孫 芳(綜述)，施乾坤，穆心葦(審校)

(南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院 南京市第一醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，南京210006)

全球每年有數(shù)百萬人群罹患感染性休克，而且發(fā)病率仍在逐年升高,感染性休克的病死率可達(dá)1/4，甚至更高[1]。感染性休克的病理生理機制極為復(fù)雜。感染性休克是自身免疫系統(tǒng)對外來病菌的過度反應(yīng)所造成的對機體自身損傷。感染時，中性粒細(xì)胞及相關(guān)黏附分子的激活導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)。在全身炎癥反應(yīng)時，炎性細(xì)胞產(chǎn)生活性氧及活性氮產(chǎn)生細(xì)胞損傷，血小板激活，內(nèi)皮功能失調(diào)，毛細(xì)血管阻塞，微血栓形成，動靜脈分流等一系列病理生理改變，引發(fā)持續(xù)的血管舒張和血管滲漏，導(dǎo)致血管內(nèi)蛋白和液體外滲到組織，組織灌注不足，加劇組織缺氧和器官功能障礙[2]。血管屏障受損引起的微循環(huán)障礙是感染性休克的核心。多糖包被和內(nèi)皮細(xì)胞一起構(gòu)成血管的雙層屏障，在感染性休克的病理生理發(fā)生、發(fā)展過程中起著重要的作用。

1 多糖包被概述

多糖包被，也稱糖萼或糖蛋白被膜，是覆蓋在血管內(nèi)皮管腔側(cè)的帶負(fù)電荷的富糖層。蛋白聚糖和糖蛋白作為多糖包被的主要骨架蛋白連接在內(nèi)皮細(xì)胞表面，構(gòu)成多糖包被的基本網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中還包裹了多種血漿或內(nèi)皮細(xì)胞來源的成分，包括透明質(zhì)酸、血栓調(diào)節(jié)蛋白、超氧化物歧化酶、抗凝血酶Ⅲ、白蛋白等。多糖包被和血流之間處于動態(tài)平衡中，厚度和成分不是一成不變，在酶解或剪切力及血管內(nèi)微環(huán)境變化等作用下，多糖包被發(fā)生降解和重構(gòu)[3-4]。

2 多糖包被的生理作用

2.1血管屏障作用

2.1.1維持血管通透性 經(jīng)典的Starling機制認(rèn)為，血管內(nèi)外顯著的膠體濃度梯度,即血管內(nèi)的高膠體滲透濃度和間質(zhì)內(nèi)的低膠體滲透濃度,防止了血管內(nèi)液體和膠體的外滲。但Jacob等[5]研究發(fā)現(xiàn)，組織間質(zhì)和血管內(nèi)的蛋白濃度幾乎相等，Starling機制所要求的血管內(nèi)外的膠體滲透濃度差也就不存在了，Starling機制的正確性受到了質(zhì)疑。Adamson等[6]研究認(rèn)為，防止血管內(nèi)液體外滲的膠體濃度梯度存在于多糖包被上方血漿蛋白層和下方多糖包被與內(nèi)皮細(xì)胞間的狹窄空間之間。多糖包被通過分子大小、電荷選擇性維持了白蛋白的低通透性，形成多糖包被上下的膠體濃度梯度，防止血管內(nèi)液體外滲[7-9]。多糖包被和內(nèi)皮細(xì)胞本身共同構(gòu)成血管的雙層屏障。

2.2.2抑制白細(xì)胞、血小板黏附 在生理狀態(tài)下，黏附分子、選擇素、整合素包繞在多糖包被中，血液中白細(xì)胞、血小板不能與此類分子接觸[10]。另外，白細(xì)胞黏附有賴于內(nèi)皮細(xì)胞表面炎癥趨化因子及其他白細(xì)胞激活物(如白三烯B4)對白細(xì)胞整合素的激活，多糖包被包繞了這些白細(xì)胞激活物，使它們不和白細(xì)胞直接接觸[11]。

2.3抑制凝血過程 多糖包被中包裹了多種抗凝血酶，如抗凝血酶Ⅲ、肝素輔因子Ⅱ、血栓調(diào)節(jié)蛋白、組織因子途徑抑制物(tissue factor pathway inhibitor，TFPI)。所有這些多糖包被中包裹的抗凝物質(zhì)使正常的內(nèi)皮具有抗凝特性[12]。

3 感染性休克中的多糖包被

3.1多糖包被在感染性休克病理生理發(fā)生與發(fā)展過程中的作用 多糖包被作為血管的第一道屏障，在感染性休克時最先受損的就是多糖包被，血管屏障受損，引起白細(xì)胞黏附、血管通透性增加、凝血功能障礙等一系列改變，導(dǎo)致微循環(huán)障礙。因此，多糖包被的受損與感染性休克的病理生理發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。

