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免疫細(xì)胞在膿毒血癥中的作用及機(jī)制研究進(jìn)展

2020-05-10 03:58:24楊雪李智周宗貞楊勇
藥學(xué)進(jìn)展 2020年3期
關(guān)鍵詞:毒血癥單核細(xì)胞免疫抑制

楊雪,李智,周宗貞,楊勇*

(1. 中國藥科大學(xué)藥物科學(xué)研究院,江蘇 南京 211100;2. 海南中和藥業(yè)股份有限公司,海南 ???570208)

膿毒血癥的自然病程分為2 個(gè)階段,早期階段以促炎性反應(yīng)為特征,轉(zhuǎn)而進(jìn)入漫長的免疫抑制階段。僅有大約10%的患者死于早期的過度炎癥反應(yīng)和難以控制的感染,絕大多數(shù)的患者可以渡過早期的急性期,進(jìn)入相對較長的抗炎和免疫抑制期,而這種狀態(tài)的持續(xù)使原發(fā)感染難以控制,同時(shí)引起二次感染和醫(yī)院獲得性感染,導(dǎo)致高達(dá)90%的患者死于免疫抑制時(shí)期,死因是由于免疫細(xì)胞功能受損和組織灌流不足而共同導(dǎo)致的多器官功能衰竭?;颊咴诙冗^最初強(qiáng)烈的促炎反應(yīng)階段后,免疫細(xì)胞的功能開始受到損傷,包括CD4+和CD8+T 細(xì)胞、B 淋巴細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞(DC)等在各個(gè)器官中發(fā)生大量凋亡,重要臟器中關(guān)鍵免疫效應(yīng)細(xì)胞的嚴(yán)重凋亡導(dǎo)致了機(jī)體的免疫抑制。研究表明防止淋巴細(xì)胞凋亡可以提高膿毒血癥患者的生存率[1]。凋亡的危害不僅與免疫細(xì)胞的嚴(yán)重丟失有關(guān),且與凋亡細(xì)胞攝取對存活免疫細(xì)胞的影響有關(guān)。單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和DC 攝取凋亡細(xì)胞,通過誘導(dǎo)無功能的細(xì)胞增多,促進(jìn)白細(xì)胞介素-10(IL-10)的產(chǎn)生,導(dǎo)致免疫耐受[2]。因此,膿毒血癥誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡具有多重深刻的影響,其損害了宿主的防御能力。而膿毒血癥患者免疫系統(tǒng)發(fā)生多種變化,并不是所有的免疫細(xì)胞都發(fā)生嚴(yán)重凋亡,如嗜中性粒細(xì)胞反而凋亡延遲??梢?,免疫細(xì)胞在膿毒血癥期間的免疫應(yīng)答和維持機(jī)體免疫平衡中起關(guān)鍵作用,理解不同免疫細(xì)胞群體在膿毒血癥中的作用變化和機(jī)制或可為膿毒血癥的治療帶來新的思路。

1 骨髓來源的抑制細(xì)胞與膿毒血癥

骨髓來源的抑制細(xì)胞(MDSC)是一類髓系來源、未分化完全、具有免疫抑制功能的異質(zhì)性細(xì)胞群體,其包括DC、巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞的前體等。在正常情況下,未成熟的骨髓細(xì)胞(IMC)可以分化為成熟的免疫細(xì)胞。然而,在某些病理?xiàng)l件下,這種終末分化常常被抑制,導(dǎo)致異質(zhì)性群體IMC 的積累,即MDSC[3]。這種異質(zhì)群體不能分化成正常的免疫細(xì)胞,體外培養(yǎng)晚期的MDSC,發(fā)現(xiàn)其缺乏離體分化的能力[4]。根據(jù)表面標(biāo)志物及細(xì)胞核的形狀可以將小鼠MDSC 分為粒細(xì)胞型和單核細(xì)胞型[5]。在小鼠膿毒血癥的盲腸結(jié)扎穿孔(CLP)模型中,隨著病程的發(fā)生,MDSC 在骨髓中的比例顯著擴(kuò)大,晚期MDSC 高達(dá)骨髓細(xì)胞的88%[4],在嚴(yán)重膿毒血癥或膿毒血癥感染性休克的患者中也同樣檢測到MDSC 數(shù)目的增加[6]。

