脓毒症免疫抑制监测与免疫治疗的研究进展▲

黄鑫波 刘端绘

(广西梧州市红十字会医院重症医学科，梧州市 543002，电子邮箱：stars-002@163.com)

脓毒症指因感染引起宿主免疫反应失调而导致的危及生命的器官功能障碍[1]。既往研究认为，脓毒症发病早期以系统性炎症反应综合征为主，随后出现代偿性抗炎反应综合征或免疫抑制[2]。但此种观点近年来已受到了质疑。最新的研究显示，炎症反应和免疫抑制共同贯穿在整个脓毒症病程中，两者并非此消彼长的关系[3-4]。感染后免疫功能抑制是导致脓毒症患者继发二重感染、多脏器功能障碍综合征的重要原因[5]，而且患者的免疫状态存在个体差异，与年龄、基础疾病、用药史、感染的病原微生物等因素有关，临床表现不完全相同[6]，改善免疫抑制状态或可提高脓毒症患者的生存率。目前对于脓毒症免疫抑制的诊断尚无统一标准，针对免疫调节药物的应用也未能达成一致意见。本文就如何早期识别脓毒症免疫抑制的方法和免疫治疗的研究进展进行综述。

1 脓毒症患者免疫抑制状态的识别

通过监测外周血中免疫细胞数量和表型的变化，可了解机体是否处于免疫抑制状态，包括固有免疫和适应性免疫两方面。

1.1 固有免疫功能受抑制

1.1.1 中性粒细胞 中性粒细胞是机体发生感染时最先募集至感染部位的吞噬细胞，可对病原体产生非特异性快速应答，其机制是产生蛋白水解酶和活性氧清除病原体[7]。Demaret等[8]研究发现，脓毒症发病后3 d左右，中性粒细胞分泌乳铁蛋白、髓过氧化物酶、活性氧的能力明显降低。除分泌降低外，外周血未成熟中性粒细胞的比例明显增加，未成熟的中性粒细胞吞噬能力明显低于成熟中性粒细胞[9]。这种现象与脓毒症早期中性粒细胞的吞噬功能增强形成对比[10]。因此，监测中性粒细胞的分泌能力、比例变化或可早期识别脓毒症免疫抑制状态。

1.1.2 单核-巨噬细胞 单核-巨噬细胞在固有免疫和适应性免疫过程中均能发挥作用。在脓毒症早期，单核-巨噬细胞能分泌大量促炎介质，如肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α、白细胞介素(interleukin,IL)-1α等来促进免疫细胞活化[11]。单核-巨噬细胞表面的分化抗原14能介导其识别、吞噬内毒素，发挥固有免疫作用。研究发现，脓毒症患者处于免疫抑制状态时，单核-巨噬细胞分泌的促炎因子减少，而抗炎因子分泌增多，出现对内毒素吞噬作用减弱的“内毒素耐受”现象[12]。

单核-巨噬细胞还能作为抗原提呈细胞启动T细胞特异性分化而参与适应性免疫。单核细胞人类白细胞抗原(monocyte human leukocyte antigen，mHLA)-DR是单核细胞表面表达的主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex，MHC)-Ⅱ类分子，具有抗原提呈作用。研究显示，脓毒症患者单核细胞表面低表达mHLA-DR与不良预后有关[13]。Meisel等[14]认为，脓毒症患者mHLA-DR表达量连续2天低于8000细胞表面抗原量可作为免疫抑制诊断标准，但尚未得到大范围推广。除此之外，程序性死亡受体(programmed death receptor，PD)-1及其配体(programmed death receptor ligand，PD-L)-1表达增加也提示单核细胞抗原提呈能力下降[15]。脓毒症免疫抑制状态下单核细胞高表达PD-1和PD-L1，针对性使用抗PD-1/PD-L1抗体治疗能改善免疫抑制状态[16]。

