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失血性休克后免疫細(xì)胞功能抑制及對(duì)策
失血性休克后免疫細(xì)胞功能抑制及對(duì)策 創(chuàng)傷可引發(fā)過(guò)度的炎性反應(yīng)和顯著的細(xì)胞免疫功能抑制,手術(shù)或創(chuàng)傷病人易于并發(fā)感染和/或多臟器功能衰竭,多臟器功能衰竭已成為手術(shù)后患者的首要死因。正常的免疫反應(yīng)有賴于充分的Th1/Th2 反應(yīng)、完整的單核細(xì)胞-T 細(xì)胞相互作用和適當(dāng)?shù)募?xì)胞因子水平。本文主要綜述創(chuàng)傷性休克動(dòng)物模型和大型腹部手術(shù)大量失血后巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞功能的變化。
1. 創(chuàng)傷和失血后的心血管反應(yīng)。
創(chuàng)傷和失血后,心輸出量和器官血流量出現(xiàn)變化,使組織灌注和氧供降低,導(dǎo)致細(xì)胞缺氧和器官損傷,甚至死亡。血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放NO,是控制血管平滑肌張力的關(guān)鍵因素。創(chuàng)傷和失血后血管內(nèi)皮功能受到抑制,內(nèi)皮源性NO 釋放減少,使血管舒張功能減退甚至消失,血小板聚集增加和中性粒細(xì)胞侵入增加;毛細(xì)血管也出現(xiàn)這些反應(yīng),微血管的通透性增大,內(nèi)皮的完整性受到破壞,出現(xiàn)毛細(xì)血管滲漏,粘附分子如細(xì)胞間粘附分子(ICAM)-1、血管細(xì)胞粘附分子(VCAM)-1、P選擇素和E選擇素等的表達(dá)增高,從而啟動(dòng)炎性反應(yīng),進(jìn)而導(dǎo)致創(chuàng)傷-出血性休克后的免疫抑制。已經(jīng)證實(shí)外源性性抗原由巨噬細(xì)胞胞吞和溶胞為小的抗原多肽之后,這些小的抗壓多肽由其細(xì)胞表面的MHC-II 分子遞呈給CD4+T 細(xì)胞,抗原提呈需要細(xì)胞表面受體如CD4、細(xì)胞表面結(jié)合和可溶性的分子激活T 細(xì)胞,其中IL-12 和TNF-α決定是否產(chǎn)生Th1 依賴的細(xì)胞免疫和巨噬細(xì)胞激活,IL-4 和-10 決定著是否產(chǎn)生 Th2 依賴性的免疫抑制。
2. 手術(shù)后巨噬細(xì)胞功能
2.1 巨噬細(xì)胞的細(xì)胞因子釋放
多數(shù)手術(shù)后免疫研究通過(guò)外周血細(xì)胞功能和血漿各種相關(guān)介質(zhì)的水平進(jìn)行評(píng)估。很多動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究檢測(cè)大手術(shù)后各種炎癥介質(zhì)的釋放、激活或抑制及其進(jìn)展和相互作用。手術(shù)或創(chuàng)傷后患者易出現(xiàn)免疫防御功能受損。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),失血性休克后的細(xì)胞免疫功能很快出現(xiàn)抑制;創(chuàng)傷-失血休克后,脾、腹膜和肺泡的巨噬細(xì)胞對(duì)脂多糖刺激而釋放白介素(IL) -2、-6 和腫瘤壞死因子(TNF)-α的能力降低;脾和腹膜巨噬細(xì)胞IL-6 釋放抑制一直持續(xù)達(dá)7 天之久;相對(duì)于軟組織損傷合并失血性休克,軟組織損傷合并失血性休克和骨折時(shí)免疫抑制時(shí)間更久。