3.1.1氧化應(yīng)激增強是感染性休克發(fā)生與發(fā)展的重要機制 Marechal等[13]在小鼠小腸肌層快速注射脂多糖，觀察到血漿透明質(zhì)酸濃度升高和多糖包被厚度變薄，氧化應(yīng)激反應(yīng)增強，血管反應(yīng)性降低和微循環(huán)障礙。提示多糖包被作為血漿和內(nèi)皮細(xì)胞的屏障，在感染性休克中氧化應(yīng)激反應(yīng)導(dǎo)致的微循環(huán)障礙病理過程起著重要作用。Singh等[14]把人腎小球內(nèi)皮細(xì)胞暴露在活性氧5 h后，觀察到明顯的氨基葡聚糖降解，白蛋白外溢增多，提示氧化應(yīng)激增強可導(dǎo)致多糖包被降解，引起血管通透性增高，導(dǎo)致微循環(huán)障礙。完整的多糖包被包裹了抗氧化酶，如黃嘌呤還原酶、超氧化物歧化酶，具有一定的抗氧化能力。內(nèi)皮細(xì)胞對活性氧很敏感，多糖包被起著內(nèi)皮細(xì)胞防護(hù)屏的作用。多糖包被降解導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞喪失了屏障，直接暴露在活性氧中，從而引起內(nèi)皮損傷，加重微循環(huán)障礙[14]。因此，對于多糖包被的保護(hù)也許可以減輕感染性休克中氧化應(yīng)激反應(yīng)導(dǎo)致的內(nèi)皮損傷，進(jìn)而改善微循環(huán)障礙。

3.1.2缺血/再灌注損傷是感染性休克發(fā)生與發(fā)展的重要機制 Chappell等[10]在離體幾內(nèi)亞豬心臟研究中發(fā)現(xiàn)，心臟停灌暖缺血20 min后再灌注導(dǎo)致嚴(yán)重的多糖包被降解和多形核中性粒細(xì)胞黏附。氫化可的松或抗凝血酶預(yù)處理不僅減輕多糖包被損傷，而且減少了多形核中性粒細(xì)胞黏附。提示保護(hù)多糖包被結(jié)構(gòu)完整可以減輕缺血/再灌注導(dǎo)致的多形核中性粒細(xì)胞黏附。Mennander等[15]在體外循環(huán)下行冠狀動脈旁路移植術(shù)患者的研究中發(fā)現(xiàn)，夾閉主動脈時在主動脈根部注入二氮嗪可減輕缺血/再灌注導(dǎo)致的心肌水腫，同時觀察到明顯降低的血漿透明質(zhì)酸、多配體聚糖1水平，提示可通過對多糖包被的保護(hù)而減少缺血/再灌注損傷導(dǎo)致的組織水腫。Annecke等[16]在德國長白豬體內(nèi)實驗研究發(fā)現(xiàn)，阻斷胸主動脈90 min后再灌注的300 min內(nèi)均可監(jiān)測到血漿硫酸明顯升高的硫酸乙酰肝素水平。多糖包被作為血管的第一道屏障，在缺血/再灌注時有可能首先損傷的就是這層結(jié)構(gòu)。對于多糖包被的保護(hù)可減輕缺血灌注損傷導(dǎo)致的血管通透性增高、組織水腫和炎性反應(yīng)等。

3.1.3毛細(xì)血管通透性增高是感染性休克發(fā)生與發(fā)展的重要機制 Van den Berg等[17]研究發(fā)現(xiàn)，在Wistar大鼠心肌毛細(xì)血管用電子顯微鏡可見內(nèi)皮細(xì)胞表面覆蓋0.2～0.5 μm多糖包被，透明質(zhì)酸酶在不影響內(nèi)皮細(xì)胞厚度的情況下特異性降解多糖包被后導(dǎo)致明顯的心肌水腫。Strunden等[18]向離體C57 BL/6黑鼠肺體外灌注液中注入肝素酶降解多糖包被后，熒光顯微鏡觀察到明顯的微循環(huán)灌注不足，肺間質(zhì)水腫。Steppan等[19]研究發(fā)現(xiàn)，感染性休克患者血漿中多配體聚糖1和硫酸乙酰肝素顯著升高，提示感染性休克中多糖包被廣泛降解，這也許可以解釋感染性休克患者發(fā)生的難治性毛細(xì)血管滲漏綜合征。多糖包被作為血管的第一道屏障，和內(nèi)皮細(xì)胞一起維持了血管的通透性，任何對多糖包被的損傷，即使內(nèi)皮細(xì)胞完整，也會導(dǎo)致血管通透性增高，血管內(nèi)液體和蛋白外溢，引起組織水腫。

3.1.4炎癥過度反應(yīng)是感染性休克重要的病理生理機制 炎性細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞黏附，這是炎性反應(yīng)中始動的一步。白細(xì)胞黏附后引起炎癥級聯(lián)反應(yīng)，損傷組織，引起微循環(huán)障礙。Lipowsky等[20]在小鼠腸系膜表面灌注甲酰-甲硫-氨酰-亮氨酰-苯丙氨酸降解多糖包被中的聚糖成分后，發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞黏附增加，導(dǎo)致靜脈堵塞，毛細(xì)血管阻力因黏附激活的白細(xì)胞變形性降低而升高了18%，提示多糖包被的降解可明顯增加白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附，導(dǎo)致微循環(huán)障礙。Schmidt等[21]在野生型小鼠的研究中，靜脈注射脂多糖30 min內(nèi)導(dǎo)致嚴(yán)重的多糖包被降解，并觀察到肺毛細(xì)血管表面肝素酶表達(dá)的升高，提示脂多糖通過肝素酶介導(dǎo)機制引起多糖包被的降解。多糖包被降解后緊隨著監(jiān)測到白細(xì)胞黏附增加，提示多糖包被的降解加劇白細(xì)胞黏附。因此，對多糖包被的保護(hù)和重構(gòu)可以減少白細(xì)胞黏附，抑制炎癥級聯(lián)反應(yīng)，改善微循環(huán)障礙。