因此，监测单核-巨噬细胞的吞噬功能、分泌因子的变化和mHLA-DR、PD-1/PD-L1表达量或可早期发现脓毒症免疫抑制状态。

1.1.3 树突状细胞 树突状细胞(dendritic cell，DC)属于抗原提呈细胞，能诱导T细胞活化启动适应性免疫反应。Wang等[17]研究结果显示，脓毒症患者DC数量减少，可导致免疫抑制与机会性感染发生。研究表明，随着脓毒症病情进展，患者外周血DC数量减少，HLA-DR表达减少，PD-1和PD-L1表达增加，抗炎介质IL-10分泌增加，最终导致DC抗原提呈能力下降、T细胞活化障碍，出现免疫抑制[18-19]。因此，监测DC数量及其表达分子的变化有助于识别免疫抑制状态。

1.2 适应性免疫功能受抑制

1.2.1 淋巴细胞：Francois等[20]研究认为，外周血淋巴细胞计数<900/μL可作为免疫抑制患者的筛选指标。还有研究认为，外周血淋巴细胞计数≤600/μL与继发感染及脓毒症患者不良预后相关[21]。赵博等[22]研究发现，外周血淋巴细胞计数下降与细胞免疫功能抑制相关。虽然目前仍无统一的淋巴细胞计数作为诊断免疫抑制的标准，但脓毒症患者出现淋巴细胞计数减少时需考虑存在免疫抑制的可能。

1.2.2 T淋巴细胞：T淋巴细胞是评估机体细胞免疫功能的重要指标，也是目前研究最多的免疫指标之一。脓毒症患者出现免疫抑制的特征为T淋巴细胞耗竭，而细胞凋亡是T淋巴细胞耗竭的主要原因。介导脓毒症患者T淋巴细胞凋亡既可以由死亡受体触发的外源性凋亡通路引起，也可以由线粒体触发的内源性凋亡通路引起[23]。研究发现，CD4+T淋巴细胞的耗竭水平与社区获得性肺炎严重程度呈正相关[24]。在小鼠的败血症模型中发现，除了脾、肺、胸腺等组织中出现广泛的淋巴细胞凋亡外，在骨髓、胸腺中未成熟的T淋巴细胞也存在凋亡[16]。此外，T淋巴细胞在持续的抗原刺激下其表面的一系列负性共刺激分子PD-1/PD-L1、细胞毒T淋巴细胞相关抗原4、T细胞免疫球蛋白及粘蛋白结构域分子3、B淋巴细胞和T淋巴细胞衰减因子、淋巴细胞活化基因3等表达增加以阻止T淋巴细胞过度活化，最终导致免疫抑制[16，25-29]。Liu等[30]研究发现，脓毒症患者中因总T淋巴细胞凋亡增多，而导致调节性T淋巴细胞占比增大。调节性T淋巴细胞主要通过叉头翼状螺旋转录因子3发挥抑制辅助性T淋巴细胞增殖的作用。研究显示，脓毒症早期患者表达过叉头翼状螺旋转录因子3的调节性T淋巴细胞比例明显高于非脓毒症患者，其程度可作为免疫状态监测指标[31]。因此，监测T淋巴细胞各亚型计数、比例以及表达分子水平的变化，有助于识别脓毒症免疫抑制状态。

1.2.3 B淋巴细胞 B淋巴细胞可通过产生抗体启动体液免疫反应。研究发现，细胞凋亡脓毒症进程中出现B淋巴细胞数量减少[32]。Gustave等[33]研究显示，脓毒性休克患者B淋巴细胞表达MHC-Ⅱ类分子下降，且分泌抗炎介质如IL-10等增多，进而促进免疫抑制发生。Suzuki等[34]研究发现，脓毒症患者除成熟B淋巴细胞减少外，未成熟B淋巴细胞也减少，且与脓毒症继发感染增加相关。因此，监测发现B淋巴细胞计数减少也有助于识别免疫抑制状态。

