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肿瘤坏死因子拮抗剂防治脓毒症的研究现状
方文慧,姚咏明,盛志勇
(解放军 ’"%医院烧伤研究所基础部,北京 !"""’()
摘要: 内毒素诱生多种介质的参与是脓毒症发病的重要环节,其中肿瘤坏死因子 $!(*+, $!)可能在
内毒素诱发的炎症介质“瀑布效应”中起重要作用。本文针对 *+, $!合成的 )个作用环节,概述了 *+, $!
拮抗剂防治脓毒症的研究现状。
关键词:肿瘤坏死因子 $!;脓毒症;治疗
中图分类号:- .’!/") 文献标识码:0
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收稿日期:&""" $ "( $ &’;修回日期:&""" $ "# $ "R
现已明确,内毒素诱生多种介质的参与是脓毒症发病的
重要环节,其中以肿瘤坏死因子 $!(*+, $!)、白介素 $ !、白
介素 $ .等细胞因子的作用尤为关键。*+, $!是目前已知
的释放最早的细胞因子之一,可能在内毒素诱发的炎症介质
“瀑布效应”中起枢纽作用。鉴于此,近年来,有关人士设想
通过拮抗 *+, $!的合成、释放达到防治脓毒症的目的。
一般认为,细胞产生 *+,M!包括以下几个步骤。首先,
内毒素等刺激信号作用于细胞,通过胞内的生化反应将信号
由受体传导到胞核。激发转录激活蛋白的基因,从而启动下
游 *+,M!基因的转录及。并进一步合成 &.MIS>的跨膜
前体蛋白,经丝氨酸蛋白酶裂解,形成 !(IS>具有生物活性
的 *+, $!释放到细胞外。分泌型 *+,M!与靶细胞膜表面的
*+,M!受体相互作用,从而激活多种信号传导途径、激酶和转
录调节因子,活化大量的细胞基因,产生广泛的生物学作用。
因此,可以针对以上各个步骤进行干预:即调节 *+,M!基因
的转录和翻译;抑制 *+,M!释放;直接抑制游离的 *+,M!;拮
抗 *+,M!受体;调节靶细胞的信号转导。本文就这 )个作用
环节的研究现状作一概述。
8 *+,M!基因的转录和翻译
研究证实,甲基黄嘌呤类药物、反应停和糖皮质激素均
可通过调节 *+,M!基因转录、翻译而抑制其合成,但它们的
作用机制各不相同。甲基黄嘌呤类药物如己酮可可碱、可可
碱和茶碱等可抑制 *+,M!F-+0的合成,其机制可能是此类
药物抑制磷酸二酯酶,引起细胞内 G0TA浓度升高,从而抑制
*+,M!基因转录。据报道,己酮可可碱可以抑制单核细胞
*+, $!F-+0的生成达 )"U以上。猪链球菌感染模型中,己
酮可可碱可显著改善动物心血管功能,治疗组动物心输出量
和每搏输出量显著高于对照组,同时存活时间也显著延长。
近年来,对己酮可可碱的治疗效果进行了大量的临床研究。
V948等选择了 R例脓毒性休克病人进行己酮可可碱治疗,&%
小时后病人血清 *+,M!水平显著降低。B>2793O>G:等[!]报道,
己酮可可碱治疗可使新生儿脓毒症的死亡率显著下降(6 W
"/"))。然而,新近的研究表明,脓毒性休克复苏时给予大剂
量己酮可可碱反而会使平均动脉压和肺动脉压进一步降低,
这可能与其扩张外周血管的作用有关,因此用药期间应注意
充分扩容和血流动力学监测[&]。此外,该研究表明,大剂量
己酮可可碱还可加重乳酸酸中毒,提示己酮可可碱对脓毒症
的防治作用仍有待于进一步探讨。
反应停可加速 *+,M!F-+0的降解,从而抑制 *+,M!的
合成。临床研究表明,反应停可减轻 55型麻风病人的炎症反
应。值得注意的是反应停有强烈致畸作用,妊娠绝对禁忌。
糖皮质激素可抑制 *+,M!基因的翻译,从而减少 *+,M!的合
成,但其对脓毒症的治疗效果并不理想。究其原因,主要与
两方面的因素有关,首先,由于 *+,M!的合成周期极短,细胞
被内毒素激活后仅需 )分钟即可合成、释放 *+,M!,因此,在
许多临床研究中糖皮质激素的给药时间可能过晚。其次,糖
皮质激素是免疫抑制剂,可降低机体防御功能,长期或大剂
量应用反而可能使潜在感染灶活动和扩散或引起继发性感
染,从而掩盖了糖皮质激素对 *+,M!的治疗效果。因此,该
类药物在应用时,必须严格掌握适应证,特别是急性感染中
毒时,必须与足量的有效抗菌药物联合应用。
·&)!· 创伤外科杂志 &""!年第 ’卷第 &期 X *3>2F> L23D,&""!,Y/’,+Z/&
万方数据
在炎症过程中,机体产生大量炎性细胞因子,同时也产
生多种抗炎细胞因子以抑制炎症反应的进一步发展,形成细
胞因子相互协同及拮抗的复杂网络。这些抗炎细胞因子可
抑制 !"#$!基因的表达,减少 !"#$!的产生,其中尤以白介素
$%&(’($%&)最为引人注目。据报道,给小鼠腹腔注射内毒素
造成脓毒性休克,同时给予重组 ’( ) %&治疗,动物血清 !"#
)!水平显著降低,而 ’( ) %&中和抗体处理组则显著增高。
值得注意的是,延迟治疗该重组蛋白仍有明显的保护作用。
此外,’( ) %& 还可抑制单核细胞合成多种细胞因子。
*+,-.+,/等报道,大鼠行 0(1术造成脓毒症模型后 %小时给
予 ’( ) %&治疗,可有效抑制循环 !"# )!、’( ) %"和 ’( ) 2的
水平。这表明 ’( ) %&可作用于炎症级联反应的多个环节,提
示 ’( ) %&在内毒素血症及相关疾病的治疗中可能具有较好
的前景。
! 抑制 !"# )!释放
32456的 !"# )!前体含有一个 72残基的前体序列,同
时具有疏水性和亲水性,横跨细胞膜。!"# )!前体经丝氨
酸蛋白酶裂解,形成 %7456的具有生物活性的 !"# )!,释放
至细胞外,阻断 !"# )!前体形成成熟的 !"# )!这一环节,
可以有效减少细胞外 !"# )!的含量。
"./8+9:;/9等报道,丝氨酸蛋白酶抑制剂!% )抗胰蛋白酶
可拮抗内毒素引起的肝脏损害,同时显著降低循环 !"# )!
