從腎臟角度認(rèn)識全身炎癥反應(yīng)綜合征

1、1991年美國胸科醫(yī)生學(xué)會與危重感染急救醫(yī)學(xué)(ACCP/SCCM)在芝加哥聯(lián)合召開的討論會上進(jìn)一步確認(rèn)全身炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS)的概念1。SIRS是由感染或非感染因素刺激宿主觸發(fā)炎癥過度反應(yīng)的結(jié)果，這些因素刺激宿主免疫系統(tǒng)，釋放體液和細(xì)胞因子，對血管張力和滲透性產(chǎn)生影響，導(dǎo)致微循環(huán)障礙、休克或器官衰竭，即多器官功能障礙綜合征(MODS)。SIRS是MODS的必經(jīng)之路，而MODS是SIRS的必然發(fā)展結(jié)果。細(xì)胞因子是全身炎癥反應(yīng)綜合征的重要介質(zhì)2在SIRS和敗血癥以及繼發(fā)組織損傷時(shí)，釋放一些不能控制的細(xì)胞因子進(jìn)入循環(huán)，引起血液動力學(xué)不穩(wěn)定、廣泛的組織損傷，導(dǎo)致內(nèi)臟器官的炎癥反應(yīng)。在此過程中，細(xì)

2、胞因子起信息分子作用，發(fā)出不同的細(xì)胞反應(yīng)信號，引起細(xì)胞和體液反應(yīng)。從單核細(xì)胞、吞噬細(xì)胞和其它細(xì)胞釋放細(xì)胞因子后，通過與初始信號傳遞受體結(jié)合生成第二信息，引起細(xì)胞間信號效應(yīng)，包括重要酶的磷酸化，影響細(xì)胞行為基因產(chǎn)物的表達(dá)或失活。細(xì)胞因子顯示十分廣泛的特性，包括能啟動細(xì)胞因子及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)活化，調(diào)節(jié)受體結(jié)合能力。特別在SIRS和器官障礙的發(fā)生機(jī)制上，細(xì)胞因子的特殊作用是多方面的，因?yàn)榧?xì)胞因子顯示出基因多態(tài)性和多效性。有趣的是，SIRS也伴有釋放相反作用的炎癥分子、可溶性腫瘤壞死因子受體(sTNFR)、IL-1受體拮抗物(IL-1ra)和IL-10，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞因子釋放與促炎癥因子和抗炎癥分子的平衡，

3、可能對炎癥反應(yīng)的嚴(yán)重性起決定性作用。全身炎癥反應(yīng)綜合征和敗血癥的發(fā)生機(jī)制敗血癥的臨床特點(diǎn)是宿主對感染刺激過度反應(yīng)的結(jié)果，盡管體內(nèi)防御機(jī)制對機(jī)體是有益的，能中和侵入的微生物，清除損傷的細(xì)胞和修復(fù)破壞組織，但過度的活化可能是有害的。近來研究表明，SIRS的關(guān)鍵步驟是感染損傷：如內(nèi)毒素、外毒素、革蘭陽性(G+)細(xì)菌細(xì)胞壁成分、病毒和真菌;以及非感染性損傷：細(xì)胞碎片、補(bǔ)體成分、免疫復(fù)合物等都可以刺激宿主免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生一些重要的介質(zhì)，如激肽、血小板活化因子(PAF)、NO、活性氧自由基和其它介質(zhì)，它們能影響血管張力和滲透性，引起微循環(huán)障礙，最后導(dǎo)致休克和器官衰竭。SIRS是源于各種損傷引起的全身炎癥(i

4、nflammation)反應(yīng)，而敗血癥僅限于是感染(infection)所引起的反應(yīng)。敗血癥和SIRS初始相特點(diǎn)是生成一些過量的促炎癥體液介質(zhì)，屬于細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)、補(bǔ)體系統(tǒng)、凝血和纖溶系統(tǒng)。同時(shí)還有一些中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和宿主反應(yīng)系統(tǒng)的其它細(xì)胞活化。體液和細(xì)胞炎癥介質(zhì)活化，損傷內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致( 內(nèi)皮素 -1) 或擴(kuò)張血管(PGI2 ，內(nèi)皮功能障礙，刺激血管活性介質(zhì)合成。這些介質(zhì)特點(diǎn)是使血管收縮NO)，常伴隨敗血癥性休克。內(nèi)毒素和細(xì)胞因子引起NO合成不僅導(dǎo)致嚴(yán)重低血壓，降低對血管收縮物質(zhì)的反應(yīng)性，還能抑制重要的細(xì)胞呼吸酶。由于內(nèi)皮細(xì)胞和吞噬細(xì)胞增加粘附分子的表達(dá)，加重由多形核白細(xì)胞(P

