重视对脓毒症免疫状态的监测与评估
脓毒症是一种失控的、持久性炎症反应,是由感染因素诱发的全身性炎性反应综合征(SIRS)。基于这种认识,人们应用大量抗炎措施治疗脓毒症,虽然在动物实验中取得了一定的疗效,但是临床应用并没有收到明显的效果。失败的原因是多方面的,但主要原因是动物模型并不能完全反映临床病情改变,人们对于机体复杂的炎症与免疫反应本质认识不足。近年来,脓毒症免疫障碍机制的研究日益受到关注,其状态与脓毒症的发展及转归息息相关。在脓毒症的发生与发展过程中,机体的免疫状态并不是一成不变的。在受到严重创伤打击后,机体可能开始处于一种免疫激活状态,而随着病情的进一步发展,可能进入免疫抑制状态,也可能自始至终机体就处于免疫紊乱状态。因此,阐明引起脓毒症免疫功能障碍的发病机制,进而明确机体所处的免疫状态,可能为脓毒症的早期诊断和合理防治提供新思路。
1 免疫状态监测的重要性
感染依然是创伤、烧伤、大手术后常见并发症,在1CU中大部分急危重症患者发生感染与继发性免疫缺陷密切相关。事实上,感染进一步发展可导致脓毒症甚至脓毒性休克,使患者的死亡率明显增加。
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正常情况下,机体免疫系统保持着高效和平衡,但是在发生严重脓毒症或脓毒性休克时,必然出现免疫功能严重紊乱。严重创伤、大手术或心肌梗死等可导致暂时性器官功能障碍甚至衰竭。但在很多情况下,由于监护仪器可动态监测多项重要生命器官的功能改变,故多数患者经过积极处理得以生存。在发生严重的器官功能障碍或衰竭时,我们有多种方案可支持、纠正或替代这些失常的功能。然而,尽管免疫功能紊乱在脓毒症和多器官功能障碍综合征(MODS)损害中占有重要的地位,但其作用在很长一段时间内却被忽视。与其他器官衰竭一样,尤其是脓毒症时出现免疫功能紊乱对于ICU患者的生存产生极其有害的影响。
如严重创伤等多种急危重症那样,导管监测或气管插管也可使患者天然屏障遭受破坏,进而明显增加了侵入性感染的可能性。此外,应激、炎症、病原体和年龄等因素同样也可以抑制天然及继发性免疫反应,因此应提前预防此类感染的发生。在过去的20年中,人们对脓毒症的病理生理过程有了进一步的了解。大量资料表明,由细菌、真菌或其他微生物毒素诱导的过度炎症反应是脓毒症和MODS的发病基础。因此人们尝试拮抗肿瘤坏死因子(TNF)-α或白介素(IL)-Iβ等炎症介质以达到治疗脓毒症的目的,但其结果却令人失望。相应解释有多种,仅从免疫学角度讲,在没有免疫监测的情况下进行免疫干预毫无意义。很多危重患者至少暂时表现为天然免疫或获得性免疫功能的丧失,被称为“免疫麻痹(immunoparalysis)”。
, 百拇医药
2 脓毒症患者细胞免疫功能的分析与评估
机体抗感染免疫由复杂的天然及获得性免疫系统组成,对于预防微生物侵袭起着重要作用。在发生感染后数小时到数天中,天然免疫起着重要作用。T淋巴细胞因子包括干扰素(IFN)-γ能够放大天然免疫反应,参与了感染早期的机体防御反应过程。而当感染持续存在或出现机会性感染后,获得性免疫则发挥着重要作用。研究表明,在脓毒症期间特别是晚期阶段都存在单核细胞及粒细胞的失活,与血中快速循环或波动的细胞因子含量不同,细胞的表型则呈现稳定状态。此外,细胞因子的半衰期很短,而单核细胞或粒细胞离开骨髓后半衰期约24 h。以上特性使我们可以把单核细胞或粒细胞的免疫功能分析作为常用的检测指标。在脓毒症过程中,常出现免疫功能的失常,表现为单核细胞分泌TNF-α/能力下降,人白细胞抗原(HLA)-DR及共刺激分子CD80/86表达降低,同时抗原呈递能力减弱。