馮妞妞 趙自剛 牛春雨

(河北北方學(xué)院微循環(huán)研究所，河北 張家口 075000)

在內(nèi)毒素休克的發(fā)展進(jìn)程中，革蘭陰性菌的主要致病成分脂多糖(LPS)進(jìn)入血液循環(huán)后，可直接引起血管內(nèi)皮細(xì)胞(VEC)表達(dá)并釋放大量的跨膜蛋白——細(xì)胞黏附分子(CAMs)，介導(dǎo)白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞黏附增加，成為失控的炎癥反應(yīng)、微循環(huán)障礙、組織器官損傷的重要因素〔1〕。在CAMs的眾多家庭中，與內(nèi)毒素休克發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)的CAMs主要集中在選擇素家族、免疫球蛋白超家族、整合素家族〔2〕，而針對(duì)黏蛋白樣家族、鈣黏著素家族的研究相對(duì)較少。針對(duì)白細(xì)胞黏附在內(nèi)毒素休克發(fā)展進(jìn)程中的關(guān)鍵作用，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究與臨床觀察。本文重點(diǎn)綜述針對(duì)選擇素家族、免疫球蛋白超家族、整合素家族抗白細(xì)胞黏附干預(yù)內(nèi)毒素休克的研究進(jìn)展。

1 針對(duì)選擇素家族抗白細(xì)胞黏附干預(yù)內(nèi)毒素休克的研究

選擇素家族主要介導(dǎo)白細(xì)胞在血管壁上的滾動(dòng)，主要成員有：內(nèi)皮細(xì)胞表面的白細(xì)胞選擇素(L-選擇素)、血小板選擇素(P-選擇素)及僅表達(dá)在活化內(nèi)皮細(xì)胞上的內(nèi)皮細(xì)胞選擇素(E-選擇素)。生理?xiàng)l件下，L-選擇素配體呈低表達(dá)狀態(tài)，故L-選擇素?zé)o明顯活性；LPS攻擊后，L-選擇素配體在2～4 h后表達(dá)升高，與L-選擇素結(jié)合后，引起白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞黏附〔3〕。LPS攻擊后，分布在血小板α顆粒上的P-選擇素表達(dá)增加，血小板黏附于血管壁，形成血小板血栓；同時(shí)，分布于微靜脈內(nèi)皮細(xì)胞Weibel-Palade小體膜內(nèi)側(cè)的P-選擇素迅速轉(zhuǎn)移到質(zhì)膜上，與L-選擇素配體結(jié)合，引起白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞黏附〔4〕。LPS攻擊后，激活了核轉(zhuǎn)錄因子(NF)-κB，增加E-選擇素的合成，E-選擇素轉(zhuǎn)移到內(nèi)皮細(xì)胞管腔面，引起白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞黏附〔5〕。同時(shí)，有研究表明，LPS誘導(dǎo)的內(nèi)毒休克(ES)早期，心、肺組織中的L-、P-選擇素表達(dá)明顯增加是心臟、血管、肺組織及肺泡壁損傷的重要原因之一〔6〕。

鑒于選擇素家族在LPS攻擊引起白細(xì)胞黏附中的重要作用，許多學(xué)者應(yīng)用相應(yīng)選擇素的特異性抗體進(jìn)行了抑制白細(xì)胞黏附的實(shí)驗(yàn)研究。Higashiyama等〔4〕應(yīng)用P-選擇素抗體可抑制小腸微血管內(nèi)血小板、單核細(xì)胞的黏附，從而減輕腸道血栓形成及炎性損傷；Malhotra等〔7〕的研究發(fā)現(xiàn)，L-選擇素抗體可抑制LPS與白細(xì)胞上的L-選擇素結(jié)合，從而降低炎癥因子介導(dǎo)的組織細(xì)胞損傷；Tedder等〔8〕的研究表明，L-選擇素缺陷小鼠在遭受LPS攻擊后，白細(xì)胞黏附能力下降，出現(xiàn)LPS耐受，表明抑制L-選擇素可減輕白細(xì)胞黏附；Leone等〔9〕應(yīng)用E-選擇素的單克隆抗體作用于LPS攻擊的小鼠，降低了白細(xì)胞的滾動(dòng)率，從而減少內(nèi)皮細(xì)胞的活化與炎癥反應(yīng)。此外，研究表明，乳鐵蛋白可抑制L-選擇素水平從而減少隨后由白細(xì)胞黏附介導(dǎo)的氧化反應(yīng)〔10〕；將來(lái)自雜種犬的正常淋巴液輸入內(nèi)毒素休克大鼠，亦可降低血漿P-選擇素水平，從而減少白細(xì)胞在腸系膜微血管內(nèi)黏附的數(shù)量，改善腸系膜微循環(huán)〔11〕，提高器官的血液灌注量〔12〕。可見，以選擇素家族作為靶點(diǎn)，干預(yù)白細(xì)胞黏附，對(duì)內(nèi)毒素休克具有一定的治療作用。但這些研究多停留在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)觀察，臨床治療效果如何，還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

