王斌 湛先保 李兆申

·綜述與講座·

炎癥因子在重癥急性胰腺炎啟動全身炎性反應綜合征中的作用

王斌 湛先保 李兆申

全身炎癥反應綜合征(systemic inflammatory response syndrome, SIRS)是重癥急性胰腺炎(severe acute pancreatitis，SAP)的常見并發(fā)癥，目前認為其發(fā)病機制與細胞因子和炎性介質(zhì)關系密切。本文就細胞因子和炎性介質(zhì)在SAP啟動SIRS的發(fā)生機制中的研究現(xiàn)狀作一綜述。

一、TNF-α

TNF-α主要來源于活化的巨噬細胞。研究發(fā)現(xiàn)離體培養(yǎng)的胰腺腺泡細胞的細胞膜表達P55和P75兩種TNF-α受體。急性胰腺炎(acute pancreatitis, AP)發(fā)生1 h后即可檢測到血清TNF-α水平升高，6 h后達到高峰。免疫組化染色顯示AP時胰腺組織TNF-α高表達，阻斷其升高可減輕SAP的病情嚴重程度[1]。AP時TNF-α可促進其他炎癥因子的釋放，導致炎癥反應擴大；TNF-α還可下調(diào)內(nèi)皮細胞血栓調(diào)節(jié)蛋白(TM)表達，促進血栓形成及上調(diào)黏附分子(ICAM-1)功能，激活中性粒細胞跨血管內(nèi)皮細胞遷移。

二、白介素

1．白介素-1(IL-1)：IL-1主要來自巨噬細胞,是重要的前炎癥因子。IL-1在AP早期即升高，并與TNF-α協(xié)同作用,不但可以刺激自身的釋放，還可以促進彼此的釋放[2]。IL-1在AP中除有與TNF-α相似的病理生理作用外，還可直接刺激胰酶的合成、儲存和(或)釋放，加速腺泡空泡的變性和壞死。研究發(fā)現(xiàn)，用IL-1和TNF-α去誘導孤立的胰腺腺泡細胞并不能促進胰酶的合成和釋放，用IL-1和TNF-α浸潤孤立的胰腺腺泡細胞也不能導致胰腺炎，表明這兩種炎癥因子可以啟動SAP引起全身炎癥反應的后續(xù)級聯(lián)放大效應。

2．白介素-6(IL-6)：單核巨噬細胞、內(nèi)皮細胞、成纖維細胞、平滑肌細胞均可產(chǎn)生IL-6。內(nèi)毒素、IL-1β和TNF-α都是IL-6的強力誘導劑。在炎癥反應中，IL-6的濃度與胰腺炎預后密切相關[3]。IL-6主要是刺激肝臟細胞合成C反應蛋白(CRP)等急性期蛋白，在AP病程中，IL-6的血清濃度峰值要比CRP的峰值早24 h。在反映AP嚴重程度方面，IL-6的敏感性較高，而CRP的特異性較高。有研究發(fā)現(xiàn)，IL-6可活化胞內(nèi)G蛋白,上調(diào)PMN-彈力蛋白酶功能，水解血管壁彈力纖維，破壞血管壁，引起局部胰腺和全身器官水腫和出血。

3．白介素-8(IL-8)：IL-8是中性粒細胞強有力的誘導物和活化因子，由多種細胞分泌，包括單核巨噬細胞、內(nèi)皮細胞、成纖維細胞、T細胞、NK細胞、軟骨細胞等?？赏ㄟ^正常的方式分泌，也可由炎癥刺激產(chǎn)生。AP時IL-8活化胞內(nèi)G蛋白，促進PMN釋放彈力蛋白酶，引起肺組織損傷。IL-8升高引起的彈力蛋白酶的升高與病情呈正相關，而后者被認為是中性粒細胞激活的標志；SAP患者的血清IL-8明顯高于MAP者，且其下降速率較慢者預示病情較重。AP時IL-8還與中性粒細胞表面的特異性受體結(jié)合，導致白細胞發(fā)生畸形、呼吸爆發(fā)、蛋白溶解酶和活性氧釋放；增強胞內(nèi)黏附分子和L-選擇素對血管內(nèi)皮細胞的損害及促進白細胞向炎癥部位游走等。IL-8在分子C末端有肝素的結(jié)合位點，該位點可以將IL-8固定在內(nèi)皮細胞的多糖-蛋白質(zhì)復合物上，為中性粒細胞透過血管進入組織提供一個理想的階梯。

