膿毒癥免疫抑制監(jiān)測與免疫治療的研究進(jìn)展▲

黃鑫波 劉端繪

(廣西梧州市紅十字會醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，梧州市 543002，電子郵箱：stars-002@163.com)

膿毒癥指因感染引起宿主免疫反應(yīng)失調(diào)而導(dǎo)致的危及生命的器官功能障礙[1]。既往研究認(rèn)為，膿毒癥發(fā)病早期以系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)綜合征為主，隨后出現(xiàn)代償性抗炎反應(yīng)綜合征或免疫抑制[2]。但此種觀點近年來已受到了質(zhì)疑。最新的研究顯示，炎癥反應(yīng)和免疫抑制共同貫穿在整個膿毒癥病程中，兩者并非此消彼長的關(guān)系[3-4]。感染后免疫功能抑制是導(dǎo)致膿毒癥患者繼發(fā)二重感染、多臟器功能障礙綜合征的重要原因[5]，而且患者的免疫狀態(tài)存在個體差異，與年齡、基礎(chǔ)疾病、用藥史、感染的病原微生物等因素有關(guān)，臨床表現(xiàn)不完全相同[6]，改善免疫抑制狀態(tài)或可提高膿毒癥患者的生存率。目前對于膿毒癥免疫抑制的診斷尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，針對免疫調(diào)節(jié)藥物的應(yīng)用也未能達(dá)成一致意見。本文就如何早期識別膿毒癥免疫抑制的方法和免疫治療的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 膿毒癥患者免疫抑制狀態(tài)的識別

通過監(jiān)測外周血中免疫細(xì)胞數(shù)量和表型的變化，可了解機(jī)體是否處于免疫抑制狀態(tài)，包括固有免疫和適應(yīng)性免疫兩方面。

1.1 固有免疫功能受抑制

1.1.1 中性粒細(xì)胞 中性粒細(xì)胞是機(jī)體發(fā)生感染時最先募集至感染部位的吞噬細(xì)胞，可對病原體產(chǎn)生非特異性快速應(yīng)答，其機(jī)制是產(chǎn)生蛋白水解酶和活性氧清除病原體[7]。Demaret等[8]研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥發(fā)病后3 d左右，中性粒細(xì)胞分泌乳鐵蛋白、髓過氧化物酶、活性氧的能力明顯降低。除分泌降低外，外周血未成熟中性粒細(xì)胞的比例明顯增加，未成熟的中性粒細(xì)胞吞噬能力明顯低于成熟中性粒細(xì)胞[9]。這種現(xiàn)象與膿毒癥早期中性粒細(xì)胞的吞噬功能增強(qiáng)形成對比[10]。因此，監(jiān)測中性粒細(xì)胞的分泌能力、比例變化或可早期識別膿毒癥免疫抑制狀態(tài)。

1.1.2 單核-巨噬細(xì)胞 單核-巨噬細(xì)胞在固有免疫和適應(yīng)性免疫過程中均能發(fā)揮作用。在膿毒癥早期，單核-巨噬細(xì)胞能分泌大量促炎介質(zhì)，如腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α、白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1α等來促進(jìn)免疫細(xì)胞活化[11]。單核-巨噬細(xì)胞表面的分化抗原14能介導(dǎo)其識別、吞噬內(nèi)毒素，發(fā)揮固有免疫作用。研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者處于免疫抑制狀態(tài)時，單核-巨噬細(xì)胞分泌的促炎因子減少，而抗炎因子分泌增多，出現(xiàn)對內(nèi)毒素吞噬作用減弱的“內(nèi)毒素耐受”現(xiàn)象[12]。

