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創傷-失血性休克后免疫細胞功能抑制及對策
畢業論文創傷-失血性休克后免疫細胞功能抑制及對策
祥才
廣州市第1人民醫院麻醉科
創傷可引發過度的炎性反應和顯著的細胞免疫功能抑制,手術或創傷病人易于并發感染
和/或多臟器功能衰竭,多臟器功能衰竭已成為手術后患者的首要死因.正常的免疫反應有
賴于充分的Th1/Th2反應,完整的單核細胞-T細胞相互作用和適當的細胞因子水平.本文
主要綜述創傷性休克動物模型和大型腹部手術大量失血后巨噬細胞和T細胞功能的變化.
1. 創傷和失血后的心血管反應.
創傷和失血后,心輸出量和器官血流量出現變化,使組織灌注和氧供降低,導致細胞缺
氧和器官損傷,甚至死亡.血管內皮細胞釋放NO,是控制血管平滑肌張力的關鍵因素.創
傷和失血后血管內皮功能受到抑制,內皮源性NO釋放減少,使血管舒張功能減退甚至消失,
血小板聚集增加和中性粒細胞侵入增加;毛細血管也出現這些反應,微血管的通透性增大,
內皮的完整性受到破壞,出現毛細血管滲漏,粘附分子如細胞間粘附分子(ICAM)-1,血
管細胞粘附分子(VCAM)-1,P選擇素和E選擇素等的表達增高,從而啟動炎性反應,進
而導致創傷-出血性休克后的免疫抑制.已經證實外源性性抗原由巨噬細胞胞吞和溶胞為小
的抗原多肽之后,這些小的抗壓多肽由其細胞表面的MHC-II分子遞呈給CD4+T細胞,抗
原提呈需要細胞表面受體如CD4,細胞表面結合和可溶性的分子激活T細胞,其中IL-12
和TNF-α決定是否產生Th1依賴的細胞免疫和巨噬細胞激活,IL-4和-10決定著是否產生
Th2依賴性的免疫抑制.
2. 手術后巨噬細胞功能
2.1 巨噬細胞的細胞因子釋放
多數手術后免疫研究通過外周血細胞功能和血漿各種相關介質的水平進行評估.很多動
物實驗和臨床研究檢測大手術后各種炎癥介質的釋放,激活或抑制及其進展和相互作用.手
術或創傷后患者易出現免疫防御功能受損.動物實驗發現,失血性休克后的細胞免疫功能很
快出現抑制;創傷-失血休克后,脾,腹膜和肺泡的巨噬細胞對脂多糖刺激而釋放白介素(IL)
-2,-6和腫瘤壞死因子(TNF)-α的能力降低;脾和腹膜巨噬細胞IL-6釋放抑制1直持續
達7天之久;相對于軟組織損傷合并失血性休克,軟組織損傷合并失血性休克和骨折時免疫
抑制時間更久.臨床發現,手術創傷后循環中的單核細胞對細菌或內毒素的反應能力降低;
并發膿毒血癥患者術后很快就出現單核細胞失功能,其促炎和抗炎因子分泌均顯著降低,這
提示免疫抑制是手術的1個直接反應,而不是機體對手術的間接調節反應.膿毒血癥的轉歸
與單核細胞促炎因子功能的恢復相關,而與抗炎因子無關.
單核細胞源性細胞因子IL-12可啟動充分的T細胞反應,手術前選擇性抑制單核細胞
IL-12的分泌,手術后就會出現致命性的膿毒血癥;大創傷早期就出現單核細胞IL-12的量
和活性均下降,單核吞噬細胞系統的IL-12分泌抑制使創傷早期的T細胞反應表現為Th2
方式.
創傷-失血休克后,與脾,腹膜和肺泡巨噬細胞不同,休克后24內庫否氏細胞表現為分
泌促炎因子(IL-2,-6和TNF-α)的能力增強,失血性休克和復蘇后2小時庫否氏細胞TNF-
α增高,而脾巨噬細胞分泌下降.Pellegrini等證實創傷病人的細胞相關TNF-α與可溶性
TNF-α受體的比值變化和多臟器功能衰竭的發生率呈正比,細胞相關TNF-α的變化在損傷
后免疫調節中起著重要作用.由于庫否氏細胞,脾和腹膜的巨噬細胞所處的微環境不同,上
述資料還說明創傷和失血性休克在不同的組織床產生的效應不同,可能由于脾中的巨噬細胞
與T細胞最接近,而在創傷-失血性休克后的免疫抑制中發揮更重要的作用.雖然不同微環
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境中巨噬細胞所分泌細胞因子的變化有所不同,但是創傷-失血性休克后所有組織床中巨噬
細胞的抗原提呈功能均表現為抑制.
