李 晗，陳 強(qiáng)，韓旭東

（1 南通大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江蘇226001；2 南通大學(xué)附屬第三人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科）

膿毒癥是重癥醫(yī)學(xué)關(guān)注的高致死性疾病,由宿主對(duì)感染反應(yīng)失調(diào)導(dǎo)致[1-2]。美國(guó)每年有20 多萬(wàn)人死于膿毒癥[3]。膿毒癥全身炎癥反應(yīng)失調(diào)導(dǎo)致多器官功能障礙綜合征,肝、肺、心血管、腎和胃腸道等重要器官發(fā)生功能障礙,甚至死亡[1]。肝損傷嚴(yán)重影響膿毒癥的病情程度和預(yù)后[4-5],膿毒癥患者肝功能障礙發(fā)生率34%～46%,肝衰竭發(fā)生率1.3%～22%[6]。肝臟在人體代謝和免疫穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用,具有解毒、儲(chǔ)存、能量產(chǎn)生、營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)換、調(diào)節(jié)激素平衡和參與凝血過(guò)程等多種重要功能。肝功能障礙和肝衰竭可直接導(dǎo)致膿毒癥進(jìn)展和患者死亡[7-8]。本綜述將討論肝臟在膿毒癥發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的作用及機(jī)制,闡述肝損傷對(duì)膿毒癥預(yù)后的影響,以及肝臟功能在膿毒癥診斷和治療中的重要性,為研究膿毒癥治療的新方法提供理論依據(jù)。

1 膿毒癥期間肝臟發(fā)揮的作用

1.1 清除細(xì)菌作用 作為主要負(fù)責(zé)血液凈化和解毒的器官,肝臟在膿毒癥時(shí)清除細(xì)菌、毒素方面起關(guān)鍵作用[9]。膿毒癥患者死亡率、肝損傷嚴(yán)重程度與體內(nèi)細(xì)菌或毒素水平相關(guān)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),靜脈注射的細(xì)菌60%在10 分鐘后被肝臟捕獲,80%以上在6 小時(shí)后被肝臟捕獲。肝臟是中性粒細(xì)胞聚集的主要場(chǎng)所,膿毒癥時(shí)細(xì)菌、毒素等侵入肝臟,中性粒細(xì)胞在肝臟脈管系統(tǒng)形成胞外誘捕網(wǎng)(neutrophil extracellulartraps,NETs)捕獲并殺死細(xì)菌[10-11]。當(dāng)肝功能障礙時(shí),中性粒細(xì)胞吞噬殺菌作用減少,補(bǔ)體生成和抗原呈遞功能受損,肝臟清除細(xì)菌功能缺陷,從而導(dǎo)致菌血癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增高[12],嚴(yán)重影響膿毒癥患者的死亡率和預(yù)后。

1.2 介導(dǎo)炎癥反應(yīng) 膿毒癥期間肝臟是炎癥介質(zhì)的來(lái)源,是啟動(dòng)炎癥反應(yīng)、清除細(xì)菌內(nèi)毒素的主要場(chǎng)所。膿毒癥時(shí)受損肝臟還可誘導(dǎo)其他器官發(fā)生有害炎癥反應(yīng),因此肝臟在膿毒癥炎癥反應(yīng)和多器官功能損傷過(guò)程中起重要作用[13]。

1.2.1 介導(dǎo)促炎反應(yīng)：肝臟庫(kù)普弗細(xì)胞(Kupffer cell)負(fù)責(zé)在膿毒癥早期產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子,并介導(dǎo)肝損傷的形成。在有害細(xì)菌或內(nèi)毒素攻擊機(jī)體后,Kupffer細(xì)胞可促進(jìn)早期促炎介質(zhì)腫瘤壞死因子-α(TNFα)、白介素-1(IL-1)、白介素-6(IL-6)、干擾素-γ(IFN-γ)、白介素-8(IL-8)和單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)等釋放。膿毒癥大鼠實(shí)驗(yàn)證實(shí),敲除巨噬細(xì)胞可減少促炎細(xì)胞因子分泌、改善肝臟微循環(huán)衰竭、減少肝細(xì)胞凋亡,預(yù)防早期肝損傷和肝功能障礙的發(fā)生,減輕全身炎癥反應(yīng)?？刂颇摱景Y期間Kupffer細(xì)胞過(guò)度活躍可能是抑制炎癥反應(yīng)、保護(hù)器官免受損傷的新方法。

