感染性休克發(fā)病分子機理及治療進展

1、感染性休克發(fā)病分子機理及治療進展,,,感染性休克是由微生物及其毒素產物直接或間接地引起急性微循環(huán)灌注不足，導致組織缺氧，細胞損害進一步導致正常代謝和功能障礙，甚至造成多器官衰竭的危重綜合征。,一、感染性休克的分子機制,（一）病原微生物的炎癥啟動作用 ①內毒素（LPS）是G-桿菌的外膜上的脂多糖成分，由外層O-特異性多糖側鏈，中層——多糖中心部R，內層類脂A三部分組成，類脂A是主要毒性成分。,,內毒素可釋放入血或直接作用于多種效應

2、細胞（單核巨噬細胞、中性粒細胞、內皮細胞）其中游離內毒素活性比在細胞膜上的活性高出80倍，它是機體免疫反應的主要啟動因子。,,②G+球菌的細胞壁成分及其毒素是炎癥反應的重要啟動因子。G+球菌釋放腸毒素和外毒素是T淋巴細胞刺激劑而稱為超抗原，有的G+球菌不產生超抗原但其細胞壁成分肽聚糖和磷壁酸等均能誘導炎癥介質產生激活補體系統(tǒng)，導致休克及多器官衰竭發(fā)生。 ③病毒及其產物→激活全身炎癥連鎖反應,,（二）機體的免疫反應LPS等啟動因

3、子→刺激機體效應細胞→炎癥反應 ①初始炎癥因子TNF-α和IL-1→炎癥因子IL-6、IL-8、IL-11、IL-12、IFN-α,,其它脂類介質：有血栓素、白三烯、血小板活化因子（PAF）、前列腺素、補體等釋放，→進一步放大炎癥反應,,②誘導產生→趨化因子，粘附分子，白細胞上L-選擇素，整合素→單核細胞、多形核白細胞→移行到局部感染灶,,③激活補體系統(tǒng)→進一步增強殺菌能力④誘導環(huán)氧化酶→花生四烯酸代謝產物（前列腺素E，前列環(huán)

4、素和血栓素和血酸素）等↑機體除了產生炎癥反應外，還通過其它內源性調節(jié)途徑清除細菌。,,1、LPS血循環(huán)中釋放→與白蛋白，高密度脂蛋白（HDL），低密度脂蛋白（LDL）相結合。HDL與LPS有高度親和力，其復合物相當穩(wěn)定，一旦LPS被吸附到HDL顆粒上→通過肝臟清除循環(huán)中LPS。,,2、最近還發(fā)現LPS與殺菌活性/通透性增強蛋白（BPI）結合，BPI是人體內一種具有抗菌活性的內源性蛋白，來自中性粒細胞，與內毒素類脂A有高度親和性，它不

5、僅能結合游離的LPS，還可直接作用于細菌細胞膜上的LPS→導致細菌細胞膜通透性改變及酶的活性激活→細胞膜的磷脂和糖肽的降解→最終清除細菌。,,BPI通過與LPS結合后→阻斷了內毒素脂多糖結合蛋白（LBP）與CD14的結合從而抑制抗炎因子的活性。,,機體免疫反應也是一種雙相調節(jié)的免疫反應，炎癥反應一旦啟動，代償性抗炎癥反應也被激活來調節(jié)炎癥反映，包括抗炎介質IL-4、IL-10、IL-13、糖皮質激素、轉化生長因子等→抑制炎癥因子的活性和

6、合成，此外IL-IRa和其它可溶性細胞因子受體，也能通過拮抗或中和細胞因子的作用→起抗炎作用。,,由此可知：致炎介質與抗炎介質之間的相互作用在機體抗感染的免疫活性能力上起著極為關鍵的作用。若兩者不能保持平衡→①致炎介質大量釋放→造成過度炎癥反應→休克、器官衰竭的發(fā)生 ②抗炎介質大量釋放→持續(xù)性免疫抑制→細胞炎癥反應刺激性↓持續(xù)性低反應又會增加繼發(fā)感染的發(fā)生→最終仍舊導致→感染性休克發(fā)生,,（三）細胞內的激活機制

7、 LPS等與效應細胞（巨噬細胞、內皮細胞）作用后，細胞內大量信號通路被激活，包括①絲裂原活性蛋白激酶通路，②蛋白酶C通路，③核轉錄因子NF-kB通路，導致轉錄因子AP-1、NF-kB的激活，從而在轉錄和翻譯水平上調控細胞因子的表達。,,LPS首先與血漿中的LBP結合，LBP為血清中一種糖蛋白，對各類細菌的類脂A均具高度親和力，能與LPS結合形成LPS-LBP復合物,,它促進LPS與單核巨噬細胞膜上的CD14結合（CD14是LPS-

