【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、 前體蛋白質(zhì)成熟及細(xì)胞因子分泌等 。 1．細(xì)胞因子誘生的分子生物學(xué)基礎(chǔ) ? 膿毒癥的發(fā)病過(guò)程可分為 3個(gè)階段 ， 即誘導(dǎo)階段 、 細(xì)胞因子的合成和分泌階段 、 級(jí)聯(lián)反應(yīng)階段 ， 其中細(xì)胞因子的瀑布效應(yīng)過(guò)程包括觸發(fā)因子 、 次級(jí)介質(zhì)及效應(yīng)細(xì)胞等 。 ? LPS是介導(dǎo)革蘭陰性菌膿毒癥的重要啟動(dòng)因子 ， 通過(guò)其結(jié)合受體或調(diào)節(jié)蛋白的作用誘導(dǎo)宿主多種細(xì)胞因子的合成和釋放 ， 激發(fā)機(jī)體一系列病理生理改變 。 ? 從細(xì)胞表面至細(xì)胞核的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑目前還不十分清楚 ，但至少包括 G蛋白 、 各種蛋白激酶和核調(diào)節(jié)因子 κB(NF κB) 等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 : (1) 內(nèi)毒素與細(xì)胞結(jié)合 LPS可作用于體內(nèi)多種細(xì)胞，主要包括單核 — 吞噬細(xì)胞系統(tǒng)等。近年來(lái)的研究表明， LPS首先與血清中脂多糖結(jié)合蛋白(lipopolysaccharide binding protein, LBP) 結(jié)合形成 LPSLBP復(fù)合物，其后該復(fù)合物與單核細(xì)胞表面的受體 CD14作用，從而啟動(dòng)炎癥介質(zhì)合成的反應(yīng)過(guò)程。 (2) 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) LPSLBP復(fù)合物與細(xì)胞表面 CD14受體結(jié)合，通過(guò)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制將信號(hào)從受體轉(zhuǎn)導(dǎo)到細(xì)胞核。現(xiàn)已明確，該過(guò)程涉及許多生化反應(yīng)途徑，包括 G蛋白、磷脂酶 C和蛋白激酶 C。 盡管啟動(dòng)因素不同，但信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中幾種生化反應(yīng)途徑的激活卻基本一致，其中許多途徑是通過(guò)磷酸化作用，進(jìn)而將信號(hào)從胞質(zhì) (胞漿 )轉(zhuǎn)導(dǎo)到胞核內(nèi)。 (3) 細(xì)胞核的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 上述細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)主要發(fā)生在細(xì)胞膜和胞質(zhì)中，通過(guò)某些調(diào)節(jié)蛋白作用可進(jìn)一步將信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)到胞核內(nèi)。這些蛋白質(zhì)被稱為 trans激活因子，能結(jié)合到 DNA中的 cis復(fù)合物上，其中 NFκB 是目前研究較多的 trans激活因子。在靜息狀態(tài)下，細(xì)胞內(nèi) NFκB 作為一種三聚體復(fù)合物存在，由 p65和 p50兩個(gè)亞單位與抑制物 IκB 連接而成。當(dāng)?shù)鞍准っ?C磷酸化 IκB 后，抑制物 IκB 可從三聚體復(fù)合物中離解， NFκB 即可自由從胞質(zhì)向胞核轉(zhuǎn)移。然后， NFκB 與其結(jié)合位點(diǎn)作用，啟動(dòng)多種細(xì)胞因子基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，從而誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞的激活。 ? 細(xì)胞因子合成后在一定的條件下作為細(xì)胞間信使以不同的方式起作用 。 ① 自分泌：細(xì)胞因子與產(chǎn)生它的細(xì)胞之間相互作用 ， 調(diào)節(jié)細(xì)胞的功能； ② 旁分泌：細(xì)胞因子與相鄰細(xì)胞間作用 ， 對(duì)局部細(xì)胞的功能產(chǎn)生影響； ③ 內(nèi)分泌：細(xì)胞因子進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)并與遠(yuǎn)隔細(xì)胞相互作用 。 2．細(xì)胞因子的分泌方式及其與受體的關(guān)系 ? 細(xì)胞因子在細(xì)胞內(nèi)的主要功能是改變基因的表達(dá)及控制蛋白的合成 。 基因表達(dá)的調(diào)控有四條途徑：即激活 “ 沉默 ” 基因 、 表達(dá)基因的上調(diào) 、 表達(dá)基因的下調(diào) 、 關(guān)閉激活的基因 。 ? 細(xì)胞對(duì)細(xì)胞因子的敏感性依賴其表面受體的數(shù)量和受體的親和力與特性，而受體的數(shù)量取決于受體嵌入胞膜上的速率及其通過(guò)內(nèi)在化失活的速率。受體嵌入胞膜上的速率與受體的不斷合成和再循環(huán)密切相關(guān)。 ? 多種內(nèi)源性介質(zhì)或炎癥介質(zhì)和自然抑制物參與調(diào)節(jié)炎癥細(xì)胞因子的作用。 IL IL IL1 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 β 1(TGFβ 1)等均能明顯抑制單核巨噬細(xì)胞的致炎作用，主要表現(xiàn)為抑制 TNF和 IL1的合成相釋放，并降低其促凝活性。 LPS、 TNFα 均可刺激單核細(xì)胞產(chǎn)生 IL IL10， 而 IL IL10被激活后可強(qiáng)烈抑制 IL ILTNFα 等介質(zhì)的合成，從而形成一個(gè)自身產(chǎn)物的負(fù)反饋循環(huán)。 ? 在膿毒癥的病理生理過(guò)程中，宿主通過(guò)自身抑制物的效應(yīng)來(lái)限制多種炎癥介質(zhì)的損害。該作用一方面依賴體內(nèi)產(chǎn)生抗炎性細(xì)胞因子，另一方面則與可溶性受體的合成、分泌密切相關(guān)。 3．細(xì)胞因子與炎癥反應(yīng)平衡的關(guān)系 ? 幾種可溶性受體，如 TNFα可溶性受體 p5 p75 (sTNFRsp5 p75)， IL1受體拮抗劑 (ILlra) 可作為循環(huán)細(xì)胞因子受體存在，參與調(diào)節(jié)宿主對(duì)細(xì)胞因子的反應(yīng)。在炎癥狀態(tài)時(shí)，這些受體可以很快從細(xì)胞表面釋放，調(diào)節(jié)宿主細(xì)胞因子與細(xì)胞因子抑制劑的相對(duì)平衡。當(dāng)炎癥介質(zhì)產(chǎn)生過(guò)量或可溶性受體合成不足時(shí)，機(jī)體內(nèi)炎性細(xì)胞則被過(guò)度激活而造成抗炎因子與致炎因子的平衡失調(diào)，可能出現(xiàn)以全身炎癥反應(yīng)為特征的病理性改變。 ? 根據(jù)細(xì)胞因子與其抑制物的平衡關(guān)系，模擬體內(nèi)的防御機(jī)制，及時(shí)應(yīng)用可溶性受體等拮抗劑以調(diào)整介質(zhì)的平衡可能 有助于膿毒癥的防治。 ? 正常炎癥反應(yīng)可以防止組織損傷擴(kuò)大、促進(jìn)組織修復(fù)，它屬于機(jī)體完整防御系統(tǒng)的一部分，是機(jī)體修復(fù)和生存所必需的。 嚴(yán)重創(chuàng)傷和感染性因素可以觸發(fā)初期的炎癥反應(yīng)，但由于機(jī)體產(chǎn)生的多種炎癥介質(zhì)所形成的瀑布效應(yīng)，則可使炎癥反應(yīng)擴(kuò)大甚至失去控制，最終導(dǎo)致以細(xì)胞自身性破壞為特征的全身性炎癥反應(yīng)。 ? 機(jī)體炎癥反應(yīng)失控所致膿毒癥不僅與細(xì)胞因子等炎癥介質(zhì)過(guò)度表達(dá)、分泌有關(guān)，也與機(jī)體內(nèi)源性抑制物產(chǎn)生不足有密切關(guān)系。 ? 細(xì)胞因子有其自身的內(nèi)源性抑制劑。 這些自然產(chǎn)生的免疫反應(yīng)產(chǎn)物，有利于維持體內(nèi)炎癥介質(zhì)與抗炎物質(zhì)之間的平衡。 (1) 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究 ? 關(guān)于細(xì)胞因子在膿毒癥中的作用及意義 ， 許多學(xué)者采用多種膿毒癥模型進(jìn)行了探討 。 