-脓毒症发病机制讲课教学课件

脓毒症病理生理基础及其研究进展

解放军总医院野战外科研究所第一附属医院全军烧伤研究所姚咏明国家973项目和国家杰出青年基金资助脓毒症病理生理基础1研究背景

脓毒症(Sepsis)是严重创(烧、战)伤、休克、感染、外科大手术患者常见的并发症，进一步发展可导致脓毒性休克、多器官功能障碍综合征(MODS)，是临床危重患者的最主要死亡原因之一。脓毒症和MODS来势凶猛、病情进展迅速、预后险恶，给临床救治工作带来极大困难，已成为现代危重病医学面临的突出难题。研究背景脓毒症(Sepsis)是严重创2SandsKEetal.JAMA.1997;278:234-40;†Basedondataforsepticemia.MurphySL.NationalVitalStatisticsReports.

AngusDCetal.CritCareMed.2001Reflectshospital-widecasesofseveresepsisasdefinedbyinfectioninthepresenceoforganfailure.脓毒症

新世纪对人类健康和经济发展的重大挑战全球性的威胁和挑战，患病率约为人口的3/1000，全球总病例数约1800万/年，相当于丹麦、芬兰、爱尔兰和挪威人口的总和；美国患病人数为75万/年；欧洲为13.5万/年。全世界死亡人数超过1.4万/天；美国21.5万/年，并成为美国非心脏ICU死亡的主因。尚有相当的死亡病例没有计算在内，而归咎于原发病。在美国平均治疗费用约$2.2万/例，年耗资近$200亿；欧洲年耗资近$100亿；截至1995年，总研发费用已经超过$10亿。发病人数正以年1.5％的比例增长；过去10年间，增加病例139%，且有继续增加的趋势。SandsKEetal.JAMA.1997;3脓毒症与其他严重病症的比较†NationalCenterforHealthStatistics,2001.

§AmericanCancerSociety,2001.*AmericanHeartAssociation.2000.

‡AngusDCetal.CritCareMed.2001.AIDS*ColonBreastCancer§CHF†SevereSepsis‡Cases/100,000

脓毒症的发生率脓毒症的病死率AIDS*SevereSepsis‡AMI†BreastCancer§1750110130300211000215000脓毒症与其他严重病症的比较†NationalCenter4脓毒症与急性心梗死亡率变化的比较1960年1995年10%20%30%40%50%脓毒症急性心梗脓毒症与急性心梗死亡率变化的比较1960年5

2002年巴塞罗那宣言

全社会要像当年重视“中风”和“急性心梗”一样，重视对脓毒症的研究和治疗，争取把脓毒症的发生率和死亡率降低到可接受的水平。2002年巴塞罗那宣言6研究背景

尽管脓毒症新概念与临床特征的认识有所进步，但脓毒症、MODS的临床试验性治疗相继失败，其病死率仍居高不下(50~80%)。究其原因，关键是有关脓毒症和MODS的根本发病环节及作用机制尚未充分阐明，缺乏早期有效的预防与治疗措施。因此，开展其研究具有极其重要的理论意义和实用价值。研究背景尽管脓毒症新概念与临床特征的认7脓毒症基础研究进展遗传背景(基因多态性研究)重要诱发因素(微生物及其产物、内/外毒素作用)晚期炎性介质与效应分子(高迁移率族蛋白-1、BH4)细胞内信号转导机制(MAPK通路,JAK/STAT通路)网络效应与器官间相互作用(神经-内分泌-免疫凝血-纤溶-炎症)基因组学与蛋白组学调节方法与干预途径(活化蛋白C)脓毒症基础研究进展遗传背景(基因多态性研究)8严重损伤后全身性炎症反应失控及器官损害受体内众多基因的调控，但为何有的人群易于并发脓毒症和MODS？对MODS患者采取相似的治疗方案，但机体反应和预后可能完全不同。这些现象是否与体内存在某种MODS相关的“易感基因”或基因表达特性的改变影响宿主对应激状态的敏感有关？基因多态性严重损伤后全身性炎症反应失控及器官损害受体内众多基因的调控，9TNF-2纯合子患者TNF-水平和病死率均高于杂合子或TNF-1纯合子患者，证实TNF-2基因型可能是严重脓毒症患者出现高TNF-水平和不良预后的基因标志之一。TNF-双等位基因Nco1多态性与严重脓毒症和器官损害的发生密切相关,分析其多态性有助于评估并发脓毒症和MODS的易感性及明确对抗TNF免疫治疗的反应性。基因多态性(基因组序列上的变异)是决定人体对应激打击易感性与耐受性、临床表型多样性及药物治疗反应差异性的重要因素。基因多态性TNF-2纯合子患者TNF-水平和病死率均高于杂合子10

