膿毒癥和多器官發(fā)病機制及治療

1、膿毒癥和多器官功能障礙綜合征的發(fā)病機制及治療,盛 志 勇全軍燒傷研究所解放軍三零四醫(yī)院,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,嚴重膿毒癥 膿毒性休克 MODS

2、 MSOF,,,,,美國統(tǒng)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2019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,膿毒癥與其它嚴重病癥的比較,,,,?National Center for Health S

3、tatistics, 2019. §American Cancer Society, 2019. *American Heart Association. 2000. ?Angus DC et al. Crit Care Med. 2019 (In Press).,AIDS*,Colon,Breast,Cancer§,CHF?,Severe Sepsis?,Cases/100,000,,膿毒癥的發(fā)生率,Mortali

4、ty of Severe Sepsis,AIDS*,SevereSepsis?,AMI?,Breast Cancer§,17,50,110,130,300,211000,215000,我國缺乏統(tǒng)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%,嚴重膿毒癥、MODS,是人類健康和經(jīng)濟的重大挑戰(zhàn)已成為非心臟病死亡的主要原因,2019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

5、對膿毒癥的研究和治療，爭取把膿毒癥的發(fā)生率和死亡率降低到可接受的水平。,由于1991年所商訂的診斷指標過于“敏感”，特異性太差。2019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(guān)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,膿毒癥的

6、臨床表現(xiàn),* 一般指標：體溫升高或低體溫、心率增快、呼 吸增快、 白細胞數(shù)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

7、* 器官功能障礙：例如尿素氮和肌酐升高、血小 　　　　　　　板數(shù)減少或其他凝血異常，高 　　　　　　　膽紅素血癥,“診斷標準”不是“金標準”,僅是臨床醫(yī)生在作出治療 決心時作為參考,革蘭陰性桿菌產(chǎn)生的脂多糖（內(nèi)毒素）被認為是導致膿毒癥的主要媒介。,金黃色葡萄球菌感染發(fā)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%。,燒傷病區(qū)革蘭陽性、陰性病原菌構(gòu)成比的變遷,,,,,,革蘭陽性球菌的毒性

8、 產(chǎn)物也能導致膿毒癥,金黃色葡萄球菌產(chǎn)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(zhì)酸酶、溶 脂酶,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),LPS TNFα

9、 IL-1β,,,,,,IL-6IL-8IL-18,,,SEB,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,,,細菌內(nèi)毒素與外毒素有很強的協(xié)同作用可使各自的致死量降低100倍,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(xù)至傷后72小時局部

10、組織HMGB-1誘生與LPS介導器 官功能損害關(guān)系密切,小鼠腹腔注射重組 HMGB-1→膿毒癥表現(xiàn)大劑量攻擊→死亡,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,由于發(fā)現(xiàn)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。,已試用的治療方法大致分類,★細菌產(chǎn)物調(diào)節(jié)劑 —抗內(nèi)毒素，殺菌／通透性增強

11、蛋白(BPI)★抗細胞因子 —IL-1ra，抗TNF，sTNFr等★抗炎癥藥物 —糖皮質(zhì)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。,雖然已投入了巨量的基礎(chǔ)和臨床研究，但其發(fā)病機制仍未完全闡明治療仍感棘手

12、。,臨床試用失敗可能原因,* 單個拮抗劑不足以消除級聯(lián)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(tǒng)一性；病人背景不一* 治療是在癥狀出現(xiàn)之后，膿毒癥已形成* 治療結(jié)果終點不統(tǒng)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(fā)現(xiàn)晚期因子，如HMGB-1,上世紀90年代初后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)抗炎癥細胞因子,IL－４，IL－10，IL－13，　T

13、GFβ　可溶性受體,Bone假說示意圖,,,促炎機制,抗炎機制,,,,,,,,,膿毒癥,正常狀態(tài),SIRS狀態(tài),CARS狀態(tài),MARS狀態(tài),代償性抗炎反應綜合征COMPENSATORY ANTI-INFLAMMATORY RESPONSE SYNDROME（ CARS ）,強烈的抗炎性介質(zhì)釋放所造成的全身反應,混合性抗炎反應綜合征MIXED ANTI-INFLAMMATORY RESPONSE SYNDROME(MARS),促