2 脓毒症患者免疫治疗的进展

2.1 固有免疫抑制治疗

2.1.1 粒细胞巨噬细胞集落刺激因子：研究发现，粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte macrophage-colony stimulating factor，GM-CSF)能通过诱导多种免疫细胞(如单核-巨噬细胞、中性粒细胞、DC等)增殖分化而发挥免疫调节作用[11]。有研究发现，相比于安慰剂组，腹腔脓毒症患者采用GM-CSF[3 μg/(kg·d)]治疗后，患者感染相关性并发症减少、住院时间缩短、治疗费用降低，但两组患者院内病死率无统计学差异[35]。还有研究表明，采用GM-CSF[4 μg/(kg·d)]治疗后，严重脓毒症合并免疫抑制状态(连续2d监测mHLA-DR表达量低于8000细胞表面抗原量)患者在24 h内单核细胞HLA-DR表达水平较安慰剂组明显上升，GM-CSF治疗能有效恢复单核细胞功能，缩短机械通气时间和平均住院日[14]。Bo等[36]研究结果显示，与安慰剂组比较，采用GM-CSF或粒细胞集落刺激因子(granulocyte-colony stimulating factor，G-CSF)治疗并不能改善脓毒症非中性粒细胞减少患者的28 d死亡率和不良事件发生率，但可提高感染灶的清除率。因此，脓毒症患者常规使用GM-CSF可改善免疫功能、提高感染灶清除率，但尚无证据表明脓毒症患者需使用GM-CSF可明显改善其预后，今后仍需进行更多的大型随机对照研究探讨GM-CSF与脓毒症患者预后的关系。

2.1.2 干扰素γ：活化T淋巴细胞、自然杀伤细胞等多种免疫细胞均可分泌干扰素γ。干扰素γ可上调单核细胞HLA-DR的表达，增加抗原提呈作用、抑制T淋巴细胞凋亡、增强细胞吞噬功能[37]。Leentjens等[38]研究显示，干扰素γ不仅能增加促炎介质释放、抑制抗炎介质生成，还能增加单核细胞HLA-DR表达。但目前只能证明干扰素γ在脓毒症免疫抑制患者中有较强的促炎作用，而过度的炎症反应对机体也存在损伤，因此仍需要更多的临床研究来规范其使用指征。

2.1.3 免疫球蛋白：静脉注射免疫球蛋白G(intravenous immunoglobulin G，ivIgG)富含多种抗体，能有效中和菌体释放的内毒素和外毒素而调节免疫反应。但研究发现，采用ivIgG治疗不能改善脓毒症患者28 d的死亡率[39]，也不能改善心脏体外循环术后出现严重全身炎症反应综合征的患者28 d死亡率[40]，以及坏死性软组织感染患者180 d的存活率[41]。因单独应用ivIgG疗效不理想，有学者提出免疫球蛋白联合治疗。Hentrich等[42]研究显示，使用ivIgGMA(49.4 g IgG、7.8 g IgM和7.8 g IgA)免疫球蛋白联合治疗化疗后中性粒细胞减少的脓毒症患者，并不能改善患者28 d和60 d的死亡率，提示脓毒症患者使用免疫球蛋白联合治疗无明显益处。但有研究发现[43]，早期使用ivIgGMA联合治疗能提高患者的生存率，而延迟治疗会增加死亡风险。

目前大多数关于免疫球蛋白的临床研究均存在样本量偏小、发病时长不同、基础免疫状态不一致的缺陷，故脓毒症指南未推荐常规使用免疫球蛋白治疗，今后仍需要更大型的对照试验来探讨其使用方法。

2.2 适应性免疫抑制治疗

2.2.1 胸腺素α1：胸腺素α1是由胸腺分泌的小分子物质，能促进辅助性T淋巴细胞1分化，增强细胞免疫作用，还能增加IL-12、IL-2、干扰素α和干扰素γ分泌，增强炎症反应，增加IL-10分泌调节抗炎反应。研究发现，胸腺素α1能增强脓毒症患者的细胞免疫功能，减少机械通气时间，并降低28 d死亡率[44]。Liu等[45]研究结果显示，胸腺素α1治疗能降低脓毒症患者的死亡率，但并不能改善患者的机械通气时间、ICU平均住院日及多脏器衰竭发生率。