基因大规模直接测序，明确了中国人群中一些在创、烧伤感染发病中起关键作用的效应分子的基因多态性分布，并初步进行了临床关联分析和功能研究。已明确TLR4受体5’区-1892G→A、-1837A→G、CD14启动子区-1145G/A和-159C/T、IL-1β启动子区-1470G→C、-511T→C和-31C→T与创伤感染易感性存在密切的内在联系。

11CD14C-159T基因多态性对TNF-αmRNA表达的影响12CD14C-159T基因多态性对TNF-αmRNA表达

CD14C-159T基因多态性对LBP浓度的影响13 CD14C-159T基因多态性对LBP浓度的影响13携带不同CD14基因多态性烧伤患者单核细胞表面HLA-DR的表达*

*

*

携带不同CD14基因多态性烧伤患者***14烧伤脓毒症患者预后与单核细胞

HLA-DR结合量的关系**

******

*烧伤脓毒症患者预后与单核细胞

HLA-DR结合量的关系**15

CD14C-159T基因多态性与MODS发生率及死亡率的关系基因型例数（n）MODS例数（n）死亡例数（n）-159CC700-159CT1064-159TT43316 CD14C-159T基因多态性与基因型例数71例特重度烧伤患者基因型与脓毒症及死亡率的关系

基因型例数非脓毒症（例）脓毒症（例）死亡率（%）CC73（42.9）4（57.1）2（28.6）TC4618（39.1）28（60.9）11（23.9）*TT185（27.8）13（72.2）9（50.0）71例特重度烧伤患者基因型与脓毒症及死亡率的关系基因型例数17

临床试验性治疗脓毒症的实践中，应当考虑基因的因素。如果对照和治疗组CD14C-159T或其他易感基因多态性的分布频率不一致，那么结果无论是支持或是否定试验性治疗，其判定很可能会产生偏差。

脓毒症早期识别与判定预后的辅助工具。在不久的将来，基因多态性的检测很可能会帮助患者选择个体化的有针对性的治疗，从而有利于降低脓毒症和/或MODS的发病率。18 临床试验性治疗脓毒症的实践中，应当考虑基因的因细菌内毒素内毒素血症与细菌感染关系密切,是创伤感染的重要致病因素之一。创伤脓毒症中,内毒素常常与细菌协同致病,两者同时并存。内毒素具有极广泛而又复杂的生物学效应，脓毒症、MODS病理过程中出现的失控炎症反应、免疫机能紊乱、高代谢状态及多脏器功能损害均可由内毒素直接或间接触发。细菌内毒素内毒素血症与细菌感染关系密切,是创伤感染的重要致19

G-菌细胞壁最外层结构,主要成分为脂多糖(LPS)。由三部分组成：外层为O-特异性多糖链,为细菌特异性抗原;中层为R-核心多糖,为细菌类属共同的抗原;内层为类脂A,主要决定其生物活性。

分子结构特征G-菌细胞壁最外层结构,主要成分为脂多糖(LPS201.

刺激单核巨噬细胞、内皮细胞、粒细胞合成、释放介质、蛋白酶类物质等，介导机体内组织、细胞的损伤;2.

促进血小板凝集，激活凝血、纤溶系统，从而触发DIC;

生物学活性1.刺激单核巨噬细胞、内皮细胞、粒生物学活性21生物学活性3.

对免疫系统的影响,可激活补体、促进Ｂ淋巴细胞有丝分裂、诱导干扰素,并有抗肿瘤及免疫佐剂作用;4.

引起病理生理改变:发热反应、血压降低、代谢改变、局部过敏反应。生物学活性3.对免疫系统的影响,可激活补体、221.全身网状内皮系统功能障碍,免疫机能下降,肠道吸收的内毒素过多超过机体之清除能力;2.胃肠道粘膜缺血、坏死,屏障功能破坏,通透性增高,大量内毒素释放入血;内毒素血症发生原因1.全身网状内皮系统功能障碍,免疫内毒素血症发生原因233.肠道来源的内毒素因肝功能障碍由侧支循环直接入体循环;4.某些组织、器官G-菌感染病灶持续产生的内毒素吸收入血。内毒素血症发生原因3.肠道来源的内毒素因肝功能障碍内毒素血症发生原因24