三、血小板活化因子(platelet activating factor, PAF)

PAF是一種低分子磷脂，可與多種細胞(血小板、中性粒細胞、內(nèi)皮細胞等)表面的PAF受體結(jié)合，產(chǎn)生一系列的促炎反應。研究發(fā)現(xiàn)分離的胰腺腺泡可以產(chǎn)生PAF，并在胰腺受到外界刺激時PAF的濃度升高[4]。PAF是內(nèi)源性炎癥啟動與放大過程的重要介質(zhì)，可以與G蛋白耦聯(lián)的跨膜受體結(jié)合，通過胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導使胞內(nèi)的磷脂酶A2和磷脂酶C激活，介導內(nèi)皮細胞損傷和中性粒細胞浸潤。PAF還可以通過上調(diào)PMN-彈力蛋白酶的作用，改變內(nèi)皮細胞內(nèi)骨架蛋白，破壞內(nèi)皮細胞，增強血管壁的通透性，便于炎細胞的游走與擴散。另外還促進血栓形成，引起微循環(huán)障礙，加重胰腺炎癥的嚴重程度。

四、脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)

LPS是革蘭陰性菌細胞壁的組成成分，是內(nèi)毒素的化學本質(zhì), LPS在血中水平的增高與腸道細菌易位入血和抗生素殺菌后細菌裂解更多的LPS入血有關[5]。研究發(fā)現(xiàn)，LPS是一種很強的促炎因子，與SIRS及多器官功能障礙綜合征(MODS)的發(fā)生密切相關。細菌，包括LPS的代謝產(chǎn)物可與巨噬細胞表面的CD14受體結(jié)合激活巨噬細胞，激活的巨噬細胞可通過胞內(nèi)的NO合成酶合成NO，過多的NO可擴張血管，降低血壓，減少胰腺血流灌注，導致胰腺損傷[6]。另外LPS還可增強環(huán)氧化酶2(cyclooxygenase-2，COX-2)mRNA的表達，而COX-2可誘導花生四烯酸轉(zhuǎn)化為強致炎因子前列腺素E2[6]。LPS在血中的水平也與胰腺炎的預后有關，有內(nèi)毒血癥的胰腺炎患者預后較差。

五、內(nèi)皮素(endothelin, ET)

ET是內(nèi)皮細胞分泌的重要的血管活性物質(zhì)。在SAP時損傷的血管內(nèi)皮細胞釋放ET-1，ET-1可激活磷脂酶A2生成花生四烯酸，誘導血小板聚集形成血栓[7]。ET-1還與黏附分子家族中的P-選擇素呈正相關，與ET-1共同參與AP缺血的病理生理過程。另外，ET在致血管收縮使胰腺缺血的同時，也促使氧自由基生成增多，進而反饋內(nèi)皮素和緩激肽的產(chǎn)生，形成惡性循環(huán)，加重胰腺損傷。目前認為，ET水平可作為評價AP病情的重要指標，ET也成為AP藥物治療的研究靶點。

六、核因子(NF-κB)

