医药学论文：从肾脏角度认识全身炎症反应综合征

　1991年美国胸科医生学会与危重感染急救医学(ACCP/SCCM)在芝加哥联合召开的讨论会上进一步确认全身炎症反应综合征(SIRS)的概念［1］。 SIRS是由感染或非感染因素刺激宿主触发炎症过度反应的结果， 这些因素刺激宿主免疫系统， 释放体液和细胞因子， 对血管张力和渗透性产生影响， 导致微循环障碍、 休克或器官衰竭， 即多器官功能障碍综合征(MODS)。 SIRS是MODS的必经之路， 而MODS是SIRS的必然发展结果。


在SIRS和败血症以及继发组织损伤时， 释放一些不能控制的细胞因子进入循环， 引起血液动力学不稳定、 广泛的组织损伤， 导致内脏器官的炎症反应。 在此过程中， 细胞因子起信息分子作用， 发出不同的细胞反应信号， 引起细胞和体液反应。 从单核细胞、 吞噬细胞和其它细胞释放细胞因子后， 通过与初始信号传递受体结合生成第二信息， 引起细胞间信号效应， 包括重要酶的磷酸化， 影响细胞行为基因产物的表达或失活。 细胞因子显示十分广泛的特性， 包括能启动细胞因子及其网络系统活化， 调节受体结合能力。 特别在SIRS和器官障碍的发生机制上， 细胞因子的特殊作用是多方面的， 因为细胞因子显示出基因多态性和多效性。 有趣的是， SIRS也伴有释放相反作用的炎症分子、 可溶性肿瘤坏死因子受体(sTNFR)、 IL-1受体拮抗物(IL-1ra)和IL-10， 参与调节细胞因子释放与促炎症因子和抗炎症分子的平衡， 可能对炎症反应的严重性起决定性作用。


败血症的临床特点是宿主对感染刺激过度反应的结果， 尽管体内防御机制对机体是有益的， 能中和侵入的微生物， 清除损伤的细胞和修复破坏组织， 但过度的活化可能是有害的。 近来研究表明， SIRS的关键步骤是感染损伤： 如内毒素、 外毒素、 革兰阳性(G+)细菌细胞壁成分、 病毒和真菌； 以及非感染性损伤： 细胞碎片、 补体成分、 免疫复合物等都可以刺激宿主免疫系统， 产生一些重要的介质， 如激肽、 血小板活化因子(PAF)、 NO、 活性氧自由基和其它介质， 它们能影响血管张力和渗透性， 引起微循环障碍， 最后导致休克和器官衰竭。 SIRS是源于各种损伤引起的全身炎症(inflammation)反应， 而败血症仅限于是感染(infection)所引起的反应。 败血症和SIRS初始相特点是生成一些过量的促炎症体液介质， 属于细胞因子网络、 补体系统、 凝血和纤溶系统。 同时还有一些中性粒细胞、 单核细胞、 内皮细胞和宿主反应系统的其它细胞活化。 体液和细胞炎症介质活化， 损伤内皮细胞， 导致内皮功能障碍， 刺激血管活性介质合成。 这些介质特点是使血管收缩(内皮素-1)或扩张血管(PGI2， NO)， 常伴随败血症性休克。 内毒素和细胞因子引起NO合成不仅导致严重低血压， 降低对血管收缩物质的反应性， 还能抑制重要的细胞呼吸酶。 由于内皮细胞和吞噬细胞增加粘附分子的表达， 加重由多形核白细胞(PMN)介导的组织损伤。 活化的白细胞在接触内皮细胞时， 释放毒性氧自由基、 溶酶体蛋白酶， 因此促进血管渗透性， 引起毛细血管漏出增加， 形成间质水肿。 由于毛细血管渗漏和供氧障碍， 致持续性低血压， 并伴有微循环障碍， 引起组织低灌流和低氧血症。 如果这个过程不中断， 将导致急性肾功能衰竭(ARF)、 心血管和肺功能不全， 最后发生多器官衰竭。
SIRS和败血症是一种对刺激因素不能控制的炎症过度反应过程， 最终引起器官衰竭或死亡。 有证据表明， 与损伤刺激反应平行的还有一种抗炎症反应， 称为代偿性抗炎症反应综合症(CARS)。 已明确CARS的重要介质， 如IL-4， -10， -11， -13、 转化生长因子-β(TGF-β)、 克隆刺激因子(CSF)、 sTNFR、 IL-1ra。 研究表明某些介质， 特别是白介素对单核细胞影响较大， 表现抗原提呈作用， 抑制T-和B-淋巴细胞活化， 包括T-淋巴细胞特异性抗原增生， 将引起免疫抑制。 事实上， 这些介质都能下调自身的合成， 如果机体代偿性抗炎症反应不足， 则临床将表现增加对感染的易感性。 如果促炎症介质与抗炎症介质之间不平衡， 则将出现SIRS或CARS。 已证明， 持续存在高浓度促炎症介质与抗炎症介质将预示不良的后果。 当SIRS为主时， 抗炎症治疗是有益的， 当CASR占优势时， 刺激免疫系统产生粒细胞刺激因子、 干扰素-γ、 IL-13是有帮助的。 所以辨认在哪个过程(SIRS或CARS)， 采取不同治疗措施是至关重要的。