烧伤早期即出现内毒素水平升高,伤后3~4天达高峰,2~3周又出现回升。内毒素水平随烧伤面积的增加而增加。内毒素血症发生率达36.8~74.7%,而菌血症阳性率仅3.0~38.2%。

发病过程及规律烧伤早期即出现内毒素水平升高,伤后发病过程及规律25

既往多认为来源于创面或血循环G-菌感染后大量释放。早期主要不是源于创面,肠道蓄积内毒素侵入血循环可能是最重要的来源。后期内毒素水平的再度升高，与难以控制的创面脓毒症相关。烧伤后内毒素血症来源既往多认为来源于创面或血循环G-菌烧伤后内毒素血症26

与感染、免疫的关系与脓毒症、多脏器功能障碍综合征的关系循环内毒素含量监测的临床价值内毒素血症的临床意义与感染、免疫的关系内毒素血症的临床意义27内毒素血症与细菌感染关系密切,是创伤感染中的重要致病因素之一。在烧伤脓毒症中,内毒素常常与细菌协同致病,两者同时并存。但有时血液内毒素检测呈阳性反应,而细菌培养不一定阳性,提示内毒素血症可单独存在。内毒素血症与细菌感染关系密切,28

不同烧伤面积内毒素血症及菌血症阳性率比较烧伤面积内毒素血症菌血症组别(％)例数％例数％III.30-4921/5736.81/333.0II50-6923/4452.32/219.5III70-9865/8774.718/4738.2*#

不同烧伤面积内毒素血症及烧伤面积内毒29烧伤后内毒素血症出现时间早于菌血症,内毒素可促进细菌移位。内毒素血症与严重创伤后全身播散性感染的发生亦紧密相关。内毒素血症与脓毒症相关率达70%,

当内毒素持续升高时,应警惕播散性细菌感染的发生。烧伤后内毒素血症出现时间早于菌30细胞免疫异常表现为淋巴细胞对促有丝分裂因子刺激反应降低,伴Ts增多、Th减少。细胞免疫障碍与血清中过量内毒素有关。多粘菌素B可部分恢复NK细胞活性及逆转Th/Ts异常,且能消除烧伤血清对IL-2抑制反应。内毒素在烧伤后免疫抑制中的作用细胞免疫异常表现为淋巴细胞对促有丝分内毒素在烧伤后免疫抑制中31休克初期发生内毒素血症，Re-LPS抗血清输注后血浆PGE2明显降低。烫伤后脾细胞对ConA或PHA刺激反应及诱生IL-2活性抑制。SDD可显著降低内毒素水平，同时脾细胞增殖应答及诱生IL-2明显升高。肠源性内毒素对全身免疫的影响休克初期发生内毒素血症，Re-LPS肠源性内毒素对全身免疫的32

脾细胞对ConA刺激增值反应的改变***脾细胞对ConA刺激增值反应的改变***33脾细胞IL-2活性的改变

**脾细胞IL-2活性的改变**341.通过PGE2对免疫系统下向调控引起多方面抑制效应;2.导致单核细胞提呈抗原表达能力降低,并抑制中性粒细胞趋化性受体的表达;3.激活单核巨噬细胞诱生细胞因子,介导对机体防御机能及多器官损害效应;4.经替代途径活化补体,生成补体裂解产物。内毒素介导烧伤免疫抑制的机制1.通过PGE2对免疫系统下向调控引起多方内毒素介导烧伤免35MODS家兔内毒素含量升高幅度大、持续较高水平，且与多器官功能相关显著。输注Re-LPS抗血清后，内毒素升高幅度及持续时间显著降低，MODS发生率休克早期给予rBPI21可完全中和循环内毒素，能减轻肝、肺、肾及肠道损害等。内毒素与脓毒症、MODS的关系MODS家兔内毒素含量升高幅度大、持续内毒素与脓毒症、MO36MODS与非MODS患者内毒素水平比较*******MODS与非MODS患者内毒素水平比较*******37血浆内毒素水平与MSOF发生频率内毒素例数(EU/ml)MSOFNMSOF死亡<0.201801800.20~9181

0.50~64231.00~2202总例数血浆内毒素水平与MSOF发生频率内毒素38A.

内毒素血症临床表现与G-

菌脓毒症相似。对烧伤内毒素血症诊断除体征外，主要依据血中内毒素测定结果。B.LAL具有快速、灵敏、不受抗生素治疗影响等优点而逐渐应用于临床。循环内毒素含量监测的临床价值A.内毒素血症临床表现与G-菌脓毒症相似。对烧伤39循环内毒素含量监测的临床价值C.

