謝小玉 梁 群 朱嘉敏

膿毒癥是機(jī)體對感染反應(yīng)失調(diào)引起的可威脅生命的器官功能障礙[1]。全球每年確診為膿毒癥的患者超過1900萬,若病發(fā)時未能及時參照指南救治,其72h生存率將急速下降,而膿毒癥休克的病死率高達(dá)40%～70%[2～4]。中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞的比值(neutrophil to lymphocyte ratio,NLR)作為新型評估感染和預(yù)后的指標(biāo),能綜合反映機(jī)體炎癥及免疫狀態(tài)[5]。且相較于其他新型膿毒癥預(yù)后指標(biāo)如肝素結(jié)合蛋白、可溶性髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體-1等,具有臨床易獲得的優(yōu)點(diǎn)[6]。現(xiàn)就通過探討NLR在膿毒癥發(fā)生炎癥及免疫過程中的機(jī)制,以探究其對膿毒癥患者的預(yù)后價值。

一、膿毒癥的發(fā)病機(jī)制

有研究表明,膿毒癥發(fā)病與發(fā)展的誘因和關(guān)鍵機(jī)制有感染、免疫抑制、內(nèi)皮損傷與凝血系統(tǒng)紊亂等,其中與宿主免疫反應(yīng)失衡密切相關(guān)[7]。在膿毒癥早期,嚴(yán)重感染誘發(fā)免疫細(xì)胞通過識別病原體相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular patterns, PAMPs)或損傷相關(guān)分子模式(damage-related molecular patterning molecules, DAMPs)激活細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng),釋放大量的細(xì)胞因子入血,過量的細(xì)胞因子誘導(dǎo)免疫細(xì)胞過度活化,進(jìn)一步釋放大量細(xì)胞因子,形成惡性循環(huán),造成機(jī)體免疫功能紊亂,難以精準(zhǔn)調(diào)控細(xì)胞因子的級聯(lián)反應(yīng),形成“炎癥風(fēng)暴”,導(dǎo)致機(jī)體的固有免疫系統(tǒng)功能紊亂,適應(yīng)性免疫細(xì)胞增殖能力下降及凋亡,甚至并發(fā)多器官功能障礙綜合征(multiple organ dysfunction syndrome, MODS)[8]。研究膿毒癥的炎癥與免疫功能的變化機(jī)制,有助于尋找指標(biāo)來指導(dǎo)早期干預(yù)與治療,改善預(yù)后。

二、NLR的定義及意義

NLR為血常規(guī)里中性粒細(xì)胞計數(shù)與淋巴細(xì)胞計數(shù)之間的比值,該比值可在一定程度上反映機(jī)體炎癥情況及免疫功能狀態(tài)。在機(jī)體發(fā)生感染、組織損傷或大出血時免疫系統(tǒng)被激活,中性粒細(xì)胞作為第一道防線,吞噬并殺滅細(xì)菌,后期淋巴細(xì)胞如T淋巴細(xì)胞通過直接殺傷、B淋巴細(xì)胞分泌特異性IgG類抗體等方式,清理侵入機(jī)體“異己”物質(zhì),保證機(jī)體內(nèi)部平衡。

NLR正常生理水平為0.78～3.53[9]。正常感染情況下,NLR早期增大,后期因適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的激活而減小。但由于膿毒癥特殊的“炎癥風(fēng)暴”,過度活化的機(jī)體免疫系統(tǒng)導(dǎo)致內(nèi)源性抗炎介質(zhì)失控性釋放,即極劇增加的中性粒細(xì)胞參與早期細(xì)菌的殺傷,后期因機(jī)體炎性反應(yīng)亢進(jìn)導(dǎo)致淋巴細(xì)胞的持續(xù)損傷凋亡。因此,若NLR>7,便可作為膿毒癥患者高病死率的獨(dú)立預(yù)測指標(biāo),即NLR的增大表明膿毒癥患者機(jī)體的“炎癥風(fēng)暴”難以得到控制,免疫處于抑制甚至麻痹狀態(tài),提示膿毒癥患者病情危重,預(yù)后較差[10]。因此,監(jiān)測NLR對于評估膿毒癥患者住院期間的病情變化具有重要意義。