Tracey等給予狒狒致死量的大腸桿菌攻擊后 ， 8h內(nèi)動(dòng)物均死于膿毒性休克 ， 主要表現(xiàn)為血壓下降 、 心率加快 、 早期心輸出量增加 ， 并伴隨嚴(yán)重的腎衰竭和肺水腫等 。 所有動(dòng)物 TNFα水平都升高 ， 細(xì)菌攻擊后 ～ ， 4～ 6h后不能測(cè)出 。 預(yù)防性給予抗 TNFα抗體 ， 可明顯改善動(dòng)物的病理生理變化及其預(yù)后 。該研究組在同樣的模型中觀察了 TNFα、 IL IL6的產(chǎn)生 ， 發(fā)現(xiàn)在注射大腸桿菌后 2h內(nèi) IL1升高 ， 3h即達(dá)峰值 。 而 IL6升高延遲 ，至 8h才達(dá)到高峰 ， 使用抗 TNFα抗體能有效抑制 IL IL6的水平 ，提示 TNFα是介導(dǎo)多種細(xì)胞因子合成和嚴(yán)重感染并發(fā)癥的關(guān)鍵物質(zhì) 。 4．膿毒癥時(shí)細(xì)胞因子誘生的規(guī)律和意義 (2) 臨床研究 ? 早在 1987年 Waage等觀察到腦膜炎雙球菌感染時(shí)患者細(xì)胞因子的產(chǎn)生，發(fā)現(xiàn) TNFα 在這些病人體內(nèi)明顯增加，并且 TNFα 水平與病死率密切相關(guān)。同樣，在腦膜炎雙球菌膿毒性休克的病人中 IL6亦升高， IL6出現(xiàn)較 TNFα 延遲，當(dāng) IL6水平超過(guò) 3ng／ m1時(shí)有 50％病人死亡。但 IL1僅在極嚴(yán)重感染的病人中升高，一般同時(shí)伴有 ILTNFα 、 內(nèi)毒素的改變。 ? 臨床觀察表明， 嚴(yán)重?zé)齻蛣?chuàng)傷病人 24h內(nèi)血漿內(nèi)毒素含量即顯著上升，其升高程度與 TNFα 呈正相關(guān)， 這一趨勢(shì)以并發(fā)膿毒癥及MODS者尤為明顯，說(shuō)明創(chuàng)傷后內(nèi)毒素血癥與體內(nèi) TNFα 等細(xì)胞因子的誘生可能有密切聯(lián)系。 ? 炎癥反應(yīng)的重要觸發(fā)劑 —— 內(nèi)毒素 ， 可引起一系列細(xì)胞因子的產(chǎn)生 ， 并作用于機(jī)體的多種組織 ， 造成廣泛損傷 。另外 ， 外毒素 、 病毒及寄生蟲感染等在機(jī)體的膿毒性反應(yīng)中也可起觸發(fā)劑的作用 。 細(xì)胞因子之間的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控對(duì)于平衡炎癥的過(guò)程 ， 控制失控炎癥的發(fā)生 、 發(fā)展具有重要作用 。 TNF是細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵部分 ， 可誘導(dǎo)其他細(xì)胞因子的產(chǎn)生 ， 從而介導(dǎo)其部分生物學(xué)效應(yīng)和參與體內(nèi)許多調(diào)節(jié)反應(yīng) 。 關(guān)于 TNFα 與細(xì)胞因子的網(wǎng)絡(luò)作用 ，在膿毒癥發(fā)病中目前了解較多的主要包括 5種因子 ， 即ILl、 IL IL IL12和 IFNγ 。 5．膿毒癥時(shí)細(xì)胞因子連鎖反應(yīng)及網(wǎng)絡(luò)作用 (1) IL1 ? IL1是由單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的一種蛋白質(zhì)，淋巴細(xì)胞及其他一些細(xì)胞也可分泌具有 IL1活性的分子。與 TNFα 相似，多種因素均可刺激體內(nèi)單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生 IL1。 IL1在多種免疫反應(yīng)過(guò)程中均起重要的作用，其中最為重要的即是對(duì)細(xì)菌感染的炎癥反應(yīng)。感染過(guò)程中的發(fā)熱很大程度上是直接或間接由 IL1引起的，除可誘導(dǎo)與細(xì)菌性膿毒癥有關(guān)的發(fā)熱、炎癥作用外， IL1還可以增加急性反應(yīng)蛋白的合成，協(xié)同 TNFα 誘發(fā)低血壓、廣泛組織損害。 ? IL1也為革蘭陰性菌感染時(shí)一種重要的毒性介質(zhì)，在革蘭陰性菌膿毒癥的動(dòng)物模型中觀察到細(xì)菌感染數(shù)小時(shí)后即可誘發(fā) IL1升高。 (2)IL6 ? 與 TNFα 、 IL1相似，