單核-巨噬細(xì)胞還能作為抗原提呈細(xì)胞啟動T細(xì)胞特異性分化而參與適應(yīng)性免疫。單核細(xì)胞人類白細(xì)胞抗原(monocyte human leukocyte antigen，mHLA)-DR是單核細(xì)胞表面表達(dá)的主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex，MHC)-Ⅱ類分子，具有抗原提呈作用。研究顯示，膿毒癥患者單核細(xì)胞表面低表達(dá)mHLA-DR與不良預(yù)后有關(guān)[13]。Meisel等[14]認(rèn)為，膿毒癥患者mHLA-DR表達(dá)量連續(xù)2天低于8000細(xì)胞表面抗原量可作為免疫抑制診斷標(biāo)準(zhǔn)，但尚未得到大范圍推廣。除此之外，程序性死亡受體(programmed death receptor，PD)-1及其配體(programmed death receptor ligand，PD-L)-1表達(dá)增加也提示單核細(xì)胞抗原提呈能力下降[15]。膿毒癥免疫抑制狀態(tài)下單核細(xì)胞高表達(dá)PD-1和PD-L1，針對性使用抗PD-1/PD-L1抗體治療能改善免疫抑制狀態(tài)[16]。

因此，監(jiān)測單核-巨噬細(xì)胞的吞噬功能、分泌因子的變化和mHLA-DR、PD-1/PD-L1表達(dá)量或可早期發(fā)現(xiàn)膿毒癥免疫抑制狀態(tài)。

1.1.3 樹突狀細(xì)胞 樹突狀細(xì)胞(dendritic cell，DC)屬于抗原提呈細(xì)胞，能誘導(dǎo)T細(xì)胞活化啟動適應(yīng)性免疫反應(yīng)。Wang等[17]研究結(jié)果顯示，膿毒癥患者DC數(shù)量減少，可導(dǎo)致免疫抑制與機(jī)會性感染發(fā)生。研究表明，隨著膿毒癥病情進(jìn)展，患者外周血DC數(shù)量減少，HLA-DR表達(dá)減少，PD-1和PD-L1表達(dá)增加，抗炎介質(zhì)IL-10分泌增加，最終導(dǎo)致DC抗原提呈能力下降、T細(xì)胞活化障礙，出現(xiàn)免疫抑制[18-19]。因此，監(jiān)測DC數(shù)量及其表達(dá)分子的變化有助于識別免疫抑制狀態(tài)。

1.2 適應(yīng)性免疫功能受抑制

1.2.1 淋巴細(xì)胞：Francois等[20]研究認(rèn)為，外周血淋巴細(xì)胞計數(shù)<900/μL可作為免疫抑制患者的篩選指標(biāo)。還有研究認(rèn)為，外周血淋巴細(xì)胞計數(shù)≤600/μL與繼發(fā)感染及膿毒癥患者不良預(yù)后相關(guān)[21]。趙博等[22]研究發(fā)現(xiàn)，外周血淋巴細(xì)胞計數(shù)下降與細(xì)胞免疫功能抑制相關(guān)。雖然目前仍無統(tǒng)一的淋巴細(xì)胞計數(shù)作為診斷免疫抑制的標(biāo)準(zhǔn)，但膿毒癥患者出現(xiàn)淋巴細(xì)胞計數(shù)減少時需考慮存在免疫抑制的可能。

1.2.2 T淋巴細(xì)胞：T淋巴細(xì)胞是評估機(jī)體細(xì)胞免疫功能的重要指標(biāo)，也是目前研究最多的免疫指標(biāo)之一。膿毒癥患者出現(xiàn)免疫抑制的特征為T淋巴細(xì)胞耗竭，而細(xì)胞凋亡是T淋巴細(xì)胞耗竭的主要原因。介導(dǎo)膿毒癥患者T淋巴細(xì)胞凋亡既可以由死亡受體觸發(fā)的外源性凋亡通路引起，也可以由線粒體觸發(fā)的內(nèi)源性凋亡通路引起[23]。研究發(fā)現(xiàn)，CD4+T淋巴細(xì)胞的耗竭水平與社區(qū)獲得性肺炎嚴(yán)重程度呈正相關(guān)[24]。在小鼠的敗血癥模型中發(fā)現(xiàn)，除了脾、肺、胸腺等組織中出現(xiàn)廣泛的淋巴細(xì)胞凋亡外，在骨髓、胸腺中未成熟的T淋巴細(xì)胞也存在凋亡[16]。此外，T淋巴細(xì)胞在持續(xù)的抗原刺激下其表面的一系列負(fù)性共刺激分子PD-1/PD-L1、細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4、T細(xì)胞免疫球蛋白及粘蛋白結(jié)構(gòu)域分子3、B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞衰減因子、淋巴細(xì)胞活化基因3等表達(dá)增加以阻止T淋巴細(xì)胞過度活化，最終導(dǎo)致免疫抑制[16，25-29]。Liu等[30]研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者中因總T淋巴細(xì)胞凋亡增多，而導(dǎo)致調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞占比增大。調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞主要通過叉頭翼狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子3發(fā)揮抑制輔助性T淋巴細(xì)胞增殖的作用。研究顯示，膿毒癥早期患者表達(dá)過叉頭翼狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子3的調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞比例明顯高于非膿毒癥患者，其程度可作為免疫狀態(tài)監(jiān)測指標(biāo)[31]。因此，監(jiān)測T淋巴細(xì)胞各亞型計數(shù)、比例以及表達(dá)分子水平的變化，有助于識別膿毒癥免疫抑制狀態(tài)。