血浆内毒素含量可以比较稳定和敏感地反映机体G-

菌感染的动态变化过程。D.

连续动态观察其变化，对烧伤后脓毒症的早期诊断、病程监测及预后评价可能有指导作用。循环内毒素含量监测的临床价值C.血浆内毒素含量可以比较稳定40外毒素研究背景

诸多研究证实，细菌、内毒素、病毒及寄生虫感染等在机体的脓毒性反应中均可起触发剂作用,其中革兰阴性菌及其内毒素在脓毒症发病中的作用与机制已进行了较为广泛、深入的研究。然而，长期以来，人们对于革兰阳性菌及其外毒素的致病意义认识不足。

外毒素研究背景诸多研究证实，细菌、内毒素、病41

临床资料表明,革兰阳性菌脓毒症的发病率逐年上升，至二十世纪90年代末已达脓毒症发病率的50％以上，并仍有升高趋势。其中金黄色葡萄球菌(简称金葡菌)发病率位居首位，是烧伤创面感染、急性肝功能衰竭的重要病原菌。临床资料表明,革兰阳性菌脓毒症的发病率逐年42

革兰阳性菌感染率上升原因大量抗生素治疗主要是针对G－菌，从而使得G＋致病菌感染机会增多；长时间血管内导管的应用越来越多；手术移植物的广泛应用(人造关节、瓣膜、血管等)；G＋菌感染病原菌的变迁；抗生素耐药性在G＋致病菌中的播散[如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)，耐青霉素肺炎链球菌，耐万古霉素粪肠球菌]。革兰阳性菌感染率上升原因大量抗生素治疗主要是针对43

烧伤病区金葡菌流行情况保加利亚资料证实，无论是烧伤创面还是血标本中金葡菌检出率均居首位(31.4%和35.0%),且MRSA耐药率逐年增高。瑞金医院从创面分离获得菌株601株，金葡菌最多见(271株，45.1%)，MRSA耐药率高达79.1%。长海医院分析95例烧伤合并血源性感染时发现，金葡菌占29.2%，是导致脓毒症的重要病原菌。烧伤病区金葡菌流行情况保加利亚资料证实，无44

金葡菌主要致病因子外毒素(肠毒素、TSST-1、溶血素)酶(血浆凝固酶、透明质酸酶、溶脂酶)细胞抗原(荚膜抗原、细胞壁成分、A蛋白)金葡菌主要致病因子外毒素45

细菌学研究表明，可溶性外毒素的产生是G＋菌感染的重要标志之一，在G＋菌感染性疾病的发生、发展中具有重要意义。其中金葡菌肠毒素因其“超抗原”特性以及在中毒性休克综合征发病中的特殊意义而倍受关注。

细菌学研究表明，可溶性外毒素的产生是G＋46T细胞抗原呈递细胞T细胞抗原受体MHCII分子T细胞抗原呈递细胞普通抗原超抗原TCRV区ng/mlT细胞抗原呈递细胞T细胞抗原受体MHCII分子T47金葡菌及其外毒素的分布、产毒率与意义

创面分离病原菌1880株，金葡菌分离率从1995年的17.7%

(第3位)上升为1999年的29.3%(居第1位)、2003年44.4%。278例次静脉内置管的严重烧伤病人，7例次发生导管脓毒症(5例死亡)，其分离病原菌中金葡菌占50%以上。烧伤患者分离127株金葡菌产毒率达91.6%，以同时产生多种类型毒素者居多[同时产肠毒素B、C者最为常见]，其中90%以上为耐药菌株。检测100株金葡菌肠毒素产生情况，其中60株MRSA全部产一种以上肠毒素，而40株非MRSA产毒率仅为20%。金葡菌及其外毒素的分布、产毒率与意义创面分离病原菌1848