NF-κB是一類能與多種基因啟動子或增強子的κB位點特異性結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子。NF-κB在AP早期起著重要的作用。活化的NF-κB進入細胞核，與特異的DNA位點結(jié)合，啟動IL-6、TNF-α等許多炎癥因子、黏附分子和急性期反應蛋白的基因表達，控制它們的轉(zhuǎn)錄[8]。在出血壞死性胰腺炎中，胰彈性蛋白酶可激活NF-κB，使其促進白細胞產(chǎn)生炎癥因子，從而引起類似胰腺炎相關的肺損傷。在支氣管肺泡中存在兩種蛋白IκBα和IκBβ，這兩種蛋白屬于IκB蛋白家族，可與NF-κB結(jié)合，使NF-κB處于休眠狀態(tài)，抑制NF-κB的活性[9]。有研究發(fā)現(xiàn)單純應用彈性蛋白酶不能活化NF-κB，而應用污染的彈性蛋白酶和脂多糖可以活化NF-κB和誘導TNF-α釋放，導致包括急性肺損傷在內(nèi)的胰腺外多器官損傷[10]。SAP的炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生始發(fā)于NF-κB的活化，因此抑制NF-κB的激活可能會是阻止SAP中SIRS惡化的重要環(huán)節(jié)。

七、磷脂酶A2(PLA2)

PLA2在胰腺炎引發(fā)的SIRS中也起著重要的作用。人體分泌的PLA2可分為ⅠB、ⅡA、ⅡE、ⅡF等不同，其中GⅠB-PLA2被稱為“胰腺的PLA2”，因為GⅠB-PLA2在胰腺腺泡中廣泛表達。GIB-PLA2可以有效地催化卵磷脂水解，使血漿中類花生四烯酸的水平增高，如前列腺素(PGI2)和血栓素(TXA2)。PGI2與TXA2的作用相反，兩者的平衡控制正常的止血機制。如果PGI2相對過多，就會導致出血傾向；反之，就會導致血小板聚集甚至血栓形成。在AP時兩者之間的平衡被打破[11]。另外GIB-PLA2可將卵磷脂水解為膽汁的重要成分溶血卵磷脂，溶血卵磷脂既可直接破壞胰腺組織，也可參與膽汁的形成，造成膽汁反流進入胰管導致胰腺炎。“非胰腺的PLA2”GⅡA-PLA2對AP相關的肺損傷起著重要的作用。這與溶血性卵磷脂破壞肺泡壁的表面活性物質(zhì)而使肺泡壁塌陷有關。但是關于PLA2如何參與這一過程的機制到迄今尚不明了。

八、其他

抗氧化基因和抗凋亡基因、嘌呤核苷酸、氧自由基等也在SIRS的發(fā)生中起著重要的作用。

抗氧化基因的多態(tài)性如谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶T1基因亞型異常與SAP密切相關[12]。調(diào)控細胞凋亡的Fas/FasL系統(tǒng)可阻斷半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)介導細胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導通路。Bcl-2家族可抑制細胞色素C的促細胞凋亡作用。這些基因均可使中性粒細胞凋亡反應延遲，炎癥反應擴大。Tashiro等[13]采用NaTc誘導絕食一整夜的小鼠產(chǎn)生AP模型，發(fā)現(xiàn)具有抗凋亡效應的survivin基因與存活素啟動胰腺腺泡細胞的再生與增殖和抗細胞凋亡有關。

嘌呤核苷酸如次黃嘌呤核苷酸和腺嘌呤核苷酸可削弱胰腺炎的嚴重程度及延緩胰腺炎引發(fā)SIRS的進程，尤其可減少胰腺炎引發(fā)的肺損傷[14]。其機制包括：(1)抑制淀粉酶和髓過氧化酶的活性，減少胰腺和肺組織的氧化損傷；(2)次黃嘌呤核苷酸和腺嘌呤核苷酸可與中性粒細胞和巨噬細胞細胞膜上的腺嘌呤A3受體結(jié)合，抑制促炎細胞因子的產(chǎn)生；(3)阻斷中性粒細胞對肺組織的趨化作用，減少中性粒細胞對肺組織的浸潤。有學者認為次黃嘌呤核苷酸可作為SAP臨床治療的備選藥物。

