韓雪妹(綜述) 王日興(審校 )
(海南醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院,海南 ???570311)
膿毒癥的最新定義為宿主感染所導致的免疫反應失調(diào)引起的危及生命的器官功能障礙[1]。研究表明,我國重癥醫(yī)學科住院患者膿毒癥的發(fā)病率為20.6%,病死率為35.5%,其中嚴重膿毒癥病死率可高達50%以上[2]。膿毒癥的治療研究一直備受關注,但是在研究初期由于缺乏治療經(jīng)驗,膿毒癥患者的病死率極高,而隨著“拯救膿毒癥運動”的開展,在加強抗感染、液體復蘇、器官支持等綜合治療后[3],膿毒癥患者的病情得到控制,早期病死率大大降低。但是,盡管人們對膿毒癥的理解有了極大的提高,膿毒癥相關疾病的病死率卻未明顯降低[4]。首次經(jīng)歷膿毒癥打擊的患者,一部分因病情較重而死亡,另一部分經(jīng)過早期積極有效的綜合治療后存活并出院,但是在這部分患者中,尤其是老年患者,無法恢復正常的免疫狀態(tài),而轉為慢性危重?。╟hronic critical illness, CCI)。由于沒有有效的干預措施,CCI患者即使出院也需要到具備長期緊急照料(long term acute care)條件的機構接受護理[5],加重了家庭及社會的經(jīng)濟負擔。此外,CCI患者長期反復住院,營養(yǎng)不良,機體免疫力差,感染風險增加,發(fā)生各種心腦血管事件的風險也增加,同時其活動、運動和認知能力也下降[6-7]??梢?,膿毒癥患者后期的生活質量很差;而如果在膿毒癥早期患者得不到及時的綜合治療,最終將發(fā)展為多器官功能衰竭并走向死亡。即使度過病程的急性期并出院的患者,也并非一定完全治愈,部分患者處于慢性持續(xù)炎癥、免疫功能抑制以及高分解代謝狀態(tài),即持續(xù)性炎癥-免疫抑制-分解代謝綜合征(persistent inflammation,immunosuppression and catabolism syndrome, PICS)[8]。PICS應與ICU后綜合征相區(qū)別,ICU后綜合征是指患者在ICU住院期間或自ICU轉出至普通病房后在神經(jīng)、精神方面的功能障礙,癥狀多為新出現(xiàn)的或原有神經(jīng)、精神癥狀加重[9];而PICS早期即具有明顯的炎癥反應和免疫抑制反應,后來轉化為持續(xù)性炎癥和免疫抑制狀態(tài),出現(xiàn)進行性的器官損傷以及持續(xù)的肌肉質量喪失、傷口愈合不良和呼吸機依賴等,與ICU后綜合征相比,PICS還會導致器官功能障礙,生活質量下降,可能需要長期的醫(yī)療監(jiān)護。為提高對PICS的認識,本文對PICS的相關研究進展綜述如下。
1.1 持續(xù)性炎癥反應 機體防御外來侵害的第一道防線是固有免疫。炎癥是最早的固有免疫反應之一,它能對抗進入人體的外來致病微生物。大多數(shù)外來微生物的細胞壁或細胞表面表達有各種病原體相關分子模式(PAMP)。此外,機體受到刺激時,細胞可釋放被稱為危險相關分子模式(DAMP)的危險信號,以識別緊急情況并通知免疫系統(tǒng)。PAMP和DAMP被固有免疫模式識別受體(PRR)識別,引起一系列的免疫反應。為了確定膿毒癥誘發(fā)的多器官功能衰竭的病因和免疫學基礎,在過去30年中已經(jīng)建立并最終棄用了許多模型[10-11]。全身炎癥反應綜合征可導致機體免疫失調(diào),在病程后期可形成代償性抗炎反應綜合征(CARS)以抑制炎癥反應,此時促炎反應/抗炎反應同時發(fā)揮作用,若病情未得到有效控制,促炎反應/抗炎反應相互作用并進一步發(fā)展,最后表現(xiàn)為混合性炎癥反應綜合征(MARS),導致早期的多器官功能衰竭[11]。后來,多器官功能障礙綜合征(MODS)[12]被用來更好地描述膿毒癥所導致的器官功能障礙。早期監(jiān)測感染指標、器官損傷標志物、血流動力學或組織灌注指標能有效地指導膿毒癥的治療,絕大多數(shù)患者可以存活下來并出院。但是,還有許多患者不能迅速康復,要經(jīng)歷長時間的ICU滯留,此類患者的病死率很高。CCI用于描述ICU病程長且病情復雜(持續(xù)時間超過7 d、反復感染、器官功能障礙、營養(yǎng)不良、虛弱、認知障礙等)患者的病理生理狀態(tài)[13],這些患者難以生活自理,生活質量差,需要占用大量的社會及醫(yī)療資源,并且一年生存率預估低于50%[14]。