5、MN)介導(dǎo)的組織損傷。活化的白細(xì)胞在接觸內(nèi)皮細(xì)胞時(shí)，釋放毒性氧自由基、溶酶體蛋白酶，因此促進(jìn)血管滲透性，引起毛細(xì)血管漏出增加，形成間質(zhì)水腫。由于毛細(xì)血管滲漏和供氧障礙，致持續(xù)性低血壓，并伴有微循環(huán)障礙，引起組織低灌流和低氧血癥。如果這個(gè)過程不中斷，將導(dǎo)致急性腎功能衰竭(ARF)、心血管和肺功能不全，最后發(fā)生多器官衰竭。SIRS和敗血癥是一種對刺激因素不能控制的炎癥過度反應(yīng)過程，最終引起器官衰竭或死亡。有證據(jù)表明，與損傷刺激反應(yīng)平行的還有一種抗炎癥反應(yīng)，稱為代償性抗炎癥反應(yīng)綜合癥(CARS)。已明確CARS的重要介質(zhì)，如IL-4,-10,-11,-13、轉(zhuǎn)化生長因子-B(TGF-克隆刺激因子(C

6、SF)、sTNFR、IL-1ra。研究表明某些介質(zhì)，特別是白介素對單核細(xì)胞影響較大，表現(xiàn)抗原提呈作用，抑制T-和B-淋巴細(xì)胞活化，包括T-淋巴細(xì)胞特異性抗原增生，將引起免疫抑制。事實(shí)上，這些介質(zhì)都能下調(diào)自身的合成，如果機(jī)體代償性抗炎癥反應(yīng)不足，則臨床將表現(xiàn)增加對感染的易感性。如果促炎癥介質(zhì)與抗炎癥介質(zhì)之間不平衡，則將出現(xiàn)SIRS或CARS。已證明，持續(xù)存在高濃度促炎癥介質(zhì)與抗炎癥介質(zhì)將預(yù)示不良的后果。當(dāng)SIRS為主時(shí)，抗炎癥治療是有益的，當(dāng)CASR占優(yōu)勢時(shí)，刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生粒細(xì)胞刺激因子、干擾素-y、IL-13是有幫助的。所以辨認(rèn)在哪個(gè)過程(SIRS或CARS)，采取不同治療措施是至關(guān)重要的。

7、腎臟是全身炎癥反應(yīng)綜合征和敗血癥休克的靶器官3內(nèi)皮細(xì)胞損傷的結(jié)果多累及心-肺和腎，敗血癥休克常伴有ARF，其腎損傷的機(jī)制是復(fù)雜的，涉及細(xì)菌產(chǎn)物和宿主反應(yīng)性。以往多數(shù)研究局限在脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的ARF。首先是血液動力學(xué)改變，引起持續(xù)性低血壓，導(dǎo)致腎缺血及腎小球?yàn)V過率下降。進(jìn)一步研究表明，ARF在無血液動力學(xué)改變時(shí)也可發(fā)生，表明LPS對腎有直接作用。腎小球系膜細(xì)胞表達(dá)mCD14，可能是由于脂多糖結(jié)合蛋MCP-1/脂多糖(LBP/LPS)復(fù)合物刺激合成細(xì)胞因子(IL-1，IL-6，TNF)、趨化因子(IL-8GROa,RANTE,GRO0和PAF。同樣，腎小管上皮細(xì)胞不能表達(dá)mCD14，可由LP

