陳建平，李小悅，傅明

(1.遵義醫(yī)科大學(xué)第五附屬(珠海)醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，廣東 珠海 519100； 2.桂林醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院急診科，廣西 桂林 541199)

膿毒癥是機(jī)體對感染反應(yīng)失控導(dǎo)致的器官功能障礙，是危重癥患者主要死亡原因之一，嚴(yán)重影響危重癥患者的預(yù)后[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年全球新發(fā)膿毒癥病例4 890萬例，死亡1 100萬例，占全球死亡病例的19.7%[2]。自2002年啟動(dòng)“拯救膿毒癥運(yùn)動(dòng)”以來，膿毒癥的基礎(chǔ)與臨床研究均取得了一定進(jìn)展，但膿毒癥的發(fā)病率和病死率并未顯著降低[3]，可能與膿毒癥患者發(fā)生免疫抑制有關(guān)。免疫功能紊亂是膿毒癥發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵，主要表現(xiàn)為促炎反應(yīng)與抑炎反應(yīng)失衡。促炎反應(yīng)可引起炎癥因子風(fēng)暴，而抑炎反應(yīng)可導(dǎo)致免疫抑制，免疫抑制是導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生繼發(fā)性感染的重要因素，也是導(dǎo)致膿毒癥患者預(yù)后不良的關(guān)鍵[4-5]。膿毒癥免疫抑制的發(fā)生、發(fā)展主要表現(xiàn)為抗炎細(xì)胞因子、免疫細(xì)胞及免疫共刺激抑制分子的改變。目前，臨床主要應(yīng)用包括胸腺肽α1、白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-7、氧化磷脂、壞死磺酰胺和高遷移率族蛋白1(high mobility group box-1 protein，HMGB1)抗體在內(nèi)的細(xì)胞焦亡通路相關(guān)抗體以及抗程序性細(xì)胞死亡受體1(programmed cell death receptor 1，PD-1)和程序性細(xì)胞死亡配體1(programmed cell death-ligand 1，PD-L1)抗體等進(jìn)行治療。現(xiàn)就膿毒癥免疫抑制機(jī)制及免疫調(diào)理治療新進(jìn)展予以綜述。

1 膿毒癥與免疫抑制

膿毒癥免疫抑制主要涉及先天性免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)，表現(xiàn)為抗炎細(xì)胞因子釋放增加、免疫細(xì)胞凋亡、人類白細(xì)胞DR抗原(human leukocyte antigen-DR，HLA-DR)表達(dá)減少、細(xì)胞焦亡以及PD-1和PD-L1表達(dá)增加等。