MDSC 在各種炎癥和感染的刺激條件下生成,在膿毒血癥中最重要的特點(diǎn)是其免疫抑制功能,MDSC 通過產(chǎn)生免疫抑制物質(zhì)和抑制T 細(xì)胞的增殖和活化來減弱先天性和獲得性免疫反應(yīng)[7]。膿毒血癥早期小鼠的MDSC 產(chǎn)生高水平的促炎性細(xì)胞因子:腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和IL-6 以及一氧化氮(NO),而晚期膿毒血癥小鼠產(chǎn)生更高水平的抗炎性細(xì)胞因子IL-10、轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)和精氨酸酶(Arg)[5]。MDSC 的另外一個(gè)重要的免疫抑制功能是抑制T 細(xì)胞活化、功能和增殖能力,MDSC 能夠顯著降低CD4+T 細(xì)胞的增殖以及干擾素-γ(IFN-γ)的分泌,并且不同種類的MDSC 調(diào)節(jié)T 淋巴細(xì)胞的機(jī)制不盡相同,其中單核細(xì)胞型MDSC 調(diào)節(jié)活性氧類(ROS)的含量,通過修改T細(xì)胞抗原受體-ζ 鏈(TCR-ζ 鏈)干擾T 細(xì)胞發(fā)揮功能,而粒細(xì)胞型則增加NO 的含量及Arg 的活性,破壞下游IL-2 受體的信號傳導(dǎo)途徑,促進(jìn)T 細(xì)胞凋亡[8]。

許多因素能加速膿毒血癥過程中MDSC 數(shù)量的擴(kuò)大。例如:①粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)、巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)、IL-6 以及血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)與骨髓造血干細(xì)胞表面相應(yīng)的受體結(jié)合后,激活細(xì)胞內(nèi)Janus 激酶/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(JAK/STAT3)信號通路,導(dǎo)致還原型輔酶Ⅱ氧化酶(Nox2)、活化轉(zhuǎn)錄因子CCAAT 增強(qiáng)子結(jié)合蛋白β(C/EBPβ)的表達(dá)增加,從而誘導(dǎo)MDSC 的增殖[9-10];②IL-4 和IL-13與MDSC 細(xì)胞表面受體結(jié)合,通過激活細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子6(STST6)信號通路來誘導(dǎo)MDSC 形成[11];③細(xì)菌脂多糖(LPS)、熱休克蛋白72(HSP72)及S100A8/A9 蛋白可通過激活MDSC 表面的Toll 樣受體(TLR)繼而激活髓樣分化基因MyD88,最后通過核轉(zhuǎn)錄因子(NF-κB)來誘導(dǎo)MDSC 形成[12]。

2 嗜中性粒細(xì)胞與膿毒血癥

嗜中性粒細(xì)胞數(shù)量約占血液循環(huán)中白細(xì)胞的70%,在骨髓中分化發(fā)育后,進(jìn)入血液或組織來發(fā)揮作用。其主要作用是釋放、遷移和吞噬。在膿毒血癥早期,較多未成熟嗜中性粒細(xì)胞從骨髓儲存庫中釋放出來以補(bǔ)充循環(huán)粒細(xì)胞,隨后嗜中性粒細(xì)胞被招募并遷移至外周組織。大多數(shù)嗜中性粒細(xì)胞在骨髓中釋放后24 h 內(nèi)發(fā)生細(xì)胞凋亡,而在膿毒血癥中,與細(xì)胞凋亡加速的其他淋巴細(xì)胞相反,中性粒細(xì)胞的凋亡發(fā)生延遲[13]。由于未成熟的嗜中性粒細(xì)胞釋放增加和循環(huán)中性粒細(xì)胞凋亡的延遲,敗血癥患者體內(nèi)通??梢姴煌潭鹊某墒煅h(huán)中性粒細(xì)胞數(shù)量的顯著增加[13]。