臨床發(fā)現(xiàn),手術(shù)創(chuàng)傷后循環(huán)中的單核細(xì)胞對(duì)細(xì)菌或內(nèi)毒素的反應(yīng)能力降低;并發(fā)膿毒血癥患者術(shù)后很快就出現(xiàn)單核細(xì)胞失功能,其促炎和抗炎因子分泌均顯著降低,這提示免疫抑制是手術(shù)的一個(gè)直接反應(yīng),而不是機(jī)體對(duì)手術(shù)的間接調(diào)節(jié)反應(yīng)。膿毒血癥的轉(zhuǎn)歸與單核細(xì)胞促炎因子功能的恢復(fù)相關(guān),而與抗炎因子無(wú)關(guān)。
單核細(xì)胞源性細(xì)胞因子IL-12 可啟動(dòng)充分的T 細(xì)胞反應(yīng),手術(shù)前選擇性抑制單核細(xì)胞 IL-12 的分泌,手術(shù)后就會(huì)出現(xiàn)致命性的膿毒血癥;大創(chuàng)傷早期就出現(xiàn)單核細(xì)胞IL-12 的量和活性均下降,單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)的IL-12 分泌抑制使創(chuàng)傷早期的T 細(xì)胞反應(yīng)表現(xiàn)為Th2 方式。
創(chuàng)傷-失血休克后,與脾、腹膜和肺泡巨噬細(xì)胞不同,休克后24 內(nèi)庫(kù)否氏細(xì)胞表現(xiàn)為分泌促炎因子(IL-2、-6和TNF-α)的能力增強(qiáng),失血性休克和復(fù)蘇后2 小時(shí)庫(kù)否氏細(xì)胞TNF- α增高,而脾巨噬細(xì)胞分泌下降。Pellegrini 等證實(shí)創(chuàng)傷病人的細(xì)胞相關(guān)TNF-α與可溶性 TNF-α受體的比值變化和多臟器功能衰竭的發(fā)生率呈正比,細(xì)胞相關(guān)TNF-α的變化在損傷后免疫調(diào)節(jié)中起著重要作用。由于庫(kù)否氏細(xì)胞、脾和腹膜的巨噬細(xì)胞所處的微環(huán)境不同,上述資料還說(shuō)明創(chuàng)傷和失血性休克在不同的組織床產(chǎn)生的效應(yīng)不同,可能由于脾中的巨噬細(xì)胞與T 細(xì)胞最接近,而在創(chuàng)傷-失血性休克后的免疫抑制中發(fā)揮更重要的作用。雖然不同微環(huán)境中巨噬細(xì)胞所分泌細(xì)胞因子的變化有所不同,但是創(chuàng)傷-失血性休克后所有組織床中巨噬
細(xì)胞的抗原提呈功能均表現(xiàn)為抑制。
2.2 大手術(shù)后巨噬細(xì)胞的抗原提呈
抗原提呈是抗原提呈細(xì)胞在其表面表達(dá)抗原,并可以被T 細(xì)胞識(shí)別�？乖话阆忍幚頌樾〉目乖�,然后和MHC-II形成復(fù)合體并遞呈給幫助T淋巴細(xì)胞,或者和MHC-II形成復(fù)合體而成為細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞的目標(biāo),一個(gè)完整的抗原提呈過(guò)程還要求抗原提呈細(xì)胞提供一個(gè)膜和/或可溶性的共刺激信號(hào)。手術(shù)患者并發(fā)膿毒血癥的關(guān)鍵因素是單核細(xì)胞功能受損和單核細(xì)胞-T 細(xì)胞相互作用受到抑制,人白細(xì)胞抗原(HLA)-DR 受體表達(dá)被抑制并發(fā)膿毒血癥的幾率增大,且抑制程度與預(yù)后正相關(guān);如果早期矯正HLA-DR 受體表達(dá)的抑制,則膿毒血癥的發(fā)生率降低;一旦創(chuàng)傷病人的延遲型超敏反應(yīng)(亦為抗原特異性)被抑制,則預(yù)后很差。大手術(shù)后FcR+單核細(xì)胞亞群比例增高,該亞群與激活的巨噬細(xì)胞變化相似,均表現(xiàn)為促炎因子合成增加和抗原提呈抑制。
