炎症、脓毒症和凝血系统（上）

翻译：吉英露   编辑：未亚平

介绍

患者可能会对炎性刺激产生反应，导致多种促炎介质的过度表达。这会导致一种临床综合症，其特征包括发热、心动过速、呼吸急促和大量白细胞增多，即全身炎症反应综合症（SIRS）。SIRS是炎症的最终常见途径。难以区分由无菌性炎症引起的SIRS和由可验证的感染引起的SIRS（即脓毒症）。 这是一个危及生命的情况，每年在全球范围内大约4800万到5000万重症监护病房（ICU）脓毒症患者中，至少有1100万人因此死亡。尽管在大多数情况下，最初的病因明确为细菌、病毒或真菌感染，但主要的临床问题在于宿主对这些微生物病原体的系统性反应失调。这种失调会导致过度的炎症反应，并可能导致关键器官功能障碍，尤其影响肠道、肺、肾脏、肝脏、心脏和大脑。这是导致脓毒症成为医院内最常见死亡原因的主要原因。当败血反应导致复杂的循环、代谢和细胞异常时，就称为脓毒性休克，其死亡率仍可达到40%左右。脓毒症的严重程度通常通过两种临床评分系统来分类：急性生理学和慢性健康评估II（APACHE II）和序贯/脓毒症相关器官衰竭评估（SOFA）评分，这些评分基于临床和实验室数据评估多个器官系统。

脓毒症的基本免疫机制

Arora等人最近对脓毒症的基本病理机制进行了广泛的综述。在脓毒症中，先天免疫系统通过识别并结合被称为病原体相关分子模式（PAMPs）的离散表位到模式识别受体（称为Toll样受体，TLRs），从而对病原体作出反应。这些受体的激活会触发细胞内信号传导，刺激转录因子（如核因子-κB (NF-κB) 和干扰素调节因子通路）的激活，释放炎症细胞因子。多项研究表明，过度炎症反应后会发生补偿性的抗炎反应。初始的细胞因子风暴是导致观察到的症状的原因，早期死亡是由于多器官功能障碍。最初，吞噬细胞的先天免疫反应突然出现，随后是一个更慢的适应性免疫反应。脓毒症引起的免疫抑制，也称为“免疫衰竭”，涉及免疫细胞的凋亡耗竭。先天和适应性免疫细胞发生凋亡，导致入侵病原体的清除能力降低。CD4+ T细胞的凋亡耗竭导致细胞因子生成减少，这些细胞可能由于抗原暴露时间过长和记忆T细胞的分化改变而进入一种功能性无反应状态，被称为“衰竭”。调节性T抑制细胞增加，同时效应T细胞减少，由于细胞免疫的抑制，脓毒症晚期的死亡率是由获得性继发性感染和机会性感染（如念珠菌）引起的。免疫系统还刺激内皮细胞并导致微循环衰竭，这与脓毒症的病理生理学相互交织。

脓毒症调查的实验室背景

尽管脓毒症被定义为宿主对感染的失调反应，但我们区分适应性和非适应性免疫反应的能力仍然有限，因为我们缺乏量化超炎症和低炎症平衡的临床工具。各种生物标志物可用于脓毒症的诊断、预后评估和随访；然而，这些实验室参数可能显示出固有的局限性。最常用的检测是白细胞计数、C反应蛋白（CRP）、降钙素原（PCT）和白细胞介素-6（IL-6），并且在2019冠状病毒病（COVID-19）大流行期间，IL-6的使用变得更加广泛。脓毒症患者通常通过SOFA评分来表征，该评分包括以下三个实验室参数：血小板计数、肌酐水平和总胆红素浓度。此外，在评估炎症和感染性疾病时，除了血小板计数外，还常使用血液分析仪提供的基本数据，如平均血小板体积（MPV）、血小板分布宽度（PDW）、大细胞比率和血小板比积。这些参数的变化不仅与炎症性疾病的发生有关，还会在严重感染期间出现。这些实验室检测通常会补充一组止血测试，以筛查可能存在的弥散性血管内凝血（DIC）。这是一个真实的威胁，因为在50%到70%的脓毒症患者中可能出现临床相关的止血改变，而大约三分之一的患者实际上符合DIC的标准。根据情况和当地的可能性，DIC检测面板包含以下大量实验室检测：凝血酶原时间（PT）、活化部分凝血活酶时间（APTT）、凝血酶时间（TT）、纤维蛋白原测定、D-二聚体测定、纤维蛋白单体（FM）测试和抗凝血酶活性，以及通过血液涂片定量测定碎红细胞。研究还发现，脓毒症相关的DIC具有不同于其他疾病（如血液恶性肿瘤）相关的DIC的生物标志物。即IL-6和血小板生成素（TPO）在前者中升高而在后者中不升高，且IL-6和TPO在体外也促进血小板活化。 这可能导致这样的考虑：虽然基础DIC面板对于所有病例无论诱发原因相同，但扩展DIC面板以更具体地针对潜在疾病可能是值得的。当前和未来潜在的临床实验室检测在表1中进行了总结。

