膿毒癥和多器官功能障礙

綜合征的發病機制及治療

盛志勇全軍燒傷研究所解放軍三零四醫院膿毒癥和多器官功能障礙

綜合征的發病機制及治療

盛志勇1

膿毒癥是由于微生物侵入人體而引致的具有損傷性的激烈全身反應的一組臨床癥狀膿毒癥是由于微生物侵入人體而引致的具有2嚴重膿毒癥

膿毒性休克

MODS

MSOF嚴重膿毒癥3美國統計

每年計有約750,000例膿毒癥（每1000人有3例）;死亡率為28.6%。占1995年的全部死亡率的9.3%；每例治療費用為＄21000，年治療費為167億美元。

每年估計200,000人死于膿毒癥

歐洲

每年估計150,000死于膿毒癥美國統計每年計有約750,000例膿毒癥（每4膿毒癥與其它嚴重病癥的比較?NationalCenterforHealthStatistics,2001.

§AmericanCancerSociety,2001.*AmericanHeartAssociation.2000.

?AngusDCetal.CritCareMed.2001(InPress).AIDS*ColonBreastCancer§CHF?SevereSepsis?Cases/100,000

膿毒癥的發生率MortalityofSevereSepsisAIDS*SevereSepsis?AMI?BreastCancer§1750110130300211000215000膿毒癥與其它嚴重病癥的比較?NationalCenter5

我國缺乏統計由于人口較美國高5倍推算每年可能有300萬例膿毒癥病死率39%~50%我國缺乏統計由于人口較美國高5倍6嚴重膿毒癥、MODS是人類健康和經濟的重大挑戰已成為非心臟病死亡的主要原因嚴重膿毒癥、MODS是人類健康和經濟的重大挑戰72002年巴塞羅那會議呼吁

全社會要象當年重視急性心肌梗死和中風那樣，重視對膿毒癥的研究和治療，爭取把膿毒癥的發生率和死亡率降低到可接受的水平。2002年巴塞羅那會議呼吁全社會要8

由于1991年所商訂的診斷指標過于“敏感”，特異性太差。2001年在華盛頓召開一次會議重訂膿毒癥的定義，共有代表歐美各學會29名代表參加。目標為：1、商討當時膿毒癥及有關病情定義的不足之處2、商討如何改進膿毒癥的診斷指標3、尋討促進膿毒癥診斷的準確性、可靠性以及臨床實用性由于1991年所商訂的診斷指標過于“敏感9膿毒癥的臨床表現*一般指標：體溫升高或低體溫、心率增快、呼吸增快、白細胞數異常*炎癥指標：血清C反應蛋白或前降鈣素升高>正常值2SD*血流動力學指標：高心排量、低末梢阻力、氧攝取率低下*代謝指標：胰島素需要量提高*組織灌流變化：皮膚灌流差；尿量降低*器官功能障礙：例如尿素氮和肌酐升高、血小板數減少或其他凝血異常，高膽紅素血癥膿毒癥的臨床表現10“診斷標準”不是“金標準”

僅是臨床醫生在作出治療決心時作為參考“診斷標準”不是“金標準”11

革蘭陰性桿菌產生的脂多糖（內毒素）被認為是導致膿毒癥的主要媒介。革蘭陰性桿菌產生的脂多糖（內12

金黃色葡萄球菌感染發生率正在逐年增高，耐甲氧苯青霉素金黃色葡萄球菌（MRSA）已占50%~90%。金黃色葡萄球菌感染發生率正在逐13燒傷病區革蘭陽性、陰性病原菌構成比的變遷燒傷病區革蘭陽性、陰性病原菌構成比的變遷14

