連續(xù)性血液凈化對重癥急性胰腺炎細胞屏障功能的影響

陳　思(綜述),沈　清(審校)

(重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院腎內(nèi)科，重慶400000)

連續(xù)性血液凈化對重癥急性胰腺炎細胞屏障功能的影響

陳思△(綜述),沈清※(審校)

(重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院腎內(nèi)科，重慶400000)

重癥急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP)是臨床上病情危重，病死率高的急腹癥[1]。SAP時伴有多細胞屏障功能的損傷，包括腸道黏膜上皮細胞屏障、血管內(nèi)皮屏障、肺微血管屏障及血腦屏障，而細胞屏障作為機體的門戶，其結(jié)構(gòu)及功能的完整性有重要意義。連續(xù)性血液凈化(continuous blood purification,CBP)目前被廣泛應(yīng)用于SAP的治療，有效降低了SAP的病死率[2]。該文綜述結(jié)合國內(nèi)外文獻，旨在從細胞屏障功能層面，闡述CBP的作用機制。

1SAP對細胞屏障功能的影響

1.1SAP對腸道黏膜上皮屏障功能的影響SAP時，電鏡下觀察腸黏膜上皮可見上皮細胞之間緊密連接條索斷裂、縮短、數(shù)量減少甚至結(jié)構(gòu)消失,細胞凋亡明顯增加[3]。其主要機制與腸黏膜的缺血缺氧及缺血/再灌注、氧應(yīng)激、炎性介質(zhì)、微生物屏障的破壞等有關(guān)。

SAP時有效血容量不足、微循環(huán)淤滯,而腸道是對缺血缺氧最敏感的器官之一,導致腸道黏膜上皮的缺血性壞死，黃嘌呤脫氫氧化酶系統(tǒng)激活，大量的黃嘌呤氧化酶和次黃嘌呤會蓄積在組織中[4]；而當上皮細胞缺血缺氧發(fā)生后再恢復血液灌注，氧分子急劇增加并產(chǎn)生大量的氧自由基，通過氧化作用損傷上皮細胞的結(jié)構(gòu)和功能[5]。

同時，SAP時多種細胞因子和炎性介質(zhì)大量釋放,血漿血小板活化因子、腫瘤壞死因子α、一氧化氮、白細胞介素6等水平均明顯升高。研究發(fā)現(xiàn)，各種炎性介質(zhì)通過誘導腸黏膜細胞凋亡,損傷正常上皮細胞間的緊密連接及干擾腸黏膜細胞能量代謝的各種途徑，從而破壞腸道黏膜屏障完整性[6]。

腸道黏膜屏障被認為是全身炎癥反應(yīng)綜合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)的中心器官和炎性調(diào)控因子的放大器，當腸道黏膜上皮屏障的完整性受到破壞后，大量內(nèi)毒素、細菌移位入血循環(huán)，形成了炎性介質(zhì)瀑布式反應(yīng),導致對機體的第二次打擊，促使SIRS的發(fā)生[7]。

1.2SAP對血管內(nèi)皮屏障功能的影響血管內(nèi)皮細胞襯覆于血管內(nèi)壁,構(gòu)成血管通透性的主要屏障。在SAP合并SIRS到多器官功能障礙綜合征(multiple organ disfunction syndrome,MODS)的演變中,研究表明內(nèi)皮細胞可能經(jīng)歷了活化-損傷的過程[8]。在炎癥早期,血管壁通透性增高主要是內(nèi)皮細胞收縮,細胞連接間隙增大所致。SAP產(chǎn)生的炎性因子可增加鈣內(nèi)流,引起內(nèi)皮細胞收縮和裂隙產(chǎn)生,通透性升高。隨著炎癥進展,血管活性物質(zhì)不斷釋放,黏附于內(nèi)皮細胞上白細胞釋放蛋白酶、氧自由基等物質(zhì),損傷內(nèi)皮細胞，從而導致細胞骨架及細胞間連接的破壞，血管通透性增高[9]。

