分析許多不同的分子及其相互作用，并運用定量的模擬方法總結這些數(shù)據(jù)以闡明能夠用于直接治療的關鍵信號結點。,,,,膿毒癥蛋白組學,蛋白組被定義為細胞、組織或機體中表達的所有蛋白的含量和種類；蛋白組方法可分為三種不同的類型：即表達蛋白組、結構蛋白組和功能蛋白組；功能蛋白組探討蛋白質之間的相互作用和翻譯后的修飾并對其進行調節(jié)，集中于調節(jié)信號轉導過程中分子的相互作用，是深入了解膿毒癥分子機制的核心環(huán)節(jié)。,,,,,膿毒癥

58、蛋白組學,利用蛋白組學研究策略，將來人們可以精確計算并鑒定導致膿毒癥分子病理學改變的信號網絡中重要的結合點。一旦找出其關鍵的信號中樞，就可以進行標準化合理的藥物設計，從而生產出體內更有效、副作用更小的特異性調節(jié)劑。,,,,神經-內分泌-免疫網絡,電刺激迷走神經傳出支激活膽堿能抗炎途徑可抑制膿毒癥多器官TNF-α產生，減少膿毒性休克的發(fā)生率。迷走神經切除顯著提高炎癥刺激下 TNF-α合成與釋放 ，增強內毒素對動物的致死性。膽堿

59、能抗炎途徑可特異性抑制局部炎癥。利用膿毒癥的神經調節(jié)機制來探討其防治策略是一個較新的研究領域，目前尚處于探索階段。,,近年來的研究證實，免疫功能紊亂在膿毒癥發(fā)生、發(fā)展過程中確實具有重要作用。機體往往有短暫的SIRS，隨后是長期的CARS和MARS。SIRS表現(xiàn)為非特異性免疫系統(tǒng)高度活躍和炎癥反應亢進；CARS表現(xiàn)為特異性免疫系統(tǒng)的抑制 。,膿毒癥與炎癥及免疫功能紊亂,T淋巴細胞的克隆無反應狀態(tài),抑制性細胞因子作用,細胞凋亡和凋亡細胞作

60、用,,,DC/巨噬細胞,IL-12,IFN-γ,IL-10,PGE2,Th0,Th2,Th1,,,,,,,,,,,,,,,,,,CD4+T淋巴細胞的功能性分化,細胞凋亡本是細胞死亡的被動和正常生理過程。但膿毒癥中，細胞凋亡加速，成為主動的病理過程。已證實，誘導膿毒癥細胞凋亡加速的主要物質是促炎細胞因子，如TNFα、FasL、顆粒酶等和糖皮質激素。,T 細 胞,,TNFαFasL顆粒酶糖皮質激素,TNFαFasL顆粒酶糖皮質激

61、素,,,,,,抗原刺激,,＋,無刺激,,主 動 凋 亡,被 動 凋 亡,細胞的正常凋亡與加速凋亡,膿毒癥誘導器官凋亡的實驗研究,,作 者 模型 胸腺 脾臟 肝臟 肺臟 腸道,,Fukuzuka, 1999 燒傷 ＋＋ ＋＋ －

62、 ＋ －,Mignon, 1999 LPS ＋＋,Chung, 1998 CLP ＋＋,Hotchkiss

63、, 1997 CLP ＋＋ ＋＋ ± ＋ ＋,Hiramatsu, 1997 CLP ＋＋ ＋ ＋ ＋,Ayala, 1996 CLP

64、 ＋＋,Wang, 1994 G+菌血癥 ＋＋,,注：＋＋廣泛凋亡；＋明顯凋亡；±輕度凋亡；－無凋亡,膿毒癥時間愈長,T細胞和B細胞的缺失愈加明顯,大部分患者死于長期的低免疫狀態(tài)期。 ------《新英格蘭醫(yī)學雜志》 The New England Journal of Medicine

65、 (2003). 348; 138-150.,膿毒癥免疫反應示意圖,打 擊,,,化學物質：自由基、蛋白酶物理損傷：機械、熱力抗 體補 體,,細胞膜損傷,,,,,,,細胞壞死,,炎癥反應,MO,NK,CD8,Th1,激素,TNFα,顆粒酶,FasL,,,,,,,,非細胞膜損傷,,細胞凋亡,,,,,,,非特異性全身炎癥反應↑ 特異性免疫功能↓,胸腺肽對膿毒癥的免疫調理作用,激活低下的特異性免疫：

66、 促進淋巴細胞分化成熟和單核細胞抗原呈遞，阻止特異性免疫細胞凋亡。拮抗亢進的非特異性免疫反應： 降低循環(huán)內毒素及促炎介質水平, 增加抗炎介質的水平。,,Th1,,IFN-?,LT,,,巨噬細胞(增強殺菌能力),+,,,+,嗜中性細胞(增強殺菌能力),,,,,IL-2,,+,,,,,調節(jié)CD4+/CD8+比例,(增強機體免疫水平),胸腺肽→,α1胸腺肽對內毒素攻擊小鼠炎癥介質的影響,,Alan Goldstein,

67、Thymosin a1 reduces blood level of IL-1, PAF and metabolites in mice treated with lethal doses of endotoxin,增加巨噬細胞及中性粒細胞吞噬及殺菌能力,取自無感染的小鼠支氣管肺泡巨噬細胞和外周中性細胞 , 預先用Tα1培養(yǎng), 后暴露于孢子, 測定吞噬能力和殺孢子能力,*Thymosin and Dendritic cells in

68、 Aspergilosis. Blood, 2004, 103(11): 4237,膿毒癥患者28天生存情況比較 對照組 治療組 28天結局N(Nmiss) 134 ( 0 ) 141 ( 0 ) 存活 77 (57.46%) 108(