從嚴(yán)重膿毒血癥患者體內(nèi)分離出的嗜中性粒細(xì)胞中發(fā)現(xiàn),起抗凋亡關(guān)鍵作用的Mcl-1 蛋白水平增加[14]。另外,LPS 和外周循環(huán)中的補(bǔ)體成分5a(C5a)可誘導(dǎo)細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK1/2)和嗜中性粒細(xì)胞中的磷脂酰肌醇-3-羥激酶(PI3K)的活化,導(dǎo)致抗凋亡蛋白Bcl-xL 的表達(dá)增加和Bim 表達(dá)水平降低。磷酸化的Akt 也可導(dǎo)致Bad 的磷酸化,從而阻止凋亡體的形成并抑制嗜中性粒細(xì)胞凋亡[15]。此外,暴露于LPS 會降低酪氨酸磷酸酶-1(SHP-1)的活性及其Src 同源結(jié)構(gòu)域2 與Caspase-8 的結(jié)合作用,伴隨著非受體酪氨酸激酶在嗜中性粒細(xì)胞中的表達(dá)增加,從而降低嗜中性粒細(xì)胞自發(fā)凋亡的速率[16],并且,Caspase-8 的活性降低導(dǎo)致髓樣細(xì)胞核分化抗原(MNDA)的切割或重定位受損,同時(shí)Mcl-1 積累,這幾個(gè)因素一起導(dǎo)致嗜中性粒細(xì)胞凋亡的延遲[17]。其他細(xì)胞凋亡途徑如TNF-α 或Fas 配體(FasL)介導(dǎo)的外源性途徑,以及嗜中性粒細(xì)胞上的一些特異性受體也被認(rèn)為可能導(dǎo)致膿毒血癥嗜中性粒細(xì)胞凋亡的延遲[18]。

免疫抑制階段的膿毒血癥動物模型和患者中,嗜中性粒細(xì)胞的功能都有明顯改變,包括細(xì)菌清除受損、反應(yīng)性降低、產(chǎn)生ROS 物質(zhì),以及招募至感染組織的嗜中性粒細(xì)胞數(shù)量明顯減少等[19]。嗜中性粒細(xì)胞遷移的損害與膿毒血癥的預(yù)后不良密切相關(guān),可能有以下幾種原因:①嗜中性粒細(xì)胞在趨化因子配體8(CXCL8)的作用下黏附于內(nèi)皮細(xì)胞,CXCL8 與高親和力受體CXCR1 和CXCR2 結(jié)合,通過激活PI3K 和張力蛋白同源途徑促進(jìn)嗜中性粒細(xì)胞的趨化。與健康人相比,膿毒血癥患者的嗜中性粒細(xì)胞表面趨化因子受體CXCR2 和β 整合素CD11b 的表達(dá)減少[20],嗜中性粒細(xì)胞對IL-8 的趨化性也降低。另有研究表明,嚴(yán)重的膿毒血癥中,嗜中性粒細(xì)胞中的TLR9 激活,觸發(fā)G 蛋白偶聯(lián)受體激酶2 表達(dá)和CXCR2 下調(diào)[21]。②膿毒血癥炎性細(xì)胞因子和LPS 介導(dǎo)的誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)上調(diào),導(dǎo)致NO 大量增加,從而減弱中性粒細(xì)胞的滾動和黏附。另外,NO 還參與TNF-α、IL-8 以及巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的嗜中性粒細(xì)胞趨化失調(diào)[21]。