8、S直接刺激，通過與sCD14反應(yīng)產(chǎn)生活性氧自由基、促炎癥細(xì)胞因子。這些細(xì)胞也可產(chǎn)生幾種趨化因子，包括MCP-1、RANTEs、CINC、MIP-2和IL-8。因此腎功能受ATn和去甲腎上腺素濃度增加和某些介質(zhì)(二十烷類、細(xì)胞因子、內(nèi)皮素、NO和PAF)的影響。離體腎灌注試驗(yàn)表明，LPS的間接影響大于直接影響。LPS刺激PMN產(chǎn)生的另一種介質(zhì)是PAF，PAF是由LPS刺激系膜細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和白細(xì)胞而合成，在內(nèi)毒素休克時(shí)，外膜蛋白(prins)及LPS誘導(dǎo)的細(xì)胞因子(如TNF、IL-1)和PAF在血液和腎臟濃度增加。PAF直接作用在離體的腎小球，使系膜細(xì)胞收縮，腎小球面積減小。因此TNF和IL-1

9、是通過產(chǎn)生PAF的機(jī)制收縮系膜細(xì)胞。PAF刺激離體灌注鼠和兔的腎臟合成血栓素A，刺激培養(yǎng)的系膜細(xì)胞生成活性氧自由基。體內(nèi)輸入PAF導(dǎo)致腎小球?yàn)V過率(GFR)和腎內(nèi)壓力下降，尿量和鈉排泄減少。TNF可使腎小球內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞內(nèi)皮素合成增加，很低濃度內(nèi)皮素即可導(dǎo)致GFR和腎血流量(RBF)顯著減少。事實(shí)上，抗ET-1抗體能改善LPS灌注的腎臟功能。此外，內(nèi)毒素血癥增加腎臟NF-kB(一種轉(zhuǎn)錄因子)和誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶(iNOS)mRNA的表達(dá)，同時(shí)常伴有低血壓、GFR下降和腎小球內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮合成酶(NOS)的抑制。發(fā)現(xiàn)選擇性抑制iNOS可防止血壓下降和GFR降低，恢復(fù)內(nèi)皮細(xì)胞NOS。與非選

10、擇性抑制NOS對比，進(jìn)一步降低GFR，引起廣泛腎小球血栓，增加死亡率。這個(gè)結(jié)果表明，LPS導(dǎo)致局部介質(zhì)產(chǎn)生血管舒張和收縮物質(zhì)的表達(dá)不平衡，引起腎血流量明顯下降。最后，表明在腎臟由LPS誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄密碼FasL和Fas(凋亡信號受體系統(tǒng))，在LPS誘導(dǎo)的ARF和器官衰竭中的作用。全身炎癥反應(yīng)綜合征的治療措施4SISR表明機(jī)體存在過度炎癥(inflammation)反應(yīng)，進(jìn)一步發(fā)展將會導(dǎo)致敗血癥和MODS。SIRS本身并無特異性臨床表現(xiàn)，但積極干預(yù)SIRS的進(jìn)展是預(yù)防MODS的重要環(huán)節(jié)。SIRS無直接的實(shí)驗(yàn)室參數(shù)，通常用一些基本的生命指標(biāo)預(yù)示SIRS是否存在，這些指標(biāo)包括體溫38C或36C;脈搏&g

11、t;90次/min;呼吸急促，呼吸頻率>20次/min或PaCO2<4.3kPa(32mmHg);WBC>12X109/L或<4X109/L,或未成熟粒細(xì)胞>0.10。早期認(rèn)識SIRS，通過調(diào)控炎癥反應(yīng)，阻斷其發(fā)展，可能是預(yù)防和治療MODS的關(guān)鍵。因此，除了經(jīng)典的抗感染、器官功能支持療法，以及進(jìn)一步監(jiān)測患者的血乳酸水平、動脈血酮體比率(AKBR)、混合靜脈血氧飽和度、胃腸粘膜pH值、心輸出量和氧運(yùn)輸與氧消耗參數(shù)外，近年來主要有以下新療法，有的還處于實(shí)驗(yàn)研究階段。細(xì)胞因子療法主要包括拮抗炎性介質(zhì)釋放和阻斷其細(xì)胞毒作用，補(bǔ)充細(xì)胞因子等。1 .血漿IL-1受體拮抗劑：血