2 針對(duì)免疫球蛋白超家族抗白細(xì)胞黏附干預(yù)內(nèi)毒素休克的研究

免疫球蛋白超家族結(jié)構(gòu)與免疫球蛋白類似，有多種免疫球蛋白超家族成員參與了內(nèi)毒素休克的發(fā)病過程。研究表明，LPS攻擊可通過激活p38絲裂原活化蛋白激酶和應(yīng)激活化蛋白激酶(JNK)通路引起細(xì)胞間黏附分子(ICAM)-1的高表達(dá)〔13〕，亦可通過活化NF-κB提高血管細(xì)胞黏附分子(VCAM)-1表達(dá)〔14〕，引起白細(xì)胞與VECs黏附，從而加重各種組織細(xì)胞的炎性損傷〔15〕；同時(shí)，Ohnishi等〔16〕的研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥休克并發(fā)急性肝衰竭患者出現(xiàn)了可溶性血小板內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子(PECAM)-1、ICAM-1的高表達(dá)。這些研究提示，免疫球蛋白超家族在LPS攻擊引起白細(xì)胞黏附的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。同樣，針對(duì)免疫球蛋白超家族進(jìn)行抗白細(xì)胞黏附干預(yù)內(nèi)毒素休克的研究也取得了較大進(jìn)展。Hildebrand等〔17〕的研究顯示，ICAM-1基因敲除小鼠在LPS后，促炎介質(zhì)含量顯著減少，白細(xì)胞在肺組織的浸潤(rùn)程度顯著降低，提示抑制ICAM-1表達(dá)有利于內(nèi)毒素休克的治療；Essani等〔18〕的研究發(fā)現(xiàn)抗VCAM-1抗體抑制了中性粒細(xì)胞黏附、聚集，從而減輕中性粒細(xì)胞誘導(dǎo)的炎性損傷及肝細(xì)胞損傷；Benavides等〔19〕的研究也發(fā)現(xiàn)，過氧化物酶體增殖物激活受體活化劑非諾貝特可抑制LPS攻擊新西蘭家兔的PECAM-1表達(dá)，從而減輕內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙與組織學(xué)損傷〔20〕。外源正常淋巴液亦可減少內(nèi)毒素休克大鼠肝組織ICAM-1含量，從而減少扣押于肝組織的白細(xì)胞數(shù)量，降低炎癥反應(yīng)，減輕肝損傷〔21〕。