14、炎和抗炎介質(zhì)二者均大量地釋放而引發(fā)的全身反應，但二者之間不能取得平衡。,免疫失協(xié)調(diào)IMMUNOLOGIC DISSONANCE,促炎與抗炎介質(zhì)之間失去平衡持續(xù)的劇烈的炎癥反應免疫抑制，繼發(fā)感染炎癥與免疫抑制反復交叉表現(xiàn),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(tǒng)功能紊亂血管內(nèi)皮細胞反應失常,先天性免疫系統(tǒng) 中性粒細胞　 巨噬單核細胞淋巴細胞　 功能紊亂的證據(jù),,,中性粒細胞凋亡降

15、低 ↓ 持續(xù)炎癥,C5a大量產(chǎn)生 ↓ 中性粒細胞功能↓,,,,A：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(fā)光強度比較,,時間 ( 分 ),,時間（分）,,膿毒癥,,,,無膿毒癥,,,,,,無膿毒癥,,,,發(fā)生和不發(fā)生膿毒癥病人PMN化學發(fā)光強度比較,機體在感染和創(chuàng)傷刺激

16、下，不僅釋放促炎介質(zhì)，同時也反饋性釋放內(nèi)源性抗炎介質(zhì)（IL-4、IL-10、TGF?）,,“ 免疫抑制 ”,IL-10,CD14+ 單核細胞 HLA-DR,,,Thierry Fumeaux，2019,免疫功能,感染易感性,,,,單核細胞HLA-DR的意義,,,,,,THC,,,細菌,,吞噬,抗原處理,,抗原提呈,HLA-DR,,TCR,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,,CD14+單核細胞 HL

17、A-DR < 30%,CD14+單核細胞HLA-DR<30%,死亡率,持續(xù)時間>5天,81%,持續(xù)2天,58%,無或短時間存在,19%,,,,Volk HD, 2019,“ Immune Suppression ”,組別　　　　 燒傷面積　 　 病例數(shù)特重燒傷組　 51%－95%(IIIº>20%)　　 16重度燒傷組　

18、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 　　　　0　　　　　　　 　 　　10　　燒傷分度按1970年全國燒傷會議標準,,,,觀察病例分組,,燒傷后外周血單核細胞HLA-DR表達率

19、,,3 7 14 28 49,特重燒傷后外周血IL-6、IL-10水平變化,重度燒傷后外周血IL-6、IL-10水平變化,燒傷膿毒癥病人IL-6、IL-10、HLA-DR的變化,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

20、能抑制。目前認為，導致免疫細胞加速凋亡的重要物質(zhì)有：TNFα、FasL、顆粒酶和糖皮質(zhì)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(zhì)平衡” 假說迄今并沒有充分的證據(jù)支持。,免疫麻痹形成示意圖,淋巴細胞廣泛凋亡 免疫功能低下,,燒傷MOF病例脾臟,淋巴細胞↓↓↓　　脾小體消失　　白髓萎縮,,MOF病例脾臟,巨噬細胞增生　　淋巴細胞減少,胸 腺,光鏡：皮質(zhì)淋巴細胞明顯減少，巨噬

21、細胞明顯增多，而髓質(zhì)淋巴細胞無明顯減少，形成髓質(zhì)淋巴細胞比皮質(zhì)淋巴細胞數(shù)量多的現(xiàn)象，即所謂“皮髓倒置”；電鏡：皮質(zhì)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(shù)目明顯增多。,大鼠酵母多糖模型胸腺,皮質(zhì)淋巴細胞凋亡，數(shù)減少。,小鼠酵母多糖模型胸腺,淋巴細胞凋亡，數(shù)↓,大鼠MOF早期胸腺TUNEL,大鼠酵母多糖模型胸腺,電鏡：巨噬細胞吞噬凋亡小體,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

