【文章內(nèi)容簡介】 、 前體蛋白質(zhì)成熟及細胞因子分泌等 。 1．細胞因子誘生的分子生物學基礎 ? 膿毒癥的發(fā)病過程可分為 3個階段 ， 即誘導階段 、 細胞因子的合成和分泌階段 、 級聯(lián)反應階段 ， 其中細胞因子的瀑布效應過程包括觸發(fā)因子 、 次級介質(zhì)及效應細胞等 。 ? LPS是介導革蘭陰性菌膿毒癥的重要啟動因子 ， 通過其結合受體或調(diào)節(jié)蛋白的作用誘導宿主多種細胞因子的合成和釋放 ， 激發(fā)機體一系列病理生理改變 。 ? 從細胞表面至細胞核的信號轉(zhuǎn)導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) 等信號轉(zhuǎn)導通路 : (1) 內(nèi)毒素與細胞結合 LPS可作用于體內(nèi)多種細胞，主要包括單核 — 吞噬細胞系統(tǒng)等。近年來的研究表明， LPS首先與血清中脂多糖結合蛋白(lipopolysaccharide binding protein, LBP) 結合形成 LPSLBP復合物，其后該復合物與單核細胞表面的受體 CD14作用，從而啟動炎癥介質(zhì)合成的反應過程。 (2) 細胞的信號轉(zhuǎn)導 LPSLBP復合物與細胞表面 CD14受體結合，通過細胞信號轉(zhuǎn)導機制將信號從受體轉(zhuǎn)導到細胞核?，F(xiàn)已明確，該過程涉及許多生化反應途徑，包括 G蛋白、磷脂酶 C和蛋白激酶 C。 盡管啟動因素不同，但信號轉(zhuǎn)導中幾種生化反應途徑的激活卻基本一致，其中許多途徑是通過磷酸化作用，進而將信號從胞質(zhì) (胞漿 )轉(zhuǎn)導到胞核內(nèi)。 (3) 細胞核的信號轉(zhuǎn)導 上述細胞的信號轉(zhuǎn)導主要發(fā)生在細胞膜和胞質(zhì)中，通過某些調(diào)節(jié)蛋白作用可進一步將信號轉(zhuǎn)導到胞核內(nèi)。這些蛋白質(zhì)被稱為 trans激活因子，能結合到 DNA中的 cis復合物上，其中 NFκB 是目前研究較多的 trans激活因子。在靜息狀態(tài)下，細胞內(nèi) NFκB 作為一種三聚體復合物存在，由 p65和 p50兩個亞單位與抑制物 IκB 連接而成。當?shù)鞍准っ?C磷酸化 IκB 后，抑制物 IκB 可從三聚體復合物中離解， NFκB 即可自由從胞質(zhì)向胞核轉(zhuǎn)移。然后， NFκB 與其結合位點作用，啟動多種細胞因子基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，從而誘導炎癥細胞的激活。 ? 細胞因子合成后在一定的條件下作為細胞間信使以不同的方式起作用 。 ① 自分泌：細胞因子與產(chǎn)生它的細胞之間相互作用 ， 調(diào)節(jié)細胞的功能； ② 旁分泌：細胞因子與相鄰細胞間作用 ， 對局部細胞的功能產(chǎn)生影響； ③ 內(nèi)分泌：細胞因子進入循環(huán)系統(tǒng)并與遠隔細胞相互作用 。 2．細胞因子的分泌方式及其與受體的關系 ? 細胞因子在細胞內(nèi)的主要功能是改變基因的表達及控制蛋白的合成 。 基因表達的調(diào)控有四條途徑：即激活 “ 沉默 ” 基因 、 表達基因的上調(diào) 、 表達基因的下調(diào) 、 關閉激活的基因 。 ? 細胞對細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。 ? 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)炎癥細胞因子的作用。 IL IL IL1 轉(zhuǎn)化生長因子 β 1(TGFβ 1)等均能明顯抑制單核巨噬細胞的致炎作用，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 均可刺激單核細胞產(chǎn)生 IL IL10， 而 IL IL10被激活后可強烈抑制 IL ILTNFα 等介質(zhì)的合成，從而形成一個自身產(chǎn)物的負反饋循環(huán)。 ? 在膿毒癥的病理生理過程中，宿主通過自身抑制物的效應來限制多種炎癥介質(zhì)的損害。該作用一方面依賴體內(nèi)產(chǎn)生抗炎性細胞因子，另一方面則與可溶性受體的合成、分泌密切相關。 3．細胞因子與炎癥反應平衡的關系 ? 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)細胞因子受體存在，參與調(diào)節(jié)宿主對細胞因子的反應。在炎癥狀態(tài)時，這些受體可以很快從細胞表面釋放，調(diào)節(jié)宿主細胞因子與細胞因子抑制劑的相對平衡。