3 樹突狀細(xì)胞與膿毒血癥

DC 在膿毒血癥中表現(xiàn)出明顯凋亡。在對膿毒血癥患者的尸檢報(bào)告中發(fā)現(xiàn)循環(huán)和脾臟DC 的數(shù)量以及被DC 占據(jù)的脾臟面積百分比顯著減少[22]。而DC的損失在膿毒血癥死亡患者中比存活者更嚴(yán)重,并且膿毒血癥患者后期不僅DC 數(shù)量減少,存活的DC 抗原提呈能力降低,表達(dá)人類淋巴細(xì)胞抗原-D受體(HLA-DR)水平也降低,IL-10 分泌卻增加[23]。此外,膿毒血癥患者單核細(xì)胞來源的DC 不能誘導(dǎo)強(qiáng)有力的效應(yīng)T 細(xì)胞反應(yīng),而是誘導(dǎo)T 細(xì)胞失活或調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞(Treg)增殖[24]。在小鼠燒傷模型中,DC具有免疫抑制特性,對細(xì)菌感染的防御能力減弱。已有報(bào)道,預(yù)防膿毒血癥誘導(dǎo)的DC 凋亡或改善DC功能,可提高患者生存率[25]。在DC 中選擇性過表達(dá)抗凋亡因子Bcl-2 的小鼠在LPS 休克模型中存活率明顯提高[26],這些過表達(dá)Bcl-2 的DC 對膿毒血癥誘導(dǎo)的凋亡具有抵抗作用,表明DC 的死亡是決定膿毒血癥存活率的一個(gè)重要因素。

FMS 樣酪氨酸激酶3 配體(FLT3L)是一種DC 生長因子,可誘導(dǎo)DC 數(shù)量快速增加。當(dāng)小鼠受到銅綠假單胞菌感染時(shí),用FLT3L 治療燒傷小鼠可以恢復(fù)DC 功能并改善小鼠存活率。并且,經(jīng)FLT3L 治療的小鼠其DC 分泌IL-12、IL-15 和IFN-γ的水平增加,對CD4+T 細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞(NK)和中性粒細(xì)胞的功能也有廣泛影響[25]。肺內(nèi)轉(zhuǎn)移骨髓源性的DC,能使DC 發(fā)揮正常的功能,從而預(yù)防致死性煙曲霉感染的小鼠死于原發(fā)性腹膜炎[27]。TLR 激動劑也能降低出血性休克后小鼠的肺炎死亡率,其作用機(jī)制可能是TLR 激動劑使DC 上主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ(MHC II)類分子、CD80 和CD8 表達(dá)增加[27],因此,一些研究者認(rèn)為保護(hù)和恢復(fù)DC 功能應(yīng)是膿毒血癥治療的一種重要策略。

4 單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞與膿毒血癥

在膿毒血癥的最初階段,巨噬細(xì)胞表面的模式識別受體識別并結(jié)合病原體表達(dá)的病原體相關(guān)分子模式(PAMP),激活白細(xì)胞,釋放大量炎癥因子,發(fā)揮促炎作用,促進(jìn)宿主防御,而后期,在膿毒血癥患者中LPS、其他TLR 激動劑和各種其他細(xì)菌化合物的作用下,單核細(xì)胞釋放促炎細(xì)胞因子的能力逐漸下降,這一發(fā)現(xiàn)與LPS 耐受中的現(xiàn)象一致。膿毒血癥患者的單核細(xì)胞分泌TNF、IL-1α、IL-6和IL-12 等減少,而IL-10、TGF-β 等抗炎介質(zhì)的釋放能力不受損或增強(qiáng)[28]。這些發(fā)現(xiàn)表明LPS 仍可激活單核細(xì)胞,但細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)偏向于產(chǎn)生抗炎相關(guān)分子的方向,這符合了單核細(xì)胞重編程的概念[29]。

LPS 耐受的機(jī)制至今還不完全清楚。mRNA 表達(dá)水平分析顯示,編碼抑制性信號分子和抑制性細(xì)胞因子的基因表達(dá)增加,促炎因子和趨化因子受體基因表達(dá)減少[21]。最近的研究強(qiáng)調(diào)了表觀遺傳調(diào)控的重要作用,如組蛋白修飾和染色質(zhì)重構(gòu)。在體外,這些表觀遺傳修飾恢復(fù)了IFN-γ 的激活和單核細(xì)胞細(xì)胞因子的釋放[30],因此,IFN-γ 可能通過促進(jìn)TLR 誘導(dǎo)的染色質(zhì)抵抗LPS 耐受。