3.1.5凝血功能障礙是感染性休克發(fā)生與發(fā)展的重要機制之一 感染性休克的病理生理特征之一是凝血系統(tǒng)激活、抗凝系統(tǒng)的失控及纖溶系統(tǒng)的失衡，導(dǎo)致血液凝固，微血栓形成，堵塞毛細(xì)血管，進(jìn)而產(chǎn)生微循環(huán)灌注不足，引起組織缺氧。感染時，系統(tǒng)炎癥激活導(dǎo)致炎性因子釋放和內(nèi)皮功能失調(diào)，引發(fā)血小板黏附，氨基葡聚糖合成失調(diào)，抗凝蛋白從內(nèi)皮表面清除致使激活受損，纖維蛋白溶解活動受損等一系列病理生理改變[12]。體內(nèi)顯微鏡顯示，在倉鼠提睪肌靜脈注射氧化修飾的低密度脂蛋白損傷多糖包被后可顯著增加血小板黏附[22]。炎癥導(dǎo)致的凝血反過來又可加重炎性反應(yīng)。凝血蛋白(凝血酶或組織因子)或者抗凝蛋白(活化蛋白C)與單核細(xì)胞或者內(nèi)皮細(xì)胞的特異性受體結(jié)合可導(dǎo)致可影響細(xì)胞因子的生成和炎性細(xì)胞的凋亡[23]。抗凝血酶、TFPI、活化蛋白C是抗凝的三大主要物質(zhì)?？鼓?、TFPI與硫酸乙酰肝素特異位點結(jié)合才發(fā)揮其抗凝活性，在感染時，促炎因子抑制多糖包被硫酸乙酰肝素的合成，從而影響TFPI及抗凝血酶的抗凝活性[12]。這提示多糖包被在感染性休克凝血、抗凝失衡這一過程中起著重要的作用。

3.2多糖包被在感染性休克臨床診治中的價值

3.2.1感染性休克早期診斷和嚴(yán)重程度評判的標(biāo)志 有多項研究表明，在感染性休克患者多糖包被損傷嚴(yán)重，早期循環(huán)血液中的多配體聚糖1和氨基葡聚糖的水平即可顯著升高。氨基葡聚糖水平與病死率呈正相關(guān)，多配體聚糖1水平與白細(xì)胞介素6、血管黏附蛋白1及序貫性臟器功能衰竭評分呈正相關(guān)。提示多糖包被的損傷程度和感染的嚴(yán)重程度及病死率呈正相關(guān)[18,24-25]。多糖包被有望作為感染性休克的早期診斷和嚴(yán)重程度評判的標(biāo)志。

3.2.2感染性休克治療新思路

3.2.2.1液體復(fù)蘇 對感染性休克治療的首要目標(biāo)就是維持血流動力學(xué)的穩(wěn)定，這就需要快速有效的液體復(fù)蘇，但一直以來關(guān)于液體復(fù)蘇治療的膠體、晶體之爭從未有定論。在血管壁完整的情況下，膠體與晶體相比可以維持血管內(nèi)膠體滲透壓。但在感染性休克時，內(nèi)皮多糖包被廣泛降解，血管屏障功能嚴(yán)重受損，理論上晶體和膠體之間的差別也沒有太大的意義。就目前的研究來看，對于感染性休克要進(jìn)行充分、及時的液體復(fù)蘇，而不論選擇的是晶體還是膠體[2]。

3.2.2.2其他措施 對于感染性休克，目前除了一般性的支持治療外，沒有切實有效的針對性治療方案，旨在保護(hù)或者修復(fù)多糖包被有可能成為感染性休克治療的一個新的思路。腫瘤壞死因子α阻滯劑、氫化可的松、凝血酶、活化蛋白C均可通過不同的機制來保護(hù)多糖包被不被降解[10,13,16]。

4 小 結(jié)

多糖包被在感染性休克氧化應(yīng)激、缺血/再灌注、毛細(xì)血管通透性增高、凝血功能障礙、炎癥過度反應(yīng)等病理生理機制發(fā)揮了重要的作用，通過對其結(jié)構(gòu)、功能及在感染性休克中的變化研究，將為感染性休克的診治提供新的臨床思路。但目前相關(guān)數(shù)據(jù)多來自動物實驗，尚缺乏大量的臨床研究證實，而且具體的機制也有待進(jìn)一步研究。相信隨著研究的深入，多糖包被在感染性休克中所起的作用將有更深刻的了解。

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