鉴于目前胸腺素α1治疗脓毒症的临床研究均为小样本量研究，治疗剂量各不相同，研究结果不完全一致，因此其在脓毒症指南中没有被推荐使用。

2.2.2 抗PD-1/PD-L1抗体：脓毒症免疫抑制时，多种免疫细胞表达PD-1/PD-L1上调，导致细胞凋亡增加，因此抗PD-1/PD-L1抗体有望成为治疗脓毒症免疫抑制的新方法。Chang等[26]采用抗PD-1抗体和抗PD-L1抗体治疗真菌性脓毒症小鼠，结果显示这两种抗体均能逆转脓毒症诱导的单核细胞分泌干扰素γ减少，增加MHC-Ⅱ类分子在抗原提呈细胞中的表达，使脓毒症小鼠的生存率增加，而且这两种抗体作用于脓毒症患者离体的单核细胞也能得到类似结果。虽然抗PD-1/PD-L1抗体在肿瘤治疗方面已进入临床应用阶段，但在脓毒症治疗方面仍多为动物实验，依然缺乏高质量的临床对照研究，因此抗PD-1/PD-L1抗体在脓毒症患者中的应用效果仍需进一步研究。

2.2.3 IL-7：IL-7能诱导T淋巴细胞增殖，抑制淋巴细胞凋亡并可协助淋巴细胞向感染部位游走[46]。Francois等[20]研究结果显示，采用重组人IL-7治疗脓毒性休克伴严重淋巴细胞减少患者，可使淋巴细胞计数和循环CD4+、CD8+T淋巴细胞数较治疗前上升3～4倍，而且效果持续数周，患者耐受性良好，没有出现细胞因子风暴或器官功能恶化。因此，IL-7能逆转脓毒症导致的T淋巴细胞耗竭，安全性较高，有望成为治疗脓毒症的新靶点。

2.3 清除炎性介质治疗 持续性肾脏替代治疗(continuous renal replacement therapy，CRRT)能有效清除中小分子炎性介质，调节机体免疫反应。促炎介质和抗炎介质过度活化表达是导致脓毒症患者出现脏器功能损害的重要原因[47]。因此，清除过多的炎性介质可能为治疗脓毒症的有效方法之一。Liu等[48]研究发现，急性胰腺炎合并急性肾损伤患者使用CRRT，能有效降低血清中TNF-α、IL-4、IL-6、IL-8和IL-10的水平，减轻机体炎症损伤。但法国一项多中心随机对照研究却发现CRRT并不能降低脓毒症患者的死亡率[49]。在脓毒症动物模型实验中也发现，CRRT前后血清TNF-α，IL-1β，IL-6和IL-10水平无明显变化[50]。造成这些差异的原因可能为CRRT清除物质是非特异性的，既清除了对机体有害的物质，同时也清除了有益物质，而研究通常以死亡率或炎性介质变化水平作为评判标准，忽略了患者个体化的免疫状态。因此，今后仍需进行根据个体免疫状态分类，以需要CRRT清除的靶物质为目标的临床试验，减少非靶物质的干预，才能更好地应用于脓毒症的治疗。

3 小 结

早期识别脓毒症免疫抑制状态的目的是尽早进行干预，纠正机体代谢紊乱，提高生存率。目前可通过监测中性粒细胞数、树突状细胞数、淋巴细胞数以及免疫细胞表达的负性共刺激分子等的变化来判断脓毒症患者是否处于免疫抑制状态，但是单一指标分析价值有限，目前未能明确各类免疫细胞在不同疾病导致免疫抑制时的变化是否一致，也不能对所有脓毒症患者均进行免疫治疗，今后或可联合多指标分析，对脓毒症患者分组归类后，再进行个体化的免疫调节治疗，这将有助于推动脓毒症的“精准化”治疗。