李 晗，陳 強，韓旭東

（1 南通大學醫(yī)學院，江蘇226001；2 南通大學附屬第三人民醫(yī)院重癥醫(yī)學科）

膿毒癥是重癥醫(yī)學關注的高致死性疾病,由宿主對感染反應失調(diào)導致[1-2]。美國每年有20 多萬人死于膿毒癥[3]。膿毒癥全身炎癥反應失調(diào)導致多器官功能障礙綜合征,肝、肺、心血管、腎和胃腸道等重要器官發(fā)生功能障礙,甚至死亡[1]。肝損傷嚴重影響膿毒癥的病情程度和預后[4-5],膿毒癥患者肝功能障礙發(fā)生率34%～46%,肝衰竭發(fā)生率1.3%～22%[6]。肝臟在人體代謝和免疫穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用,具有解毒、儲存、能量產(chǎn)生、營養(yǎng)轉(zhuǎn)換、調(diào)節(jié)激素平衡和參與凝血過程等多種重要功能。肝功能障礙和肝衰竭可直接導致膿毒癥進展和患者死亡[7-8]。本綜述將討論肝臟在膿毒癥發(fā)生發(fā)展過程中的作用及機制,闡述肝損傷對膿毒癥預后的影響,以及肝臟功能在膿毒癥診斷和治療中的重要性,為研究膿毒癥治療的新方法提供理論依據(jù)。

1 膿毒癥期間肝臟發(fā)揮的作用

1.1 清除細菌作用 作為主要負責血液凈化和解毒的器官,肝臟在膿毒癥時清除細菌、毒素方面起關鍵作用[9]。膿毒癥患者死亡率、肝損傷嚴重程度與體內(nèi)細菌或毒素水平相關。動物實驗發(fā)現(xiàn),靜脈注射的細菌60%在10 分鐘后被肝臟捕獲,80%以上在6 小時后被肝臟捕獲。肝臟是中性粒細胞聚集的主要場所,膿毒癥時細菌、毒素等侵入肝臟,中性粒細胞在肝臟脈管系統(tǒng)形成胞外誘捕網(wǎng)(neutrophil extracellulartraps,NETs)捕獲并殺死細菌[10-11]。當肝功能障礙時,中性粒細胞吞噬殺菌作用減少,補體生成和抗原呈遞功能受損,肝臟清除細菌功能缺陷,從而導致菌血癥發(fā)生風險增高[12],嚴重影響膿毒癥患者的死亡率和預后。

1.2 介導炎癥反應 膿毒癥期間肝臟是炎癥介質(zhì)的來源,是啟動炎癥反應、清除細菌內(nèi)毒素的主要場所。膿毒癥時受損肝臟還可誘導其他器官發(fā)生有害炎癥反應,因此肝臟在膿毒癥炎癥反應和多器官功能損傷過程中起重要作用[13]。

1.2.1 介導促炎反應：肝臟庫普弗細胞(Kupffer cell)負責在膿毒癥早期產(chǎn)生炎性細胞因子,并介導肝損傷的形成。在有害細菌或內(nèi)毒素攻擊機體后,Kupffer細胞可促進早期促炎介質(zhì)腫瘤壞死因子-α(TNFα)、白介素-1(IL-1)、白介素-6(IL-6)、干擾素-γ(IFN-γ)、白介素-8(IL-8)和單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)等釋放。膿毒癥大鼠實驗證實,敲除巨噬細胞可減少促炎細胞因子分泌、改善肝臟微循環(huán)衰竭、減少肝細胞凋亡,預防早期肝損傷和肝功能障礙的發(fā)生,減輕全身炎癥反應?？刂颇摱景Y期間Kupffer細胞過度活躍可能是抑制炎癥反應、保護器官免受損傷的新方法。

肝臟自然殺傷T 細胞(NKT)在膿毒癥局部和全身促炎反應中起關鍵作用。NKT 細胞占肝臟總T 細胞群10%～20%,在膿毒癥小鼠體內(nèi)NKT 細胞被激活,其表面分子CD69 和CD25 表達增加,并且胞內(nèi)因子TNF-α、IFN-γ、MCP-1、IL-6、IL-4、IL-10 等陽性的NKT 細胞增多。在膿毒癥早期階段NKT 的主要作用是促炎、誘導Th1 型免疫反應,在后期NKT細胞因子譜轉(zhuǎn)變?yōu)門h2 型免疫應答。敲除NKT 細胞或阻斷NKT 細胞信號傳導可減輕全身炎癥反應,膿毒癥小鼠的存活率增加35%。因此,肝臟NKT 細胞在膿毒癥發(fā)揮調(diào)節(jié)全身炎癥反應和提高存活率的重要作用。