2.2 大手術后巨噬細胞的抗原提呈
抗原提呈是抗原提呈細胞在其表面表達抗原,并可以被T細胞識別.抗原1般先處理
為小的抗原肽,然后和MHC-II形成復合體并遞呈給幫助T淋巴細胞,或者和MHC-II形成
復合體而成為細胞毒性T淋巴細胞的目標,1個完整的抗原提呈過程還要求抗原提呈細胞
提供1個膜和/或可溶性的共刺激信號.手術患者并發膿毒血癥的關鍵因素是單核細胞功能
受損和單核細胞-T細胞相互作用受到抑制,人白細胞抗原(HLA)-DR受體表達被抑制并
發膿毒血癥的幾率增大,且抑制程度與預后正相關;如果早期矯正HLA-DR受體表達的抑
制,則膿毒血癥的發生率降低;1旦創傷病人的延遲型超敏反應(亦為抗原特異性)被抑制,
則預后很差.大手術后FcR+單核細胞亞群比例增高,該亞群與激活的巨噬細胞變化相似,
均表現為促炎因子合成增加和抗原提呈抑制.
創傷和大型手術后患者細胞免疫發生抑制,使膿毒血癥發生率增高,部分原因可能是巨
噬細胞的抗原提呈能力下降.已經發現多個因素,包括代謝率,抗炎因子,前列腺素類和
NO等降低,與巨噬細胞抗原提呈能力下降有關,T細胞反應受損是否是巨噬細胞功能降低
的原因仍有爭論.
3. 失血性休克后淋巴細胞功能
臨床和基礎研究均發現,手術,鈍性傷和切割等創傷后T細胞對刀豆素A和植物凝血
素等促有絲分裂刺激的反應能力降低,且降低程度與損傷程度成正比;創傷-失血性休克后
脾細胞對絲裂素和刀豆素A等刺激的增殖能力降低;Hensler等發現大手術后T淋巴細胞體
外增殖和細胞因子分泌功能嚴重受損.這些研究均觀察到手術后早期T淋巴細胞分泌功能
受損,其IL-12,INF-γ和TNF-α分泌下降.T細胞增殖和分泌IL-12和TNF的能力受損與
膿毒血癥死亡率成正比,提示T細胞在手術后感染的免疫防御中的重要作用.
創傷-失血性休克2小時后脾細胞所分泌的Th1淋巴因子如IL-12和INF-γ等降低,這
1抑制1直持續達5天之久,而抗炎因子IL-10(Th2淋巴因子)則增高.在創傷動物的脾
細胞培養皿中加入抗IL-10單克隆抗體以中和IL-10,可以恢復脾細胞被抑制的增殖能力.
燒傷后早期應用抗IL-10治療可防止T細胞免疫抑制和提高膿毒血癥的生存率.因此,創傷
-失血性休克后IL-10分泌增加可能是導致脾細胞Th1淋巴因子受到抑制的重要原因.
4. 循環炎性和抗炎介質
部分在創傷和大手術后出現免疫抑制的患者,可以出現血漿炎性細胞因子濃度增高,說
明這些病人的免疫潛能細胞被激活,而上文的離體研究所發現的細胞免疫抑制現象,可能是
體內發生了大的免疫激活后的免疫細胞低反應性表現.
動物和人體研究均發現,創傷,嚴重失血和膿毒血癥時血漿中促炎因子,如TNF-α,
IL-1 和IL-6等,增大幅度增高.IL-6同時還有抗炎效應:在控制局部和全身的急性炎癥反
應中起著關鍵作用,可以刺激1些抗炎因子,如IL-1受體拮抗劑和TNF受體等,的釋放,
IL-1受體拮抗劑和TNF受體與循環中促炎因子結合而發揮抗炎作用.IL-6還能觸發前列腺
素E2(PGE2)的釋放,后者可能是最強的內皮源性T細胞和巨噬細胞免疫反應抑制劑,PGE2
可以引起強抗炎因子IL-10的釋放,進而抑制單核細胞活性.使用IL-10抗體可以恢復PGE2
引起的單核細胞抑制.這種血漿因子變化臨床上稱為抗炎反應綜合癥.目前對手術和膿毒血
癥患者進行的1些細胞因子治療,可能是由于用藥時間,劑量或合用藥物等因素難以掌握,
沒能取得滿意的臨床效果.
上述研究提示了促炎因子在手術或創傷病人病理生理中的重要地位,臨床上的重癥監護
病人進行這些促炎因子和抗炎因子的監測,可以提示細胞內所發生的1些變化和細胞內環
境,這對于危重病治療可能很有用處.