三、NLR在膿毒癥時的變化及機(jī)制

1.膿毒癥時中性粒細(xì)胞的變化過程:在機(jī)體發(fā)生膿毒癥時,就代表著全身在經(jīng)歷促炎-抗炎的病程,這個病程主要分為兩個階段:炎癥反應(yīng)綜合征期和代償性抗炎反應(yīng)期。在炎癥反應(yīng)綜合征期時,機(jī)體會立即啟動固有免疫應(yīng)答,而中性粒細(xì)胞在固有免疫系統(tǒng)中占據(jù)著重要的地位, 中性粒細(xì)胞數(shù)量常與炎癥程度呈正相關(guān)[11]。膿毒癥時,機(jī)體會產(chǎn)生、釋放趨化因子白細(xì)胞介素(interleukin, IL)-8并誘導(dǎo)周邊的巨噬細(xì)胞向感染部位聚集?；罨蟮木奘杉?xì)胞釋放IL-6、IL-1β及腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)等誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞離開軸流,發(fā)生邊集后貼附于血管壁上。附壁的中性粒細(xì)胞通過表面的整合素受體與內(nèi)皮細(xì)胞黏附因子結(jié)合,牢靠黏附于血管內(nèi)皮細(xì)胞。一旦中性粒細(xì)胞膜表面的趨化受體與因子結(jié)合,中性粒細(xì)胞中的鈣泵便被激活,促使其胞質(zhì)形成偽足并插入到內(nèi)皮細(xì)胞間隙,逐步游移的同時分泌膠原酶降解血管基膜,并通過表面的整合素和CD44分子而黏附于細(xì)胞外基質(zhì),使其滯留于病灶,以脫顆粒及呼吸爆發(fā)式等形式殺滅、消化和降解病原微生物。從啟動固有免疫系統(tǒng)到吞噬完細(xì)菌的24～48h間,中性粒細(xì)胞逐漸崩解。死亡后的中性粒細(xì)胞還可釋放胞外陷阱(neutrophil extracellular traps, NETs)與細(xì)菌結(jié)合,降解其毒性物質(zhì)并通過高濃度的絲氨酸蛋白酶殺死病原體。

膿毒癥全身炎性反應(yīng)會持續(xù)刺激中性粒細(xì)胞過度激活且造成其凋亡延遲。同時,在中性粒細(xì)胞持續(xù)發(fā)揮吞噬作用及免疫反應(yīng)的過程中,也會不可避免地造成組織損傷。在中性粒細(xì)胞發(fā)生趨化、激活和吞噬等一系列動作時,其細(xì)胞膜可被磷脂酶激活,釋放花生四烯酸(arachidonic acid, AA)到胞外,并通過環(huán)氧合酶和脂氧合酶兩個代謝途徑,分別生成前列腺素(prostaglandin, PG)、血栓素(thromboxane A2,TXA2)和白三烯(leukotriene, LT)等炎性細(xì)胞因子[12]。這些炎性細(xì)胞因子會致使機(jī)體組織水腫、形成微小血栓,從而造成組織損傷,釋放細(xì)胞因子,誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞增殖。同時受細(xì)菌產(chǎn)物、抗原抗體復(fù)合物等作用時,中性粒細(xì)胞不僅會釋放氧自由基,加劇內(nèi)皮細(xì)胞的損傷,導(dǎo)致血管通透性增高;且溶酶體內(nèi)酶的大量釋放也會降解細(xì)胞外成分如血管基膜、膠原蛋白與彈性蛋白等,引起細(xì)胞損傷甚至自溶,分解及釋放出中性粒細(xì)胞的趨化因子又能吸引更多的中性粒細(xì)胞到損傷部位,最終導(dǎo)致固有免疫系統(tǒng)失控,引起全身炎性反應(yīng)。在這一個過程中,中性粒細(xì)胞趨化游走、釋放炎性細(xì)胞因子、組織細(xì)胞再受損又釋放趨化因子,導(dǎo)致持續(xù)的全身炎性狀態(tài),在此刻膿毒癥患者的體內(nèi)中性粒細(xì)胞數(shù)值明顯增高,NLR的比值相對變大,提示患者體內(nèi)感染嚴(yán)重。

2.膿毒癥時體內(nèi)淋巴細(xì)胞的變化及機(jī):機(jī)體免疫反應(yīng)進(jìn)行96h后,巨噬細(xì)胞與中性粒細(xì)胞發(fā)生大量凋亡并會誘導(dǎo)適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的激活。但由于機(jī)體持續(xù)的“炎癥風(fēng)暴”導(dǎo)致抗炎性細(xì)胞因子與促炎性細(xì)胞因子失衡,造成機(jī)體代償性抗炎反應(yīng)綜合征(compensatory anti-inflammatory response syndrome, CARS),即機(jī)體對感染的易感性及免疫的抑制甚至麻痹[13]。在相關(guān)的臨床實驗中發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者的T淋巴細(xì)胞數(shù)量較正常人明顯低,且膿毒癥休克患者比膿毒癥患者T淋巴細(xì)胞下降更多[14,15]。淋巴細(xì)胞減少的機(jī)制與淋巴細(xì)胞在網(wǎng)狀/內(nèi)皮系統(tǒng)、內(nèi)臟淋巴系統(tǒng)內(nèi)的邊緣化和再分布有關(guān)[16]。機(jī)體發(fā)生膿毒癥時,淋巴細(xì)胞由血中轉(zhuǎn)移至炎癥或感染部位,這樣血常規(guī)中淋巴細(xì)胞計數(shù)就會減少。此外,淋巴細(xì)胞的減少還與凋亡誘導(dǎo)應(yīng)激調(diào)節(jié)素的釋放有關(guān),主要包括TNF-α、Fas配體(Fas ligand, FasL)及糖皮質(zhì)激素等[17]。活化后的CD8+T細(xì)胞,可通過大量表達(dá)的Fas(CD95)或分泌TNF細(xì)胞因子,分別與靶細(xì)胞表面FasL或表面TNFR1結(jié)合的途徑,利用配體的死亡結(jié)構(gòu)域引起死亡信號逐級轉(zhuǎn)導(dǎo),生成、集聚死亡誘導(dǎo)信號復(fù)合物(death-inducing signal complex, DISC),最終激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(caspase),啟動半胱天冬酶活化的信號通路引發(fā)核纖層解體而導(dǎo)致細(xì)胞死亡[18]。膿毒癥誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞減少,其減少使機(jī)體難以形成有效的特異性免疫,致使患者的病死率劇增。