金葡菌感染检测与诊断技术常规细菌培养与鉴定方法

(时间较长、阳性率低)金葡菌产毒试验

(体外产毒情况，耗时较长)血液金葡菌肠毒素水平分析技术

(敏感、快速、方便)金葡菌感染检测与诊断技术常规细菌培养与鉴定方法49

本实验采用改良双单抗夹心BA-ELISA方法，利用单克隆抗体的特异性和生物素-链亲素系统的放大原理，检测血浆及组织匀浆中微量SEB，该方法灵敏度可达0.078ng/ml，检测范围为0.078-20ng/ml，血浆中SEB的回收率为88.7-106.2%。本实验采用改良双单抗夹心BA-ELISA方法，利用单克50--脓毒症发病机制讲课教学课件51肾脏蓄积排泄肾组织中SEB含量明显高于其他脏器。SEB可经肾小球自由滤过，并被近端小管细胞完全重吸收。肾动脉结扎和肾切除均可导致体内肠毒素的清除延迟，增强其对动物的致死能力。给家兔静脉注射125I标记肠毒素,循环中肠毒素迅速清除，并分布到肝、肾、肺、脾等组织，其中肾脏含量最高。

肾脏是肠毒素蓄积和排泄的最重要场所之一。肾脏蓄积排泄肾组织中SEB含量明显高于其他脏器。SEB可经肾52烫伤脓毒症大鼠脏器功能的改变烫伤脓毒症大鼠脏器功能的改变53

y/x相关系数(r)P值回归方程GPT/肝脏SEB0.84620.0040y=0.4249x+56.2483Cr/肾脏SEB0.67060.0480y=0.0283x+37.1327CK-MB/心脏SEB0.78940.0114y=2.1720x+157.7869MPO/肺脏SEB0.43630.2404

DAO/血浆SEB-0.43980.0170y=-0.0042x+0.2339组织SEB与脏器功能指标的相关分析组织SEB与脏器功能指标的相关分析54--脓毒症发病机制讲课教学课件55SEB单抗对烫伤脓毒症大鼠6小时死亡率的影响

组别死亡率P值烫伤脓毒症组55.6%(20/36)SEB单抗组17.6%(3/17)0.021

SEB单抗对烫伤脓毒症大鼠56

金葡菌肠毒素介导脓毒症发病的分子机制

干扰素-激活巨噬细胞、中性粒细胞，增强其杀菌活性(保护效应)炎症早期炎症晚期诱导巨噬细胞TNF-、NO等介质大量生成(损害效应)抗原呈递细胞表面MHCII表达增加，促进T细胞依赖性休克、MODS肠毒素BT细胞活化JAK2/STAT3SOCS1/3金葡菌肠毒素介导脓毒症发病的分子机制干扰素-激活巨噬57金葡菌致病因子的靶细胞为T淋巴细胞和单核/巨噬细胞(1)肠毒素和TSST-1以T淋巴细胞为主要靶细胞(介导Th1细胞因子反应，包括IFN-)(2)肽聚糖和磷壁酸则主要作用于单核/巨噬细胞内毒素的靶细胞为单核/巨噬细胞(以TNF-α促炎因子占优势)，且诱导细胞因子反应速度显著快于外毒素金葡菌外毒素与内毒素作用的差异金葡菌致病因子的靶细胞为T淋巴细胞和单核/巨噬细胞金葡菌外毒58金葡菌TSST-1可显著提高宿主及细胞对内毒素攻击的敏感性，与内毒素发生致死性协同作用，这是该毒素最重要的特性之一。健康家兔单独接受TSST-1仅表现为发热反应，即使剂量高达100g/kg亦不能产生致死效应，提示该毒素本身致死性作用并不强。同时给予低剂量内毒素与TSST-1，动物即可出现典型的TSS症状和体征，表现为呼吸、循环、肝、肾及消化道等多器官功能严重障碍，导致动物死亡。金葡菌外毒素与内毒素的协同效应金葡菌TSST-1可显著提高宿主及细胞对内毒素攻击的敏感性，59烫伤合并金葡菌感染可导致动物局部组织内毒素水平明显升高，并与炎症介质的产生关系密切。动物心、肝、肺、肾组织中内毒素水平与血浆SEB含量呈正相关，提示金葡菌攻击后内毒素的升高与SEB毒性作用有关。烫伤脓毒症动物血浆SEB水平与小肠DAO活性呈显著负相关，SEB单抗干预后不仅小肠粘膜的损伤程度有所减轻，组织中内毒素水平亦降低。