在这种状态下,机体至少暂时保持着产生抗炎因子IL-1受体拮抗剂(IL-Ira)和IL-10的能力,这些抗炎细胞因子的大量释放与机会性感染的危险性和患者不良预后有关。长期处于危重状况的患者极易发生感染,临床上免疫功能严重受抑是其主要诱因。在Volk等监测的1000多例重症患者中,如果单核细胞HLA-DR表达及产生炎症因子功能不能恢复,则无一存活。他们最初在脓毒症器官移植受体患者中观察到这一现象,称之为“免疫麻痹”。一般来说,免疫麻痹可定义为:①HLA-DR表达明显减少(+单核细胞HLA-DR的表达。同时采用新的抗体标记技术及标准株使得标准化过程减少了不少人为的因素,变异系数小于10%,且所需时间缩短,定量分析HLA-DR的表达对于评价机体细胞免疫功能极为重要。
, 百拇医药
最近笔者采集了77例烧伤体表总面积大于30%患者血标本,通过流式细胞技术(使用QuantiBRITETM抗HLA-DR PE*/抗单核细胞PerCP-Cy 5.5单克隆抗体)对患者烧伤后第1、3、5、7、14、21、28天CD14+单核细胞表面HLA-DR结合量进行动态的定量分析。结果显示,严重烧伤患者伤后第1天开始CD14+单核细胞表面HLA-DR结合量明显低于正常对照组,其表达均值与烧伤面积呈显著负相关。并发MODS者CDl4+单核细胞表面的HLA-DR表达量持续下降,其中伤后第3、14、21、28天显著低于非MODS组。随着CDl4+单核细胞HLA-DR表达水平的下降,MODS发生频率增加,患者预后不良。说明大面积烧伤可导致机体CDl4+单核细胞HLA-DR表达严重受损和免疫功能障碍,动态观察其定量表达水平有助于烧伤后MODS的病程监测及患者预后判断。
3 其他免疫指标及其意义
, 百拇医药
淋巴细胞是免疫反应建立过程中重要的功能细胞群,许多研究已注意到T淋巴细胞的功能失调,包括淋巴细胞增殖反应受抑、IL-2分泌减少、辅助性T细胞亚群(Thl/Th2)比值和CD4+/CD8+T细胞比例的异常改变等。据报道,T淋巴细胞的功能抑制与ICU患者不良的预后相关,其免疫障碍表现为IFN-γ/IL-4的比率失调。Th1和Th 2亚群平衡与否直接影响着机体的免疫功能,并与疾病的状态密切相关。已证实,在脓毒症的发展过程中,出现了倾向于Th 2型的免疫反应,Th 2型细胞因子生成增多而Th1型细胞因子产生减少明显损害了机体的细胞免疫功能。严重创伤后仅数小时,中性粒细胞(PMN)即可在局部聚集,以执行吞噬异物、清除坏死组织、杀灭入侵微生物等功能。许多资料显示,严重感染时血清的调理活性明显降低,同时表达与调理素相对应的受体如IgG的Fc受体、C3b受体、纤维结合蛋白受体的PMN明显减少,从而直接影响PMN的免疫调理活性。另外,PMN对吞入异物的杀灭能力亦受到严重抑制,目前可采用多种方法来反映其杀灭能力:直接检测PMN杀菌过程中的氧耗量;四唑氮兰还原实验了解磷酸己糖旁路的氧化代谢;化学发光法分析细胞的氧化代谢反应;检测细胞内及血清中溶菌酶变化等。因此,通过测定表达调理素结合受体的PMN数量及PMN对吞入异物的杀灭能力,有助于判断机体的免疫功能状况。
总之,脓毒症的发生是一个极其复杂的病理生理过程,其预后不良的原因之一可能与缺乏简便、有效的检测手段对机体免疫状况进行监测,继而难以进行有效免疫调理密切相关。尽管上述指标有些尚处于实验研究阶段,但具有较好的应用前景,相信随着现代生物学技术的不断进步,机体免疫状态监测方法将更臻完善,从而指导脓毒症患者免疫功能的有效干预。毫无疑问,对于高危患者进行预防性干预比对已经发生脓毒症的治疗更具有优势,为提高免疫调理的有效性和针对性,明确免疫功能是否受损及其程度对于预警严重损伤后是否发生感染并发症具有重要意义。