1.1抗炎細(xì)胞因子釋放增加 抗炎細(xì)胞因子主要包括IL-4、IL-10和IL-37。IL-4由活化的T細(xì)胞和肥大細(xì)胞產(chǎn)生和分泌，其生物學(xué)特性主要包括：①誘導(dǎo)CD4+T細(xì)胞分化為輔助性T細(xì)胞(helper T cell，Th細(xì)胞)2；②通過正反饋促進(jìn)自身分泌，同時(shí)刺激其他抗炎細(xì)胞因子釋放，發(fā)揮抑制促炎細(xì)胞因子釋放的生物學(xué)效應(yīng)[6]。Gao等[7]研究發(fā)現(xiàn)，IL-4參與了膿毒癥小鼠幼稚T細(xì)胞分化為Th2細(xì)胞的過程，而給予IL-4抗體可以阻斷Th2細(xì)胞生成。Song等[8]研究發(fā)現(xiàn)，盲腸結(jié)扎穿孔小鼠脾臟Th2細(xì)胞的IL-4和IL-10釋放增加，同時(shí)IL-2和γ干擾素(interferon-γ，IFN-γ)等促炎細(xì)胞因子釋放受到抑制，予以IL-4單克隆抗體可顯著抑制IL-4和IL-10釋放，同時(shí)恢復(fù)IL-2和IFN-γ等促炎細(xì)胞因子釋放。IL-10主要由單核巨噬細(xì)胞和Th2細(xì)胞分泌，其生物學(xué)特性主要包括：①抑制T細(xì)胞增殖和免疫效應(yīng)功能；②抑制促炎細(xì)胞因子釋放；③促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、骨髓來源的抑制性細(xì)胞等免疫抑制細(xì)胞增殖[9]。Mazer等[10]研究發(fā)現(xiàn)，IL-10可以抑制膿毒癥小鼠單核細(xì)胞腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)表達(dá)，給予IL-10抗體可促進(jìn)單核細(xì)胞TNF-α和Th1細(xì)胞IFN-γ的釋放。Bah等[11]研究發(fā)現(xiàn)，IL-10可以通過誘導(dǎo)鈣結(jié)合蛋白的表達(dá)，促進(jìn)膿毒癥小鼠骨髓來源的抑制性細(xì)胞增殖，在膿毒癥晚期增強(qiáng)免疫抑制。Poujol等[12]的研究表明，IL-10可抑制膿毒癥患者T細(xì)胞增殖、減少效應(yīng)細(xì)胞因子分泌，同時(shí)促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞增殖，發(fā)揮免疫抑制作用。IL-37是IL-1細(xì)胞因子家族中的一個(gè)獨(dú)特成員，也是免疫反應(yīng)和炎癥的抑制劑，其由免疫和非免疫細(xì)胞產(chǎn)生，可抑制促炎細(xì)胞因子釋放和抗原呈遞[13]。Wang等[14]發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者的IL-37表達(dá)顯著增加，可抑制促炎細(xì)胞因子增殖和釋放，且與炎癥反應(yīng)嚴(yán)重程度密切相關(guān)。另有研究發(fā)現(xiàn)，IL-37可顯著下調(diào)膿毒癥小鼠主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類分子和CD86的表達(dá)，抑制抗原呈遞，表明IL-37在膿毒癥中具有免疫抑制作用[15]。

1.2免疫細(xì)胞凋亡增加 細(xì)胞凋亡是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定由基因控制的細(xì)胞自主、有序的死亡。膿毒癥細(xì)胞凋亡途徑主要包括外源性和內(nèi)源性兩種。在外源性途徑中，首先通過Fas/Fas配體通路激活胱天蛋白酶(caspase)8，進(jìn)而激活caspase-3，發(fā)揮細(xì)胞凋亡生物學(xué)效應(yīng)；在內(nèi)源性途徑中，首先細(xì)胞色素C與凋亡蛋白酶激活因子1形成多聚體，然后caspase-9與多聚體結(jié)合形成凋亡小體并被激活，最終激活caspase-3，發(fā)揮細(xì)胞凋亡生物學(xué)效應(yīng)；內(nèi)源性途徑受B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2(B-cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2)家族成員調(diào)節(jié)，通過促凋亡蛋白Bim(Bcl-2 interacting mediator of cell death)加速細(xì)胞凋亡，同時(shí)通過抗凋亡蛋白(如Bcl-2)抑制細(xì)胞凋亡[16-17]。Li等[18]研究發(fā)現(xiàn)，在盲腸結(jié)扎和穿刺形成的膿毒癥小鼠模型中，F(xiàn)as、caspase-3、caspase-8、caspase-9的表達(dá)水平均顯著升高，CD4+/CD8+T淋巴細(xì)胞和CD19+B淋巴細(xì)胞的表達(dá)水平則顯著降低。Reséndiz-Martínez等[19]通過對膿毒癥患兒與健康者的對比分析發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患兒外周血中單核細(xì)胞凋亡和Fas的表達(dá)均增加，且細(xì)胞凋亡水平與Fas的表達(dá)呈正相關(guān)。Luan等[20]研究發(fā)現(xiàn)，盲腸結(jié)扎膿毒癥小鼠模型的細(xì)胞色素C、Bim、caspase-3、caspase-8、caspase-9等的表達(dá)水平均顯著升高，Bcl-2的表達(dá)水平則顯著降低，促進(jìn)了T細(xì)胞凋亡。

