1、膿毒癥和多器官功能障礙綜合征的發(fā)病機(jī)制及治療,盛 志 勇 全軍燒傷研究所 解放軍三零四醫(yī)院,膿毒癥是由于,微生物侵入人體而引致的具有 損傷性的激烈全身反應(yīng) 的一組臨床癥狀,嚴(yán)重膿毒癥 膿毒性休克 MODS MSOF,美國統(tǒng)計(jì),每年計(jì)有約750,000例膿毒癥（每1000 人有3例）;死亡率為28.6%。占1995年的全部死亡率的9.3%；每例治療費(fèi)用為21000，年治療費(fèi)為167億美元。 每年估計(jì)200,000人死于膿毒癥 歐洲 每年估計(jì)150,000死于膿毒癥,膿毒癥與其它嚴(yán)重病癥的比較,National Center for Health Statistics, 2001. America

2、n Cancer Society, 2001. *American Heart Association. 2000. Angus DC et al. Crit Care Med. 2001 (In Press).,AIDS*,Colon,Breast,Cancer,CHF,Severe Sepsis,Cases/100,000,膿毒癥的發(fā)生率,Mortality of Severe Sepsis,AIDS*,Severe Sepsis,AMI,Breast Cancer,17,50,110,130,300,211000,215000,我國缺乏統(tǒng)計(jì),由于人口較美國高5倍 推算每年可能有300萬例

3、膿毒癥 病死率39%50%,嚴(yán)重膿毒癥、MODS,是人類健康和經(jīng)濟(jì)的重大挑戰(zhàn) 已成為非心臟病死亡的主要原因,2002年巴塞羅那會(huì)議呼吁,全社會(huì)要象當(dāng)年重視急性心肌梗死和中風(fēng)那樣，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。,由于1991年所商訂的診斷指標(biāo)過于“敏感”，特異性太差。2001年在華盛頓召開一次會(huì)議重訂膿毒癥的定義，共有代表歐美各學(xué)會(huì)29名代表參加。目標(biāo)為： 1、商討當(dāng)時(shí)膿毒癥及有關(guān)病情定義 的不足之處 2、商討如何改進(jìn)膿毒癥的診斷指標(biāo) 3、尋討促進(jìn)膿毒癥診斷的準(zhǔn)確性、可靠性以及臨床實(shí)用性,膿毒癥的臨床表現(xiàn),* 一般指標(biāo)：體溫升高或低體溫、心率增快、呼

4、吸增快、 白細(xì)胞數(shù)異常 * 炎癥指標(biāo)：血清C反應(yīng)蛋白或前降鈣素升高正常值2SD * 血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)：高心排量、低末梢阻力、氧 攝取率低下 * 代謝指標(biāo)：胰島素需要量提高 * 組織灌流變化：皮膚灌流差；尿量降低 * 器官功能障礙：例如尿素氮和肌酐升高、血小 板數(shù)減少或其他凝血異常，高 膽紅素血癥,“診斷標(biāo)準(zhǔn)”不是“金標(biāo)準(zhǔn)”,僅是臨床醫(yī)生在作出治療 決心時(shí)作為參考,革蘭陰性桿菌產(chǎn)生的脂多糖（內(nèi)毒素）被認(rèn)為是導(dǎo)致膿毒癥的主要媒介。,金黃色葡萄球菌感染發(fā)生率正在逐年增高，耐甲氧苯青霉素金黃色葡萄球菌（MRSA）已占50%90%。,燒傷病區(qū)革蘭陽性、陰性病原菌構(gòu)成比的變遷,革蘭陽性球菌的毒性 產(chǎn)物也能導(dǎo)

5、致膿毒癥,金黃色葡萄球菌產(chǎn)的致病組分,中毒性休克綜合征毒素（TSST1） 腸毒素B（SEB）超抗原 細(xì)胞壁成分磷壁酸、肽聚糖、A蛋白 胞外酶血漿凝固酶、透明質(zhì)酸酶、溶 脂酶,鏈球菌致病的組分,鏈球菌化膿性外毒素A(SPEA) 鏈球菌促絲裂外毒素Z(SMEZ),LPS TNF IL-1,IL-6 IL-8 IL-18,SEB,IFN-、 TNF-、NO等,炎癥反應(yīng)失控,休克、 MODS,死亡,T細(xì)胞,Mon/M,IFN-,SEB單抗,SEB單抗,肽聚糖磷壁酸,細(xì)菌內(nèi)毒素與外毒素 有很強(qiáng)的協(xié)同作用 可使各自的致死量降低100倍,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)：,嚴(yán)重燙傷、腹腔感染后6-24小時(shí) 肝、肺小腸組織HMGB-