革蘭陽性球菌的毒性產物也能導致膿毒癥革蘭陽性球菌的毒性15金黃色葡萄球菌產的致病組分中毒性休克綜合征毒素（TSST－1）腸毒素B（SEB）－超抗原細胞壁成分－磷壁酸、肽聚糖、A蛋白胞外酶－血漿凝固酶、透明質酸酶、溶脂酶金黃色葡萄球菌產的致病組分中毒性休克綜合征毒素（TSST－116鏈球菌致病的組分鏈球菌化膿性外毒素A(SPEA)鏈球菌促絲裂外毒素Z(SMEZ)鏈球菌致病的組分鏈球菌化膿性外毒素A(SPEA)17脂多糖結合蛋白(LBP)CD14脂多糖(LPS)Toll樣受體(TLR2/4)細胞外細胞內炎癥介質和細胞因子轉錄激活JAK激酶信號轉導和轉錄激活子(STAT)細胞因子信號轉錄抑制因子(SOCS)酪氨酸激酶三磷酸肌醇、二酰基甘油（IP3+DAG）蛋白激酶CP65P50IκB???反饋調節NF-κB復合物磷脂酶絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)脂多糖結合蛋白CD14脂多糖(LPS)Toll樣細胞外細胞內18LPS

TNFαIL-1βIL-6IL-8IL-18LPSIL-619SEB

IFN-、TNF-、NO等炎癥反應失控休克、

MODS

死亡T細胞Mon/M

IFN-SEB單抗SEB單抗肽聚糖磷壁酸SEBIFN-、TNF-、NO等炎癥反應失控休克20細菌內毒素與外毒素有很強的協同作用可使各自的致死量降低100倍細菌內毒素與外毒素21中醫內科學ppt課件17膿毒癥和多器官發病機制及治療22動物實驗：嚴重燙傷、腹腔感染后6-24小時肝、肺小腸組織HMGB-1表達↑持續至傷后72小時局部組織HMGB-1誘生與LPS介導器官功能損害關系密切動物實驗：嚴重燙傷、腹腔感染后6-24小時23小鼠腹腔注射重組

HMGB-1→膿毒癥表現大劑量攻擊→死亡小鼠腹腔注射重組24嚴重腹腔感染后給予正丁酸鈉（HMGB-1抑制劑）降低動物膿毒癥1-6天的死亡率嚴重腹腔感染后給予正丁酸鈉25由于發現眾多促炎細胞因子，興起尋覓和合成中和或消除細胞因子拮抗劑的研究。但是動物實驗有效，臨床試用均告失敗。由于發現眾多促炎細胞因子，26已試用的治療方法大致分類★細菌產物調節劑—抗內毒素，殺菌／通透性增強蛋白(BPI)★抗細胞因子—IL-1ra，抗TNF，sTNFr等★抗炎癥藥物—糖皮質激素，非甾類抗炎藥、粘附分子抑制劑★抗凝血劑—重組人活化蛋白C，ATⅢ，尿激酶，肝素重組人組織型纖維溶酶原激活劑★其他—NO合成酶抑制劑，抗氧化劑，血栓烷拮抗劑，緩激酶受體拮抗劑等等。已試用的治療方法大致分類★細菌產物調節劑27雖然已投入了巨量的基礎和臨床研究，但其發病機制仍未完全闡明治療仍感棘手。雖然已投入了巨量的基礎28臨床試用失敗可能原因*單個拮抗劑不足以消除級聯反應形成的更多的因子*治療同時消除了炎癥反應的有益效應*動物模型與人膿毒癥真實情況不符*疾病不統一性；病人背景不一*治療是在癥狀出現之后，膿毒癥已形成*治療結果終點不統一；治療時間參差不一*人體反應不可能劃一*不能糾正免疫功能紊亂及凝血紊亂*發現晚期因子，如HMGB-1臨床試用失敗可能原因*單個拮抗劑不足以消除級聯反應形成的更29上世紀90年代初后陸續發現

抗炎癥細胞因子IL－４，IL－10，IL－13，TGFβ可溶性受體上世紀90年代初后陸續發現

抗炎癥細胞因子IL－４，IL－30Bone假說示意圖促炎機制抗炎機制膿毒癥正常狀態SIRS狀態CARS狀態MARS狀態Bone假說示意圖促炎機制抗炎機制膿毒癥正常狀態SIRS狀態31代償性抗炎反應綜合征

COMPENSATORYANTI-INFLAMMATORYRESPONSESYNDROME

（CARS）

強烈的抗炎性介質釋放所造成的全身反應代償性抗炎反應綜合征

COMPENSATORYANTI-I32混合性抗炎反應綜合征

MIXEDANTI-INFLAMMATORYRESPONSESYNDROME

(MARS)