1.3HLA-DR表達(dá)減少 HLA-DR是主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類分子，包含分子量為36 000的α亞基和分子量為27 000的β亞基，主要表達(dá)于單核細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等先天性免疫細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞以及以活化T淋巴細(xì)胞為代表的獲得性免疫細(xì)胞[21]。研究證實(shí)，HLA-DR是評估膿毒癥患者免疫狀態(tài)的良好指標(biāo)，與臨床不良預(yù)后密切相關(guān)[22]。目前認(rèn)為，HLA-DR水平低于30%即提示存在免疫抑制[23]。Winkler等[24]研究證實(shí)，在重癥監(jiān)護(hù)病房中確診為膿毒癥患者的HLA-DR水平較未感染的術(shù)前患者降低70%，且HLA-DR水平與患者順序器官衰竭評分呈負(fù)相關(guān)。Zhuang等[25]研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者的HLA-DR水平與臨床不良預(yù)后和免疫抑制均呈負(fù)相關(guān)。Zhou等[26]證實(shí)，與假手術(shù)的小鼠相比，經(jīng)過盲腸結(jié)扎和穿刺小鼠的HLA-DR水平顯著降低。

1.4免疫細(xì)胞焦亡增加 細(xì)胞焦亡是一種程序性細(xì)胞死亡，表現(xiàn)為質(zhì)膜完整性缺失、細(xì)胞膨脹破裂，隨之胞內(nèi)物質(zhì)流出，激活炎癥反應(yīng)。膿毒癥免疫細(xì)胞焦亡主要通過經(jīng)典通路與非經(jīng)典通路發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。其中，經(jīng)典通路通過炎癥小體激活caspase-1，活化的caspase-1一方面促進(jìn)炎癥因子(IL-1β、IL-18等)和HMGB1的表達(dá)，募集炎癥細(xì)胞聚集，擴(kuò)大炎癥反應(yīng)；另一方面切割并激活消皮素D，消皮素D轉(zhuǎn)位到細(xì)胞膜上形成孔洞，導(dǎo)致細(xì)胞焦亡；非經(jīng)典通路通過細(xì)菌脂多糖與caspase-4、caspase-5、caspase-11結(jié)合，激活caspase-1和消皮素D，導(dǎo)致細(xì)胞焦亡[27-28]。Wang等[29]發(fā)現(xiàn)，與健康者相比，創(chuàng)傷后膿毒癥患者的caspase-1表達(dá)水平，caspase-1誘導(dǎo)的外周血單核細(xì)胞凋亡百分比及IL-18水平均顯著升高，而單核細(xì)胞凋亡的百分比可預(yù)測創(chuàng)傷后敗血癥的發(fā)生。Salvamoser等[30]研究顯示，脂多糖誘導(dǎo)的膿毒癥小鼠的caspase-1和caspase-11水平均上調(diào)，巨噬細(xì)胞caspase-1表達(dá)增加，而敲除caspase-1和caspase-11基因的小鼠caspase-1和caspase-11表達(dá)缺乏，導(dǎo)致小鼠對膿毒癥休克的耐受性增加，小鼠病死率降低。Chen等[31]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)HMGB1處理的膿毒癥小鼠骨髓源性巨噬細(xì)胞活性受到抑制，導(dǎo)致IL-1β和IL-18釋放增加，而敲除小鼠的caspase-11和消皮素D基因可改善巨噬細(xì)胞活性，抑制IL-1β和IL-18釋放。