LPS 耐受對單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的2 個(gè)主要結(jié)果是免疫抑制介質(zhì)(主要是IL-10)的釋放增加和通過減少HLA-DR 表達(dá)導(dǎo)致抗原遞呈減少,這兩者都與膿毒血癥較差的預(yù)后有關(guān)。IL-10 的持續(xù)釋放可能導(dǎo)致或增強(qiáng)膿毒血癥誘發(fā)的免疫抑制,從而增加繼發(fā)性微生物感染的易感性[31]。在臨床相關(guān)的膿毒血癥動物模型中,阻斷IL-10 可以逆轉(zhuǎn)動物體內(nèi)的LPS 耐受及膿毒血癥誘發(fā)的免疫抑制,提高生存率[32]。

單核細(xì)胞HLA-DR 的低表達(dá)可作為單核細(xì)胞失活的標(biāo)志[33]。已報(bào)道,低表達(dá)的HLA-DR 與單核細(xì)胞功能受損密切相關(guān),例如,由于抗原提呈功能受損,細(xì)菌感染后TNF 和IL-1β 的釋放水平降低,破傷風(fēng)毒素感染后淋巴細(xì)胞增殖減少[34]。單核細(xì)胞HLA-DR 表達(dá)降低還與醫(yī)院感染和死亡風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。單核細(xì)胞HLA-DR 的表達(dá)下降是膿毒血癥發(fā)生率和死亡率的獨(dú)立預(yù)測因子。這一發(fā)現(xiàn)證明單核細(xì)胞失活和免疫抑制都增加了膿毒血癥的不良事件風(fēng)險(xiǎn)。

5 自然殺傷細(xì)胞與膿毒血癥

NK 在外周血中的數(shù)量較低,尤其是在膿毒血癥中,這使得對該細(xì)胞亞群的研究變得困難。在膿毒血癥患者的免疫抑制階段,循環(huán)NK 數(shù)量明顯減少,常持續(xù)數(shù)周,并與患者死亡率增加有關(guān)。在動物模型、膿毒血癥患者、燒傷和創(chuàng)傷性損傷患者中NK 的細(xì)胞毒功能減弱,細(xì)胞因子分泌減少[35]。

在多種細(xì)菌感染的膿毒血癥中,NK 對于TLR激動劑的細(xì)胞因子產(chǎn)生反應(yīng)減弱,表明NK 對TLR激動劑產(chǎn)生了耐受性,從而再現(xiàn)了單核細(xì)胞LPS耐受性的一些特征[36]。NK 產(chǎn)生IFN-γ 的功能受損也同樣出現(xiàn)在膿毒血癥患者中。由于NK 在抗病毒防御中起重要作用,可以推測,NK 功能受損有利于潛伏病毒的重新激活[37]。膿毒血癥患者中NK產(chǎn)生IFN-γ 的功能受損可能是導(dǎo)致繼發(fā)感染率上升的一個(gè)重要因素,也是單核細(xì)胞HLA-DR 表達(dá)減少的原因[38]。

6 CD4+輔助性T 細(xì)胞與膿毒血癥

許多研究報(bào)道了膿毒血癥對循環(huán)和組織T 細(xì)胞的深遠(yuǎn)影響,其中一些最顯著的影響發(fā)生在CD4+T細(xì)胞上。根據(jù)刺激產(chǎn)生的細(xì)胞因子類型,成熟CD4+Th 細(xì)胞已被鑒定為Th1、Th2 和Th17 細(xì)胞亞群。早期研究表明,Th1 和Th2 細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子的產(chǎn)生均在膿毒血癥和創(chuàng)傷的初始免疫反應(yīng)中降低[39]。進(jìn)一步的研究顯示,T-bet 和GATA3 表達(dá)顯著降低,這2 種轉(zhuǎn)錄因子分別調(diào)節(jié)Th1 和Th2 細(xì)胞的反應(yīng),強(qiáng)化了Th1 和Th2 細(xì)胞在創(chuàng)傷和膿毒血癥中被抑制的觀點(diǎn)[40]。與T-bet 和GATA3 不同,Treg 相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子FOXP3 的表達(dá)沒有發(fā)生改變。組蛋白甲基化和染色質(zhì)重塑可通過作用在IFNG和GATA3基因的啟動子區(qū)域抑制Th1、Th2 細(xì)胞的功能[41]。