研究表明,雖然CCI患者僅占ICU入院人數(shù)的5%,但占ICU臥床天數(shù)的30%以上,占醫(yī)院臥床天數(shù)的14%以上,病死率更高,而且比普通ICU患者出院的可能性要小[15]。Gentile等[16]對經(jīng)歷過早期膿毒癥打擊后幸存下來但晚期患有CCI的患者,用PICS來解釋患者晚期膿毒癥時出現(xiàn)的一系列變化,即持續(xù)慢性炎癥、免疫抑制和高分解代謝狀態(tài),最終將導致多器官功能障礙,預后不良。
1.2 免疫抑制 膿毒癥發(fā)生時,各種吞噬細胞通過PRR識別PAMPs和DAMPs,同時細胞分泌多種炎性細胞因子,觸發(fā)下游炎癥途徑,以清除感染病原體,修復受損組織。當各種微生物入侵時,這些免疫細胞功能下降,機體出現(xiàn)免疫功能障礙[17];若病情進一步發(fā)展,最終會出現(xiàn)多重耐藥菌感染;感染難以控制將導致患者死亡。研究發(fā)現(xiàn),膿毒癥后期可引起代償性的骨髓增生反應[18]。細胞因子和趨化因子的釋放促進了骨髓和其他免疫器官(如肝、脾、淋巴結等)中各類原始免疫細胞的快速釋放[19]。成熟和不成熟中性粒細胞釋放后可對抗入侵的病原體,還可以刺激造血干細胞和其他早期祖細胞的增殖,其中,骨髓來源的抑制性細胞(MDSC)增殖明顯。MDSCs的增殖與以下不良結局相關:①膿毒癥早期MDSC增殖與膿毒癥早期病死率相關[20];②MDSC持續(xù)增殖與患者在ICU停留時間延長有關[21];③MDSC持續(xù)增殖是院內(nèi)感染和出院后預后不良的強有力的獨立預測因素[22]。膿毒癥發(fā)生時,造血干細胞優(yōu)先分化成常見的骨髓祖細胞系,以產(chǎn)生MDSC。這些MDSC不能分化成熟成為粒細胞、單核細胞和樹突狀細胞,但會很快地從骨髓中釋放出來。雖然MDSC的主要作用是對抗感染,但它們是弱吞噬細胞,不能很好地呈遞抗原,從而對適應性免疫產(chǎn)生有害抑制。同時MDSC也會通過產(chǎn)生各種效應分子,如轉化生長因子-β、白細胞介素-10(IL-10)、一氧化氮、精氨酸酶、活性氧、吲哚胺2,3-雙加氧酶、血紅素加氧酶-1、一氧化碳和前列腺素E2等,介導免疫抑制功能[23-25]。上述物質將損害實質細胞并導致持續(xù)的輕度炎癥。免疫抑制與持續(xù)炎癥相互作用,長期慢性輕度炎癥也會導致機體的免疫抑制。
1.3 分解代謝 PICS患者機體產(chǎn)生大量的炎癥介質、分解代謝激素等,機體的分解代謝增強,合成代謝減弱,呈現(xiàn)嚴重營養(yǎng)不良狀態(tài),加重了導致免疫,使持續(xù)炎癥反應進一步加重。膿毒癥引起的分解代謝以肌肉大量消耗為特征,引起肌肉萎縮,導致相關功能發(fā)生嚴重障礙[26]。在長期持續(xù)的高分解代謝狀態(tài)下,患者肌肉質量和體質量均嚴重下降,重要組織器官功能也受到影響,若不斷發(fā)展將導致死亡。
PICS的診斷標準主要包括以下4點:①ICU住院天數(shù)>14 d;②持續(xù)的炎癥反應:C反應蛋白>150 mg/L,視黃醇結合蛋白<10 mg/L;③免疫抑制:淋巴細胞計數(shù)<0.80×109/L;④分解代謝:血清白蛋白<30 g/L,肌酐/身高指數(shù)<80%,住院期間體重下降>10%或身體質量指數(shù)<18 kg/m2。盡管這些臨床標志物不是對炎癥、免疫抑制或分解代謝的直接測量,但其方便獲取,仍可以作為重癥監(jiān)護室醫(yī)務人員評估患者臨床狀況的利器。
膿毒癥相關PICS患者病情復雜,治療困難。對于高?;颊撸紫纫治雠袛嗥溆袩o發(fā)生PICS的可能:未發(fā)生PICS患者的治療主要針對預防感染發(fā)生,調(diào)節(jié)免疫代謝,減少暴露于危險因素中的可能。對于已發(fā)生PICS的患者則需要早期識別預警癥狀、優(yōu)化醫(yī)院診療流程、早期進行干預、加強多學科協(xié)作以明確及控制感染源,實現(xiàn)最優(yōu)化的治療。