金葡菌外毒素与内毒素血症烫伤合并金葡菌感染可导致动物局部组织内毒素水平明显升高，并与60在引起脓毒症的作用方式上，G＋菌与G－菌具有一定的共性，即二者的细胞壁产物和毒素均能激活单核/巨噬细胞和淋巴细胞，最后诱发失控性全身炎症反应与多器官功能异常。脓毒症的发生并非一定需要内毒素的介导，金葡菌及其外毒素同样可以诱发脓毒症。金葡菌与G-菌诱发脓毒症的异同在引起脓毒症的作用方式上，G＋菌与G－菌具有一定的共性，61早期炎症介质(TNF)释放可能与多器官损害相关HMGB1的产生明显晚于其他介质,被称之为“潜在的晚期介质”?提示还可能存在TNF-以外的重要因子介导了内毒素的致死效应拮抗早期介质对临床病人并没有明显的保护作用内毒素对TNF基因缺陷动物亦具有致死效应致死量内毒素攻击，部分动物数天后才出现死亡早期炎症介质(TNF)释放可能与多器官损害相关HMGB1的产62内毒素巨噬细胞IL-1TNFHMGB1损伤休克死亡炎症介质反应“早期”（小时）“晚期”（数天）?内毒素巨噬细胞IL-1HMGB1损伤炎症介质“早期”“晚期”63是种类最多、含量最丰富的HMG，10~15个核小体即含有一个HMGB分子。HMGB高度保守，人、大鼠、猪和牛的氨基酸序列同源性高达98%。细胞内、外均有HMGB1表达。高迁移率族蛋白B,HMGB是种类最多、含量最丰富的HMG，10~15个核小体即含有一个64HMGB1是否确实参与了失控性炎症反应的发生、发展过程？HMGB1的诱生机制及其作用如何？与严重创、烧伤后脓毒症及器官损害的本质联系和临床意义如何？针对HMGB1进行干预是否有助于脓毒症及多器官损害的防治？课题拟解决的问题HMGB1是否确实参与了失控性炎症反应的发生、发展过程？课65HMGB1mRNA腹腔感染脓毒症大鼠组织HMGB1mRNA表达*时间（小时）对照组26122448720.96*******************************0.720.480.24HMGB1mRNA腹腔感染脓毒症大鼠组织HMGB1mRN66ALT(u/L)*正丁酸钠对脓毒症大鼠器官功能指标的影响肝功肾功6050454055Cr(μmol/L)***ALT(u/L)*正丁酸钠对脓毒症大鼠器官功能指标的影响肝67给小鼠腹腔注射纯化的重组HMGB1攻击可出现脓毒症样表现较大剂量HMGB1攻击可导致动物死亡气管内给予HMGB1可引起急性肺损伤，大量PMN聚积和肺水肿HMGB1的直接组织损害作用给小鼠腹腔注射纯化的重组HMGB1攻HMGB1的直接组织损害68炎性因子(TNF-α)上调HMGB1合成HMGB1对TNF-α/IL-10表达的影响HMGB1对Toll样受体表达的影响HMGB1的调节作用炎性因子(TNF-α)上调HMGB1合成HMGB1的调节69

HMGB1诱导大鼠腹腔巨噬细胞TNF-α表达的时间-效应关系

marker内参正常8h12h24h36h。

正常8h12h24h36h

*****HMGB1诱导大鼠腹腔巨噬细胞TNF-α表70正丁酸钠对脓毒症大鼠肾脏TNF-表达的影响TNF-mRNA*0h12h24h

TNF-蛋白(pg/mg)0h12h24h

**0.80.60.40.22.41.81.200.6正丁酸钠对脓毒症大鼠肾脏TNF-表达的影响TNF-mR71IL-10(pg/mg蛋白)**肝脏肾脏***肺脏正丁酸钠对脓毒症大鼠肾脏IL-10水平的影响IL-10(pg/mg蛋白)**肝脏肾脏***肺72HMGB1对淋巴细胞免疫功能的影响（包括增殖反应、IL-2/IL-2R表达、Th1/Th2极化）HMGB1对巨噬细胞吞噬、提呈功能的影响HMGB1与严重烧伤后细胞免疫功能紊乱的本质联系及其信号机制HMGB1的免疫效应HMGB1对淋巴细胞免疫功能的影响（包括增殖反应、IL-2/73