8、LBP復合物的受體，當復合物與CD14結合以后，由此將LPS信號從細胞膜轉錄入細胞內，激活酪氨酸激酶，蛋白激酶C以及P42、P44、P38等MAPK通路→進一步使NF-KB、NF-IL6等轉錄因子激活和核易位→使效應細胞合成和分泌大量的炎性介質,,對G+球菌所致感染性休克的發(fā)病機制研究相對較少，目前認為G+球菌通過啟動因子（腸毒素、外毒素及細胞壁的成成分肽聚糖和磷壁酸）作用于T淋巴細胞和單核巨噬細胞，促使細胞活化及炎癥介質的大量合成與釋

9、放而最終導致休克的發(fā)生、發(fā)展。G+球菌細胞內活化即可通過CD14依賴性，也可通過非依賴性機制來實現，首先是其肽聚糖，磷壁酸或細菌多糖與效應細胞胞膜上相關受體結合（CD14）結合后激活信號誘導及效應細胞活化，但對細胞活化確切機理不十分明確。,,（四）細胞、組織損傷,,是LPS及其由誘導產生的細胞因子炎癥介質的過度表達，則引起原發(fā)性細胞損傷及感染性休克和多器官衰竭的發(fā)生。其中一氧化氮（NO）的毒性作用，中性粒細胞（PMN）誘導的組織損傷和凝

10、血系統(tǒng)的激活是感染性休克多器官衰竭發(fā)生、發(fā)展的主要原因。,1、NO的毒性作用，它為低血壓的主要介質。NO由三種NOS（NO合成酶）合成，正常的生理條件下，NO由cNOS合成釋放，來調節(jié)血管收縮性，而當LPS、IL-1、FNF-α、IFN、PAF刺激巨噬細胞、內皮細胞、血管平滑肌細胞、肝細胞、心肌細胞→激活誘導型一氧化氮合成酶→（iNOS）→產生大量NO→激活可溶性鳥苷酸環(huán)化酶，結果提高細胞內CGMP水平→血管平滑肌擴張及降低收縮反應性→

11、造成頑固性低血壓的發(fā)生和心肌收縮性抑制，并可增加血管通透性，抑制線粒體呼吸，降低血管平滑肌的反應性和增強內毒素對內皮細胞的損害。,2、PMN引起的組織損害，它是引起組織損害及多器官衰竭關鍵因素。當病原菌侵襲機體時，PMN被激活，并在趨化因子作用下與血管內皮細胞粘附并移行至組織中。穿過血管壁→炎癥部位→殺滅病原菌，但另一方面PMN在感染部位的血管中大量聚集→可造成微循環(huán)的機械性阻塞→加重組織的缺血缺氧；而且PMN來源的炎癥介質在組織損傷中

12、也起重要作用，它包括活性氧代謝產物(如羥基，自由基，過氧化氫，超氧陰離子)，脂類介質（白三烯和血小板活化因子）、蛋白酶類（膠原酶、彈性蛋白酶）損傷組織器官。,,3、凝血系統(tǒng)的激活 兩條凝血途徑的激活和纖溶系統(tǒng)的激活，使得凝血因子被大量消耗及DIC發(fā)生。,二、治療對策,（一）抗內毒素治療,,1．減少內毒素的釋放，有效抗生素使用能清除細菌或抑制細菌大量繁殖，減少內毒素釋放。近年來研究表明抗生素也可介導細菌內毒素的釋放，不同種類抗生素引

13、起內毒素釋放的量也不一樣，β內酰氨類抗生素較其它抗生素更易誘導內毒素的釋放。其中，作用于（青霉素結合蛋白）PBP3的抗生素介導釋放的內毒素及繼之產生的TNF-α最顯著。,,抗生素的劑量與內毒素的釋放也密切相關，如頭孢他啶、美羅培南在低濃度或亞MIC濃度時與細菌PBPS結合，細菌生長緩慢，并有形態(tài)學改變，易形成多核融合的生物團塊狀，釋放大量的內毒素。而抗生素濃度逐漸增大時，則與細菌PBP1結合，可使細菌出現氣球桿變，細菌快速死亡，減少內毒