3.NLR對膿毒癥患者預(yù)后價值的文獻(xiàn)研究:2001年,Zahorec[5]提出 NLR 可作為全身炎性指標(biāo)用于評估 ICU 患者的病情。此后越來越多研究證實該比值對膿毒癥患者的預(yù)后有評估價值。周凱等[19]研究發(fā)現(xiàn),低NLR組膿毒癥患者的生存期明顯延長,預(yù)后改善。馬琴琴等[20]研究發(fā)現(xiàn),細(xì)菌組膿毒癥患者的 NLR明顯高于非細(xì)菌組,提示監(jiān)測NLR有助于鑒別膿毒癥細(xì)菌感染者與非細(xì)菌感染者,對膿毒癥的診治有一定指導(dǎo)意義。Rehman等[21]對168例膿毒癥患者進(jìn)行橫斷面分析發(fā)現(xiàn),NLR與膿毒癥的發(fā)生和嚴(yán)重程度密切相關(guān),且NLR和PCT均與SOFA評分呈顯著相關(guān)(P<0.05)。Huang等[22]通過Meta分析探討NLR與膿毒癥患者的預(yù)后關(guān)系,發(fā)現(xiàn)符合膿毒癥標(biāo)準(zhǔn)的11564例患者中,非幸存者的NLR值顯著高于幸存者。這些研究皆表明,NLR是膿毒癥患者的獨(dú)立可靠預(yù)后預(yù)測指標(biāo)。

同樣在兒童膿毒癥的預(yù)后分析中,NLR亦與預(yù)后密切相關(guān)。Emilija等[23]研究表示, NLR可作為兒童膿毒癥的早期預(yù)測指標(biāo),且可用于鑒別是病毒或細(xì)菌引起的全身炎癥反應(yīng)綜合征(systemic inflammatory response syndrome, SIRS)。一項對122例新生兒早發(fā)膿毒癥(early-onset sepsis, EOS)的前瞻性研究發(fā)現(xiàn),NLR與新生兒EOS呈正相關(guān)[24]。另外一項研究1480例膿毒癥患兒的預(yù)測模型顯示,NLR是新生兒膿毒癥的獨(dú)立危險因素,且ROC曲線推斷其預(yù)測最佳臨界值為1.62,特異性為75%[25]。

4．NLR對膿毒癥患者的臨床指導(dǎo)價值:對于NLR升高的膿毒癥患者,臨床醫(yī)生可通過其來輔助判斷患者是否存在細(xì)菌感染,在等待病原學(xué)檢查結(jié)果的同時,可經(jīng)驗性地選擇β-內(nèi)酰胺類、氨基糖苷類、碳青霉烯類和抗菌肽等抗生素進(jìn)行治療[26]。當(dāng)病原學(xué)結(jié)果明確后,應(yīng)及時改用敏感抗生素。NLR升高還預(yù)示著膿毒癥患者全身免疫的抑制甚至麻痹,臨床醫(yī)生應(yīng)早期應(yīng)用免疫治療藥物如干擾素γ、胸腺肽α1等,增強(qiáng)患者免疫力,提高生存率[27]。

三、展 望

NLR的相關(guān)研究逐漸成為腫瘤及急危重癥領(lǐng)域的熱點(diǎn),并且取得了一定的研究成果。中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞作為機(jī)體重要的免疫細(xì)胞,研究其比值的動態(tài)變化可綜合反映機(jī)體炎癥與免疫狀態(tài),由此可為臨床醫(yī)生判斷病情及處置給予一定的幫助。本文重點(diǎn)討論了NLR在膿毒癥發(fā)生炎癥及免疫過程時的機(jī)制,并且通過文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn),NLR是膿毒癥患者的獨(dú)立可靠預(yù)后指標(biāo)。且因其具有易獲取、操作便捷的優(yōu)點(diǎn),可更好地服務(wù)于臨床。此外,NLR若能聯(lián)合APACHEⅡ評分、NT-proBNP、PCT、IL-6檢測、乳酸清除率等系列指標(biāo),其對膿毒癥患者的預(yù)后評估的準(zhǔn)確性會更高。