1、敗血癥及其血液凈化治療谷 彳散花涕一芳筱崎正博 秋潭忠男 主編.緊急血液凈化療法手冊：111119.南江堂出版,2002對敗血癥，雖然已經開發了各種各樣的治療方法，但是其病死率仍然居高不下。敗血 癥中大約有20%的病人進展為多器官衰竭( MOF),是其主要的致死原因。在日本，推測有 很多敗血癥，發生 MOF者估計也不在少數。革蘭陰f桿菌產生的內毒素在MOF的發病機理上占有重要的位置。內毒素的本質是革蘭陰性桿菌的細胞壁成分脂多糖(lipopolysaccharide, LPS),為由多種多糖和脂質 A (lipid A)構成。現在認為當感染的細菌在機體內一旦釋放內毒素，即誘導 巨噬細胞和多核細胞

2、產生多種體液介質，導致敗血癥性MOF的發生。對這種具有強致病作用的內毒素，自古就有各種各樣的治療方法，例如在18世紀曾經盛行過的放血療法。近年揭示的內毒素在機體內活化和作用的機理，可區分為不同的階段。本稿介紹以筆 者等開發的內毒素吸附療法為中心的血液凈化抗內毒素療法。一、內毒素在體內活化的機理進入血液中的內毒素與 高密度脂蛋白(high density lipoprotein, HDL )等脂蛋白結合而 易于解毒。另外也可被在機體內產生的自然抗內毒素抗體 或抗菌-透過增進性蛋白(bacteridal/ permeability-increasing protein, BPI)所中和。相反，內毒

3、素在機體內如被增強內毒素的脂多糖結合蛋白(LPS-binding protein, LBP )發現，除被大量中和解毒的一面外，與 LBP結合 還可使內毒素活性增強 1 000倍。LPS-LBP復合體與單核細胞、多核細胞膜上CD14結合，其信息被傳遞并激活細胞核內部機制引起細胞因子的產生。另外，在人類還存在識別內毒素的Toll樣受體(Toll-like receptor, TLR )的信號傳遞方式，也正在被闡明。在免疫學領域的研究，歷來都是以pg/ml為單位作為內毒素刺激劑量被使用；然而，近年來由Dedrick等揭示，內毒素的量即使是pg/ml水平就有充分的活性。而且與一過性高濃度的刺激作用相比

4、較，微量內毒素對免疫細胞的持續性刺激或間歇性刺激作用更強、更持久，可以使免疫細胞持續處于活化的狀態。因而，抗內毒素療法基本上是以低劑量持續阻斷內毒素活性為原則。二、內毒素的除去1.全血漿交換、血漿交換對敗血癥的全血漿交換或血漿交換(plasma exchange, PE),最早在1979年由Scharfman報告對腦脊髓膜炎敗血癥合并DIC實施血漿交換療法有效(N Engl J Med 300: 12771278,1979)。在日本，內藤等為新生兒重癥敗血癥實施PE,從除去內毒素的作用機理方面進行了研究。1993年，Gardlund等報告，對14例原發性敗血癥休克之中的12例實施PE治療，達到

5、生存率78%的良好效果。此外，彼等還報告以既往病例為對照，對21例敗血癥患者實施PE治療的病死率為38%,并強調了 PE對敗血癥治療的重要性。但是，由于需要使用大 量的新鮮冷凍血漿，因而擴大使用范圍有一定困難；此外，還有血液感染的危險性和過敏反應的可能性等。最近對這種療法進行了再評價，主張應用于合并有肝損害的MOF患者。表1抗內毒素血癥療法(1)直接除去法血漿交換、血液交換直接血液灌流(多黏菌素 B固定化纖維、活性炭) (2)中和法抗血清(J5)單克隆抗體(HA-IA 、 E5) 抗菌/透過增進卜iE蛋白(BPI)抗脂多糖因子(ALF ) 陽離子性抗菌蛋白(CAP) 無毒化內毒素(E 5531