抗HMGB1抗体对内毒素休克小鼠的治疗效果

延迟HMGB1抗体治疗组

时间（小时）2244872963361007550025存活率（%）内毒素休克对照组抗HMGB1抗体对内毒素休克小鼠的治疗效果

延迟H74

正丁酸钠对严重脓毒症大鼠的治疗效果

时间（天）212341007550025存活率（%）5670.5************正丁酸钠治疗组严重脓毒症组正丁酸钠对严重脓毒症大鼠的治疗效果

时间（天）75血清HMGB1(ng/ml)正常对照组**脓毒症患者血清HMGB1水平与预后的关系存活组死亡组脓毒症患者*血清HMGB1(ng/ml)正常对照组**脓毒症患者血清H76血清HMGB1(ng/ml)休克初期失血性休克患者血清HMGB1水平与血压的关系低血压期血压正常血压恢复期血清HMGB1(ng/ml)休克初期失血性休克患者血清HM77HMGB1出现较晚且持续时间更长，与脓毒症的发生、发展密切相关体液中存在稳定、持续，避免“早期”细胞因子半衰期短、“脉冲”式改变的缺陷可能成为反映脓毒症、MODS病理过程更为方便、实用的监测指标检测HMGB1的临床意义HMGB1出现较晚且持续时间更长，与检测HMGB1的临床意78生物喋呤及其调节作用一氧化氮(NO)过度产生是诱发脓毒性休克和MODS的最后共同通路，而生物喋呤(BH4)为一氧化氮合酶重要的辅因子，调控着细胞内NO的产生。尽管BH4的确切病理效应尚未明了，我们的研究发现，它可能作为潜在“炎症因子”参与了内/外毒素所致脓毒性休克及MODS的病理生理过程。生物喋呤及其调节作用79内毒素可刺激多种细胞中GPT-CHI基因/蛋白表达和BH4产生，进而诱导iNOS基因表达。

内/外毒素休克动物肝、肺、肾等组织生物喋呤含量分别与反映相应器官损害的功能指标呈显著正相关关系。中和毒素及GPT-CHI抑制剂可不同程度地抑制组织生物喋呤的合成过程。12生物喋呤在脓毒性休克和MODS中的作用3内毒素可刺激多种细胞中GPT-CHI基因/蛋白表达和BH480BH4为iNOS重要辅因子，可促进NO不断合成、释放；NO大量诱生加重内毒素所致血流动力学障碍、细胞毒作用和局部组织损伤。BH4与内/外毒素在诱导iNOS表达及促进TNF-a产生方面具有协同效应,可造成广泛炎症反应。采用GTP-CHI抑制剂或BH4竞争抑制剂能有效拮抗低血压，提高多器官微循环灌注。脓毒症时BH4与MAPKp38激活密切相关。

12生物喋呤介导组织损伤效应的机理34BH4为iNOS重要辅因子，可促进NO不断合成、释放；NO81新喋呤在体液中存在较稳定，持续时间长，不易灭活或降解，克服了某些炎性介质作为早期诊断指标的缺陷。

通过64例大面积烧伤和41例多发伤病人前瞻性观察，确立了新喋呤对严重脓毒症的预警阈值(35.0nmol/L)。严重烧伤后循环新喋呤水平改变较早，自伤后3天起并发MODS者其含量持续上升，比临床出现MODS提前数天作出判断。发现联合检测新喋呤和内毒素能进一步提高MODS的临床诊断效率。

新喋呤与创、烧伤后严重脓毒症及MODS的关系

新喋呤在体液中存在较稳定，持续时间长，不易灭活或降解，克服了82血清新喋呤含量与MODS积分值的关系

伤后时间（天）项目137142128新喋呤/积分值r值-0.1770.4700.7220.2640.8110.080P值>0.05<0.05<0.01>0.05<0.01>0.05血清新喋呤含量与MODS积分值的关系83

敏感性特异性准确性阳性阴性预测值预测值新喋呤81.889.986.881.189.9内毒素92.682.786.274.695.3新喋呤合并内毒素90.296.494.790.296.4新喋呤、内毒素、新喋呤合并内毒素对MODS的诊断有效率比较（%)新喋呤、内毒素、新喋呤合并内毒素84内毒素外毒素细胞壁等

炎症介质(TNF-,IFN-、IL-1等)iNOSGTP-CHI精氨酸胍氨酸

+NO血管扩张循环障碍Mon/M细胞平滑肌细胞内皮细胞等DAHPiNOS活性生物喋呤对iNOS的调控机制BH4?内毒素炎症介质(TNF-,IFN-、IL-1等)iN85GTP-CHIDAHP生物喋呤原生型NOS诱生型NOS

NO基础水平抑制大量NO释放DAHP对脓毒性休克的防护效应GTP-CHIDAHP生物喋呤原生型NOS86基因组与蛋白组学

传统模式中多数实验性研究集中于某一信号分子、动物模型中的几个相关分子或者培养独立的细胞及细胞系。为了达到全面理解的目的，需要同时分析许多不同的分子及其相互作用，并运用定量的模拟方法总结这些数据以阐明能够用于直接治疗的关键信号结点。