14、素的釋放。,,2．抑制內毒素的合成：細菌類脂A是細菌內毒素的最主要毒性成分，目前研究表面細菌類脂A的生物合成需要酶的參與，例如乙酰葡萄胺轉酰酶、乙酰葡萄糖胺脫酰酶、葡萄胺轉酰酶等。而乙酰葡萄胺轉酰酶抑制劑L-573655和L-161240能競爭抑制細菌80%—90%的LPS合成，在4小時內即可快速殺滅細菌。,,體外實驗還表明，經CMP-KDO合成酶抑制劑處理后細菌通透性明顯↑，并使細菌對抗生素敏感性↑10%。因此通過酶活性能夠降低細菌的

15、生物活性，增加對抗生素的敏感性。使抗生素快速進入G-桿菌外膜增強其殺菌效果。噬菌體可產生短核苷酸序列，也能阻斷細菌LPS的生物合成。,3．抗內毒素抗體和疫苗接種 抗核心糖抗體，單克隆抗體，-IgG1嵌合體，對重癥感染患者有益，對各種G1-桿菌內毒素具有高度親和性，有效中和內毒素，特異性疫苗接種能預防感染性休克產生，疫苗接種在內毒素釋放之前或之中均可進行以產生特異性抗體，敗血癥發(fā)生以前起預防作用和敗血癥早期起治療作

16、用。有人采用介毒的LPS，與腦膜炎球菌外膜蛋白結合作為疫苗接種，具有高濃免疫原性和很好的耐受性，產生多克隆抗體，對內毒素的攻擊有明顯保護作用，同時具有成本低，產生內源性抗體滴度高的優(yōu)點。,,4、殺菌性/通透性增強蛋白（BP1） 它是人體內一種具有抗菌活性的內源性蛋白，來自于中性粒細胞，由456個氨基酸組成，與內毒素結合蛋白（LBP）結構相似，且均與內毒素類脂A有高度和性，LBP促進LPS與效應細胞結合，而BP1則抑制LPS與效應細

17、胞單核巨噬細胞中性粒細胞上的CD14結合。兩者競爭結合LPS，其生物學效應決定于在組織中的濃度。,,目前已研制出重組BP1，該分子與內毒素具有高度親和力能有效清除血液循環(huán)中的內毒素，人重組BP1是目前非常有希望的抗內毒素新藥物，現在進行Ⅲ期臨床試驗，然而由于半壽期短僅2—4分鐘，因此需要大劑量持續(xù)靜脈滴注。,,5、內毒素的清除 當內毒素釋放入血循環(huán)后，體內高密度脂蛋白（HDL）、白蛋白、低密度脂蛋白（LDL）將與

18、之結合。HDL與內毒素有高度親和力，其復合物相當穩(wěn)定，一旦LPS被吸附到HDL顆粒上就能有效通過肝臟清除循環(huán)中的LPS。重度感染患者血液循環(huán)中HDL水平顯著低下，所以有學者研制出重組HDL（rHDL）來補充體內HDL的缺乏，以期加速內毒素在血循環(huán)中的清除。,,6、LPS拮抗劑 E-5531 E-5531是內毒素拮抗劑 作用機理是競爭性與細胞受體結合，它的親和性較大腸埃希氏菌的類脂A強，E-5531能抑制IL

19、-1、IL-6、IL-8和IL-10的釋放并能抑制體外培養(yǎng)的鼠巨噬細胞釋放NO。E-5531抑制大腸埃希氏菌肺炎桿菌，傷寒沙門氏菌誘導釋放的TNF-α，E-5531與抗生素聯合治療有望提高患者生存率。,,7、抗CD14抗體和LPS信號傳導抑制劑等 CD14是LPS結合劑細胞膜上的作用位點，CD14在單核巨噬細胞信號傳導中起著重要的作用。單克隆抗體有阻斷LPS與CD14的結合。以上幾方面針對內毒素在感染性休克發(fā)病機

20、理中的不同位點而研制的，目前均處于初步試驗階段，最后療效如何有待于大規(guī)模臨床試驗觀察。,,（二）抗炎癥介質治療： 通過注射外源性白細胞介素受體拮抗劑（IL—Ra）能抑制IL-1的活性，防止休克的發(fā)生和降低死亡率，通過注射抗TNF單克隆抗體也有類似作用，直接注射（臨床試驗）抗內毒素JS，抗血清能減少G-桿菌敗血癥死亡率，患者血清TNF水平增高則死亡率可降低10%，但血清TNF水平正常者治療無效。還研究表明，G-桿菌