調(diào)節(jié)局部凝血/抗凝機制的平衡,是血管內(nèi)皮屏障又一重要的生理功能，而SAP時，血循環(huán)中多種炎性介質(zhì)導致血管內(nèi)皮細胞損傷,位于血管壁外膜細胞的組織因子大量暴露于血循環(huán)中，啟動組織因子介導的凝血激活及凝血系統(tǒng)的紊亂，機體表現(xiàn)出凝血傾向，最終導致血栓形成及繼發(fā)出血[10]。

SAP時血管痙攣、血管壁通透性增高、大量血栓形成，導致微循環(huán)障礙，大量血漿外滲、組織水腫、缺血缺氧，影響重要臟器的代謝，最終導致多器官功能衰竭，使SAP的進一步惡化難以逆轉(zhuǎn)[11]。

1.3SAP對肺微血管屏障功能的影響SAP并發(fā)急性肺損傷/急性呼吸窘迫綜合征(acute lung injury/acute respiratory distress syndrome,ALI/ARDS)發(fā)病率高達70%，是早期死亡的主要原因[12]。而肺泡-毛細血管屏障破壞,通透性增加,肺泡內(nèi)大量的蛋白和水分積聚是ALI/ARDS發(fā)生的病理基礎(chǔ)。

劉學民等[13]發(fā)現(xiàn)，在SAP早期肺組織微血管內(nèi)皮細胞就已出現(xiàn)凋亡,這直接與毛細血管通透性呈正相關(guān)，且隨著時間的增加，凋亡細胞數(shù)量也相應(yīng)增加，即肺組織微血管通透性隨時間的增加而增高,這種現(xiàn)象考慮與血管內(nèi)皮細胞自我更新能力差,其凋亡后降低了血管內(nèi)皮細胞的儲備有關(guān),導致血管內(nèi)皮間裂隙增大,通透性增高。

SAP時，局部炎癥反應(yīng)產(chǎn)生的炎性介質(zhì)進一步激活炎癥細胞，且兩者通過細胞信號通路構(gòu)成復雜的炎癥反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生炎癥的瀑布式反應(yīng)，最終導致全身炎癥反應(yīng)及多器官功能障礙。在炎癥反應(yīng)病理過程中研究較多信號通路有[14]:核因子-κB通路，p38絲裂原活化蛋白激酶通路，環(huán)磷酸腺苷/蛋白激酶A通路，磷脂酰肌醇-3激酶通路等，引起炎性介質(zhì)級聯(lián)放大反應(yīng),大量炎性介質(zhì)進而介導對肺微血管內(nèi)皮細胞骨架及細胞間連接的破壞，造成內(nèi)皮細胞通透性增高，大量蛋白物質(zhì)的滲出，從而出現(xiàn)頑固性低氧血癥，進而可能發(fā)展成為ARDS。

1.4SAP對血腦屏障功能的影響血腦屏障主要由血管內(nèi)皮細胞和星形膠質(zhì)細胞構(gòu)成。由于細胞間的緊密連接，正常情況下血腦屏障可防止大分子和細胞的自由通過，因此血腦屏障是中樞神經(jīng)系統(tǒng)重要自我保護系統(tǒng)，而血腦屏障的通透性升高及損傷則是中樞神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)炎癥性病變的前提[15]。有研究報道SAP時存在血腦屏障通透性的升高，同時顯示腫瘤壞死因子α、白細胞介素6、白細胞介素1β在內(nèi)的細胞因子參與血腦屏障通透性的升高，其機制可能與參與黏附因子的表達，直接損傷細胞間的緊密連接有關(guān)[16-17]。