1.2.3 B淋巴細(xì)胞 B淋巴細(xì)胞可通過產(chǎn)生抗體啟動體液免疫反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞凋亡膿毒癥進(jìn)程中出現(xiàn)B淋巴細(xì)胞數(shù)量減少[32]。Gustave等[33]研究顯示，膿毒性休克患者B淋巴細(xì)胞表達(dá)MHC-Ⅱ類分子下降，且分泌抗炎介質(zhì)如IL-10等增多，進(jìn)而促進(jìn)免疫抑制發(fā)生。Suzuki等[34]研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者除成熟B淋巴細(xì)胞減少外，未成熟B淋巴細(xì)胞也減少，且與膿毒癥繼發(fā)感染增加相關(guān)。因此，監(jiān)測發(fā)現(xiàn)B淋巴細(xì)胞計數(shù)減少也有助于識別免疫抑制狀態(tài)。

2 膿毒癥患者免疫治療的進(jìn)展

2.1 固有免疫抑制治療

2.1.1 粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子：研究發(fā)現(xiàn)，粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte macrophage-colony stimulating factor，GM-CSF)能通過誘導(dǎo)多種免疫細(xì)胞(如單核-巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、DC等)增殖分化而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[11]。有研究發(fā)現(xiàn)，相比于安慰劑組，腹腔膿毒癥患者采用GM-CSF[3 μg/(kg·d)]治療后，患者感染相關(guān)性并發(fā)癥減少、住院時間縮短、治療費用降低，但兩組患者院內(nèi)病死率無統(tǒng)計學(xué)差異[35]。還有研究表明，采用GM-CSF[4 μg/(kg·d)]治療后，嚴(yán)重膿毒癥合并免疫抑制狀態(tài)(連續(xù)2d監(jiān)測mHLA-DR表達(dá)量低于8000細(xì)胞表面抗原量)患者在24 h內(nèi)單核細(xì)胞HLA-DR表達(dá)水平較安慰劑組明顯上升，GM-CSF治療能有效恢復(fù)單核細(xì)胞功能，縮短機(jī)械通氣時間和平均住院日[14]。Bo等[36]研究結(jié)果顯示，與安慰劑組比較，采用GM-CSF或粒細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-colony stimulating factor，G-CSF)治療并不能改善膿毒癥非中性粒細(xì)胞減少患者的28 d死亡率和不良事件發(fā)生率，但可提高感染灶的清除率。因此，膿毒癥患者常規(guī)使用GM-CSF可改善免疫功能、提高感染灶清除率，但尚無證據(jù)表明膿毒癥患者需使用GM-CSF可明顯改善其預(yù)后，今后仍需進(jìn)行更多的大型隨機(jī)對照研究探討GM-CSF與膿毒癥患者預(yù)后的關(guān)系。