6、)2.內毒素吸附用吸附法除去內毒素的嘗試，最初在1975年由Nolan等報告使用膽酪胺(Cholestyramine)作為吸附材料；其后，在此基礎上有試用Dowex樹脂、Amberlite XAD-2樹脂以及活性炭作為吸附劑進行體外實驗研究。1977年，山琦等發表對實驗犬內毒素血癥用珠狀活性炭進行直接血液灌流(direct hemoperfusion, DHP)有效的報告。1982年，豬原等用同樣規 格的活性炭對小兒內毒素性休克實施DHP,報告了其有效性。Niwa等用BrCN活化的瓊脂糖(sepharose與多黏菌素 B (polymyxin B)以共價鍵結合制成多黏菌素結合瓊脂糖，作 為抗菌

7、機理研究目的使用的材料，開始用于沙門菌屬明尼蘇達株(Sminnesota) R595的內毒素吸附除去試驗(Jpn J med Sei Biol 35: 114115, 1982 )。自1983年以來，為了臨床應用 的目的，筆者等開發了以不溶性材料為載體結合多黏菌素B的吸附材料。本材料在日本的商品名為卜V7三牛( Toremyxin ),經醫療保險認可，用于敗血癥治療在日本國內被廣泛 使用。詳見下項。三、 用Toremyxin的內毒素吸附療法1 . ToremyxinToremyxin是用聚苯乙烯(polystyrene)共價結合多黏菌素 B固定化的纖維性材料制成 無紡布，卷成圓筒狀充填血液凈化

8、柱制備的血液吸附器。柱內填充固定56mg多黏菌素B的纖維(polymyxin B immobilized fiber, PMX ),體外試驗可除去牛血漿中內毒素1.1科g /柱。2 .實施方法一般采用直接血液灌流法（DHP）。回路同透析回路一樣從動脈側到靜脈側，1個回路中安裝1個吸附柱。作為血液通路，為使平均血壓在40 mmHg的病例也能接受治療，可在大隱靜脈留置雙腔導管。對合并DIC的病人，抗凝劑選用甲磺酸奈莫司他（Futhan）, 2040mg/h,持續注入。如使用肝素，劑量約為 2 500 U/h持續注入，在DHP終了后有必要用魚 精蛋白中和。灌流時間為 2小時，血液流量為 50100

9、ml/h。需要監測病人的循環動態和呼 吸狀態。3 .適應例癥一般而言，本療法適用于與內毒素有關的各種病理狀態，例如內毒素血癥或革蘭陰性桿菌敗血癥、可疑革蘭陰性桿菌感染的重癥感染癥等。特殊情況例如嚴重的侵襲或外傷，手術后狀態、懷疑有細菌易位（bacteria traslocation）,即腸道正常菌群進入血液并有可能對宿 主造成強烈不良影響時。本療法醫療保險適應癥見表2。表2醫療保險適用的Toremyxin治療條件內毒素選擇性除去用吸附療法醫療保險適用于符合以下73）的患者：（1）內毒素血癥或可疑革蘭陰性桿菌感染癥 以下中同時滿足2項者 體溫在38 c以上或不足36 C 心率在90次/分以上 呼

10、吸在20次/分以上或PaCO2在32 mmHg以下 白細胞在12 000/6 以上或不足4 000/6,或中性桿狀核粒細胞在10%以上 需要使用升壓藥的敗血癥性休克；但有嚴重肝損害（總膽紅素在10mg/dl以上并且肝凝血活酶在40%以下）者除外4 .臨床結果以下為敗血癥n期以后到醫療保險適用的出期病例治療的結果。觀察對象n期37例，出期97例。對這些病例的內毒素測定分為3組，全部病例治療后與治療前進行比較，均見有內毒素測定值的降低（表 3）。血中內毒素降低組，可見存活率有意義的提高（表 4）;反 過來看，生存組血中內毒素呈有意義的降低。臨床參數如血壓、PaO2/FiO2比值、體溫均獲得改善或趨