1.5PD-1表達(dá)增加 PD-1是一種 Ⅰ 型跨膜糖蛋白，屬于CD28家族，主要表達(dá)于活化的T細(xì)胞和B細(xì)胞。T細(xì)胞表面的PD-1與抗原呈遞細(xì)胞表面的PD-L1結(jié)合可導(dǎo)致T細(xì)胞衰竭，主要表現(xiàn)為效應(yīng)T細(xì)胞功能減弱、細(xì)胞因子分泌減少、細(xì)胞增殖能力受到抑制，當(dāng)PD-1的表達(dá)增加時(shí)，提示膿毒癥患者臨床預(yù)后不良[32]。Chang等[33]發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞表面的PD-1可促進(jìn)T細(xì)胞凋亡，且與T細(xì)胞衰竭呈正相關(guān)，而給予PD-1抗體可逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞衰竭。膿毒癥患者T細(xì)胞表面的PD-1表達(dá)增加，可抑制TNF-α等細(xì)胞因子分泌，而給予PD-1抗體可促進(jìn)TNF-α釋放[34]。Patsoukis等[35]的研究顯示，PD-1和PD-L1可以通過抑制磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶B和小G蛋白-促分裂原活化的蛋白激酶-胞外信號調(diào)節(jié)激酶通路阻斷細(xì)胞周期進(jìn)程，從而抑制T淋巴細(xì)胞增殖。Shao等[36]研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥休克患者T細(xì)胞中的PD-1表達(dá)與臨床不良預(yù)后相關(guān)，是患者28 d全因死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因子。Patera等[37]研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥休克患者中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞中PD-1、PD-L1的表達(dá)水平均顯著高于對照者(重癥監(jiān)護(hù)病房中未感染患者)，且PD-1、PD-L1的表達(dá)水平與膿毒癥嚴(yán)重程度及病死率均呈正相關(guān)。

2 膿毒癥與免疫調(diào)理

2.1胸腺肽α1 胸腺肽α1由胸腺分泌，不僅可提升細(xì)胞免疫力，而且具有抗炎及抗氧化等特性。臨床研究證實(shí)，胸腺肽α1既有促炎作用，又有抑炎作用，具有雙向調(diào)節(jié)免疫的功能，可根據(jù)機(jī)體免疫狀態(tài)抑制全身炎癥反應(yīng)或提升免疫力[38]。Wu等[39]通過多中心、單盲、隨機(jī)、對照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，胸腺肽α1可提高嚴(yán)重膿毒癥患者的免疫能力，降低28 d全因病死率。Liu等[40]研究發(fā)現(xiàn)，胸腺肽α1聯(lián)合烏司他丁治療膿毒癥可抑制患者促炎細(xì)胞因子分泌，縮短呼吸機(jī)機(jī)械通氣周期，減少血管活性藥物的使用劑量和時(shí)間，提高28 d生存率。Feng等[41]研究發(fā)現(xiàn)，胸腺肽α1聯(lián)合烏司他丁治療嚴(yán)重膿毒癥可降低患者28 d和90 d病死率，但單獨(dú)使用胸腺肽α1僅可降低患者28 d病死率。Liu等[38]研究發(fā)現(xiàn)，胸腺肽α1可通過調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)降低膿毒癥患者的病死率。

2.2IL-7 IL-7是一種有效的抗凋亡細(xì)胞因子，可增強(qiáng)免疫效應(yīng)細(xì)胞的功能，對促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖至關(guān)重要[42]。Ammer-Herrmenau等[43]研究發(fā)現(xiàn)，IL-7可迅速恢復(fù)膿毒癥小鼠CD4+和CD8+T細(xì)胞數(shù)量，但小鼠的遠(yuǎn)期病死率并無顯著改善。IL-7在臨床應(yīng)用中安全有效，既可促進(jìn)膿毒癥患者T細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞增殖，又可降低IL-7受體表達(dá)，進(jìn)一步提高患者免疫力[44]。Thampy等[45]發(fā)現(xiàn)，與抗PD-L1抗體相比，IL-7可更有效地增加膿毒癥患者IFN-γ的分泌，逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞功能障礙，進(jìn)一步改善患者免疫狀態(tài)，但不能顯著改變病死率。Remy等[46]的研究顯示，IL-7離體給藥可恢復(fù)新型冠狀病毒肺炎患者T細(xì)胞IFN-γ的產(chǎn)生，促進(jìn)CD4+和CD8+T細(xì)胞增殖，恢復(fù)患者適應(yīng)性免疫功能。綜上可知，IL-7能夠促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖，恢復(fù)患者適應(yīng)性免疫功能，且安全有效，但其改善膿毒癥患者預(yù)后的作用還需進(jìn)一步驗(yàn)證。