(本文编辑:何小军), 百拇医药(姚咏明)
1 免疫状态监测的重要性
感染依然是创伤、烧伤、大手术后常见并发症,在1CU中大部分急危重症患者发生感染与继发性免疫缺陷密切相关。事实上,感染进一步发展可导致脓毒症甚至脓毒性休克,使患者的死亡率明显增加。
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正常情况下,机体免疫系统保持着高效和平衡,但是在发生严重脓毒症或脓毒性休克时,必然出现免疫功能严重紊乱。严重创伤、大手术或心肌梗死等可导致暂时性器官功能障碍甚至衰竭。但在很多情况下,由于监护仪器可动态监测多项重要生命器官的功能改变,故多数患者经过积极处理得以生存。在发生严重的器官功能障碍或衰竭时,我们有多种方案可支持、纠正或替代这些失常的功能。然而,尽管免疫功能紊乱在脓毒症和多器官功能障碍综合征(MODS)损害中占有重要的地位,但其作用在很长一段时间内却被忽视。与其他器官衰竭一样,尤其是脓毒症时出现免疫功能紊乱对于ICU患者的生存产生极其有害的影响。
如严重创伤等多种急危重症那样,导管监测或气管插管也可使患者天然屏障遭受破坏,进而明显增加了侵入性感染的可能性。此外,应激、炎症、病原体和年龄等因素同样也可以抑制天然及继发性免疫反应,因此应提前预防此类感染的发生。在过去的20年中,人们对脓毒症的病理生理过程有了进一步的了解。大量资料表明,由细菌、真菌或其他微生物毒素诱导的过度炎症反应是脓毒症和MODS的发病基础。因此人们尝试拮抗肿瘤坏死因子(TNF)-α或白介素(IL)-Iβ等炎症介质以达到治疗脓毒症的目的,但其结果却令人失望。相应解释有多种,仅从免疫学角度讲,在没有免疫监测的情况下进行免疫干预毫无意义。很多危重患者至少暂时表现为天然免疫或获得性免疫功能的丧失,被称为“免疫麻痹(immunoparalysis)”。
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2 脓毒症患者细胞免疫功能的分析与评估
机体抗感染免疫由复杂的天然及获得性免疫系统组成,对于预防微生物侵袭起着重要作用。在发生感染后数小时到数天中,天然免疫起着重要作用。T淋巴细胞因子包括干扰素(IFN)-γ能够放大天然免疫反应,参与了感染早期的机体防御反应过程。而当感染持续存在或出现机会性感染后,获得性免疫则发挥着重要作用。研究表明,在脓毒症期间特别是晚期阶段都存在单核细胞及粒细胞的失活,与血中快速循环或波动的细胞因子含量不同,细胞的表型则呈现稳定状态。此外,细胞因子的半衰期很短,而单核细胞或粒细胞离开骨髓后半衰期约24 h。以上特性使我们可以把单核细胞或粒细胞的免疫功能分析作为常用的检测指标。在脓毒症过程中,常出现免疫功能的失常,表现为单核细胞分泌TNF-α/能力下降,人白细胞抗原(HLA)-DR及共刺激分子CD80/86表达降低,同时抗原呈递能力减弱。在这种状态下,机体至少暂时保持着产生抗炎因子IL-1受体拮抗剂(IL-Ira)和IL-10的能力,这些抗炎细胞因子的大量释放与机会性感染的危险性和患者不良预后有关。长期处于危重状况的患者极易发生感染,临床上免疫功能严重受抑是其主要诱因。在Volk等监测的1000多例重症患者中,如果单核细胞HLA-DR表达及产生炎症因子功能不能恢复,则无一存活。他们最初在脓毒症器官移植受体患者中观察到这一现象,称之为“免疫麻痹”。一般来说,免疫麻痹可定义为:①HLA-DR表达明显减少(+单核细胞HLA-DR的表达。同时采用新的抗体标记技术及标准株使得标准化过程减少了不少人为的因素,变异系数小于10%,且所需时间缩短,定量分析HLA-DR的表达对于评价机体细胞免疫功能极为重要。