氧自由基對靶細胞的氧化損傷也被認為是SAP的發(fā)病機制之一。在SAP時，氧自由基可由胰腺腺泡細胞直接產(chǎn)生，并作為重要的炎癥介質(zhì)對組織造成損傷。其主要通過觸發(fā)細胞膜磷脂的過氧化，使細胞膜破壞，造成腺泡細胞損傷。目前研究發(fā)現(xiàn)N-乙酰半胱氨酸可以抑制腺泡細胞氧自由基的生成，并增加胰腺組織中還原型谷胱甘肽的含量，削弱氧自由基對組織的氧化損傷程度[15]。關于SAP啟動SIRS的機制至今雖未完全闡明，但隨著研究的不斷深入，許多學者提出了新的學說，這些學說可以為重癥胰腺炎的防治提供新的策略。

[1] Gulcubuk A,Altunatmaz K,Sonmez K,et al.Effects of curcumin on tumour necrosis factor-alpha and interleukin-6 in the late phase of experimental acute pancreatitis.J Vet Med A Physiol Pathol Clin Med,2006,53:49-54.

[2] Granger J,Remick D.Acute pancreatitis:models,markers,and mediators.Shock,2005,1:45-51.

[3] Stimac D,Fisic E,Milic S,et al.Prognostic values of IL-6,IL-8,and IL-10 in acute pancreatitis.J Clin Gastroenterol,2006,40:209-212.

[4] Denham W,Norman J.Potential new therapies for the treatment of acute pancreatitis.Expert Opin Investig Drugs,1999,8:973-982.

[5] Sugishita Y,Shimizu T,Yao A,et al.Lipopolysaccharide augments expression and secretion of vascular endothelial growth factor in rat ventricular myocytes.Biochem Biophys Res Commun,2000,268:657-662.

[6] Hu XD,Yang Y,Zhong XG,et al.Anti-inflammatory effects of Z23 on LPS-induced inflammatory responses in RAW264.7 macrophages.J Ethnopharmacol,2008,120:447-51.

[7] Inoue K,Hirota M,Kimura Y,et al.Further evidence for endothelin as an important mediator of pancreatic and intestinal ischemia in severe acute pancreatitis.Pancreas,2003,26:218-223.

[8] Algül H,Tando Y,Schneider G,et al.Acute experimental pancreatitis and NF-kappaB/Rel activation.Pancreatology,2002,2:503-509.

[9] Jaffray C,Yang J,Carter G,et al.Pancreatic elastase activates pulmonary nuclear factor kappa B and inhibitory kappa B,mimicking pancreatitis-associated adult respiratory distress syndrome.Surgery,2000,128:225-231.

[10] Geisler F,Algul H,Riemann M,et al.Questioning current concepts in acute pancreatitis: endotoxin contamination of porcine pancreatic elastase is responsible for experimental pancreatitis-associated distant organ failure.J Immunol,2005,174:6431-6439.

[11] Nevalainen TJ,Graham GG,Scott KF.Antibacterial actions of secreted phospholipases A2.Review.Biochim Biophys Acta,2008,1781:1-9.

[12] Rahman SH,Ibrahim K,Larvin M,et al.Association of antioxidant enzyme gene polymorphisms and glutathione status with severe acute pancreatitis.Gastroenterology,2004,126:1312-1322.

[13] Tashiro M,Nakamura H,Taguchi M,et al.Expression of survivin after acute necrohemorrhagic pancreatitis in rats.Pancreas,2003,26:160-165.

[14] Yamagiwa T,Shimosegawa T,Satoh A,et al.Inosine alleviates rat caerulein pancreatitis and pancreatitis-associated lung injury.J Gastroenterol,2004,39:41-49.

[15] Sevillano S,de la Mano AM,Manso MA,et al.N-acetylcysteine prevents intra-acinar oxygen free radical production in pancreatic duct obstruction-induced acute pancreatitis.Biochim Biophys Acta,2003,1639:177-184.

2009-06-04)

(本文編輯：呂芳萍)

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2010.02.025

200433 上海，第二軍醫(yī)大學長海醫(yī)院消化內(nèi)科

湛先保，Email:xianbaozhan@yahoo.com