11、于正常。如將內毒素降低組根據血壓、PaO2/FiO2比值分為生存組和死亡組，在生存組治療前異常組（SBP在100mmHg以下，氧合能指數在 200mmHg以下）可見有意義 改善；但內毒素值升高組則未見這種改善。另外，血中細胞因子（TNF- a、IL-6、IL-10 ）值如圖1、2、3所示，均呈有意義的降 低；而且升壓藥可以減量。5 .臨床有效病例的總結血中內毒素濃度，在敗血癥H期和出期病例的測定，均見有意義的降低。由于PMX的吸附作用而使內毒素降低再次得到確證。即使有革蘭陽性球菌感染的病人，在有內毒素檢出的病例、全身性炎癥反應綜合征（SIRS）或重癥敗血癥（合并器官損害）、敗血癥性休克等嚴重情

12、況，推測是由于細菌 /內毒素易位（bacterial /endotoxic translocation）,即細菌和內毒 素由腸管轉移至血液循環而引起的病理生理狀態。今后有必要進一步從適用疾病（從效率層面）或治療方法、療效機理，特別是內毒素清除后細胞因子和血管內皮標志物的變化等，進 行探討解析。表3 DHP前后血中內毒素水平不同測定法的結果觀察對象例數測定法DHP前內毒素值DHP后P值臨床有效例數37New PCA 法85.0 ±53.257.5+ 55.80.001臨床觀察例數45PCA法24.8 ±8.118.0+ 6.90.000451毒素顯色法567.9 ±

13、246.1333.4+ 187.50.0001表4 DHP干預的內毒素變化和預后DHP前后內毒素濃度變化New PCA 和 PCA 法（44 例） 生存率毒素顯色法（52例） 生存率30 %以上減少11/17 (65 %)12/25 (48 %)030 %減少5/12 (42 %)7/16 (44 %)不變2/7 (29 %)2/2 (100 %)030 %上升0/1 (0 %)2/4 (50 %)30 %以上上升2/7 (29 %)0/5 (0 %)由于DHP干預，內毒素減低組生存率在 40 %以上(Pg/ml)(Pg/ml)圖1 TNF- a的變化圖2 IL-6 的變化(Pg/ml)內毒素

14、升高組，雖病例數少，但相比之下可見生存率較低圖3 IL-10的變化圖4多巴胺的減量效果四、甲磺酸奈莫司他對敗血癥休克的療效在使用Toremyxin實施內毒素吸附療法時，多使用甲磺酸奈莫司他 （商品名Futhan）作為抗凝劑。Futhan為蛋白酶抑制劑，對中性粒細胞彈性蛋白酶有阻斷作用；對纖溶酶系和補體的活化有抑制作用。 這盡管對機體的非特異性防御功能有一定影響；但是也正因為此對伴有內毒素休克的器官衰竭的發生和發展有一定的阻止作用。因而認為Futhan可加強Toremyxin的治療效果，有改善敗血癥病理生理的可能性。五、療效機理為了說明Toremyxin的療效機理需要回答以下兩個重要問題。 其一

15、是為什么對內毒素陰 性和革蘭陽性球菌感染的病例也有效？其二是在2小時DHP這樣短的時間內，血中細胞因子降低的機理是什么？已有很多報告足可以說明上述問題的機理，以下是結合筆者治療有效的病例，并以此 為中心對治療有效機理的闡明。1 .對革蘭陽性菌感染癥有效的機理關于內毒素陰性病例 DHP治療有效的機理，據丸山等的研究，在 DHP治療中血壓回 升的現象，推斷是由于對anandamide （一種內源性大麻類衍生物）的吸附除去。筆者等診斷的重癥感染病例用細菌培養方法檢出革蘭陰性桿菌或革蘭陽性球菌，但也有革蘭陰性桿菌與革蘭陽性球菌混合性感染的可能性。單純革蘭陽性球菌感染是否有效還不能定論。另外， 關于內毒

16、素陰性的問題，測定方法的敏感性也是不能忽視的，但本稿沒有涉及這個問題。1998年，Kimpe等報告，存在于細菌細胞壁的肽糖體（ peptidoglycan ）及脂壁酸 （lipoteichoic acid ）有抑制去甲腎上腺素對血壓和心率的生理效應。關于多黏菌素B固定化纖維（PMX ）,據1998年Jaber等報告，在進行添加埃希大腸桿 菌及金黃葡萄球菌與 PMX 一同溫育的體外實驗時，發現由這兩種細菌誘導的末梢血多核細 胞TNF-”的產生被抑制。更進一步試驗金黃葡萄球菌脂壁酸的效應，當增加脂壁酸的濃度 而不增加PMX時，可見TNF- “的產生增多；而與 PMX共同溫育組TNF- a的產生則被