促炎和抗炎介質二者均大量地釋放而引發的全身反應，但二者之間不能取得平衡。混合性抗炎反應綜合征

MIXEDANTI-INFLAMMA33免疫失協調

IMMUNOLOGICDISSONANCE

促炎與抗炎介質之間失去平衡持續的劇烈的炎癥反應免疫抑制，繼發感染炎癥與免疫抑制反復交叉表現免疫失協調

IMMUNOLOGICDISSONANCE

促34最近研究認為對治療膿毒癥具有重大影響的病生變化先天性免疫系統功能紊亂血管內皮細胞反應失常最近研究認為對治療膿毒癥具有重大影響的病生變化先天性免35先天性免疫系統

中性粒細胞

巨噬單核細胞

淋巴細胞

功能紊亂的證據

先天性免疫系統

中性粒細胞

巨噬單核細胞

36

中性粒細胞凋亡降低

↓

持續炎癥中性粒細胞凋亡降低37

C5a大量產生

↓

中性粒細胞功能↓C5a大量產生38中醫內科學ppt課件17膿毒癥和多器官發病機制及治療39中醫內科學ppt課件17膿毒癥和多器官發病機制及治療40A：35%～96%TBSA（N=11）B：7%～30%TBSA（N=22）C：正常對照（N=22）燒傷病人與正常人PMN化學發光強度比較時間(分)時間（分）A：35%～96%TBSA（N=11）41

膿毒癥無膿毒癥無膿毒癥

發生和不發生膿毒癥病人PMN化學發光強度比較膿毒癥無膿毒癥無膿毒癥發生和42

機體在感染和創傷刺激下，不僅釋放促炎介質，同時也反饋性釋放內源性抗炎介質（IL-4、IL-10、TGF

）“免疫抑制”機體在感染和創傷刺激下，不僅釋放促炎介質，同時也反饋43IL-10CD14+單核細胞HLA-DRThierryFumeaux，2002免疫功能感染易感性IL-10CD14+單核細胞HLA-DRThierry44單核細胞HLA-DR的意義THC細菌吞噬抗原處理抗原提呈HLA-DRTCR抗原多肽單核細胞/巨噬細胞B細胞T細胞單核/巨噬細胞活化單核細胞HLA-DR的意義THC細吞噬抗原處理抗原提呈HLA45CD14+單核細胞HLA-DR<30%CD14+單核細胞HLA-DR<30%死亡率持續時間>5天81%持續2天58%無或短時間存在19%VolkHD,1996“ImmuneSuppression”CD14+單核細胞HLA-DR<30%CD14+單核細46組別燒傷面積病例數特重燒傷組51%－95%(IIIo>20%)16重度燒傷組31%－50%(11%<IIIo<20%)13中度燒傷組11%－30%(IIIo<10%)10輕度燒傷組＜10%(IIIo=0)15正常對照組010

燒傷分度按1970年全國燒傷會議標準觀察病例分組觀察病例分組47燒傷后外周血單核細胞HLA-DR表達率

3

7142849燒傷后外周血單核細胞HLA-DR表達率348特重燒傷后外周血IL-6、IL-10水平變化特重燒傷后外周血IL-6、IL-10水平變化49重度燒傷后外周血IL-6、IL-10水平變化重度燒傷后外周血IL-6、IL-10水平變化50燒傷膿毒癥病人IL-6、IL-10、HLA-DR的變化燒傷膿毒癥病人IL-6、IL-10、HLA-DR的變化51淋巴細胞凋亡近年的研究證明，導致免疫麻痹的根本原因是由于行使特異性免疫功能的免疫細胞，如B淋巴細胞、CD4細胞、樹突狀細胞加速凋亡所致。因此，免疫麻痹是特異性免疫功能抑制。目前認為，導致免疫細胞加速凋亡的重要物質有：TNFα、FasL、顆粒酶和糖皮質激素。高水平的促炎細胞因子是導致免疫麻痹的主要原因，所謂“促炎/抗炎介質平衡”假說迄今并沒有充分的證據支持。淋巴細胞凋亡近年的研究證明，導致免疫麻痹的根本原因是由于行使52免疫麻痹形成示意圖免疫麻痹形成示意圖53淋巴細胞廣泛凋亡