2.1.2 干擾素γ：活化T淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞均可分泌干擾素γ。干擾素γ可上調(diào)單核細(xì)胞HLA-DR的表達(dá)，增加抗原提呈作用、抑制T淋巴細(xì)胞凋亡、增強(qiáng)細(xì)胞吞噬功能[37]。Leentjens等[38]研究顯示，干擾素γ不僅能增加促炎介質(zhì)釋放、抑制抗炎介質(zhì)生成，還能增加單核細(xì)胞HLA-DR表達(dá)。但目前只能證明干擾素γ在膿毒癥免疫抑制患者中有較強(qiáng)的促炎作用，而過度的炎癥反應(yīng)對機(jī)體也存在損傷，因此仍需要更多的臨床研究來規(guī)范其使用指征。

2.1.3 免疫球蛋白：靜脈注射免疫球蛋白G(intravenous immunoglobulin G，ivIgG)富含多種抗體，能有效中和菌體釋放的內(nèi)毒素和外毒素而調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)。但研究發(fā)現(xiàn)，采用ivIgG治療不能改善膿毒癥患者28 d的死亡率[39]，也不能改善心臟體外循環(huán)術(shù)后出現(xiàn)嚴(yán)重全身炎癥反應(yīng)綜合征的患者28 d死亡率[40]，以及壞死性軟組織感染患者180 d的存活率[41]。因單獨應(yīng)用ivIgG療效不理想，有學(xué)者提出免疫球蛋白聯(lián)合治療。Hentrich等[42]研究顯示，使用ivIgGMA(49.4 g IgG、7.8 g IgM和7.8 g IgA)免疫球蛋白聯(lián)合治療化療后中性粒細(xì)胞減少的膿毒癥患者，并不能改善患者28 d和60 d的死亡率，提示膿毒癥患者使用免疫球蛋白聯(lián)合治療無明顯益處。但有研究發(fā)現(xiàn)[43]，早期使用ivIgGMA聯(lián)合治療能提高患者的生存率，而延遲治療會增加死亡風(fēng)險。

目前大多數(shù)關(guān)于免疫球蛋白的臨床研究均存在樣本量偏小、發(fā)病時長不同、基礎(chǔ)免疫狀態(tài)不一致的缺陷，故膿毒癥指南未推薦常規(guī)使用免疫球蛋白治療，今后仍需要更大型的對照試驗來探討其使用方法。

2.2 適應(yīng)性免疫抑制治療

2.2.1 胸腺素α1：胸腺素α1是由胸腺分泌的小分子物質(zhì)，能促進(jìn)輔助性T淋巴細(xì)胞1分化，增強(qiáng)細(xì)胞免疫作用，還能增加IL-12、IL-2、干擾素α和干擾素γ分泌，增強(qiáng)炎癥反應(yīng)，增加IL-10分泌調(diào)節(jié)抗炎反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，胸腺素α1能增強(qiáng)膿毒癥患者的細(xì)胞免疫功能，減少機(jī)械通氣時間，并降低28 d死亡率[44]。Liu等[45]研究結(jié)果顯示，胸腺素α1治療能降低膿毒癥患者的死亡率，但并不能改善患者的機(jī)械通氣時間、ICU平均住院日及多臟器衰竭發(fā)生率。

鑒于目前胸腺素α1治療膿毒癥的臨床研究均為小樣本量研究，治療劑量各不相同，研究結(jié)果不完全一致，因此其在膿毒癥指南中沒有被推薦使用。

2.2.2 抗PD-1/PD-L1抗體：膿毒癥免疫抑制時，多種免疫細(xì)胞表達(dá)PD-1/PD-L1上調(diào)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡增加，因此抗PD-1/PD-L1抗體有望成為治療膿毒癥免疫抑制的新方法。Chang等[26]采用抗PD-1抗體和抗PD-L1抗體治療真菌性膿毒癥小鼠，結(jié)果顯示這兩種抗體均能逆轉(zhuǎn)膿毒癥誘導(dǎo)的單核細(xì)胞分泌干擾素γ減少，增加MHC-Ⅱ類分子在抗原提呈細(xì)胞中的表達(dá)，使膿毒癥小鼠的生存率增加，而且這兩種抗體作用于膿毒癥患者離體的單核細(xì)胞也能得到類似結(jié)果。雖然抗PD-1/PD-L1抗體在腫瘤治療方面已進(jìn)入臨床應(yīng)用階段，但在膿毒癥治療方面仍多為動物實驗，依然缺乏高質(zhì)量的臨床對照研究，因此抗PD-1/PD-L1抗體在膿毒癥患者中的應(yīng)用效果仍需進(jìn)一步研究。