創(chuàng)傷和大型手術(shù)后患者細(xì)胞免疫發(fā)生抑制,使膿毒血癥發(fā)生率增高,部分原因可能是巨噬細(xì)胞的抗原提呈能力下降。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多個(gè)因素,包括代謝率、抗炎因子、前列腺素類和 NO 等降低,與巨噬細(xì)胞抗原提呈能力下降有關(guān),T細(xì)胞反應(yīng)受損是否是巨噬細(xì)胞功能降低的原因仍有爭(zhēng)論。
3. 失血性休克后淋巴細(xì)胞功能
臨床和基礎(chǔ)研究均發(fā)現(xiàn),手術(shù)、鈍性傷和切割等創(chuàng)傷后T 細(xì)胞對(duì)刀豆素A 和植物凝血素等促有絲分裂刺激的反應(yīng)能力降低,且降低程度與損傷程度成正比;創(chuàng)傷-失血性休克后脾細(xì)胞對(duì)絲裂素和刀豆素A等刺激的增殖能力降低;Hensler 等發(fā)現(xiàn)大手術(shù)后T淋巴細(xì)胞體外增殖和細(xì)胞因子分泌功能嚴(yán)重受損。這些研究均觀察到手術(shù)后早期T 淋巴細(xì)胞分泌功能受損,其IL-12、INF-γ和TNF-α分泌下降。T細(xì)胞增殖和分泌IL-12 和TNF的能力受損與膿毒血癥死亡率成正比,提示T細(xì)胞在手術(shù)后感染的免疫防御中的重要作用。
創(chuàng)傷-失血性休克2 小時(shí)后脾細(xì)胞所分泌的Th1 淋巴因子如IL-12 和INF-γ等降低,這一抑制一直持續(xù)達(dá)5 天之久,而抗炎因子IL-10(Th2 淋巴因子)則增高。在創(chuàng)傷動(dòng)物的脾細(xì)胞培養(yǎng)皿中加入抗IL-10 單克隆抗體以中和IL-10,可以恢復(fù)脾細(xì)胞被抑制的增殖能力。燒傷后早期應(yīng)用抗IL-10 治療可防止T細(xì)胞免疫抑制和提高膿毒血癥的生存率。因此,創(chuàng)傷 -失血性休克后IL-10 分泌增加可能是導(dǎo)致脾細(xì)胞Th1 淋巴因子受到抑制的重要原因。
4. 循環(huán)炎性和抗炎介質(zhì)
部分在創(chuàng)傷和大手術(shù)后出現(xiàn)免疫抑制的患者,可以出現(xiàn)血漿炎性細(xì)胞因子濃度增高,說(shuō)明這些病人的免疫潛能細(xì)胞被激活,而上文的離體研究所發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞免疫抑制現(xiàn)象,可能是體內(nèi)發(fā)生了大的免疫激活后的免疫細(xì)胞低反應(yīng)性表現(xiàn)。
動(dòng)物和人體研究均發(fā)現(xiàn),創(chuàng)傷、嚴(yán)重失血和膿毒血癥時(shí)血漿中促炎因子,如TNF-α、 IL-1 和IL-6等,增大幅度增高。IL-6同時(shí)還有抗炎效應(yīng):在控制局部和全身的急性炎癥反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用,可以刺激一些抗炎因子,如IL-1受體拮抗劑和TNF受體等,的釋放, IL-1 受體拮抗劑和TNF 受體與循環(huán)中促炎因子結(jié)合而發(fā)揮抗炎作用。IL-6 還能觸發(fā)前列腺素E2(PGE2)的釋放,后者可能是最強(qiáng)的內(nèi)皮源性T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞免疫反應(yīng)抑制劑,PGE2 可以引起強(qiáng)抗炎因子IL-10 的釋放,進(jìn)而抑制單核細(xì)胞活性。使用IL-10 抗體可以恢復(fù)PGE2 引起的單核細(xì)胞抑制。這種血漿因子變化臨床上稱為抗炎反應(yīng)綜合癥。目前對(duì)手術(shù)和膿毒血癥患者進(jìn)行的一些細(xì)胞因子治療,可能是由于用藥時(shí)間、劑量或合用藥物等因素難以掌握,沒能取得滿意的臨床效果。