22、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(nèi)有較多著棕黃色的凋亡細胞。,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(xiàn)象?！唷」δ堋?大鼠酵母多糖脾臟TUNEL,小鼠酵母多糖模型脾臟,,吞噬凋亡小體,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,兔腸部分缺血再灌注損傷 外周血淋巴細胞凋亡,,,,,大面積重度燒傷經(jīng)常發(fā)生

23、低血容量休克,68例MODS病例中 30.8%發(fā)生臨床休克,低容量性休克時血液重新分布,腸道血供應顯著減少,燒傷休克經(jīng)復蘇內(nèi)臟血供恢復滯后于身體其他各部分,利用CO2張力計監(jiān)測胃(腸)粘膜pHi表達腸粘膜DO2,8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

24、77;17.4%) Ⅲ0燒傷面積：25~75%TBSA (中位3.5~18.9%),,★ 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,Th1,,IFN-?,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(diào)節(jié)CD4+/CD8+比例,(增強機體免疫水平),胸腺肽→,α胸腺肽具

25、有直接抑制 caspase的作用 遏制淋巴細胞凋亡,血管內(nèi)皮細胞,人體約有1013全重1千克覆蓋面積4000～7000㎡,血管內(nèi)皮細胞的功能,覆蓋血管內(nèi)壁調(diào)節(jié)血管舒縮緊張度調(diào)節(jié)細胞間和營養(yǎng)交換維持血液流體性參與局部促炎和抗炎介質(zhì)的平衡參與新血管的形成經(jīng)歷細胞凋亡,病原體侵入組織時,血管內(nèi)皮細胞,釋放炎性介質(zhì)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,LPS，外毒素等

26、 ↓ MФ ↓ TNF?，IL-1，IL-6 ↓ 組

27、織因子 選擇蛋白　　　　　　　　　 ICAM－１　　　　　　　　　 VCAM－１ ↓內(nèi)皮細胞 血小板 WBC聚集 因子VIII? ↓

28、 ↓ ↓ 蛋白酶 因子V?血栓調(diào)節(jié) ↓ ↓ 蛋白 內(nèi)皮細胞損傷

29、 凝血酶 ↓ ↓ APC 纖維蛋白 PAI-1

30、 ↓ 微血栓,,,,,,,,,,_,,,人 . 腹部外傷-腹腔膿腫-MODS 肺泡隔血管微血栓(纖維蛋白染色),,大鼠 . 酵母多糖腹腔注射致MODS 肺泡隔小血管微血栓,家兔 . 失血休克+飼菌致MODS 肺

31、泡隔小血管微血栓,當前抗凝研究狀況,肝素：經(jīng)典方法，多數(shù)持肯定態(tài)度，缺乏嚴格對照AT-Ⅲ：有效，缺乏統(tǒng)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(jié)果,嚴重膿毒癥時可用,活化C蛋白 (Activat

32、ed protein c) (Drotrecogin alfa﹤activated﹥) 24/µg/kg/h 96h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),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(chǎn)生TNF-a，IL-1，IL-6減少中性粒細胞與內(nèi)

33、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,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(fā) 感 染,氧自由基實質(zhì)性器官壞死肺、肝,細菌內(nèi)毒素移位,MODS,MOF,恢復,恢復,死亡,依賴于膿毒癥打擊的嚴重程度,,內(nèi)毒素、外毒素、其他細菌組分

34、,內(nèi)皮細胞,中性白細胞,單核細胞,細胞因子,氧自由基,,脂質(zhì)介質(zhì),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(huán)梗阻,循環(huán)不穩(wěn)定,趨化溶酶體酶,iNOS↑,,,如已有中毒性休克表現(xiàn)：,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

35、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,嚴重膿毒癥一旦形成，　治療仍甚棘手，因此預防重　　　于治療。,嚴重燒傷誘發(fā)一系　列劇烈的病理生理過程，　　　　極易并發(fā)膿毒癥,MODS發(fā)病機制中二次打擊現(xiàn)象,第一次打擊 SIRS或