雖然Th1 和Th2 細(xì)胞亞群的研究較少,但目前普遍認(rèn)為Th17 細(xì)胞通過產(chǎn)生IL-17 和IL-22 在保護(hù)細(xì)胞抵抗細(xì)菌和真菌感染方面發(fā)揮重要作用[42]。膿毒血癥中Th17 細(xì)胞反應(yīng)減弱,可能是由于Th17細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子視黃酸受體相關(guān)孤兒受體γt(RORγt)表達(dá)減少[40]。膿毒血癥患者中Th17 細(xì)胞表型的這種缺陷可能是導(dǎo)致繼發(fā)性真菌感染易感性增加的一個(gè)因素。研究證明,IL-7 治療可增加Th17細(xì)胞反應(yīng),減少繼發(fā)性白色念珠菌感染的死亡率[43]。

7 調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞與膿毒血癥

在膿毒血癥患者和動物模型中,血液或脾臟中Treg 的比例隨著病程顯著增加,但是這種相對增加是由于效應(yīng)T 細(xì)胞數(shù)量的減少,而不是Treg 絕對數(shù)量的變化[44]。這一發(fā)現(xiàn)提示Treg 對膿毒血癥誘導(dǎo)的凋亡更有抵抗力,可能是由于抗凋亡蛋白Bcl-2 表達(dá)增加所致。熱休克蛋白和組蛋白在膿毒血癥中表達(dá)增加,它們作為Treg 的強(qiáng)誘導(dǎo)劑,在膿毒血癥中也促進(jìn)Treg 數(shù)量的增加[45]。

在膿毒血癥中,Treg 增多不僅與較差的預(yù)后相關(guān),還與效應(yīng)T 細(xì)胞增殖和功能下降有關(guān)。這些抑制作用可通過使用Foxp3 特異性的小干擾RNA (siRNA)阻斷Treg 分化而被完全消除。此外,膿毒血癥誘導(dǎo)的免疫抑制可通過Treg 促進(jìn)實(shí)體腫瘤快速生長[46]。Treg 也可以抑制先天性免疫細(xì)胞。在LPS刺激下,Treg抑制單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞功能[47]??傊写罅孔C據(jù)表明,膿毒血癥和創(chuàng)傷患者的Treg 數(shù)量增加,這些細(xì)胞通過作用于先天免疫細(xì)胞和適應(yīng)性免疫細(xì)胞,損害機(jī)體免疫功能,并導(dǎo)致患者死亡。