上述研究提示了促炎因子在手術(shù)或創(chuàng)傷病人病理生理中的重要地位,臨床上的重癥監(jiān)護(hù)病人進(jìn)行這些促炎因子和抗炎因子的監(jiān)測(cè),可以提示細(xì)胞內(nèi)所發(fā)生的一些變化和細(xì)胞內(nèi)環(huán)境,這對(duì)于危重病治療可能很有用處。
5. 性別對(duì)免疫反應(yīng)的影響
很多的研究顯示創(chuàng)傷出血性后的免疫抑制具有性別特異性:雌鼠發(fā)情周期的發(fā)情前期進(jìn)行創(chuàng)傷-失血性休克,其巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞反應(yīng)性能夠正常維持,甚至得到加強(qiáng),而雄性鼠則表現(xiàn)為抑制;雌鼠創(chuàng)傷-失血性休克時(shí),信號(hào)傳導(dǎo)通路p38 呈現(xiàn)減弱狀態(tài),而雄性鼠的該信號(hào)通路傳導(dǎo)增強(qiáng),這一差別可能是前者在誘導(dǎo)膿毒血癥后病死率低的主要原因。免疫抑制的性別特異性說(shuō)明雄性激素具有免疫抑制作用,而雌性激素具有免疫保護(hù)作用,雄性鼠去勢(shì)兩周后再進(jìn)行創(chuàng)傷-失血性休克時(shí),脾和腹膜巨噬細(xì)胞因子的釋放和皮細(xì)胞免疫反應(yīng)就得到了保護(hù),巨噬細(xì)胞MHC-II表達(dá)的抑制現(xiàn)象也不見了。雌激素具有免疫增強(qiáng)作用,給雄性鼠注射雌二醇可以使創(chuàng)傷失血性休克后的免疫抑制得到恢復(fù);卵巢切除的雌性鼠表現(xiàn)免疫抑制,再進(jìn)行中樞性雌激素支持又可以維持其免疫反應(yīng)。臨床上膿毒血癥、大手術(shù)、創(chuàng)傷或大失血的患者可以見到同樣的免疫抑制性別特異性現(xiàn)象,感染的發(fā)病率和死亡率男性均高于女性
6. 可能的免疫調(diào)節(jié)對(duì)策
應(yīng)激后宿主的免疫反應(yīng)加劇是雙刃劍,目前的免疫治療目標(biāo)是既保護(hù)其防御機(jī)制又可以抑制其副作用,一般采用免疫調(diào)節(jié)的方法,而不是阻滯某個(gè)介質(zhì)。
免疫調(diào)節(jié)的原理多是基于性激素/受體拮抗劑對(duì)T 細(xì)胞和單核細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)特性。創(chuàng)傷-出血性休克和復(fù)蘇后應(yīng)用雄激素受體拮抗劑氟他胺,可以使脾和腹膜巨噬細(xì)胞受到抑制的細(xì)胞因子釋放得到恢復(fù)正常,在并發(fā)膿毒血癥之后連續(xù)3 天應(yīng)用氟他胺亦有相似的促恢復(fù)效果,并可降低大出血后由膿毒血癥所致的死亡率。臨床上氟他胺用藥時(shí)間遠(yuǎn)超于3 天都少見副作用,用于創(chuàng)傷病人進(jìn)行免疫抑制的調(diào)節(jié)會(huì)一個(gè)是很好的選擇。女性激素本身就有保護(hù)創(chuàng)傷-休克后免疫反應(yīng)的作用,研究發(fā)現(xiàn)對(duì)哪行和卵巢切除患者應(yīng)用單次劑量的雌二醇可使受到抑制的免疫功能恢復(fù)。雌二醇可能就是女性維持免疫反應(yīng)性的原因,應(yīng)用于男性、卵巢切除或停經(jīng)女性可恢復(fù)創(chuàng)傷和大失血后的免疫抑制。
