王菲 綜述王日興 審校

海南醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院急診科，海南?？?570311

膿毒癥是指由于感染而導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)綜合征以及宿主對感染的反應(yīng)調(diào)節(jié)異常，最終引起威脅生命的器官功能障礙[1]。隨著膿毒癥的發(fā)生發(fā)展，其治療也成為了研究熱點，包括抗生素、中藥、復(fù)蘇策略等?？墒?，卻很少有完全針對膿毒癥治療的藥物確定，結(jié)果膿毒癥死亡率直線上升，也成為最常見的死亡疾病，每年的報告均表示膿毒癥及其器官功能衰竭是住院患者死亡的主要原因[2]，故膿毒癥的發(fā)生發(fā)展、發(fā)病機(jī)制及治療的研究始終處于臨床基礎(chǔ)研究的重要地位。

機(jī)體所產(chǎn)生的炎癥反應(yīng)是膿毒癥最重要發(fā)生機(jī)制之一，病原體侵入機(jī)體時最終都會被先天免疫系統(tǒng)所發(fā)現(xiàn)，從而產(chǎn)生炎癥，而炎癥也是先天免疫最早反應(yīng)之一。伴隨著炎性細(xì)胞因子的釋放，同時誘導(dǎo)新的細(xì)胞因子的產(chǎn)生和釋放[3]，當(dāng)炎癥反應(yīng)被放大和調(diào)節(jié)失調(diào)時，就會產(chǎn)生細(xì)胞因子風(fēng)暴，過度的炎癥導(dǎo)致膿毒癥，從而引起先天免疫激活[4]。膿毒癥先天免疫的激活是可通過模式識別受體(PRR)進(jìn)行的，包括膜結(jié)合的Toll樣受體(TLRs)、核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體(NLRs)、視黃酸誘導(dǎo)基因Ⅰ樣受體(RLRs)、C型凝集素受體(CLRs)。研究最多的是TLRs,尤其是TLR4，而TLR4屬于Toll樣受體之一，被鑒定為脂多糖(LPS)的受體[5]。脂多糖(LPS)存在于革蘭陰性菌外膜，屬于重要成分之一，能誘導(dǎo)發(fā)生嚴(yán)重膿毒癥或膿毒癥休克。有研究證實巨噬細(xì)胞中TLR4觸發(fā)的信號傳導(dǎo)機(jī)制在膿毒癥發(fā)生發(fā)展中扮演著重要角色[6]。TLRs與配體之間的相互作用是通過TIR結(jié)構(gòu)域誘導(dǎo)的，從而激活c-Jun氨基末端激酶(JNK)、細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2(ERK1/2)、p38絲裂原活化蛋白激酶(P38-MAPK)、核因子-κB(NF-κB)信號通路，隨后是炎癥因子的產(chǎn)生[7]，分泌促炎因子TNF-α、IL-6以及低水平或無水平IL-12，同時刺激分泌高水平抗炎因子IL-10[8]，進(jìn)一步表明巨噬細(xì)胞在膿毒癥的發(fā)生發(fā)展中扮演著重要角色。另一方面，研究證實早期階段膿毒癥患者會產(chǎn)生大量促炎因子，引起炎癥反應(yīng)，使得膿毒癥加重，但是，同時通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)，抗炎細(xì)胞因子大量釋放，其對炎性介質(zhì)及炎癥發(fā)展均有抑制作用，從而抑制過度炎癥[9]。抗炎因子作為膿毒癥發(fā)生過程中的保護(hù)劑，其治療膿毒癥及其作用機(jī)制也成為研究熱點之一，但抗炎因子作為臨床治療仍存在爭議。小檗堿是從中草藥中分離出來的生物活性堿，屬于中藥黃連主要成分之一，具有多種藥理作用，比如抗氧化劑[10]、抗炎、抗微生物[11]、降血脂[12]、降血糖[13]等，同時有治療子宮內(nèi)膜癌的潛在作用[14]。本綜述簡要回顧小檗堿給藥對膿毒癥發(fā)生發(fā)展過程中的影響，最后，討論小檗堿治療膿毒癥的臨床相關(guān)性。