3.1 針對病因進行治療 研究表明,有明確感染灶的膿毒癥患者,盡早進行外科干預,徹底引流感染灶,可以降低住院病死率[27]。但在外科重癥監(jiān)護室中,超過一半的膿毒癥急性發(fā)病幸存者最終發(fā)展為CCI,機體逐漸形成慢性炎癥反應、適應性免疫抑制,持續(xù)的分解代謝,最終將形成不良的臨床結局。這一結果與患者年齡較大、基礎疾病復雜、免疫力低下、感染嚴重及醫(yī)院獲得性感染率增加有關。因此,對于此類患者,我們要盡早進行干預,針對病因進行治療,充分處理感染灶,按藥敏結果使用抗生素進行治療,同時還需要聯(lián)合營養(yǎng)干預和靶向免疫治療等,以將CCI的發(fā)展軌跡轉變?yōu)榭祻蛙壽E。
3.2 早期腸內(nèi)營養(yǎng)支持及腸外營養(yǎng) PICS 患者常合并有持續(xù)的高代謝狀態(tài)及營養(yǎng)不良,這些患者即使給予最優(yōu)的營養(yǎng)支持,仍然有大量的營養(yǎng)物質被消耗,此時,蛋白質的分解速度超過了蛋白質的合成速度。腸道是重要的免疫器官,膿毒癥可引起多種腸道功能損害,包括腸道黏膜血流減少、胃癱、胃堿化、腸梗阻、十二指腸胃反流等。腸道是細菌和毒素的聚集地,腸道免疫功能受損后,腸道內(nèi)的細菌移位至全身可導致醫(yī)院獲得性感染及多器官功能衰竭。因此,腸道功能紊亂及腸道感染是引起多器官功能障礙的主要原因之一[28]。當患者進入病情恢復階段時,需要制定合理的營養(yǎng)代謝策略。最近有研究表明,ICU患者早期使用腸外營養(yǎng)不會降低病死率及感染發(fā)病率[29]。美國腸外腸內(nèi)營養(yǎng)學-重癥監(jiān)護醫(yī)學學會建議重癥患者在入住ICU 7 d后開始腸外營養(yǎng),而對于嚴重營養(yǎng)不良或營養(yǎng)風險高且無法通過腸內(nèi)喂養(yǎng)的患者可早期使用腸外營養(yǎng)。富含氨基酸、蛋白質的腸內(nèi)營養(yǎng)組分使PICS患者的多種炎性因子如腫瘤壞死因子、IL-6、IL-1水平顯著降低,抑制機體早期的炎癥反應[30],在預防院內(nèi)感染方面對PICS有益。然而,腸內(nèi)營養(yǎng)未能阻止機體持續(xù)的分解代謝,這被認為是由于腸內(nèi)營養(yǎng)難以使患者早期處于正熱量和氮平衡狀態(tài)[31]。通過使用腸內(nèi)蛋白質補充劑或同時進行腸外營養(yǎng)來優(yōu)化腸內(nèi)營養(yǎng)是否能阻止PICS患者出現(xiàn)進行性惡病質尚待研究。
3.3 通過免疫治療增強機體免疫力 膿毒癥的免疫功能障礙與免疫效應細胞的改變有關,已有多項膿毒癥相關的免疫調(diào)節(jié)治療研究獲得成功,被證實有效的藥物包括粒細胞/巨噬細胞集落刺激因子[32]、免疫調(diào)節(jié)細胞因子(如IL-7)[33]、負共刺激通路抑制劑如程序性細胞死亡受體1(PD-1)/程序性細胞死亡受體配體1(PD-L1)抗體以及胸腺肽α1[34-35]。這些藥物能恢復機體的免疫系統(tǒng)穩(wěn)態(tài),改善病情。例如一項旨在增加中性粒細胞以及根除微生物的臨床隨機試驗表明,接受粒細胞集落刺激因子治療的患者,白細胞計數(shù)增加,機體免疫力得到改善[32]。PD-1/PD-L1通路的異常激活是膿毒癥患者免疫抑制的主要原因,并且免疫抑制的強度和持續(xù)時間與患者病死率和院內(nèi)感染風險增加相關[34-36]。采用PD-1/PD-L抑制劑不僅可以進行免疫刺激,還可以進行免疫調(diào)節(jié)。胸腺肽α1作為一種免疫調(diào)節(jié)劑,在激活和恢復膿毒癥患者失調(diào)的免疫反應中發(fā)揮著重要作用。研究表明,單用或聯(lián)合使用胸腺肽α1治療可降低膿毒癥病死率,使單核細胞的人組織相容性DR抗原(HLA-DR)的表達水平下降,繼發(fā)感染的發(fā)生率降低[35]。IL-7可恢復患者的淋巴細胞功能,恢復對病原體的防御并預防機會性感染[33,37]??傊?,增強膿毒癥患者免疫功能,能夠增強機體免疫力,避免許多臨床不良事件的發(fā)生。同時,患者在機體能耐受的情況下進行適當?shù)腻憻?,也能夠增強免疫力,有利于各項生理功能的恢復以及病情的恢復,提高生存質量。
綜上所述,膿毒癥病程后期常合并PICS,其發(fā)病機制復雜,可導致多器官功能障礙,目前的治療手段大多只能對癥支持治療,患者多經(jīng)歷長時間的ICU滯留。明確膿毒癥合并PICS的發(fā)病機制、完善診斷標準,這對于研究有效的膿毒癥治療方法非常重要。