脓毒症的止血系统激活血小板相关促炎事件

四十年前，科学家们开发了一种抗体克隆，这种抗体被发现只与活化的血小板反应，而不与静止的血小板反应。后来，这种克隆被证明识别了血小板表面的P选择素受体，这种受体现在被认为是经典的血小板活化标志物之一。在随后的几年中，流式细胞术发现其表达在包括脓毒症在内的多种疾病中均有所增加，并伴有增强的血小板活化。这种表面蛋白可以从血小板表面脱落，并以可溶形式在血浆中通过适当的免疫测定方法检测到。虽然可溶性P选择素水平主要被认为与血小板活化有关，但相同的P选择素分子在内皮细胞活化时也会释放，因为它是在内皮衬层的魏伯-帕拉德小体中合成和储存的。研究发现，可溶性P选择素的测量在那些非因感染性问题而入院的SIRS患者中是有用的，因为他们的可溶性P选择素水平与随后感染的发展显著相关。血小板膜上P选择素的表达介导了前述血小板与白细胞的粘附，而内皮细胞上的P选择素增强了血小板在刺激内皮上的滚动，并与单核细胞上的组织因子（TF）表达相关，这在早期研究中已被报道与脓毒症的不良预后相关。此外，活化的血小板表达CD40配体（CD40L），并与P选择素类似，将这种分子脱落到血流中。血小板来源的CD40L可以与暴露在表面上的CD40和中性粒细胞结合，导致更多的血小板活化。它还可以与内皮细胞的CD40相互作用，刺激内皮细胞上调各种其他粘附分子的表达，如细胞间粘附分子1（ICAM-1）和血管细胞粘附分子1（VCAM-1），并释放趋化因子CCL2，也称为单核细胞趋化蛋白1，从而促进骨髓细胞的募集。流式细胞术等适用于检测血小板活化的仪器可以提供一个全面的检测面板，用于识别血小板反应的各个方面。除了P选择素和CD40L的表达外，还对脓毒症患者的血浆膜不对称性丧失和磷脂酰丝氨酸（PS）暴露的凋亡，以及线粒体膜电位（Mmp）的异常指数值进行了广泛分析，并且血小板PS的暴露尤为显著。该参数被发现与脓毒症的病理机制相关，这一点通过其与临床评分的相关性得到验证。当按临床状况对脓毒症和脓毒性休克患者进行分层时，APACHE II评分与血小板Mmp和血小板PS阳性率显著相关。血小板通过细胞相互作用参与血栓形成过程，但这些无核细胞也含有一组功能性核糖核酸（RNA），如信使RNA（mRNA）。由于血液凝固过程的主要启动因子是TF，因此在血小板中发现TF mRNA尤为重要，这意味着这些细胞可以在循环血小板中新合成这种蛋白，并在激动剂刺激下表达TF活性。研究还描述了活细菌和细菌毒素可以直接诱导血小板中TF mRNA的产生，从而直接促进其促凝活性。这导致了P选择素TF凝血三联体的形成。

白细胞相关过度炎症事件

白细胞已知时间最长的功能是通过先天性和适应性免疫细胞消灭病原体，从而参与脓毒性过程。然而，白细胞的功能与止血机制的参与有明确的联系，这主要涉及髓系细胞。活化的血小板主要与单核细胞和中性粒细胞形成异型细胞聚集体。流式细胞术揭示，单核细胞-血小板聚集体的比例在心血管和脓毒性状况下都是一个非常敏感的间接血小板活化标志物。单核细胞和中性粒细胞通过其对受体PSGL-1（P选择素糖蛋白配体-1）主要与活化的血小板附着，PSGL-1是一种在白细胞上组成性表达的二聚体粘蛋白。因此，用单克隆抗体阻断这些分子中的任何一个的实验结果是完全抑制了血小板和中性粒细胞之间的初始相互作用。中性粒细胞还通过生成中性粒细胞胞外陷阱（NETs）参与宿主防御机制以对抗脓毒症。在NETs首次描述的二十年前，有人观察到NETs的存在与脓毒症中的器官功能障碍严重程度相关。NETs是活化的中性粒细胞在感染和无菌炎症过程中释放到细胞外的。这些纤维结构作为宿主防御机制的一部分，将病原体捕获并杀死在其基质中。NETs的主要成分是DNA，用DNases处理NETs确实会破坏这些成分。有几种蛋白质构成了NETs，主要是组蛋白和中性粒细胞初级颗粒的成分，如组织蛋白酶G、弹性蛋白酶、髓过氧化物酶（MPO）和一种核蛋白高迁移率族蛋白1（HMGB1）。NETs随后可以激活内皮细胞，从而在脓毒症期间进一步影响止血过程。最近，通过使用一种新的NET检测方法，发现了有趣的机制性发现，研究表明IL-8诱导的途径是NET形成的一个主要事件，从而在理论上提出了通过IL-8抑制剂减少NET形成的可能性。有大量文献涉及单核细胞和内皮细胞在炎症状态和脓毒症中TF的上调；然而，这超出了最近研究的综述范围。这些过程中参与的不同细胞相互作用的多样机制如图1所示。

未完待续。。。