2CBP對SAP細胞屏障功能的影響

2.1CBP對腸道黏膜屏障功能的影響Shen等[18]在單層腸黏膜上皮模型中，發(fā)現(xiàn)SAP患者血清誘導培養(yǎng)的腸道黏膜屏障通透性增高，而CBP能改善SAP患者腸道黏膜的通透性，其機制可能與CBP通過清除炎性介質(zhì)，下調(diào)RhoA/Rho激酶(a Rho-associated coiled coil-forming protein kinase,ROCK)信號通路，使磷酸化肌球蛋白輕鏈的水平下降。磷酸化肌球蛋白輕鏈可導致肌動蛋白微絲滑動，細胞收縮，細胞骨架重組，緊密連接蛋白成分的減少，而導致腸上皮細胞通透性增高。而Zhang等[19]在同樣的研究模型中，CBP治療改善MODS患者腸黏膜屏障功能的損害，保護機制可能與其限制SIRS和氧化應(yīng)激進而下調(diào)p38絲裂原活化蛋白激酶信號通路活性，抑制誘導型一氧化氮合酶表達，減少一氧化氮生成有關(guān)，進而改善了連接蛋白的重排和表達，從而改善了MODS患者的腸黏膜屏障功能。

2.2CBP對血管內(nèi)皮屏障功能的影響陳朝紅等[20]在SAP合并SIRS患者中發(fā)現(xiàn)其血管內(nèi)皮細胞功能明顯異常，而通過CBP治療可清除血液中激活/損傷內(nèi)皮細胞的成分，改善患者內(nèi)皮細胞功能，降低內(nèi)皮細胞通透性和鈣內(nèi)流。Yang等[21]在人臍靜脈內(nèi)皮細胞體外模型中發(fā)現(xiàn)，CBP治療SAP患者后，其血清誘導的上皮細胞間緊密連接蛋白Claudin1、Occludin及黏附連接 蛋白VE-cadherin的表達較未接受CBP的患者血清誘導的蛋白表達增加，其機制可能與CBP治療后改善ROCK介導緊密連接蛋白及黏附連接蛋白的表達和分布及細胞骨架蛋白的重構(gòu)有關(guān)。

而王建文等[10]借助體外內(nèi)皮細胞培養(yǎng)體系探討CBP對MODS患者內(nèi)皮細胞凝血纖溶因子的影響及其機制,觀察了CBP治療前后患者血清對內(nèi)皮細胞組織因子、纖溶酶原激活物抑制因子1(plasminogen activator inhibitor 1,PAI-1)分泌的影響。結(jié)果表明,MODS患者血清可顯著增加內(nèi)皮細胞組織因子及PAI-1的分泌,提示MODS患者體內(nèi)存在激活或損傷內(nèi)皮細胞的物質(zhì)。CBP治療后,患者血清對內(nèi)皮細胞組織因子、PAI-1的影響逐步減小,CBP過程中內(nèi)皮細胞組織因子及PAI-1蛋白均呈下降趨勢,表明CBP可有效清除影響內(nèi)皮細胞功能的物質(zhì)，且內(nèi)皮細胞分泌組織因子、PAI-1水平與血清腫瘤壞死因子α均呈正相關(guān),從而揭示CBP治療可清除血液中激活/損傷內(nèi)皮細胞的成分,改善患者內(nèi)皮細胞功能，進而改善MODS患者的高凝狀態(tài)。

2.3CBP對肺微血管屏障功能的影響早期CBP治療能有效促進合并ALI/ARDS的SAP患者肺功能的恢復，是一項重要的輔助治療措施[22]。Du等[23]在人臍靜脈內(nèi)皮細胞體外模型中,發(fā)現(xiàn)SAP合并肺損傷時患者血清誘導的內(nèi)皮細胞凋亡明顯增加，且其凋亡水平與患者氧合指數(shù)呈直線負相關(guān)回歸關(guān)系，推斷內(nèi)皮細胞凋亡參與了SAP患者繼發(fā)ALI/ARDS過程，而CBP治療以后，SAP伴ALI/ARDS患者血清誘導的內(nèi)皮細胞凋亡明顯降低，其抗凋亡作用的機制可能與改善內(nèi)皮細胞的氧化應(yīng)激，增加細胞整合素連接激酶信使RNA和蛋白表達。在后續(xù)的進一步研究中發(fā)現(xiàn)，CBP治療SAP合并ALI/ARDS患者可能通過有效清除腫瘤壞死因子α和增加內(nèi)皮細胞p-RhoA的水平，從而抑制RhoA的活化，減少內(nèi)皮細胞通透性，推測這可能是CBP改善SAP合并ALI/ARDS患者肺功能的重要機制[24]。