肝臟自然殺傷T 細(xì)胞(NKT)在膿毒癥局部和全身促炎反應(yīng)中起關(guān)鍵作用。NKT 細(xì)胞占肝臟總T 細(xì)胞群10%～20%,在膿毒癥小鼠體內(nèi)NKT 細(xì)胞被激活,其表面分子CD69 和CD25 表達(dá)增加,并且胞內(nèi)因子TNF-α、IFN-γ、MCP-1、IL-6、IL-4、IL-10 等陽(yáng)性的NKT 細(xì)胞增多。在膿毒癥早期階段NKT 的主要作用是促炎、誘導(dǎo)Th1 型免疫反應(yīng),在后期NKT細(xì)胞因子譜轉(zhuǎn)變?yōu)門h2 型免疫應(yīng)答。敲除NKT 細(xì)胞或阻斷NKT 細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)可減輕全身炎癥反應(yīng),膿毒癥小鼠的存活率增加35%。因此,肝臟NKT 細(xì)胞在膿毒癥發(fā)揮調(diào)節(jié)全身炎癥反應(yīng)和提高存活率的重要作用。

自然殺傷細(xì)胞(NK)是膿毒癥炎癥反應(yīng)的主要參與者,肝臟中20%～30%淋巴細(xì)胞為NK 細(xì)胞。在膿毒癥期間,與非致死性感染小鼠相比,致死性感染小鼠肝臟中具有更多的NK 細(xì)胞。NK 細(xì)胞產(chǎn)生高水平IFN-γ、TNF-α 和IL-10,并在肝臟中誘導(dǎo)嚴(yán)重的細(xì)胞凋亡。內(nèi)毒素(LPS)直接作用于NK 細(xì)胞,通過(guò)Toll 樣受體4(TLR4)信號(hào)傳導(dǎo)通路誘導(dǎo)細(xì)胞因子表達(dá)。敲除NK 細(xì)胞可以減少肝臟和血清中IFN-γ 和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子的生成,減輕膿毒癥小鼠組織損傷,降低死亡率。因此,NK 細(xì)胞通過(guò)增強(qiáng)局部和全身炎癥反應(yīng)以及直接損傷宿主細(xì)胞來(lái)介導(dǎo)膿毒癥的發(fā)生。

CD8+T 細(xì)胞在膿毒癥炎癥反應(yīng)和肝損傷過(guò)程中也發(fā)揮作用。經(jīng)盲腸結(jié)扎穿刺法(CLP)誘導(dǎo)的膿毒癥小鼠模型,其肝臟中CD8+T 細(xì)胞數(shù)量增加一倍,并表達(dá)Fas 配體(FasL),促進(jìn)核因子κB(NF-κB)激活和促炎因子轉(zhuǎn)錄[14]。CLP 術(shù)后小鼠肝臟中CD4+T、CD8+T 和其他免疫細(xì)胞生成增多,Fas 和FasL 上調(diào),細(xì)胞凋亡增加。

此外,肝竇內(nèi)皮細(xì)胞和肝星狀細(xì)胞通過(guò)模式識(shí)別受體識(shí)別來(lái)自病原體的蛋白質(zhì),充當(dāng)肝臟的抗原呈遞細(xì)胞,與Kupffer 細(xì)胞一起激活肝臟NKT 細(xì)胞和經(jīng)典T 細(xì)胞,并促進(jìn)中性粒細(xì)胞在肝臟中聚集。