6、1表達(dá) 持續(xù)至傷后72小時(shí) 局部組織HMGB-1誘生與LPS介導(dǎo)器 官功能損害關(guān)系密切,小鼠腹腔注射重組 HMGB-1膿毒癥表現(xiàn) 大劑量攻擊死亡,嚴(yán)重腹腔感染后給予正丁酸鈉 （HMGB-1抑制劑） 降低動(dòng)物膿毒癥1-6天的死亡率,由于發(fā)現(xiàn)眾多促炎細(xì)胞因子， 興起尋覓和合成中和或消除細(xì)胞 因子拮抗劑的研究。 但是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)有效，臨床試 用均告失敗。,已試用的治療方法大致分類,細(xì)菌產(chǎn)物調(diào)節(jié)劑 抗內(nèi)毒素，殺菌通透性增強(qiáng)蛋白(BPI) 抗細(xì)胞因子 IL-1ra，抗TNF，sTNFr等 抗炎癥藥物 糖皮質(zhì)激素，非甾類抗炎藥、粘附分子抑制劑 抗凝血?jiǎng)?重組人活化蛋白C，AT，尿激酶，肝素 重組人組織型纖維溶

7、酶原激活劑 其他 NO合成酶抑制劑，抗氧化劑，血栓烷拮抗劑，緩激酶 受體拮抗劑等等。,雖然已投入了巨量的基礎(chǔ) 和臨床研究，但其發(fā)病機(jī)制仍 未完全闡明治療仍感棘手。,臨床試用失敗可能原因,* 單個(gè)拮抗劑不足以消除級(jí)聯(lián)反應(yīng)形成的更多的因子 * 治療同時(shí)消除了炎癥反應(yīng)的有益效應(yīng) * 動(dòng)物模型與人膿毒癥真實(shí)情況不符 * 疾病不統(tǒng)一性；病人背景不一 * 治療是在癥狀出現(xiàn)之后，膿毒癥已形成 * 治療結(jié)果終點(diǎn)不統(tǒng)一；治療時(shí)間參差不一 * 人體反應(yīng)不可能劃一 *不能糾正免疫功能紊亂及凝血紊亂 * 發(fā)現(xiàn)晚期因子，如HMGB-1,上世紀(jì)90年代初后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)抗炎癥細(xì)胞因子,IL，IL10，IL13， TGF 可溶性

8、受體,Bone假說示意圖,促炎機(jī)制,抗炎機(jī)制,膿毒癥,正常狀態(tài),SIRS狀態(tài),CARS狀態(tài),MARS狀態(tài),代償性抗炎反應(yīng)綜合征COMPENSATORY ANTI-INFLAMMATORY RESPONSE SYNDROME（ CARS ）,強(qiáng)烈的抗炎性介質(zhì)釋放所造成的全身反應(yīng),混合性抗炎反應(yīng)綜合征MIXED ANTI-INFLAMMATORY RESPONSE SYNDROME(MARS),促炎和抗炎介質(zhì)二者均大量地釋放而引發(fā)的全身反應(yīng)，但二者之間不能取得平衡。,免疫失協(xié)調(diào)IMMUNOLOGIC DISSONANCE,促炎與抗炎介質(zhì)之間失去平衡 持續(xù)的劇烈的炎癥反應(yīng) 免疫抑制，繼發(fā)感染 炎癥與

9、免疫抑制反復(fù)交叉表現(xiàn),最近研究認(rèn)為對治療膿毒癥 具有重大影響的病生變化,先天性免疫系統(tǒng)功能紊亂 血管內(nèi)皮細(xì)胞反應(yīng)失常,先天性免疫系統(tǒng) 中性粒細(xì)胞 巨噬單核細(xì)胞淋巴細(xì)胞 功能紊亂的證據(jù),中性粒細(xì)胞凋亡降低 持續(xù)炎癥,C5a大量產(chǎn)生 中性粒細(xì)胞功能,A：35%96%TBSA（N=11）,B：7%30%TBSA（N=22）,C：正常對照（N=22）,燒傷病人與正常人PMN化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度比較,時(shí)間 ( 分 ),時(shí)間（分）,膿毒癥,無膿毒癥,無膿毒癥,發(fā)生和不發(fā)生膿毒癥病人PMN化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度比較,機(jī)體在感染和創(chuàng)傷刺激下，不僅釋放促炎介質(zhì)，同時(shí)也反饋性釋放內(nèi)源性抗炎介質(zhì)（IL-4、IL-10、TGF）,“