免疫功能低下

淋巴細胞廣泛凋亡54燒傷MOF病例脾臟淋巴細胞↓↓↓脾小體消失白髓萎縮燒傷MOF病例脾臟淋巴細胞↓↓↓脾小體消失白髓萎縮55MOF病例脾臟巨噬細胞增生淋巴細胞減少MOF病例脾臟巨噬細胞增生淋巴細胞減少56胸腺

光鏡：皮質淋巴細胞明顯減少，巨噬細胞明顯增多，而髓質淋巴細胞無明顯減少，形成髓質淋巴細胞比皮質淋巴細胞數量多的現象，即所謂“皮髓倒置”；電鏡：皮質淋巴細胞大量凋亡，形成較多的凋亡小體。TUNEL標記：顯示凋亡細胞數目明顯增多。胸腺光鏡：皮質淋巴細胞明顯減少，巨噬細胞明顯增多，而髓質57大鼠酵母多糖模型胸腺皮質淋巴細胞凋亡，數減少。大鼠酵母多糖模型胸腺皮質淋巴細胞凋亡，數減少。58小鼠酵母多糖模型胸腺淋巴細胞凋亡，數↓小鼠酵母多糖模型胸腺淋巴細胞凋亡，數↓59大鼠MOF早期胸腺TUNEL大鼠MOF早期胸腺TUNEL60大鼠酵母多糖模型胸腺電鏡：巨噬細胞吞噬凋亡小體大鼠酵母多糖模型胸腺電鏡：巨噬細胞吞噬凋亡小體61脾臟光鏡：脾竇充血、巨噬細胞增生、中性白細胞浸潤；白髓淋巴細胞減少，脾小體萎縮；電鏡：見白髓淋巴細胞變性凋亡，多見凋亡小體，同時見增生的巨噬細胞吞噬大量凋亡的淋巴細胞。TUNEL：示白髓及脾竇內有較多著棕黃色的凋亡細胞。脾臟光鏡：脾竇充血、巨噬細胞增生、中性白細胞浸潤；白髓淋巴62大鼠酵母多糖模型脾臟淋巴細胞減少，巨噬細胞增多，溢出現象。∴功能↓

大鼠酵母多糖模型脾臟淋巴細胞減少，巨噬細胞增多，溢出現象。∴63大鼠酵母多糖脾臟TUNEL大鼠酵母多糖脾臟TUNEL64小鼠酵母多糖模型脾臟吞噬凋亡小體小鼠酵母多糖模型脾臟吞噬凋亡小體65小鼠燒傷膿毒癥脾臟巨噬細胞吞噬凋亡小體淋巴細胞凋亡小鼠燒傷膿毒癥脾臟巨噬細胞吞噬凋亡小體淋巴細胞凋亡66兔腸部分缺血再灌注損傷外周血淋巴細胞凋亡兔腸部分缺血再灌注損傷67中醫內科學ppt課件17膿毒癥和多器官發病機制及治療68中醫內科學ppt課件17膿毒癥和多器官發病機制及治療69大面積重度燒傷經常發生

低血容量休克

68例MODS病例中30.8%發生臨床休克大面積重度燒傷經常發生

低血容量休克670低容量性休克時血液重新分布腸道血供應顯著減少低容量性休克時血液重新分布71

燒傷休克經復蘇內臟血供恢復滯后于身體其他各部分燒傷休克經復蘇72利用CO2張力計監測

胃(腸)粘膜pHi

表達腸粘膜DO2利用CO2張力計監測

胃(腸)粘膜pHi

表達腸粘膜DO2738例燒傷病人的一般資料年齡：27~46歲(中位34.6±7.9)燒傷面積：50~90%TBSA(中位65.3±17.4%)Ⅲ0燒傷面積：25~75%TBSA(中位3.5~18.9%)8例燒傷病人的一般資料年齡：27~46歲(中位74中醫內科學ppt課件17膿毒癥和多器官發病機制及治療75中醫內科學ppt課件17膿毒癥和多器官發病機制及治療76