1.2.2 介導(dǎo)免疫抑制：膿毒癥時(shí)肝臟除了產(chǎn)生促炎因子,還誘導(dǎo)抗炎介質(zhì)如IL-10、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)和糖皮質(zhì)激素等生成,在抑制免疫反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。多種肝臟駐留細(xì)胞參與免疫調(diào)節(jié)過(guò)程,與循環(huán)中細(xì)胞共同誘導(dǎo)肝臟對(duì)毒素的免疫耐受,抑制全身炎癥反應(yīng),從而保護(hù)器官免受損傷。誘導(dǎo)肝臟對(duì)內(nèi)毒素的免疫耐受是膿毒癥免疫抑制的主要機(jī)制,雖然這種作用可以預(yù)防膿毒癥或全身性炎癥的發(fā)生,但也是膿毒癥死亡的主要原因[15]。LPS 刺激后單核細(xì)胞下調(diào)TLR4 表達(dá),降低了LPS 炎癥效應(yīng),單核細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α 減少、IL-10 增多,免疫耐受細(xì)胞抗原呈遞能力下降,當(dāng)細(xì)菌或毒素再次攻擊機(jī)體時(shí),它們產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子而不是促炎因子,從而誘導(dǎo)免疫抑制。

1.2.3 調(diào)節(jié)促炎和抗炎平衡：肝臟促炎和抗炎反應(yīng)的平衡至關(guān)重要。膿毒癥時(shí)肝臟Kupffer 細(xì)胞、NK 細(xì)胞、NKT 細(xì)胞、CD8+T 細(xì)胞、CD4+T 細(xì)胞及其他駐留細(xì)胞與循環(huán)中免疫細(xì)胞相互作用,以調(diào)節(jié)局部和全身促炎與抗炎反應(yīng)的平衡。當(dāng)機(jī)體感染后促炎反應(yīng)占主導(dǎo),可導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)的發(fā)生,從而促進(jìn)器官損傷和患者死亡;若主要誘導(dǎo)抗炎反應(yīng),則清除細(xì)菌和攝取吸收LPS 的能力受損,機(jī)體對(duì)感染失控制,患者容易反復(fù)感染,死亡率增加。當(dāng)促炎反應(yīng)和抗炎反應(yīng)處于平衡狀態(tài),有助于細(xì)菌清除、炎癥消退和膿毒癥恢復(fù)。因此,調(diào)節(jié)肝功能和肝臟免疫應(yīng)答是治療膿毒癥,保護(hù)器官功能的新策略。

2 膿毒癥肝損傷機(jī)制

感染、過(guò)度炎癥反應(yīng)、微循環(huán)衰竭和治療副作用均為膿毒癥肝損傷的原因,膿毒癥肝損傷的臨床表現(xiàn)包括缺氧性肝炎、膿毒癥誘發(fā)的膽汁淤積和以凝血病為主要表現(xiàn)的蛋白質(zhì)合成功能障礙。

2.1 缺氧性肝炎 缺氧性肝炎又稱缺氧性肝損傷,由于膿毒癥時(shí)動(dòng)脈壓降低和(或)靜脈壓升高,導(dǎo)致肝臟血流量減少,血氧濃度不足。另外,微血栓形成進(jìn)一步加重肝臟灌注不足[16]。缺氧性肝炎診斷標(biāo)準(zhǔn)：出現(xiàn)心臟、呼吸或循環(huán)衰竭;血清轉(zhuǎn)氨酶突然急劇升高(＞正常上限20 倍);排除急性肝細(xì)胞壞死的其他原因。在重癥膿毒癥患者中缺氧性肝炎的發(fā)病率約10%,院內(nèi)死亡率約50%[17-18]。1/3 缺氧性肝損患者出現(xiàn)膽汁淤積性肝功能障礙。