2.3細(xì)胞焦亡通路相關(guān)抑制劑 越來越多的證據(jù)表明，膿毒癥期間過度細(xì)胞焦亡可加速內(nèi)毒素休克和微循環(huán)衰竭的發(fā)展，而焦亡靶向治療可能有助于限制膿毒癥病理性炎癥的發(fā)展[29,47-48]。目前，細(xì)胞焦亡通路相關(guān)抑制劑主要包括氧化磷脂、壞死磺酰胺及HMGB1抗體等，應(yīng)用細(xì)胞焦亡通路相關(guān)抑制劑可提高免疫力，增加膿毒癥小鼠的存活率[49]。氧化磷脂是一種caspase抑制劑，與caspase結(jié)合可抑制細(xì)胞焦亡。Chu等[50]研究發(fā)現(xiàn)，氧化磷脂能夠與caspase-4和caspase-11結(jié)合，競爭性抑制脂多糖誘導(dǎo)小鼠的細(xì)胞焦亡、IL-1β釋放以及膿毒癥休克的發(fā)生。Rathkey等[51]研究發(fā)現(xiàn)，壞死磺酰胺是混合譜系激酶結(jié)構(gòu)域樣蛋白抑制劑，能夠結(jié)合消皮素D并抑制其寡聚，從而預(yù)防孔洞形成，抑制巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞焦亡，顯著提高膿毒癥休克小鼠模型的存活率。HMGB1是人類膿毒癥治療的另一個(gè)潛在靶標(biāo)。Stevens等[52]研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥模型小鼠的血漿HMGB1水平與細(xì)胞焦亡呈正相關(guān)，予抗HMGB1抗體可以促進(jìn)巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞增殖，增強(qiáng)對繼發(fā)性細(xì)菌感染的抵抗力，提高小鼠的存活率。因此，未來可針對典型或非典型炎癥小體通路制訂抑制焦亡策略，為膿毒癥患者的治療提供新思路。

2.4抗PD-1和抗PD-L1抗體 抗PD-1和抗PD-L1抗體在膿毒癥免疫抑制期具有關(guān)鍵作用。抗PD-1和抗PD-L1抗體可阻斷PD-1/PD-L1通路，抑制淋巴細(xì)胞凋亡，增加T細(xì)胞、B細(xì)胞及固有免疫細(xì)胞的存活數(shù)量，減少IL-10等抑制性炎癥因子釋放，進(jìn)而改善免疫抑制狀態(tài)[53]。Brahmamdam等[54]研究發(fā)現(xiàn)，抗PD-1抗體可抑制膿毒癥小鼠淋巴細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞耗竭，阻斷細(xì)胞凋亡，提高小鼠存活率。Zhang等[55]研究發(fā)現(xiàn)，抗PD-L1抗體可顯著增加盲腸結(jié)扎和穿刺小鼠模型的存活率，促進(jìn)TNF-α和IL-6分泌，抑制IL-10分泌，提高細(xì)菌清除率。Grimaldi等[56]研究發(fā)現(xiàn)，抗PD-1抗體聯(lián)合IFN-γ治療可增加難治性真菌膿毒癥免疫抑制患者的淋巴細(xì)胞數(shù)量和單核細(xì)胞中HLA-DR的表達(dá)。綜上可知，抗PD-1抗體安全有效，可顯著改善膿毒癥患者免疫抑制狀態(tài)，提高患者存活率。

3 小 結(jié)

目前，膿毒癥的治療主要是根據(jù)Sepsis-3指南[1]采取早期液體復(fù)蘇、抗菌藥物使用以及器官支持等標(biāo)準(zhǔn)方案，但在嚴(yán)格依照標(biāo)準(zhǔn)方案治療后，膿毒癥患者的病死率仍未顯著降低。隨著臨床對膿毒癥誘導(dǎo)的免疫抑制在器官功能損害與死亡中的重要性的認(rèn)識(shí)以及對膿毒癥患者抗炎細(xì)胞因子、免疫細(xì)胞凋亡、負(fù)性共刺激分子的深入研究，出現(xiàn)了一種新的治療模式即膿毒癥免疫治療。目前臨床在膿毒癥免疫治療方面取得了一定進(jìn)展，相信隨著研究的深入，未來進(jìn)一步大量靶向細(xì)胞焦亡與凋亡、PD-1/PD-L1通路的臨床試驗(yàn)，將為膿毒癥患者的治療提供更多選擇。