1 小檗堿在膿毒癥所導(dǎo)致部分器官損傷中的應(yīng)用

1.1 小檗堿與膿毒癥小腸損傷腹腔內(nèi)感染是一種常見而復(fù)雜的臨床情況，可導(dǎo)致腸道屏障功能障礙、全身炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS)、組織損傷、多器官功能障礙綜合征等多種危及生命的疾病。鹽酸小檗堿是中藥黃連的天然提取物，已被廣泛應(yīng)用于治療各種胃腸道疾病，迄今為止臨床研究中尚未報道任何毒性作用[15]，還能有效改善患者炎癥水平而無不良反應(yīng)。膿毒癥引起多個器官障礙，并且伴隨多臟器損害時有活化的中性粒細(xì)胞浸潤，國內(nèi)學(xué)者已證實小檗堿對內(nèi)毒素血癥小鼠腸道損害的保護(hù)作用機(jī)制，研究結(jié)果顯示小檗堿可抑制TLR4-NF-κB-MIP-2通路從而減輕脂多糖所誘導(dǎo)的腸道損傷，并且能夠減少膿毒癥引起的中性粒細(xì)胞浸潤，而僅用育亨賓并不能預(yù)防脂多糖引起的腸道損傷[16]。小檗堿(30 mg/kg)預(yù)處理可通過提高超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的活性，降低(MDA)和一氧化氮(NO)的水平，抑制TLR4和NF-κB的表達(dá)，這也表明一定劑量的小檗堿能與氧化/抗氧化相關(guān)介質(zhì)相互作用來調(diào)節(jié)膿毒癥炎癥反應(yīng)，從而減輕內(nèi)毒素血管內(nèi)皮損傷，減少外周血中下游炎癥分子的過量產(chǎn)生，降低腸組織損傷程度提高內(nèi)毒素血癥小鼠存活率，但高劑量(120 mg/kg)的小檗堿對預(yù)防腸道損傷和提高SOD和GSH-Px活性均無明顯作用[17]。NLRs是細(xì)胞溶質(zhì)模式識別受體，在腸黏膜的保護(hù)及穩(wěn)態(tài)中扮演著非常重要的角色[18]，小檗堿的保護(hù)作用可能獨(dú)立于NLRs途徑，但目前的研究結(jié)果不能立即排除小檗堿影響該信號通路下游分子表達(dá)的可能性。而已有研究可能通過TLR通路減少了敗血癥期間腸黏膜中的細(xì)胞死亡，降低腸黏膜通透性[19]。除此之外，腸黏膜屏障還與鋅的分布有關(guān)，膿毒癥所引起的腸黏膜屏障損傷，可以通過小檗堿誘導(dǎo)Zrt-Irt-like蛋白14(ZIP14)并影響鋅的重新分布[20]，而減輕血漿內(nèi)毒素水平及低鋅血癥，增加了腸黏膜中鋅的積累和ZIP14 mRNA的表達(dá)，從而抑制膿毒癥中腸屏障損傷。目前小檗堿在降脂和胰島素抵抗中的作用機(jī)制尚不完全清楚，但可能的機(jī)制之一與它對胃腸道菌群的作用有關(guān)[21]。代謝內(nèi)毒素血癥的發(fā)展強(qiáng)烈依賴于腸道細(xì)菌和腸道細(xì)菌介導(dǎo)的腸道上皮的完整性[22]，國外文獻(xiàn)更多是關(guān)于小檗堿對于膿毒癥所引起的腸道菌群紊亂的作用機(jī)制研究。通過對小檗堿(BBR)施用對腹膜內(nèi)大腸桿菌誘發(fā)敗血性死亡的體內(nèi)影響的研究，最終得出小檗堿給藥的效果與免疫學(xué)改變有關(guān)，免疫學(xué)改變以CD4+和CD8+淋巴細(xì)胞群的變化以及IL-6和TNF-α的產(chǎn)生為代表，同時強(qiáng)調(diào)了小檗堿作為膿毒癥治療上抗生素佐劑的益處[23]，可以單用或與其他療法聯(lián)合使用，可以成為一種新的科研研究方向及治療策略，恢復(fù)內(nèi)毒素血癥的正常腸道功能。