12、漿IL-1先與IL-1受體結(jié)合，阻斷靶細(xì)胞受體與相應(yīng)的細(xì)胞因子結(jié)合，使信息轉(zhuǎn)錄無法啟動，有效減弱宿主對感染和炎性損害的反應(yīng)。但需在炎癥早期使用，可能效果最好。2 .阻斷瀑布反應(yīng)：在細(xì)胞水平阻斷有害細(xì)胞因子的瀑布反應(yīng)，中止瀑布反應(yīng)中很多誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄的單一信號傳遞。核因子(NF-kB血細(xì)胞因子瀑布反應(yīng)中起中心作用，特別是在調(diào)節(jié)急性炎癥產(chǎn)生的細(xì)胞因子(TNFa、IL-10、IL-6、IL-8)中有重要作用。由于氧化作用能活化NF-kB,則抗氧化作用可以阻斷NF-kB依賴的細(xì)胞因子生成。3 .抗TNF抗體：重組人抗TNF抗體對G+和革蘭陰性(G-)細(xì)菌感染、巨噬細(xì)胞過度活躍的炎癥反應(yīng)均有作用，但需在發(fā)生損

13、害前或發(fā)生時(shí)立即應(yīng)用。目前臨床研究未觀察到肯定療效，其原因可能有：TNF-a是感染早期釋放的介質(zhì)，且半衰期極短，患者入院時(shí)常錯(cuò)過治療時(shí)機(jī)，難以有效地利用被動免疫阻斷TNF-a的效應(yīng);TNF-a主要通過自分泌和旁分泌釋放，在組織局部發(fā)揮作用，靜脈應(yīng)用TNF-a單克隆抗體到達(dá)組織內(nèi)部中和TNF-a結(jié)合的可能性??；TNF-a與其受體具有很高親和力，使TNF-a單克隆抗體可能難以發(fā)揮作用。4 .抗炎癥介質(zhì)：已發(fā)現(xiàn)可溶性TNF-a受體I、可溶性TNF受體n,可溶性IL-6受體、纖毛反應(yīng)因子(ciliaryreactivefactor)、細(xì)菌通透性蛋白(BPIP)、IL-13、IL-6單克隆抗單等均有拮抗

14、炎性介質(zhì)的作用，能明顯降低致死性內(nèi)毒素血癥動物的死亡率。有作者發(fā)現(xiàn)，患者病情好轉(zhuǎn)或惡化與炎癥介質(zhì)和抗炎癥介質(zhì)之間的平衡狀態(tài)有關(guān)，因此，應(yīng)用抗炎癥介質(zhì)作為細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)劑，下調(diào)或糾正炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生和功能，可望阻止SIRS的發(fā)展并預(yù)防MODS的發(fā)生。IL-10、IL-13、IL-4、TGF均是抗炎癥介質(zhì)，可作為細(xì)胞因子的免疫調(diào)節(jié)劑治療SIRS和膿毒休克。Mucham發(fā)現(xiàn)，IL-10與IL-13、IL-4一樣可以對小鼠由LPS誘導(dǎo)的致死性內(nèi)毒素血癥具有保護(hù)作用，這種保護(hù)作用是通過減少炎癥介質(zhì)TNF-a、TNF-丫及IL-12的產(chǎn)生來實(shí)現(xiàn)。細(xì)胞因子的應(yīng)用時(shí)機(jī)直接影響療效，需在早期使用以阻斷炎癥介質(zhì)釋放

15、?？寡装Y介質(zhì)治療應(yīng)在多水平多層次同時(shí)進(jìn)行，才能獲得預(yù)期療效。同時(shí)使用LPS-單克隆抗體和各種介質(zhì)的單克隆抗體，要比只使用LPS-單克隆抗體或TNF-a單克隆抗體療效要好，存活率高。拮抗內(nèi)毒素1. 單克隆抗體及多克隆抗體：近年研制了多種拮抗內(nèi)毒素的單克隆抗體及多克隆抗體，已在實(shí)驗(yàn)和臨床上應(yīng)用，然而有些抗體只對某種菌型產(chǎn)生的內(nèi)毒素有拮抗作用，因而限制了臨床應(yīng)用。動物實(shí)驗(yàn)證明，利用大腸桿菌誘導(dǎo)得到的多克隆抗體治療G-細(xì)菌感染，存活率明顯高于對照組。Centoxin是抗脂質(zhì)A的單克隆抗體，治療500多例G-細(xì)菌感染患者，結(jié)果表明，治療組病死率明顯低于對照組。但體外研究發(fā)現(xiàn)Centoxin無中和內(nèi)毒素活