★γ干擾素可以提高CD+

單核細胞HLA－DR★胸腺肽也具有同樣治療作用★γ干擾素可以提高CD+77Th1IFN-

LT巨噬細胞(增強殺菌能力)++嗜中性細胞(增強殺菌能力)IL-2+調節CD4+/CD8+比例(增強機體免疫水平)胸腺肽→Th1IFN-LT巨噬細胞(增強殺菌能力)++嗜中性細胞(78α胸腺肽具有直接抑制

caspase的作用遏制淋巴細胞凋亡α胸腺肽具有直接抑制79血管內皮細胞人體約有1013全重1千克覆蓋面積4000～7000㎡血管內皮細胞人體約有101380血管內皮細胞的功能覆蓋血管內壁調節血管舒縮緊張度調節細胞間和營養交換維持血液流體性參與局部促炎和抗炎介質的平衡參與新血管的形成經歷細胞凋亡血管內皮細胞的功能覆蓋血管內壁81病原體侵入組織時,血管內皮細胞釋放炎性介質動員白細胞，促進粘附促進凝血以局限感染提高滲透性改變血管舒縮緊張度病原體侵入組織時,血管內皮細胞釋放炎性介質82LPS，外毒素等

↓

MФ

↓

TNF，IL-1，IL-6

↓組織因子

選擇蛋白

ICAM－１VCAM－１

↓內皮細胞血小板

WBC聚集

因子VIII

↓

↓↓

蛋白酶

因子V血栓調節↓↓蛋白內皮細胞損傷凝血酶

↓

↓

APC纖維蛋白PAI-1↓

微血栓__83人.腹部外傷-腹腔膿腫-MODS肺泡隔血管微血栓(纖維蛋白染色)人.腹部外傷-腹腔膿腫-MODS肺泡隔血管微血栓(84大鼠.酵母多糖腹腔注射致MODS肺泡隔小血管微血栓大鼠.酵母多糖腹腔注射致MODS肺泡隔小血管85家兔.失血休克+飼菌致MODS肺泡隔小血管微血栓家兔.失血休克+飼菌致MODS肺泡86當前抗凝研究狀況肝素：經典方法，多數持肯定態度，缺乏嚴格對照AT-Ⅲ：有效，缺乏統計學，新近三期研究持否定重組人類活化蛋白C（APC））：11個國家1690例研究顯示能使膿毒癥28天死亡率降低6%。血小板活化因子乙酰水解酶（pafase)、TFPI、重組

線蟲抗凝蛋白（rNAPc2)：在研究中，無確切結果當前抗凝研究狀況肝素：經典方法，多數持肯定態度，缺乏嚴格對照87嚴重膿毒癥時可用活化C蛋白(Activatedproteinc)(Drotrecoginalfa﹤activated﹥)24/μg/kg/h96h低分子肝素(可賽)40~80mg/d尿激酶組織型纖維蛋白溶酶原激活劑(tPH)嚴重膿毒癥時可用活化C蛋白(Activatedprote88活化蛋白Ｃ（APC）抑制凝血因子Va和Ⅷa的功能抑制單核細胞產生TNF-a，IL-1，IL-6減少中性粒細胞與內皮細胞粘附增強纖維蛋白溶解活性用藥后D－二聚體降低IL-6降低活化蛋白Ｃ（APC）抑制凝血因子Va和Ⅷa的功能89膿毒癥細胞因子細胞凋亡促炎細胞因子IL-1β,IL-6,TNF