1.2 小檗堿與膿毒癥心血管損傷膿毒癥心血管疾病是嚴(yán)重膿毒癥和膿毒癥休克最常見并發(fā)癥，目前已有證據(jù)證實天然中藥是膿毒癥心血管損害治療的有效成分。膿毒癥心肌病是膿毒癥心血管疾病中最常見的，是膿毒癥患者中一種逐漸被認(rèn)可的短暫或可逆的心功能障礙形式[24]。有報道小檗堿可以提高敗血性小鼠的存活率并抑制炎癥，并且逆轉(zhuǎn)鈣循環(huán)損害，且能使脂多糖所誘導(dǎo)的心臟收縮功能損害得到有效改善[25]，但仍不清楚對于膿毒癥心肌病(SCM)的保護(hù)作用機(jī)制。有研究通過建立膿毒癥心肌模型，表明小檗堿可能通過減輕LPS誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞腫脹監(jiān)測心臟血流動力學(xué)，提高舒張功能和改善心臟功能，并且還可能刺激心肌收縮，對敗血癥性心肌病具有保護(hù)作用。但仍需要進(jìn)一步研究評估小檗堿是否通過調(diào)節(jié)其他機(jī)制(例如，心肌線粒體動力學(xué))來減輕SCM，小檗堿靶向線粒體的病理生理機(jī)制及治療策略仍存在爭議[26]。國外已有學(xué)者在已經(jīng)患有心血管疾病的患者中采用小檗堿，其具有減輕內(nèi)皮炎癥的能力[27]，Kexin樣前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草桿菌蛋白酶家族的第9個成員(PCSK9)主要是作用于肝細(xì)胞上的低密度脂蛋白受體，主要參與脂質(zhì)代謝，屬于一種酶原[28]。BROWN等[29]回顧了PCSK-9在炎癥和疾病中的新興作用，其可能是心血管疾病治療的最新潛在靶點，而小檗堿在多項研究中被觀察到具有PCSK9抑制活性，且已被證明可通過降低甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-2(SREBP-2)和肝細(xì)胞核因子1(HNF1α)轉(zhuǎn)錄因子，導(dǎo)致PCSK9轉(zhuǎn)錄水平顯著下降[30]，可改善血管健康。這一發(fā)現(xiàn)也表明小檗堿在膿毒癥心血管損害上運(yùn)用的可能。

1.3 小檗堿與膿毒癥肺部損傷膿毒癥引起的嚴(yán)重組織損傷中，急性肺損傷也是其中之一，不管膿毒癥是從哪個器官開始的，肺通常是最先衰竭的[31]，其演變過程中炎癥因子的釋放加重肺損傷的程度，肺損傷的一個共同特征是廣泛存在于血管內(nèi)和肺泡內(nèi)纖維蛋白沉積導(dǎo)致氣體交換受損，故纖維蛋白沉積是其嚴(yán)重炎癥的重要特征[32]。已證實炎癥和凝血的作用是相互的，并不是單向存在的關(guān)系[33]，組織因子(TF)能夠啟動血液凝固過程，但只有在血管壁完整性遭到破壞時才會暴露于循環(huán)血液中，故抑制組織因子途徑可能成為小檗堿治療急性肺損傷的機(jī)制之一[34]。同時有報道LPS誘導(dǎo)膿毒癥模型中，小檗堿能夠降低其肺W/D比值(濕干重比值)[35]，減輕LPS引起的肺水腫。

1.4 小檗堿與膿毒癥腎臟損傷急性腎損傷(AKI)也出現(xiàn)在嚴(yán)重膿毒癥的早期階段，甚至在沒有心排血量受損的情況下，以及在沒有明顯全身癥狀的較輕的感染性疾病中[36]。膿毒癥在AKI的促成因素中占據(jù)重要地位，由于AKI的發(fā)生使得膿毒癥死亡率增加6～8倍[37]，然而，膿毒癥相關(guān)急性腎損傷(SA-AKI)的潛在機(jī)制尚未完全闡明。已證實過度炎癥反應(yīng)、腎內(nèi)血流動力學(xué)改變、凝血功能障礙、微血管內(nèi)皮功能障礙和腎小管上皮細(xì)胞(TEC)損傷都與此過程有關(guān)[38]，并且線粒體穩(wěn)態(tài)的破壞是AKI腎功能障礙的重要因素。盡管對全腎血流量(RBF)的作用存在廣泛爭議，膿毒癥對人類RBF的影響也尚不清楚，但有報道稱膿毒癥誘導(dǎo)的AKI的發(fā)生并不排除RBF狀態(tài)降低[39]，相反，在心排出量保持或增多時RBF增加，而心排量減少時RBF減少[40]，而小檗堿給藥在膿毒癥相關(guān)AKI腎血流方面的影響不是完全清楚。最近有研究證實，小檗堿還可抑制NOS2(一氧化氮合酶)，利用氧化應(yīng)激協(xié)助巨噬細(xì)胞對膿毒癥相關(guān)AKI有保護(hù)作用[41]。