36、 膿毒癥 ★ 燒傷 ★組織缺血 重灌流 炎性細胞 ★內(nèi)毒素移位 激活,,,,MODS發(fā)病機制中二次打擊現(xiàn)象,第二次打擊感染 MODS內(nèi)毒素血癥壞死組織存留

37、 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(xié)調(diào),,,,首先是妥善防治休克,※及時、快速、充分糾正 低血容量 ※盡快

38、恢復腸道血供應 ※減輕氧自由基損傷,腸道是膿毒癥發(fā)病機制中的重要環(huán)節(jié)，既是易損器官，又是始動器官,腸道屏障功能紊亂→內(nèi)毒素血癥腸道缺血→末梢循環(huán)淋巴細胞凋亡動力障礙、慢性炎癥→內(nèi)毒素移位、胃內(nèi)容物誤吸→膿毒癥、肺損傷,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,,代謝支持,總熱量計算公式＊KJ/ d =4184×

39、;體表面積(㎡)＋104.6×燒傷面積(％)＊[Kcal／d＝1000×體表面積(㎡)＋25 ×燒傷面積(％)]?。w表面積㎡＝［身高(m) －0.6］ ×1.5） （第三軍醫(yī)大學全軍燒傷研究所）,代謝支持,及早開始經(jīng)口營養(yǎng)　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(nèi)毒素水平　促進腸粘膜生長

40、、更新、分泌　降低高代謝率　削弱、阻滯內(nèi)毒素－炎性介質(zhì)－腸粘膜損傷,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(zhì)　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,★及早切除三度傷面 消除燒傷毒素的有害作用

41、 去除感染發(fā)源地 降低粘附分子上調(diào),★保護支持內(nèi)臟功能,心臟— 西地蘭0.4mg(第一24小時內(nèi)給1.2mg 達到飽和量后每日0.4mg ) 低血壓可給予多巴胺25µg/kg min 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：

42、潮氣量：6～7ml/kg PEEP：10～15cmH2O 氣道峰壓：35cmH2O↓ PaCO2：70mmHg↓ 盡早撤機,機械通氣的肺損傷,壓力傷：正壓通氣導致肺組織承受超過生理呼 吸的壓力而造成肺組織損傷容量傷：過高的容量通氣導致肺過度膨脹造成 肺組織損傷

43、壓力傷與容量傷的損傷病理學：肺間隔破裂、 肺泡融合、縱隔及皮下氣腫、肺破裂生物傷：壓力傷和容量傷均可導致肺組織釋放 炎性介質(zhì)，加重局部和全身炎癥性損害,撤機的指證,1、神智—可喚醒2、血流動力學指標平衡（無升壓藥）3、無新的可能發(fā)生嚴重情況4、只需低流量、低呼氣末壓5、只需低FIO2，可用面罩供應,血糖控制在,<150mg／dl(8.3mmol/L)　　　開始時每

44、30～60分鐘測量一次　　達到要求水平后每4h測定一次,★抗生素的應用 預防和控制侵襲性感染 不容忽視 但應審慎合理,使用抗生素時注意保護腸內(nèi)厭氧桿菌 (定植抗力)經(jīng)驗用藥應根據(jù)本病室細菌檢測的結(jié)果圍手術(shù)期合理應用抗生素盡可能避免應用與PBP3結(jié)合的抗生素（如氨曲南、頭孢噻肟、頭孢他啶）或喹諾酮類,,無感染跡象的體溫升高 并非是使用抗生素的指標,★高鈉

45、血癥的治療 血仿膜肝素吸附無肝素 血液透析,★連續(xù)腎替代治療（CRRT）,連續(xù)清除水和溶質(zhì)血流動力學穩(wěn)定高流量的CRRT流量>300ml/min,濾液>70～80L/d濾膜面積1.6m2,大劑量地塞米松、山莨菪堿、 潘生丁iv 控制膿毒癥休克， 改善全身情況， 改善出血傾向，,糖皮質(zhì)激素,