3 針對(duì)整合素家族抗白細(xì)胞黏附干預(yù)內(nèi)毒素休克的研究

作為細(xì)胞外配體與細(xì)胞骨架穿膜的連接蛋白，整合素家族主要介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的黏附；其中，存在于中性粒細(xì)胞與單核細(xì)胞的CD11a/CD18和CD11b/CD18與白細(xì)胞活化、黏附密切相關(guān)。LPS攻擊激活白細(xì)胞，表達(dá)CD11b/CD18，與免疫球蛋白超家族結(jié)合，引起白細(xì)胞貼壁、黏附，從而釋放大量的細(xì)胞因子，引起失控的炎癥反應(yīng)。研究表明，CD11a/CD18與中性粒細(xì)胞黏附有關(guān)，且與IL-10的合成呈負(fù)相關(guān)，即促炎反應(yīng)為主時(shí)，CD11a/CD18高表達(dá)、IL-10低表達(dá)；抗炎反應(yīng)為主時(shí)，CD11a/CD18低表達(dá)、IL-10高表達(dá)〔22〕。同時(shí)，Kirschenbaum等〔23〕的研究發(fā)現(xiàn)，敗血癥休克時(shí)，血小板和內(nèi)皮細(xì)胞的黏附聚集引起炎癥反應(yīng)和血栓形成的主要原因與內(nèi)皮細(xì)胞CD11b/CD18的高表達(dá)和血小板上P-選擇素的高表達(dá)有關(guān)。Thomas等〔24〕研究發(fā)現(xiàn)CD18的單克隆抗體可降低內(nèi)毒素休克模型的肺通透性指數(shù)，減輕肺損傷；史正山等〔25〕通過腹腔注射LPS復(fù)制內(nèi)毒素休克模型，應(yīng)用流式細(xì)胞儀檢測(cè)中性粒細(xì)胞的CD11b的表達(dá)和呼吸氧含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)氯胺酮抑制內(nèi)毒素休克大鼠中性粒細(xì)胞的CD11b表達(dá)和呼吸氧爆發(fā)。

綜上，LPS攻擊引起了大量CAMs表達(dá)，導(dǎo)致白細(xì)胞滾動(dòng)、黏附、聚集和滲出，引起失控的炎癥反應(yīng)與血栓形成、器官損傷，白細(xì)胞黏附也就成為L(zhǎng)PS導(dǎo)致器官損傷的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。盡管針對(duì)CAMs進(jìn)行了大量的抗白細(xì)胞黏附的治療研究，也取得了一定的進(jìn)展，但目前國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究多集中于單個(gè)CAMs的研究，因此，從整體水平上通過抗CAMs的作用探討干預(yù)內(nèi)毒素休克的研究還需加強(qiáng)，從關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵藥物入手，多靶點(diǎn)抗CAMs的研究還需加強(qiáng)；同時(shí)，從臨床試驗(yàn)角度還需進(jìn)一步驗(yàn)證相關(guān)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果。以期針對(duì)白細(xì)胞黏附，加強(qiáng)內(nèi)毒素休克的防治，為降低內(nèi)毒素休克的病死率提供更豐富的實(shí)驗(yàn)資料。

4 參考文獻(xiàn)

1Shanmugam MK,Bhatia M.The role of pro-inflammatory molecules and pharmacological agents in acute pancreatitis and sepsis 〔J〕.Inflamm Allergy Drug Targets,2010;9(1):20-31.

2Hortelano S,López-Fontal R,Través PG,etal.ILK mediates LPS-induced vascular adhesion receptor expression and subsequent leukocyte trans-endothelial migration 〔J〕.Cardiovasc Res,2010;37(4):679-86.

3Figueras-Aloy J,Gómez-López L,Rodríguez-Miguélez JM,etal.Serum soluble ICAM-1,VCAM-1,L-selectin,and P-selectin levels as markers of infection and their relation to clinical severity in neonatal sepsis 〔J〕.Am J Perinatol,2007;24(6):331-8.

4Higashiyama M,Hokari R,Matsunaga H,etal.P-selectin-dependent monocyte recruitment through platelet interaction in intestinal microvessels of LPS-treated mice 〔J〕.Microcirculation,2008;15(5):441-50.

5Eppihimer MJ,Russell J,Langley R,etal.Role of tumor necrosis factor and interferon gamma in endotoxin-induced E-selectin expression 〔J〕.Shock,1999;11(2):9397.

6Yin GQ,Du KH,Gu FR,etal.Early-phase endotoxic shock-induced myocardial injury increases iNOS and selectin expression in macaque primate 〔J〕.Heart Lung Circ,2007;16(2):85-92.

7Malhotra R,Bird MI.L-Selectin a signalling receptor for lipopolysaccharide 〔J〕.Chem Biol,1997;4(8):543-7.

8Tedder TF,Steeber DA,Pizcueta P.L-selectin-deficient mice have impaired leukocyte recruitment into inflammatory sites 〔J〕.J Exp Med,1995;181(6):2259-64.