10、免疫抑制 ”,IL-10,CD14+ 單核細(xì)胞 HLA-DR,Thierry Fumeaux，2002,免疫功能,感染易感性,單核細(xì)胞HLA-DR的意義,THC,細(xì) 菌,吞噬,抗原處理,抗原提呈,HLA-DR,TCR,抗原多肽,單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞,B細(xì)胞,T細(xì)胞,單核/巨噬細(xì)胞,活,化,CD14+單核細(xì)胞 HLA-DR 30%,CD14+單核細(xì)胞HLA-DR30%,死亡率,持續(xù)時(shí)間5天,81%,持續(xù)2天,58%,無或短時(shí)間存在,19%,Volk HD, 1996,“ Immune Suppression ”,組別 燒傷面積 病例數(shù) 特重?zé)齻M 51%95%(III20%) 16 重度燒傷組 3

11、1%50%(11%III20%) 13 中度燒傷組 11%30%( III10%) 10 輕度燒傷組 10% (III=0) 15 正常對照組 0 10 燒傷分度按1970年全國燒傷會(huì)議標(biāo)準(zhǔn),觀察病例分組,燒傷后外周血單核細(xì)胞HLA-DR表達(dá)率,3 7 14 28 49,特重?zé)齻笸庵苎狪L-6、IL-10水平變化,重度燒傷后外周血IL-6、IL-10水平變化,燒傷膿毒癥病人IL-6、IL-10、HLA-DR的變化,淋巴細(xì)胞凋亡,近年的研究證明，導(dǎo)致免疫麻痹的根本原因是由于行使特異性免疫功能的免疫細(xì)胞，如B淋巴細(xì)胞、CD4細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞加速凋亡所致。因此，免疫麻痹是特異性免疫功能抑制。 目前

12、認(rèn)為，導(dǎo)致免疫細(xì)胞加速凋亡的重要物質(zhì)有：TNF、FasL、顆粒酶和糖皮質(zhì)激素。 高水平的促炎細(xì)胞因子是導(dǎo)致免疫麻痹的主要原因，所謂 “促炎 / 抗炎介質(zhì)平衡” 假說迄今并沒有充分的證據(jù)支持。,免疫麻痹形成示意圖,淋巴細(xì)胞廣泛凋亡 免疫功能低下,燒傷MOF病例脾臟,淋巴細(xì)胞脾小體消失白髓萎縮,MOF病例脾臟,巨噬細(xì)胞增生淋巴細(xì)胞減少,胸 腺,光鏡：皮質(zhì)淋巴細(xì)胞明顯減少，巨噬細(xì)胞明顯增多，而髓質(zhì)淋巴細(xì)胞無明顯減少，形成髓質(zhì)淋巴細(xì)胞比皮質(zhì)淋巴細(xì)胞數(shù)量多的現(xiàn)象，即所謂“皮髓倒置”； 電鏡：皮質(zhì)淋巴細(xì)胞大量凋亡，形成較多的凋亡小體。 TUNEL標(biāo)記：顯示凋亡細(xì)胞數(shù)目明顯增多。,大鼠酵母多糖模型胸腺,皮質(zhì)

13、淋巴細(xì)胞凋亡，數(shù)減少。,小鼠酵母多糖模型胸腺,淋巴細(xì)胞凋亡，數(shù),大鼠MOF早期胸腺TUNEL,大鼠酵母多糖模型胸腺,電鏡：巨噬細(xì)胞吞噬凋亡小體,脾 臟,光鏡：脾竇充血、巨噬細(xì)胞增生、中性白細(xì)胞浸潤；白髓淋巴細(xì)胞減少，脾小體萎縮； 電鏡：見白髓淋巴細(xì)胞變性凋亡，多見凋亡小體，同時(shí)見增生的巨噬細(xì)胞吞噬大量凋亡的淋巴細(xì)胞。 TUNEL：示白髓及脾竇內(nèi)有較多著棕黃色的凋亡細(xì)胞。,大鼠酵母多糖模型脾臟,淋巴細(xì)胞減少，巨噬細(xì)胞增多，溢出現(xiàn)象。功能,大鼠酵母多糖脾臟TUNEL,小鼠酵母多糖模型脾臟,吞噬凋亡小體,小鼠燒傷膿毒癥脾臟,巨噬細(xì)胞吞噬凋亡小體淋巴細(xì)胞凋亡,兔腸部分缺血再灌注損傷 外周血淋巴細(xì)胞凋亡