基因组与蛋白组学传统模式中多数实验性研究集中于某一信号分子87--脓毒症发病机制讲课教学课件88脓毒症蛋白组学

蛋白组被定义为细胞、组织或机体中表达的所有蛋白的含量和种类；蛋白组方法可分为三种不同的类型：即表达蛋白组、结构蛋白组和功能蛋白组；功能蛋白组探讨蛋白质之间的相互作用和翻译后的修饰并对其进行调节，集中于调节信号转导过程中分子的相互作用，是深入了解脓毒症分子机制的核心环节。脓毒症蛋白组学蛋白组被定义为细胞、组织或机体中表达的所有蛋89脓毒症蛋白组学

利用蛋白组学研究策略，将来人们可以精确计算并鉴定导致脓毒症分子病理学改变的信号网络中重要的结合点。一旦找出其关键的信号中枢，就可以进行标准化合理的药物设计，从而生产出体内更有效、副作用更小的特异性调节剂。脓毒症蛋白组学利用蛋白组学研究策略，将来人们可以精确计算并90神经-内分泌-免疫网络

电刺激迷走神经传出支激活胆碱能抗炎途径可抑制脓毒症多器官TNF-α产生，减少脓毒性休克的发生率。迷走神经切除显著提高炎症刺激下TNF-α合成与释放，增强内毒素对动物的致死性。胆碱能抗炎途径可特异性抑制局部炎症。利用脓毒症的神经调节机制来探讨其防治策略是一个较新的研究领域，目前尚处于探索阶段。神经-内分泌-免疫网络电刺激迷走神经传出支激活胆碱能抗炎途91近年来的研究证实，免疫功能紊乱在脓毒症发生、发展过程中确实具有重要作用。机体往往有短暂的SIRS，随后是长期的CARS和MARS。SIRS表现为非特异性免疫系统高度活跃和炎症反应亢进；CARS表现为特异性免疫系统的抑制。

脓毒症与炎症及免疫功能紊乱近年来的研究证实，免疫功能紊乱在脓毒症发生、发展过程中确实具92

TCRCD28CD152MHC-ⅡB7B7NFATAP-1IL-2RIL-2DCTcellT淋巴细胞的克隆无反应状态抑制性细胞因子作用细胞凋亡和凋亡细胞作用TCRCD28CD152MHC-ⅡB7B793DC/巨噬细胞IL-12IFN-γIL-10PGE2Th0Th2Th1CD4+T淋巴细胞的功能性分化DC/巨噬细胞IL-12IFN-γIL-10PGE2Th0T94细胞凋亡本是细胞死亡的被动和正常生理过程。但脓毒症中，细胞凋亡加速，成为主动的病理过程。已证实，诱导脓毒症细胞凋亡加速的主要物质是促炎细胞因子，如TNFα、FasL、颗粒酶等和糖皮质激素。T细胞TNFαFasL颗粒酶糖皮质激素TNFαFasL颗粒酶糖皮质激素抗原刺激＋无刺激主动凋亡被动凋亡细胞的正常凋亡与加速凋亡细胞凋亡本是细胞死亡的被动和正常生理过程。但脓毒症中，细胞凋95脓毒症诱导器官凋亡的实验研究作者模型胸腺脾脏肝脏肺脏肠道

Fukuzuka,1999烧伤＋＋＋＋－＋－Mignon,1999LPS＋＋

Chung,1998CLP＋＋Hotchkiss,1997CLP＋＋＋＋±＋＋Hiramatsu,1997CLP＋＋＋＋＋Ayala,1996CLP＋＋

Wang,1994G+菌血症＋＋

注：＋＋广泛凋亡；＋明显凋亡；±轻度凋亡；－无凋亡脓毒症诱导器官凋亡的实验研究作者96

脓毒症时间愈长,T细胞和B细胞的缺失愈加明显,大部分患者死于长期的低免疫状态期。

------《新英格兰医学杂志》

TheNewEnglandJournalofMedicine

(2003).348;138-150.脓毒症时间愈长,T细胞和B细胞的缺失愈97脓毒症免疫反应示意图打击化学物质：自由基、蛋白酶物理损伤：机械、热力抗体补体细胞膜损伤细胞坏死炎症反应MONKCD8Th1激素TNFα颗粒酶FasL非细胞膜损伤细胞凋亡非特异性全身炎症反应↑特异性免疫功能↓脓毒症免疫反应示意图打击化学物质：自由基、蛋白酶细胞膜损伤98胸