2.4CBP對血腦屏障功能的影響大量研究文獻已證明CBP能有效清除腫瘤壞死因子α、白細胞介素6、白細胞介素1β等炎性介質(zhì)[25-27]，而這些炎性介質(zhì)又與血腦屏障的通透性直接相關(guān)[28]，能否通過CBP治療而降低血腦屏障通透性，從而保護腦功能，進而改善SAP合并胰性腦病患者的預后，目前國內(nèi)外還沒有相關(guān)的文獻報道。

3小結(jié)

SAP對各細胞屏障功能的影響主要與其產(chǎn)生的炎性介質(zhì)、氧應(yīng)激引起的微循環(huán)淤滯、細胞凋亡、細胞物理屏障的直接損害有關(guān)，尤其是腸道黏膜上皮細胞屏障功能的損害，導致腸道細菌的移位，進一步擴大炎癥反應(yīng)效應(yīng)，導致嚴重的全身炎癥反應(yīng)。而CBP通過清除炎性介質(zhì)、改善氧應(yīng)激，具體到分子機制則涉及各種炎性介質(zhì)作用的復雜的信號通路，從而維持細胞屏障的完整性，保護細胞屏障功能，改善SAP的預后。

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摘要：重癥急性胰腺炎病情兇險、并發(fā)癥多，細胞屏障功能的損害在其病理生理過程中發(fā)揮重要作用，包括血管內(nèi)皮屏障、腸道黏膜上皮細胞屏障、肺微血管屏障及血腦屏障的損傷。當血管內(nèi)皮細胞屏障功能受損時，毛細血管通透性增高及微循環(huán)障礙，導致血漿滲漏及有效血容量不足。而腸道黏膜屏障的損害會引發(fā)細菌移位，進一步激活并擴大炎癥反應(yīng)。肺微血管屏障的損害則導致?lián)Q氣功能障礙，最終導致頑固性低氧血癥及呼吸衰竭。連續(xù)性血液凈化能有效清除炎性介質(zhì)及改善氧應(yīng)激，目前被廣泛用于重癥急性胰腺炎的治療。

關(guān)鍵詞：重癥急性胰腺炎；連續(xù)性血液凈化；細胞屏障功能

Effects of Continuous Blood Purification on Cell Barrier Function in Patients with Severe Acute PancreatitisCHENSi,SHENQing.(DepartmentofNephrology,theFirstAffiliatedHospitalofChongqingMedicalUniversity,Chongqing400000,China)

Abstract:The state of patients with severe acute pancreatitis(SAP) is dangerous and has many complications.The damage of cell barrier plays an important role in the progress of SAP,inclduing vascular endothelial barrier,intestinal mucosal barrier,pulmonary microvascular barrier and blood brain barrier.Destruction of the barrier function of endothelial cells,which results in increased capillary permeability and microvascular disturbance,eventually leads to plasma extravasation and hypovolemia.The destruction of intestinal barrier leads to bacterial translocation,and further activates and expands the inflammatory response.Alveolar-capillary barrier damage,results in ventilation dysfunction,and eventally refractory hypoxemia and respiratory failure.At present,continuous blood purification is widely used in the treatment of SAP,because of its effective removal of inflammatory mediators and improvement of oxidative stress.

Key words:Severe acute pancreatitis; Continuous blood purification; Cell barrier function

收稿日期：2014-10-13修回日期：2014-12-26編輯：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.16.025

中圖分類號:R459.5

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)16-2951-03