自然殺傷細胞(NK)是膿毒癥炎癥反應的主要參與者,肝臟中20%～30%淋巴細胞為NK 細胞。在膿毒癥期間,與非致死性感染小鼠相比,致死性感染小鼠肝臟中具有更多的NK 細胞。NK 細胞產(chǎn)生高水平IFN-γ、TNF-α 和IL-10,并在肝臟中誘導嚴重的細胞凋亡。內(nèi)毒素(LPS)直接作用于NK 細胞,通過Toll 樣受體4(TLR4)信號傳導通路誘導細胞因子表達。敲除NK 細胞可以減少肝臟和血清中IFN-γ 和粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子的生成,減輕膿毒癥小鼠組織損傷,降低死亡率。因此,NK 細胞通過增強局部和全身炎癥反應以及直接損傷宿主細胞來介導膿毒癥的發(fā)生。

CD8+T 細胞在膿毒癥炎癥反應和肝損傷過程中也發(fā)揮作用。經(jīng)盲腸結(jié)扎穿刺法(CLP)誘導的膿毒癥小鼠模型,其肝臟中CD8+T 細胞數(shù)量增加一倍,并表達Fas 配體(FasL),促進核因子κB(NF-κB)激活和促炎因子轉(zhuǎn)錄[14]。CLP 術后小鼠肝臟中CD4+T、CD8+T 和其他免疫細胞生成增多,Fas 和FasL 上調(diào),細胞凋亡增加。

此外,肝竇內(nèi)皮細胞和肝星狀細胞通過模式識別受體識別來自病原體的蛋白質(zhì),充當肝臟的抗原呈遞細胞,與Kupffer 細胞一起激活肝臟NKT 細胞和經(jīng)典T 細胞,并促進中性粒細胞在肝臟中聚集。

1.2.2 介導免疫抑制：膿毒癥時肝臟除了產(chǎn)生促炎因子,還誘導抗炎介質(zhì)如IL-10、轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)和糖皮質(zhì)激素等生成,在抑制免疫反應中發(fā)揮關鍵作用。多種肝臟駐留細胞參與免疫調(diào)節(jié)過程,與循環(huán)中細胞共同誘導肝臟對毒素的免疫耐受,抑制全身炎癥反應,從而保護器官免受損傷。誘導肝臟對內(nèi)毒素的免疫耐受是膿毒癥免疫抑制的主要機制,雖然這種作用可以預防膿毒癥或全身性炎癥的發(fā)生,但也是膿毒癥死亡的主要原因[15]。LPS 刺激后單核細胞下調(diào)TLR4 表達,降低了LPS 炎癥效應,單核細胞產(chǎn)生TNF-α 減少、IL-10 增多,免疫耐受細胞抗原呈遞能力下降,當細菌或毒素再次攻擊機體時,它們產(chǎn)生抗炎細胞因子而不是促炎因子,從而誘導免疫抑制。

1.2.3 調(diào)節(jié)促炎和抗炎平衡：肝臟促炎和抗炎反應的平衡至關重要。膿毒癥時肝臟Kupffer 細胞、NK 細胞、NKT 細胞、CD8+T 細胞、CD4+T 細胞及其他駐留細胞與循環(huán)中免疫細胞相互作用,以調(diào)節(jié)局部和全身促炎與抗炎反應的平衡。當機體感染后促炎反應占主導,可導致全身炎癥反應的發(fā)生,從而促進器官損傷和患者死亡;若主要誘導抗炎反應,則清除細菌和攝取吸收LPS 的能力受損,機體對感染失控制,患者容易反復感染,死亡率增加。當促炎反應和抗炎反應處于平衡狀態(tài),有助于細菌清除、炎癥消退和膿毒癥恢復。因此,調(diào)節(jié)肝功能和肝臟免疫應答是治療膿毒癥,保護器官功能的新策略。

2 膿毒癥肝損傷機制

感染、過度炎癥反應、微循環(huán)衰竭和治療副作用均為膿毒癥肝損傷的原因,膿毒癥肝損傷的臨床表現(xiàn)包括缺氧性肝炎、膿毒癥誘發(fā)的膽汁淤積和以凝血病為主要表現(xiàn)的蛋白質(zhì)合成功能障礙。