14、,大面積重度燒傷經(jīng)常發(fā)生低血容量休克,68例MODS病例中 30.8%發(fā)生臨床休克,低容量性休克時(shí)血液重新分布,腸道血供應(yīng)顯著減少,燒傷休克經(jīng)復(fù)蘇 內(nèi)臟血供恢復(fù)滯后于 身體其他各部分,利用CO2張力計(jì)監(jiān)測胃(腸)粘膜pHi表達(dá)腸粘膜DO2,8例燒傷病人的一般資料,年齡：2746歲(中位34.67.9) 燒傷面積：5090%TBSA (中位65.317.4%) 0燒傷面積：2575%TBSA (中位3.518.9%), 干擾素可以提高CD+ 單核細(xì)胞HLADR 胸腺肽也具有同樣治療作用,Th1,IFN-,LT,巨噬細(xì)胞(增強(qiáng)殺菌能力),+,+,嗜中性細(xì)胞(增強(qiáng)殺菌能力),IL-2,+,調(diào)節(jié)CD4

15、+/CD8+比例,(增強(qiáng)機(jī)體免疫水平),胸腺肽,胸腺肽具有直接抑制 caspase的作用 遏制淋巴細(xì)胞凋亡,血管內(nèi)皮細(xì)胞,人體約有1013 全重1千克 覆蓋面積40007000,血管內(nèi)皮細(xì)胞的功能,覆蓋血管內(nèi)壁 調(diào)節(jié)血管舒縮緊張度 調(diào)節(jié)細(xì)胞間和營養(yǎng)交換 維持血液流體性 參與局部促炎和抗炎介質(zhì)的平衡 參與新血管的形成 經(jīng)歷細(xì)胞凋亡,病原體侵入組織時(shí),血管內(nèi)皮細(xì)胞,釋放炎性介質(zhì) 動(dòng)員白細(xì)胞，促進(jìn)粘附 促進(jìn)凝血以局限感染 提高滲透性 改變血管舒縮緊張度,LPS，外毒素等 M TNF，IL-1，IL-6 組織因子 選擇蛋白 ICAM VCAM 內(nèi)皮細(xì)胞 血小板 WBC聚集 因子VIII 蛋白酶 因子V

16、 血栓調(diào)節(jié) 蛋白 內(nèi)皮細(xì)胞損傷 凝血酶 APC 纖維蛋白 PAI-1 微血栓,_,人 . 腹部外傷-腹腔膿腫-MODS 肺泡隔血管微血栓(纖維蛋白染色),大鼠 . 酵母多糖腹腔注射致MODS 肺泡隔小血管微血栓,家兔 . 失血休克+飼菌致MODS 肺泡隔小血管微血栓,當(dāng)前抗凝研究狀況,肝素：經(jīng)典方法，多數(shù)持肯定態(tài)度，缺乏嚴(yán)格對照 AT-：有效，缺乏統(tǒng)計(jì)學(xué)，新近三期研究持否定 重組人類活化蛋白C（ APC）：11個(gè)國家1690例研 究顯示能使膿毒癥28天死亡率降低6%。 血小板活化因子乙酰水解酶（pafase)、TFPI、重組 線蟲抗凝蛋白（rNAPc2)：在研究中，無確切結(jié)果,嚴(yán)重膿毒癥時(shí)可用

17、,活化C蛋白 (Activated protein c) (Drotrecogin alfaactivated) 24/g/kg/h 96h 低分子肝素 (可賽) 4080mg/d 尿激酶 組織型纖維蛋白溶酶原激活劑(tPH),活化蛋白（APC）,抑制凝血因子Va和a的功能 抑制單核細(xì)胞產(chǎn)生TNF-a，IL-1，IL-6 減少中性粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞粘附 增強(qiáng)纖維蛋白溶解活性 用藥后 D二聚體降低 IL-6降低,膿毒癥,細(xì)胞因子,細(xì)胞凋亡,促炎細(xì)胞因子 IL-1,IL-6,TNF,抗炎細(xì)胞因子 IL-10,TNF-R1,淋巴細(xì)胞 胸腺、脾、骨髓 腸 組 織,粒細(xì)胞,休克 細(xì)胞凋亡,免 疫 抑 制,繼 發(fā) 感 染,氧自由基 實(shí)質(zhì)性器官壞死 肺、肝,細(xì)菌內(nèi)毒素移位,MODS,MOF,恢復(fù),恢復(fù),死亡,依賴于膿毒癥打擊 的嚴(yán)重程度,內(nèi)毒素、外毒素、其他細(xì)菌組分,內(nèi)皮細(xì)胞,中性白細(xì)胞,單核細(xì)胞,細(xì)胞因子,氧自由基,脂質(zhì)介質(zhì),生物喋呤,補(bǔ)體,組織因子 PAI