2 小檗堿與炎癥激活相關(guān)機(jī)制

嚴(yán)重膿毒癥和感染性休克是侵襲性感染引起的全身炎癥反應(yīng)[42]，脂多糖(LPS)是一種眾所周知的膿毒癥誘導(dǎo)子。LPS激活TLR4受體，從而促進(jìn)巨噬細(xì)胞中誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)、環(huán)氧化酶2(COX-2)、組織因子(TF)和一系列促炎細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6的表達(dá)，過量的LPS觸發(fā)了與膿毒癥病理相關(guān)的細(xì)胞因子風(fēng)暴。LI等[43]對膿毒癥小鼠給藥小檗堿，結(jié)果顯示了血漿TNF-α，IFN-γ和NO的水平降低，但并未抑制內(nèi)毒素小鼠的血漿IL-12的水平。國外也有研究小檗堿在THP-1(人單核細(xì)胞)中的影響，治療后IL-12在所有分組中無顯著變化[44]。國內(nèi)最新研究證實小檗堿可通過抑制NF-κB信號傳導(dǎo)激活，抑制TNF-α、白介素-1β和IL-6的表達(dá)，但是否通過其他機(jī)制尚還在研究，進(jìn)一步強(qiáng)烈支持小檗堿可以作為單一藥物或有希望的佐劑，與其他藥物一起用于敗血癥患者的治療[45]，為研究膿毒癥機(jī)制提供了新的思路。此外，已有研究證實小檗堿有抗炎活性(抑制IL-6的釋放)[46]，通過AMPK刺激下調(diào)巨噬細(xì)胞的促炎反應(yīng)[47]，如單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)、iNOS和COX-2。早期膿毒癥患者不僅引起促炎因子的釋放，還能通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)產(chǎn)生大量抗炎因子，IL-10是一種具有多種免疫調(diào)節(jié)作用的抗炎細(xì)胞因子，可以下調(diào)Th1細(xì)胞因子和巨噬細(xì)胞的共刺激分子，并能抑制IL-12等多種促炎細(xì)胞因子的表達(dá)[48]?？寡滓蜃覫L-10可能在一定程度上減輕敗血性小鼠中性粒細(xì)胞組織浸潤和多器官損傷，并且在治療器官損傷上有一定程度緩解。而IL-33作為IL-1細(xì)胞因子家族的一員，自發(fā)現(xiàn)以來引起了研究者的廣泛關(guān)注[49]，小檗堿處理降低了IL-33誘導(dǎo)的細(xì)胞因子分泌，抑制了IL-33介導(dǎo)的p38磷酸化，并降低了NF-κB轉(zhuǎn)錄[50]。這可能提示小檗堿能通過抑制促炎因子和上調(diào)抗炎因子的釋放來改善膿毒癥小鼠生存率，為今后膿毒癥的輔助治療及聯(lián)合藥物治療開辟新的研究。

3 總結(jié)與展望

國內(nèi)外在小檗堿對于膿毒癥治療的研究很多，其發(fā)病機(jī)制及治療的研究始終處于臨床基礎(chǔ)研究的重要地位。伴隨著許多藥理作用，小檗堿能夠抗病原微生物、降血糖、保護(hù)心腦血管等，尤其在膿毒癥的治療上，更是發(fā)揮了藥理作用，改善器官功能障礙，對膿毒癥病情的進(jìn)一步惡化發(fā)揮著一定的作用。但是抑菌作用始終是微弱的，其應(yīng)用范圍還是有一定局限，對于膿毒癥治療還不是絕對的，其許多藥理作用還處于研究階段。目前其他藥物聯(lián)合小檗堿治療是否增加該藥物的藥理作用仍還在探索，已有研究證實小檗堿對于膿毒癥促炎因子的釋放有抑制作用，但由于機(jī)體負(fù)反饋調(diào)節(jié)，抗炎因子也會大量分泌，而小檗堿不易溶于水，故其藥理作用及作用機(jī)制極其復(fù)雜，仍需要全面的探討小檗堿在膿毒癥中的分子機(jī)制。這為膿毒癥患者臨床治療提供了新的方向，為探索改善膿毒癥的預(yù)后也提供了新思路，臨床應(yīng)進(jìn)一步確認(rèn)小檗堿的治療效果，探討小檗堿對于膿毒癥的保護(hù)作用機(jī)制。