2.1 缺氧性肝炎 缺氧性肝炎又稱缺氧性肝損傷,由于膿毒癥時動脈壓降低和(或)靜脈壓升高,導致肝臟血流量減少,血氧濃度不足。另外,微血栓形成進一步加重肝臟灌注不足[16]。缺氧性肝炎診斷標準：出現(xiàn)心臟、呼吸或循環(huán)衰竭;血清轉(zhuǎn)氨酶突然急劇升高(＞正常上限20 倍);排除急性肝細胞壞死的其他原因。在重癥膿毒癥患者中缺氧性肝炎的發(fā)病率約10%,院內(nèi)死亡率約50%[17-18]。1/3 缺氧性肝損患者出現(xiàn)膽汁淤積性肝功能障礙。

2.2 膽汁瘀積 膽汁瘀積是膿毒癥患者的常見并發(fā)癥[3,19],由肝細胞水平的膽汁形成受損(肝細胞性膽汁瘀積)或膽管水平的膽汁流形成受限(導管性膽汁瘀積)所致。膿毒癥動物實驗表明,促炎因子和炎癥介質(zhì)下調(diào)肝細胞轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的表達,因而炎癥反應和肝細胞性膽汁性瘀積可能有關[20]。磷脂酰肌醇3-激酶γ(PI3Kγ)是膿毒癥膽汁瘀積的重要觸發(fā)因素,敲除PI3Kγ 后可保護小鼠免受膿毒癥誘發(fā)的膽汁瘀積性損害[21]。約20%重癥膿毒癥患者發(fā)生膽汁瘀積性肝功能障礙和黃疸,且常與嚴重感染、心衰、高壓機械通氣或藥物有關,實驗室檢查表現(xiàn)為總膽紅素、堿性磷酸酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶升高[22]。

2.3 凝血功能障礙 膿毒癥時可出現(xiàn)廣泛的凝血紊亂,從實驗室結(jié)果的輕微偏差(凝血時間延長、血小板減少等)直至嚴重凝血病和(或)彌散性血管內(nèi)凝血(DIC)發(fā)生。凝血功能障礙的主要原因是微血管內(nèi)皮損傷,導致纖溶和凝血系統(tǒng)間平衡失調(diào)。內(nèi)皮損傷的表現(xiàn)包括血管張力降低、血小板或纖維蛋白凝塊堵塞毛細血管以及硫酸乙酰肝素降解導致的促凝狀態(tài)[23]。

3 膿毒癥肝損傷的病理組織學表現(xiàn)

膿毒癥早期肝功能障礙時不一定伴有明顯的組織學變化,但在肝損傷和肝功能衰竭時常出現(xiàn)組織學顯著改變,大多數(shù)膿毒癥患者的尸檢可觀察到肝炎和肝脂肪變性。很多學者通過動物模型對膿毒癥肝損傷的組織病理學進行深入研究,CLP 誘導建立的大鼠膿毒癥模型,其早期肝功能改變包括葡萄糖代謝、藥物解毒和氧化等功能受抑,但組織學變化不明顯;在造模后6 小時開始出現(xiàn)肝轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的變化,在造模后15 小時由于肝臟結(jié)合能力缺陷而表現(xiàn)為非結(jié)合膽汁酸升高,還可觀察到脂肪變性、膽汁瘀積和肝細胞損傷等,這些變化與肝細胞凋亡、壞死和中性粒細胞積聚有關。在實驗誘導的膿毒癥小鼠中可觀察到肝纖維化表現(xiàn)。膿毒癥患者在肝功能障礙早期表現(xiàn)為血清膽紅素和堿性磷酸酶水平升高,晚期可能在持續(xù)性低血壓后出現(xiàn)轉(zhuǎn)氨酶升高,主要組織學變化包括肝臟點狀壞死、門靜脈炎癥、氣球樣變性和脂肪變性等。

4 結(jié) 語

肝臟在膿毒癥過程中是一把“雙刃劍”,其介導的免疫反應有助于清除細菌和毒素,但同時也會引起炎癥反應、免疫抑制,造成多器官損傷。肝臟在膿毒癥病程和維持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定中起著重要的調(diào)節(jié)作用,因此糾正肝功能紊亂和減輕肝損傷對改善患

者預后,提高生存率至關重要[22,24]。進一步研究膿毒癥相關肝損傷的病理生理以及肝功能障礙促進膿毒癥進展的機制,有助于發(fā)現(xiàn)膿毒癥新的治療靶點,改進治療策略。