當炎癥介質(zhì)產(chǎn)生過量或可溶性受體合成不足時，機體內(nèi)炎性細胞則被過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)以全身炎癥反應為特征的病理性改變。 ? 根據(jù)細胞因子與其抑制物的平衡關系，模擬體內(nèi)的防御機制，及時應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。 ? 正常炎癥反應可以防止組織損傷擴大、促進組織修復，它屬于機體完整防御系統(tǒng)的一部分，是機體修復和生存所必需的。 嚴重創(chuàng)傷和感染性因素可以觸發(fā)初期的炎癥反應，但由于機體產(chǎn)生的多種炎癥介質(zhì)所形成的瀑布效應，則可使炎癥反應擴大甚至失去控制，最終導致以細胞自身性破壞為特征的全身性炎癥反應。 ? 機體炎癥反應失控所致膿毒癥不僅與細胞因子等炎癥介質(zhì)過度表達、分泌有關，也與機體內(nèi)源性抑制物產(chǎn)生不足有密切關系。 ? 細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) 動物實驗研究 ? 關于細胞因子在膿毒癥中的作用及意義 ， 許多學者采用多種膿毒癥模型進行了探討 。 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 ， 并伴隨嚴重的腎衰竭和肺水腫等 。 所有動物 TNFα水平都升高 ， 細菌攻擊后 ～ ， 4～ 6h后不能測出 。 預防性給予抗 TNFα抗體 ， 可明顯改善動物的病理生理變化及其預后 。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即達峰值 。 而 IL6升高延遲 ，至 8h才達到高峰 ， 使用抗 TNFα抗體能有效抑制 IL IL6的水平 ，提示 TNFα是介導多種細胞因子合成和嚴重感染并發(fā)癥的關鍵物質(zhì) 。 4．膿毒癥時細胞因子誘生的規(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患者細胞因子的產(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。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 IL6水平超過 3ng／ m1時有 50％病人死亡。但 IL1僅在極嚴重感染的病人中升高，一般同時伴有 ILTNFα 、 內(nèi)毒素的改變。 ? 臨床觀察表明， 嚴重燒傷和創(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， 這一趨勢以并發(fā)膿毒癥及MODS者尤為明顯，說明創(chuàng)傷后內(nèi)毒素血癥與體內(nèi) TNFα 等細胞因子的誘生可能有密切聯(lián)系。 ? 炎癥反應的重要觸發(fā)劑 —— 內(nèi)毒素 ， 可引起一系列細胞因子的產(chǎn)生 ， 并作用于機體的多種組織 ， 造成廣泛損傷 。另外 ， 外毒素 、 病毒及寄生蟲感染等在機體的膿毒性反應中也可起觸發(fā)劑的作用 。 細胞因子之間的網(wǎng)絡調(diào)控對于平衡炎癥的過程 ， 控制失控炎癥的發(fā)生 、 發(fā)展具有重要作用 。 TNF是細胞因子網(wǎng)絡的關鍵部分 ， 可誘導其他細胞因子的產(chǎn)生 ， 從而介導其部分生物學效應和參與體內(nèi)許多調(diào)節(jié)反應 。 關于 TNFα 與細胞因子的網(wǎng)絡作用 ，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．膿毒癥時細胞因子連鎖反應及網(wǎng)絡作用 (1) IL1 ? IL1是由單核巨噬細胞產(chǎn)生的一種蛋白質(zhì)，淋巴細胞及其他一些細胞也可分泌具有 IL1活性的分子。與 TNFα 相似，多種因素均可刺激體內(nèi)單核巨噬細胞產(chǎn)生 IL1。 IL1在多種免疫反應過程中均起重要的作用，其中最為重要的即是對細菌感染的炎癥反應。感染過程中的發(fā)熱很大程度上是直接或間接由 IL1引起的，除可誘導與細菌性膿毒癥有關的發(fā)熱、炎癥作用外， IL1還可以增加急性反應蛋白的合成，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一種重要的毒性介質(zhì)，在革蘭陰性菌膿毒癥的動物模型中觀察到細菌感染數(shù)小時后即可誘發(fā) IL1升高。 (2)IL6 ? 與 TNFα 、 IL1相似，