抗炎細胞因子IL-10,TNF-R1,淋巴細胞胸腺、脾、骨髓腸組織粒細胞休克細胞凋亡免疫抑制繼發感染氧自由基實質性器官壞死肺、肝細菌內毒素移位MODSMOF恢復恢復死亡依賴于膿毒癥打擊的嚴重程度膿毒癥細胞因子細胞凋亡促炎細胞因子抗炎細胞因子淋巴細胞粒細胞90內毒素、外毒素、其他細菌組分內皮細胞中性白細胞單核細胞細胞因子氧自由基脂質介質生物喋呤補體組織因子PAI-1↑促凝血效應膿毒癥與多器官功能障礙凝血紊亂體溫升高血管擴張毛細血管滲透微循環梗阻循環不穩定趨化溶酶體酶iNOS↑內毒素、外毒素、其他細菌組分內皮細胞中性白細胞單核細胞細胞因91如已有中毒性休克表現：１、液體復蘇。指標：中心靜脈壓：8～12㎜Hg平均動脈壓≥65㎜Hg尿量≥0.5ml·kg－1·hr－1

中心靜脈或混合靜脈氧飽和度≥70%２、如6小時未能達到以上指標輸紅細胞使血球壓積≥30%和／或輸去甲腎上腺素如已有中毒性休克表現：１、液體復蘇。指標：92

嚴重膿毒癥一旦形成，治療仍甚棘手，因此預防重于治療。嚴重膿毒癥一旦形成，93

嚴重燒傷誘發一系列劇烈的病理生理過程，極易并發膿毒癥嚴重燒傷誘發一系94MODS發病機制中二次打擊現象

第一次打擊

SIRS或膿毒癥

★

燒傷

★組織缺血

重灌流

炎性細胞

★內毒素移位激活MODS發病機制中二次打擊現象第一次打擊95MODS發病機制中二次打擊現象第二次打擊感染MODS內毒素血癥壞死組織存留

全身炎癥反應預激的炎性細胞加劇、失控進一步激活免疫失協調MODS發病機制中二次打擊現象第二次打擊96首先是妥善防治休克

※及時、快速、充分糾正低血容量

※盡快恢復腸道血供應

※減輕氧自由基損傷首先是妥善防治休克※及時、快速、充分糾正97腸道是膿毒癥發病機制中的重要環節，既是易損器官，又是始動器官腸道屏障功能紊亂→內毒素血癥腸道缺血→末梢循環淋巴細胞凋亡動力障礙、慢性炎癥→內毒素移位、胃內容物誤吸→膿毒癥、肺損傷腸道是膿毒癥發病機制中的重要環節，既是易損器官，又是始動器官98恢復腸血供應目前應用山莨菪堿可用氯化氨甲酰膽堿（卡巴膽堿carbachol）血管緊張素肽拮抗劑恢復腸血供應目前應用山莨菪堿99代謝支持

總熱量計算公式＊KJ/d=4184×體表面積(㎡)＋104.6×燒傷面積(％)＊[Kcal／d＝1000×體表面積(㎡)＋25×燒傷面積(％)]（體表面積㎡＝［身高(m)－0.6］×1.5）

（第三軍醫大學全軍燒傷研究所）代謝支持總熱量計算公式100代謝支持及早開始經口營養

有助于恢復腸道血供（sNOS活性↑）減輕腸粘膜再灌流損傷降低血內毒素水平促進腸粘膜生長、更新、分泌降低高代謝率削弱、阻滯內毒素－炎性介質－腸粘膜損傷代謝支持及早開始經口營養101代謝支持補充谷氨酰胺是腸粘膜細胞、淋巴細胞的能源物質維護分泌sIgA的功能增加肝臟和其他組織的谷胱甘肽含量，減輕氧自由基損傷代謝支持補充谷氨酰胺102代謝支持補充精氨酸

防止燒傷后Ｔh／Ｔs比值下降使CD4細胞增加，提高CD4／CD8比值提高Ｔ淋巴細胞對PHA和ConA的反應性代謝支持補充精氨酸103

★及早切除三度傷面

消除燒傷毒素的有害作用去除感染發源地降低粘附分子上調

★及早切除三度傷面104★保護支持內臟功能心臟—西地蘭0.4mg(第一24小時內給1.2mg達到飽和量后每日0.4mg)低血壓可給予多巴胺25μg/kgmin

肺—既是靶器官又是始動器官及時氣管切開、及時機械通氣保護性通氣策略：潮氣量：6～7ml/kgPEEP：10～15cmH2O氣道峰壓：35cmH2O↓PaCO2：70mmHg