16、性作用，其療效還有待證實(shí)。2. 透析：多粘菌素B與透析器空心纖維結(jié)合有吸附內(nèi)毒素作用。多粘菌素B-聚砜膜與脂多糖(LPS)脂質(zhì)A有很強(qiáng)的親和力，明顯降低LPS介導(dǎo)的介質(zhì)(TNF-a、IL-1)釋放，臨床應(yīng)用有明顯效果。Tetta報(bào)道，先把血漿分離出來，再通過一個(gè)樹脂罐，能全部清除IL-1ra、IL-10和IL-8,清除40%80%的TNF-3. 半乳糖：有直接對抗內(nèi)毒素的作用，已用于臨床。4. 細(xì)菌通透性增加蛋白(BPIP)：存在于中性粒細(xì)胞嗜天青顆粒中，與LPS的脂質(zhì)A具有高親和力，明顯抑制LPS介導(dǎo)的TNF-a等炎癥介質(zhì)釋放，防止組織損傷。Marian等利用分子克隆技術(shù)獲得重組BPIP，也

17、具有強(qiáng)大的抗LPS作用，對注射LPS的小鼠有明顯的保護(hù)作用，病死率從100%降至6.25%，有可能成為阻斷SIRS的有效治療手段。5. CD14單克隆抗體：可阻斷LPS與單核細(xì)胞表面受體CD14的結(jié)合，阻止單核細(xì)胞激活，對內(nèi)毒素血癥動物有保護(hù)作用，但尚處于實(shí)驗(yàn)階段。抗氧化劑和氧自由基清除劑常用的有別喋吟醇、維生素C、谷胱音肽、維生素E、維生素A、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶、黃嘌呤氧化抑制劑、雷米替丁等藥物，能抑制缺血再灌注組織釋放的氧自由基，從而抑制一系列瀑布反應(yīng)，對SIRS的防治有一定作用，尤其SOD、別嘌呤醇，已用于臨床治療ARDS。非類固醇抗炎藥物環(huán)氧化酶抑制劑(阿司匹林、布洛

18、芬)通過抑制環(huán)氧化酶活性，減少血栓素A2和前列腺素(PG)合成，減輕臟器損害。前列腺素E2(PGE2)增高可激活腺苷酸環(huán)化酶，使cAMP增高，抑制TNF-a基因轉(zhuǎn)錄，降低mRNA蓄積，從而抑制TNF-a釋放。因此凡能影響PGE2水平的藥物，如己酮可可堿、多巴酚丁胺、布洛芬等均能抑制TNF-a釋放。布洛芬是目前唯一能安全用于臨床的抗介質(zhì)藥物，能抑制PG合成，抑制TNF-a等細(xì)胞因子釋放，但該藥對胃腸粘膜刺激大，有時(shí)可誘發(fā)消化道出血，需加用粘膜保護(hù)劑。同類藥還有美舒寧、萘普生、消炎痛等。糖皮質(zhì)激素激素具有抗炎癥作用，至少部分是由于刺激抑制因子(1-kB冶成，后者能穩(wěn)定胞漿NF-kB。認(rèn)為小劑量激素能明顯抑制TNF-a等細(xì)胞因子的釋放，臨床上表明激素能減少細(xì)胞因子的生成和減輕感染器官的衰竭。適宜在早期給抗生素同時(shí)使用可獲療效，這是由于抗生素殺傷細(xì)菌時(shí)釋放大量LPS，激素可有效阻斷LPS介導(dǎo)的細(xì)胞因子表達(dá)。連續(xù)性血液凈化近年來采用連續(xù)血液凈化(CBP)療法預(yù)防和治療MODS取得很大的進(jìn)展，CBP通過清除(主要是對流作用)、吸附和重新調(diào)節(jié)機(jī)體免疫系統(tǒng)等機(jī)制