8 免疫細(xì)胞間的相互作用

膿毒血癥發(fā)作后,機(jī)體的促炎免疫反應(yīng)迅速激活,先天免疫系統(tǒng)細(xì)胞釋放大量的促炎細(xì)胞因子,以殺滅病原體,促進(jìn)宿主防御。最初的炎癥反應(yīng)的方向、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間由宿主因素和病原體因素共同決定。如果持續(xù)下去,機(jī)體的先天和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)發(fā)生關(guān)鍵變化,進(jìn)入一個(gè)漫長的免疫抑制狀態(tài),患者將可能死于不能明確的二次感染。研究證明,在膿毒血癥小鼠中,由巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的高水平TGF-β 以旁分泌方式作用于T 細(xì)胞表面受體,促進(jìn)第二信使環(huán)磷酸腺苷(cAMP)產(chǎn)生,從而使T 細(xì)胞釋放IL-2 的能力下降,抑制其增殖能力,TGF-β 還可促進(jìn)T 細(xì)胞分泌IL-10,進(jìn)一步抑制T 細(xì)胞增殖[48]。同時(shí),膿毒血癥小鼠的DC 在誘導(dǎo)T 細(xì)胞增殖方面比對照組小鼠的DC 更弱,在DC 和T 細(xì)胞的共培養(yǎng)體系中,對照組小鼠T 細(xì)胞分泌的IL-2 水平顯著低于膿毒血癥小鼠T 細(xì)胞,DC 分泌的抑制性細(xì)胞因子IL-10和IL-4嚴(yán)重限制了免疫細(xì)胞活化和擴(kuò)張的強(qiáng)度,促進(jìn)大量Treg 產(chǎn)生并負(fù)調(diào)控炎癥反應(yīng),細(xì)胞外的高遷移率基團(tuán)蛋白(HMGB1)也進(jìn)一步介導(dǎo)DC 促進(jìn)Treg 的免疫抑制功能,并調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞和T 淋巴細(xì)胞的功能[2]。此外,巨噬細(xì)胞通過前列腺素E2(PGE2)和吲哚-2,3-雙加氧酶(IDO)刺激IL-10 釋放增加,PGE2 和IDO 也抑制DC 的分化、成熟和抗原表達(dá)過程,與間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)產(chǎn)生的人白細(xì)胞抗原G5(HLA-G5)和IL-10 發(fā)揮共刺激作用時(shí),這些PGE2 和IDO 也能抑制NK 的活化和增殖,且HLA-G5 以與IDO 和PGE2 相似的作用機(jī)制對T 淋巴細(xì)胞增殖產(chǎn)生影響[49]。在膿毒血癥患者的病程后期,大量骨髓來源的DC、單核巨噬細(xì)胞以及嗜中性粒細(xì)胞表型功能發(fā)生轉(zhuǎn)變,這部分細(xì)胞源源不斷地補(bǔ)充MDSC,發(fā)揮了強(qiáng)烈的免疫抑制功能,這也揭示了免疫細(xì)胞發(fā)揮功能的過程從來就不是孤立存在的。膿毒血癥免疫抑制時(shí)期各種免疫細(xì)胞間的相互作用使免疫系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)(見圖1),了解其整體變化對于膿毒血癥的治療來說至關(guān)重要。

圖 1 膿毒血癥的免疫抑制時(shí)期各種免疫細(xì)胞之間的相互作用Figure 1 Interaction of immune cells during immunosuppression of sepsis

9 結(jié)語與展望

在急診室和重癥監(jiān)護(hù)室中,嚴(yán)重膿毒血癥和感染性休克發(fā)生率高并普遍存在,導(dǎo)致患者先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)廣泛激活和功能障礙。膿毒血癥中一些主要的免疫細(xì)胞(包括骨髓來源的抑制細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、DC、淋巴細(xì)胞、NK)通過調(diào)節(jié)多種受體表達(dá)或細(xì)胞因子分泌對膿毒血癥過程中免疫反應(yīng)性的調(diào)節(jié)發(fā)揮了重要作用,從而影響膿毒血癥的病情發(fā)展和結(jié)果。盡管醫(yī)療技術(shù)快速發(fā)展,護(hù)理方法廣泛改善,更多抗菌藥物可供選擇,這些治療策略未能充分降低嚴(yán)重膿毒血癥患者的死亡率。已有很多報(bào)道證明免疫細(xì)胞在膿毒血癥先天和后天免疫反應(yīng)中的關(guān)鍵作用及適應(yīng)性變化,如骨髓來源的抑制性細(xì)胞數(shù)量大量增加,中性粒細(xì)胞凋亡延遲等[3,13]。近年來,多種針對膿毒血癥中免疫細(xì)胞異常的藥物也被應(yīng)用于臨床,如胸腺五肽能提高ICU 內(nèi)膿毒血癥患者的CD3+、CD4+細(xì)胞水平及CD4+/CD8+比值[50],胸腺肽α1 也能明顯提高CD4+/CD8+比值,促炎細(xì)胞因子如TNF、IL-6,抗炎細(xì)胞因子包括IL-4、IL-10 快速達(dá)到平衡。這些藥物可明顯恢復(fù)和提高膿毒血癥患者的免疫功能[51]。因此,了解膿毒血癥模型動物及患者體內(nèi)免疫細(xì)胞的變化,有利于正確評估患者的免疫狀態(tài)并為患者制定新型免疫調(diào)節(jié)策略,從而改善膿毒血癥患者生存率及預(yù)后,對膿毒血癥的治療具有重要的臨床意義。

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