2.2.3 IL-7：IL-7能誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞增殖，抑制淋巴細(xì)胞凋亡并可協(xié)助淋巴細(xì)胞向感染部位游走[46]。Francois等[20]研究結(jié)果顯示，采用重組人IL-7治療膿毒性休克伴嚴(yán)重淋巴細(xì)胞減少患者，可使淋巴細(xì)胞計數(shù)和循環(huán)CD4+、CD8+T淋巴細(xì)胞數(shù)較治療前上升3～4倍，而且效果持續(xù)數(shù)周，患者耐受性良好，沒有出現(xiàn)細(xì)胞因子風(fēng)暴或器官功能惡化。因此，IL-7能逆轉(zhuǎn)膿毒癥導(dǎo)致的T淋巴細(xì)胞耗竭，安全性較高，有望成為治療膿毒癥的新靶點。

2.3 清除炎性介質(zhì)治療 持續(xù)性腎臟替代治療(continuous renal replacement therapy，CRRT)能有效清除中小分子炎性介質(zhì)，調(diào)節(jié)機(jī)體免疫反應(yīng)。促炎介質(zhì)和抗炎介質(zhì)過度活化表達(dá)是導(dǎo)致膿毒癥患者出現(xiàn)臟器功能損害的重要原因[47]。因此，清除過多的炎性介質(zhì)可能為治療膿毒癥的有效方法之一。Liu等[48]研究發(fā)現(xiàn)，急性胰腺炎合并急性腎損傷患者使用CRRT，能有效降低血清中TNF-α、IL-4、IL-6、IL-8和IL-10的水平，減輕機(jī)體炎癥損傷。但法國一項多中心隨機(jī)對照研究卻發(fā)現(xiàn)CRRT并不能降低膿毒癥患者的死亡率[49]。在膿毒癥動物模型實驗中也發(fā)現(xiàn)，CRRT前后血清TNF-α，IL-1β，IL-6和IL-10水平無明顯變化[50]。造成這些差異的原因可能為CRRT清除物質(zhì)是非特異性的，既清除了對機(jī)體有害的物質(zhì)，同時也清除了有益物質(zhì)，而研究通常以死亡率或炎性介質(zhì)變化水平作為評判標(biāo)準(zhǔn)，忽略了患者個體化的免疫狀態(tài)。因此，今后仍需進(jìn)行根據(jù)個體免疫狀態(tài)分類，以需要CRRT清除的靶物質(zhì)為目標(biāo)的臨床試驗，減少非靶物質(zhì)的干預(yù)，才能更好地應(yīng)用于膿毒癥的治療。

3 小 結(jié)

早期識別膿毒癥免疫抑制狀態(tài)的目的是盡早進(jìn)行干預(yù)，糾正機(jī)體代謝紊亂，提高生存率。目前可通過監(jiān)測中性粒細(xì)胞數(shù)、樹突狀細(xì)胞數(shù)、淋巴細(xì)胞數(shù)以及免疫細(xì)胞表達(dá)的負(fù)性共刺激分子等的變化來判斷膿毒癥患者是否處于免疫抑制狀態(tài)，但是單一指標(biāo)分析價值有限，目前未能明確各類免疫細(xì)胞在不同疾病導(dǎo)致免疫抑制時的變化是否一致，也不能對所有膿毒癥患者均進(jìn)行免疫治療，今后或可聯(lián)合多指標(biāo)分析，對膿毒癥患者分組歸類后，再進(jìn)行個體化的免疫調(diào)節(jié)治療，這將有助于推動膿毒癥的“精準(zhǔn)化”治療。