9Leone M,Boutiere-Albanese B,Valette S,etal.Cell adhesion molecules as a marker reflecting the reduction of endothelial activation induced by glucocorticoids 〔J〕.Shock,2004;21(4):311-4.

10Baveye S,Elass E,Mazurier J,etal.Lactoferrin inhibits the binding of lipopolysaccharides to L-selectin and subsequent production of reactive oxygen species by neutrophils 〔J〕.FEBS Lett,2000;469(1):5-8.

11張利利,趙自剛,牛春雨,等.淋漿對(duì)內(nèi)毒素休克大鼠微循環(huán)障礙的干預(yù)作用〔J〕.中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志,2011;27(1):75-80.

12張利利,張 靜,趙自剛,等.淋漿對(duì)內(nèi)毒素休克大鼠腎肝血流灌注量變化的干預(yù)作用〔J〕.中國(guó)危重病急救醫(yī)學(xué),2010;22(12):740-3.

13Shen A,Yang J,Gu Y,etal.Lipopolysaccharide-evoked activation of p38 and JNK leads to an increase in ICAM-1 expression in Schwann cells of sciatic nerves 〔J〕.FEBS J,2008;275(17):4343-53.

14Lin WN,Luo SF,Lee CW,etal.Involvement of MAPKs and NF-kappaB in LPS-induced VCAM-1 expression in human tracheal smooth muscle cells 〔J〕.Cell Signal,2007;19(6):1258-67.

15Hofer S,Bopp C,Hoerner C,etal.Injury of the blood brain barrier and up-regulation of icam-1 in polymicrobial sepsis 〔J〕.J Surg Res,2008;146(2):276-81.

16Ohnishi A,Miyake Y,Matsushita H,etal.Serum levels of soluble adhesion molecules as prognostic factors for acute liver failure 〔J〕.Digestion,2012;86(2):122-8.

17Hildebrand F,Pape HC,Harwood P,etal.Role of adhesion molecule ICAM in the pathogenesis of polymicrobial sepsis 〔J〕.Exp Toxicol Pathol,2005;56(4-5):281-90.

18Essani NA,Bajt ML,Farhood A,etal.Transcriptional activation of vascular cell adhesion molecule-1 gene in vivo and its role in the pathophysiology of neutrophil-induced liver injury in murine endotoxin shock 〔J〕.J Immunol,1997;158(12):5941-8.

19Benavides U,Gonzalez-Murguiondo M,Harii N,etal.Phenylmethimazole inhibits production of proinflammatory mediators and is protective in an experimental model of endotoxic shock 〔J〕.Crit Care Med,2012;40(3):886-94.

20Wiel E,Lebuffe G,Robin E,etal.Pretreatment with peroxysome proliferator-activated receptor alpha agonist fenofibrate protects endothelium in rabbit Escherichia coli endotoxin-induced shock 〔J〕.Intensive Care Med,2005;31(9):1269-79.

21Zhao ZG,Zhang LL,Niu CY,etal.Exogenous normal lymph reduces liver injury induced by lipopolysaccharides in rats 〔J〕.Braz J Med Biol Res,2014;47(2):128-34.

22Menezes GB,Lee WY,Zhou H,etal.Selective down-regulation of neutrophil Mac-1 in endotoxemic hepatic microcirculation via IL-10 〔J〕.J Immunol,2009;183(11):7557-68.

23Kirschenbaum LA,McKevitt D,Rullan M,etal.Importance of platelets and fibrinogen in neutrophil-endothelial cell interactions in septic shock 〔J〕.Crit Care Med,2004;32(9):1904-9.

24Thomas JR,Harlan JM,Rice CL,etal.Role of leukocyte CD11/CD18 complex in endotoxic and septic shock in rabbits 〔J〕.J Appl Physiol,1992;73(4):1510-6.

25史正山,周志強(qiáng),范云霞,等.氯胺酮抑制內(nèi)毒素休克大鼠中性粒細(xì)胞的CD11b表達(dá)和呼吸氧爆發(fā)〔J〕.江蘇醫(yī)藥,2007;33(7):721-2.