内皮细胞损伤的结果多累及心-肺和肾， 败血症休克常伴有ARF， 其肾损伤的机制是复杂的， 涉及细菌产物和宿主反应性。 以往多数研究局限在脂多糖(LPS)诱导的ARF。 首先是血液动力学改变， 引起持续性低血压， 导致肾缺血及肾小球滤过率下降。 进一步研究表明， ARF在无血液动力学改变时也可发生， 表明LPS对肾有直接作用。 肾小球系膜细胞表达mCD14， 可能是由于脂多糖结合蛋白/脂多糖(LBP/LPS)复合物刺激合成细胞因子(IL-1， IL-6， TNF)、 趋化因子(IL-8， MCP-1， GROα， RANTE， GROβ)和PAF。 同样， 肾小管上皮细胞不能表达mCD14， 可由LPS直接刺激， 通过与sCD14反应产生活性氧自由基、 促炎症细胞因子。 这些细胞也可产生几种趋化因子， 包括MCP-1、 RANTEs、 CINC、 MIP-2和IL-8。 因此肾功能受ATⅡ和去甲肾上腺素浓度增加和某些介质(二十烷类、 细胞因子、 内皮素、 NO和PAF)的影响。 离体肾灌注试验表明， LPS的间接影响大于直接影响。 LPS刺激PMN产生的另一种介质是PAF， PAF是由LPS刺激系膜细胞、 内皮细胞和白细胞而合成， 在内毒素休克时， 外膜蛋白(prins)及LPS诱导的细胞因子(如TNF、 IL-1)和PAF在血液和肾脏浓度增加。 PAF直接作用在离体的肾小球， 使系膜细胞收缩， 肾小球面积减小。 因此TNF和IL-1是通过产生PAF的机制收缩系膜细胞。 PAF刺激离体灌注鼠和兔的肾脏合成血栓素A， 刺激培养的系膜细胞生成活性氧自由基。 体内输入PAF导致肾小球滤过率(GFR)和肾内压力下降， 尿量和钠排泄减少。 TNF可使肾小球内皮细胞和上皮细胞内皮素合成增加， 很低浓度内皮素即可导致GFR和肾血流量(RBF)显著减少。 事实上， 抗ET-1抗体能改善LPS灌注的肾脏功能。 此外， 内毒素血症增加肾脏NF-κB(一种转录因子)和诱导型一氧化氮合成酶(iNOS)mRNA的表达， 同时常伴有低血压、 GFR下降和肾小球内皮细胞一氧化氮合成酶(NOS)的抑制。 发现选择性抑制iNOS可防止血压下降和GFR降低， 恢复内皮细胞NOS。 与非选择性抑制NOS对比， 进一步降低GFR， 引起广泛肾小球血栓， 增加死亡率。 这个结果表明， LPS导致局部介质产生血管舒张和收缩物质的表达不平衡， 引起肾血流量明显下降。 最后， 表明在肾脏由LPS诱导的转录密码FasL和Fas(凋亡信号受体系统)， 在LPS诱导的ARF和器官衰竭中的作用。


SISR表明机体存在过度炎症(inflammation)反应， 进一步发展将会导致败血症和MODS。 SIRS本身并无特异性临床表现， 但积极干预SIRS的进展是预防MODS的重要环节。 SIRS无直接的实验室参数， 通常用一些基本的生命指标预示SIRS是否存在， 这些指标包括① 体温>38 ℃或< 36 ℃； ② 脉搏>90次/min； ③ 呼吸急促， 呼吸频率>20次/min或PaCO2< 4.3 kPa(32 mmHg)； ④ WBC>12×109/L或< 4×109/L， 或未成熟粒细胞>0.10。