2.2 膽汁瘀積 膽汁瘀積是膿毒癥患者的常見并發(fā)癥[3,19],由肝細(xì)胞水平的膽汁形成受損(肝細(xì)胞性膽汁瘀積)或膽管水平的膽汁流形成受限(導(dǎo)管性膽汁瘀積)所致。膿毒癥動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,促炎因子和炎癥介質(zhì)下調(diào)肝細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的表達(dá),因而炎癥反應(yīng)和肝細(xì)胞性膽汁性瘀積可能有關(guān)[20]。磷脂酰肌醇3-激酶γ(PI3Kγ)是膿毒癥膽汁瘀積的重要觸發(fā)因素,敲除PI3Kγ 后可保護(hù)小鼠免受膿毒癥誘發(fā)的膽汁瘀積性損害[21]。約20%重癥膿毒癥患者發(fā)生膽汁瘀積性肝功能障礙和黃疸,且常與嚴(yán)重感染、心衰、高壓機(jī)械通氣或藥物有關(guān),實(shí)驗(yàn)室檢查表現(xiàn)為總膽紅素、堿性磷酸酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶升高[22]。

2.3 凝血功能障礙 膿毒癥時(shí)可出現(xiàn)廣泛的凝血紊亂,從實(shí)驗(yàn)室結(jié)果的輕微偏差(凝血時(shí)間延長(zhǎng)、血小板減少等)直至嚴(yán)重凝血病和(或)彌散性血管內(nèi)凝血(DIC)發(fā)生。凝血功能障礙的主要原因是微血管內(nèi)皮損傷,導(dǎo)致纖溶和凝血系統(tǒng)間平衡失調(diào)。內(nèi)皮損傷的表現(xiàn)包括血管張力降低、血小板或纖維蛋白凝塊堵塞毛細(xì)血管以及硫酸乙酰肝素降解導(dǎo)致的促凝狀態(tài)[23]。

3 膿毒癥肝損傷的病理組織學(xué)表現(xiàn)

膿毒癥早期肝功能障礙時(shí)不一定伴有明顯的組織學(xué)變化,但在肝損傷和肝功能衰竭時(shí)常出現(xiàn)組織學(xué)顯著改變,大多數(shù)膿毒癥患者的尸檢可觀察到肝炎和肝脂肪變性。很多學(xué)者通過(guò)動(dòng)物模型對(duì)膿毒癥肝損傷的組織病理學(xué)進(jìn)行深入研究,CLP 誘導(dǎo)建立的大鼠膿毒癥模型,其早期肝功能改變包括葡萄糖代謝、藥物解毒和氧化等功能受抑,但組織學(xué)變化不明顯;在造模后6 小時(shí)開始出現(xiàn)肝轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的變化,在造模后15 小時(shí)由于肝臟結(jié)合能力缺陷而表現(xiàn)為非結(jié)合膽汁酸升高,還可觀察到脂肪變性、膽汁瘀積和肝細(xì)胞損傷等,這些變化與肝細(xì)胞凋亡、壞死和中性粒細(xì)胞積聚有關(guān)。在實(shí)驗(yàn)誘導(dǎo)的膿毒癥小鼠中可觀察到肝纖維化表現(xiàn)。膿毒癥患者在肝功能障礙早期表現(xiàn)為血清膽紅素和堿性磷酸酶水平升高,晚期可能在持續(xù)性低血壓后出現(xiàn)轉(zhuǎn)氨酶升高,主要組織學(xué)變化包括肝臟點(diǎn)狀壞死、門靜脈炎癥、氣球樣變性和脂肪變性等。

4 結(jié) 語(yǔ)

肝臟在膿毒癥過(guò)程中是一把“雙刃劍”,其介導(dǎo)的免疫反應(yīng)有助于清除細(xì)菌和毒素,但同時(shí)也會(huì)引起炎癥反應(yīng)、免疫抑制,造成多器官損傷。肝臟在膿毒癥病程和維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定中起著重要的調(diào)節(jié)作用,因此糾正肝功能紊亂和減輕肝損傷對(duì)改善患

者預(yù)后,提高生存率至關(guān)重要[22,24]。進(jìn)一步研究膿毒癥相關(guān)肝損傷的病理生理以及肝功能障礙促進(jìn)膿毒癥進(jìn)展的機(jī)制,有助于發(fā)現(xiàn)膿毒癥新的治療靶點(diǎn),改進(jìn)治療策略。