脫氫表雄酮是血漿中含量最多的類固醇激素,它是合成5α-雙氫睪酮和雌二醇的中間產(chǎn)物,可使雄性鼠創(chuàng)傷-失血性休克后的T 細(xì)胞和單核細(xì)胞抑制得到恢復(fù),顯著改善并發(fā)膿毒血癥者的生存率。體外脫氫表雄酮增強(qiáng)脂多糖對(duì)大手術(shù)后患者外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMCs)細(xì)胞因子釋放的抑制作用,對(duì)手術(shù)后血漿培養(yǎng)的手術(shù)后細(xì)胞亦具有顯著的免疫調(diào)節(jié)作用;體外雌二醇受體阻滯劑三苯氧胺可以阻斷脫氫表雄酮對(duì)T細(xì)胞和PBMCs的免疫保護(hù)作用,提示脫氫表雄酮免疫保護(hù)機(jī)制與雌二醇受體有關(guān)。已經(jīng)證實(shí)短期使用脫氫表雄酮沒有明顯的副作用。因此,脫氫表雄酮可用于治療免疫抑制,但是手術(shù)患者中脫氫表雄酮的在體效果還有待證實(shí)。
粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)也具有免疫調(diào)節(jié)作用,它可誘導(dǎo)手術(shù)后釋放新的單核細(xì)胞。研究顯示圍手術(shù)期應(yīng)用G-CSF 可防止手術(shù)后單核細(xì)胞活性降低、保持適當(dāng)?shù)腡h1/Th2 比值和適當(dāng)減輕免疫細(xì)胞的急性期反應(yīng)程度,還能夠減少手術(shù)后并發(fā)膿毒血癥的發(fā)病率。免疫增強(qiáng)膳食和高張鹽水復(fù)蘇亦可降低手術(shù)后的膿毒血癥的發(fā)生率,據(jù)推測(cè)可能是這些方法有助于維持平衡的免疫細(xì)胞和炎癥介質(zhì)。
上述藥物在手術(shù)后患者中預(yù)防膿毒血癥和提高生存率的效果還有待于大型的臨床研究證實(shí)。
7. 總結(jié)
總之,手術(shù)的和非手術(shù)的創(chuàng)傷和大失血可顯著抑制細(xì)胞免疫,尤其是單核細(xì)胞-T 細(xì)胞之間的相互作用,從而增加膿毒血癥的發(fā)病率。手術(shù)患者的免疫調(diào)節(jié)治療集中于保護(hù)淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞,既避免它們過(guò)渡激活又避免過(guò)度抑制;抑制一些特別的介質(zhì)如IL-1或TNF-α取得了很好的實(shí)驗(yàn)研究效果,臨床效果卻不明顯。圍手術(shù)期應(yīng)用G-CSF 可誘導(dǎo)手術(shù)后釋放新的單核細(xì)胞而防止大手術(shù)后免疫抑制,但是G-CSF 的這種免疫保護(hù)作用是否能夠減少手術(shù)后患者感染的發(fā)生率和死亡率還有待證實(shí)。臨床上已經(jīng)使用性激素/受體拮抗劑氟他胺和/或雌二醇,以及類似雌二醇的藥物脫氫表雄酮進(jìn)行免疫調(diào)節(jié),這些藥物調(diào)節(jié)單核細(xì)胞和T細(xì)胞的反應(yīng)性,是臨床創(chuàng)傷患者安全、有效的免疫抑制治療藥物。
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