5. 性別對免疫反應的影響
很多的研究顯示創傷出血性后的免疫抑制具有性別特異性:雌鼠發情周期的發情前期進
行創傷-失血性休克,其巨噬細胞和淋巴細胞反應性能夠正常維持,甚至得到加強,而雄性
鼠則表現為抑制;雌鼠創傷-失血性休克時,信號傳導通路p38呈現減弱狀態,而雄性鼠的
該信號通路傳導增強,這1差別可能是前者在誘導膿毒血癥后病死率低的主要原因.免疫抑
制的性別特異性說明雄性激素具有免疫抑制作用,而雌性激素具有免疫保護作用,雄性鼠去
勢兩周后再進行創傷-失血性休克時,脾和腹膜巨噬細胞因子的釋放和皮細胞免疫反應就得
到了保護,巨噬細胞MHC-II表達的抑制現象也不見了.雌激素具有免疫增強作用,給雄性
鼠注射雌2醇可以使創傷失血性休克后的免疫抑制得到恢復;卵巢切除的雌性鼠表現免疫抑
制,再進行中樞性雌激素支持又可以維持其免疫反應.臨床上膿毒血癥,大手術,創傷或大
失血的患者可以見到同樣的免疫抑制性別特異性現象,感染的發病率和死亡率男性均高于女
性
6. 可能的免疫調節對策
應激后宿主的免疫反應加劇是雙刃劍,目前的免疫治療目標是既保護其防御機制又可以
抑制其副作用,1般采用免疫調節的方法,而不是阻滯某個介質.
免疫調節的原理多是基于性激素/受體拮抗劑對T細胞和單核細胞的免疫調節特性.創
傷-出血性休克和復蘇后應用雄激素受體拮抗劑氟他胺,可以使脾和腹膜巨噬細胞受到抑制
的細胞因子釋放得到恢復正常,在并發膿毒血癥之后連續3天應用氟他胺亦有相似的促恢復
效果,并可降低大出血后由膿毒血癥所致的死亡率.臨床上氟他胺用藥時間遠超于3天都少
見副作用,用于創傷病人進行免疫抑制的調節會1個是很好的選擇.女性激素本身就有保護
創傷-休克后免疫反應的作用,研究發現對哪行和卵巢切除患者應用單次劑量的雌2醇可使
受到抑制的免疫功能恢復.雌2醇可能就是女性維持免疫反應性的原因,應用于男性,卵巢
切除或停經女性可恢復創傷和大失血后的免疫抑制.
脫氫表雄酮是血漿中含量最多的類固醇激素,它是合成5α-雙氫睪酮和雌2醇的中間
產物,可使雄性鼠創傷-失血性休克后的T細胞和單核細胞抑制得到恢復,顯著改善并發膿
毒血癥者的生存率.體外脫氫表雄酮增強脂多糖對大手術后患者外周血單個核細胞
(PBMCs)細胞因子釋放的抑制作用,對手術后血漿培養的手術后細胞亦具有顯著的免疫
調節作用;體外雌2醇受體阻滯劑3苯氧胺可以阻斷脫氫表雄酮對T細胞和PBMCs的免疫
保護作用,提示脫氫表雄酮免疫保護機制與雌2醇受體有關.已經證實短期使用脫氫表雄酮
沒有明顯的副作用.因此,脫氫表雄酮可用于治療免疫抑制,但是手術患者中脫氫表雄酮的
在體效果還有待證實.
粒細胞集落刺激因子(G-CSF)也具有免疫調節作用,它可誘導手術后釋放新的單核細
胞.研究顯示圍手術期應用G-CSF可防止手術后單核細胞活性降低,保持適當的Th1/Th2
比值和適當減輕免疫細胞的急性期反應程度,還能夠減少手術后并發膿毒血癥的發病率.
免疫增強膳食和高張鹽水復蘇亦可降低手術后的膿毒血癥的發生率,據推測可能是這些
方法有助于維持平衡的免疫細胞和炎癥介質.
上述藥物在手術后患者中預防膿毒血癥和提高生存率的效果還有待于大型的臨床研究
證實.
7. 總結
總之,手術的和非手術的創傷和大失血可顯著抑制細胞免疫,尤其是單核細胞-T細胞
之間的相互作用,從而增加膿毒血癥的發病率.手術患者的免疫調節治療集中于保護淋巴細
胞,巨噬細胞,粒細胞和內皮細胞,既避免它們過渡激活又避免過度抑制;抑制1些特別的
介質如IL-1或TNF-α取得了很好的實驗研究效果,臨床效果卻不明顯.圍手術期應用G-CSF
可誘導手術后釋放新的單核細胞而防止大手術后免疫抑制,但是G-CSF的這種免疫保護作
用是否能夠減少手術后患者感染的發生率和死亡率還有待證實.臨床上已經使用性激素/受
體拮抗劑氟他胺和/或雌2醇,以及類似雌2醇的藥物脫氫表雄酮進行免疫調節,這些藥物
調節單核細胞和T細胞的反應性,是臨床創傷患者安全,有效的免疫抑制治療藥物.
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