17、抑 制。這一結果說明 PMX具有吸附脂壁酸，抑制革蘭陽性球菌（金黃葡萄球菌）誘導中性粒 細胞產生TNF- a的可能性。另一方面，據 Hongwei等報告，一部分具有脂蛋白的革蘭陰性桿菌及革蘭陽性球菌， 其脂蛋白與內毒素有協同作用；而對誘導中性粒細胞IL-6、TNF- “的產生與內毒素則有相乘作用。這些發現雖然現在還未被公認，但是如使用PMX纖維除了清除內毒素之外，因為也能除去這種脂蛋白而有進一步提高預期療效的可能性。因而認為，使用 PMX纖維的吸附 療法，即使是在無內毒素存在的情況下，由于對單純的革蘭陽性球菌感染癥的脂壁酸的除去，也可能獲得一定的療效。有資料提示，在機體內即使有很少量的內毒素存

18、在，由于與 TSST-1 （中毒性休克綜合 征毒素-1）、TNF- a、脂蛋白等的相乘作用，其毒理作用將被放大。因而僅僅清除這少量的 內毒素就有可能改善機體防御感染時的過強反應。再者，有關內毒素或肽糖體作用機理的新進展揭示，過去認為的CD14作為巨噬細胞表面受體而參與的內毒素信息傳遞，現在則認為是Toll-like受體（TLR）在信息傳遞上起主要作用 。 以 TLR-2 及 TLR-4 為代表，特別是 TLR-4 對內毒素是特異性受體；而 TLR-2 不僅對內毒素，對革蘭陽性球菌和真菌的信息也有向細胞核內傳遞的可能性。因而， 這就不僅僅是內毒素的作用，在體內還存在著微生物感染的信息傳遞系統的作

19、用。亦即揭示了在敗血癥時， 不僅是內毒素給予機體的不良影響；除了內毒素之外，清除微生物源性產物也可對由感染導致的機體超強反應起到一定的抑制作用，這對機體是有利的。以上是使用PMX 吸附柱的血液凈化療法對敗血癥有效的機理，即不僅對革蘭陰性桿菌感染的治療有效，對革蘭陽性球菌感染也有效的機理的新知識和新學說。2 . DHF 2 小時治療與細胞因子的降低筆者等曾報告，在臨床治療有效的敗血癥出b期由于2小時直接血液灌流（DHP）,血中IL-6、TNF-a、IL-10、PAI-1等，不僅是炎性細胞因子，就連抗炎性細胞因子和內皮細 胞源性物質也有意義的降低；其降低率，治療后與治療中比較也呈有意義的降低。由于

20、抗凝劑 Futhan 也有抑制細胞因子產生的作用，為此進行了肝素與Futhan 的對比觀察。結果顯示IL-6 血濃度在Futhan 組比肝素組有意義的降低。用敗血癥性休克患者的全血進行體外實驗，取PMX 固定化纖維1g 與敗血癥性休克患者全血 10ml 混合，震蕩2 小時，比較前后IL-6 及內毒素濃度的變化。可見在內毒素陽性病例的 IL-6 呈有意義的降低。即體外實驗無抗凝劑Futhan 的影響也可見IL-6 有意義的降低，而有意義降低的是內毒素陽性的病例。因而推測PMX 的降低細胞因子作用，有別于抗凝劑Futhan,是與內毒素相關聯的；即由于內毒素的降低而降低了細胞因子水平。于是，進行了用人末梢血單核細胞（ PMNC）經內毒素刺激的 NF- K 3釋放實驗，并進一步探討在經內毒素刺激后以中和內毒素為目的添加游離的PMX 吸附內毒素，觀察細胞的NF- k 3在細胞因子產生狀態方面的作用以及細胞因子（ TNF- a ）產生的變化。由于內毒素 的刺激，PMNC的NF- K 3發現量從30分鐘后開始上升，60分鐘后有TNF- a產生。另外 在NF- K 3和TNF- a產生開始的時間