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最近笔者采集了77例烧伤体表总面积大于30%患者血标本,通过流式细胞技术(使用QuantiBRITETM抗HLA-DR PE*/抗单核细胞PerCP-Cy 5.5单克隆抗体)对患者烧伤后第1、3、5、7、14、21、28天CD14+单核细胞表面HLA-DR结合量进行动态的定量分析。结果显示,严重烧伤患者伤后第1天开始CD14+单核细胞表面HLA-DR结合量明显低于正常对照组,其表达均值与烧伤面积呈显著负相关。并发MODS者CDl4+单核细胞表面的HLA-DR表达量持续下降,其中伤后第3、14、21、28天显著低于非MODS组。随着CDl4+单核细胞HLA-DR表达水平的下降,MODS发生频率增加,患者预后不良。说明大面积烧伤可导致机体CDl4+单核细胞HLA-DR表达严重受损和免疫功能障碍,动态观察其定量表达水平有助于烧伤后MODS的病程监测及患者预后判断。
3 其他免疫指标及其意义
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淋巴细胞是免疫反应建立过程中重要的功能细胞群,许多研究已注意到T淋巴细胞的功能失调,包括淋巴细胞增殖反应受抑、IL-2分泌减少、辅助性T细胞亚群(Thl/Th2)比值和CD4+/CD8+T细胞比例的异常改变等。据报道,T淋巴细胞的功能抑制与ICU患者不良的预后相关,其免疫障碍表现为IFN-γ/IL-4的比率失调。Th1和Th 2亚群平衡与否直接影响着机体的免疫功能,并与疾病的状态密切相关。已证实,在脓毒症的发展过程中,出现了倾向于Th 2型的免疫反应,Th 2型细胞因子生成增多而Th1型细胞因子产生减少明显损害了机体的细胞免疫功能。严重创伤后仅数小时,中性粒细胞(PMN)即可在局部聚集,以执行吞噬异物、清除坏死组织、杀灭入侵微生物等功能。许多资料显示,严重感染时血清的调理活性明显降低,同时表达与调理素相对应的受体如IgG的Fc受体、C3b受体、纤维结合蛋白受体的PMN明显减少,从而直接影响PMN的免疫调理活性。另外,PMN对吞入异物的杀灭能力亦受到严重抑制,目前可采用多种方法来反映其杀灭能力:直接检测PMN杀菌过程中的氧耗量;四唑氮兰还原实验了解磷酸己糖旁路的氧化代谢;化学发光法分析细胞的氧化代谢反应;检测细胞内及血清中溶菌酶变化等。因此,通过测定表达调理素结合受体的PMN数量及PMN对吞入异物的杀灭能力,有助于判断机体的免疫功能状况。
总之,脓毒症的发生是一个极其复杂的病理生理过程,其预后不良的原因之一可能与缺乏简便、有效的检测手段对机体免疫状况进行监测,继而难以进行有效免疫调理密切相关。尽管上述指标有些尚处于实验研究阶段,但具有较好的应用前景,相信随着现代生物学技术的不断进步,机体免疫状态监测方法将更臻完善,从而指导脓毒症患者免疫功能的有效干预。毫无疑问,对于高危患者进行预防性干预比对已经发生脓毒症的治疗更具有优势,为提高免疫调理的有效性和针对性,明确免疫功能是否受损及其程度对于预警严重损伤后是否发生感染并发症具有重要意义。
(本文编辑:何小军), 百拇医药(姚咏明)