水平。这可能是!% )抗胰蛋白酶抑制了 !"# )!前体裂解,
从而减轻了 !"# )!所介导的细胞毒效应。另据报道,经环
胞霉素 <处理内毒素攻击小鼠,腹水 !"#$!含量显著降低,
血浆 !"#$!水平峰值明显延迟。但腹腔巨噬细胞 !"#$!
=*"<表达及细胞结合 !"#$!则无明显改变,表明环胞霉素 <
可抑制细胞释放具有生物活性的 !"#$!。但环胞霉素 <可引
起可逆性肝、肾损害,因此用药期间应监测肝功能及肾功能。
" 直接抑制游离的 !"# )!
众多表明,创伤、休克和脓毒症时体内 !"# )!产生
显著增多,且其改变与机体多器官损害密切相关,因此直接
拮抗其活性可能具有治疗效果。目前,已有数种抗 !"# )!
单克隆抗体(单抗)和可溶性受体应用于脓毒症的防治研究。
" ># 抗 !"# )!单克隆抗体
多种动物模型(小鼠、大鼠、兔、恒河猴、狒狒等)证实:抗
!"#)!单抗对 ?)菌脓毒性休克具有防护作用,并且单抗的
保护效果与其使用剂量、时间以及攻击的菌种和途径密切相
关。@.,:86A等报道,狒狒静脉输注致死量大肠杆菌后 &>B小
时给予抗 !"# )!单抗治疗,%B=- C 4-单抗治疗组动物全部存
活,7>B=- C 4-单抗治疗组存活率低于 2&D,而 %> B=- C 4-单抗
治疗组动物全部死亡。给小鼠静脉注射 (5E&剂量大肠杆菌
造成脓毒性休克,预防性给药或细菌攻击 &> B小时后治疗均
有显著的防护效应,73小时存活率分别为 7BD和 7ED,但延
迟至 3>B小时给药则无保护作用。表明抗 !"# )!单抗的保
护效果与其使用时间密切相关。另一方面,随着攻击的菌种
不同,抗体的保护作用亦不相同。此外,细菌攻击的途径对
单抗的防护作用亦有影响。在静脉输注 ?)菌模型中,单抗
具有显著的保护作用。但在腹腔内细菌攻击模型中,单抗防
护作用则不明显。
上述大量的动物实验为单抗过渡到临床应用奠定了基
础。在一项随机、双盲、多中心的 ’’’期临床观察中,共有 E7%
名脓毒症病人接受了抗 !"# )!单抗试验性治疗[F]。结果显
示单抗治疗并不能改善 3F天存活率。但治疗时发生脓毒性
休克的 G7F名病人 H天死亡率显著下降。0+8/,等[H]报道了
一项 G3&例脓毒性休克病人的临床研究。时序检验显示,对
于存活达 3F天的病人,单抗可迅速逆转休克、减少及延迟器
官功能衰竭的发生。然而,最近在 EGF例脓毒性休克病人中
进行的大规模 ’’’期临床试验表明,单抗治疗并不能改善 3F
天死亡率(! I &> 37),对器官功能衰竭亦无防护作用[G]。并
且,对于血浆白介素 ) 2 大于 %&&& J- C =K 的病人(2&7 例)或
!"# )!增高的病人(H7H例),单抗治疗组死亡率与安慰剂治
疗组相比无显著差异(! I &>HB;! I &>3&)。!"# )!单抗临
床试验失败可能与选入的脓毒症病人病情过于复杂有关。
但由于目前尚缺乏一种敏感、简便的检测指标用以筛选病
人,致使许多对单抗治疗不敏感的病人亦被选入进行试验,
从而掩盖了整体疗效。与此相反,类风湿性关节炎病人病情
则较为均一,’’期临床观察表明,抗 !"# )!单抗可显著减轻
类风湿性关节炎病情,改善生化指标[B]。
" >! 可溶性 !"# )!受体
!"# )!的受体有两种类型:BB456(JBB)和 7B456(J7B),
其胞外区经丝氨酸蛋白酶裂解释放到细胞外,形成可溶性
!"#受体(:!"#*)。作为 !"# )!的可溶性受体,:!"#*具有
双重作用。当 :!"#* C !"#比值低时,:!"#*作为循环 !"# )!
的“载体”,与其结合后可增加 !"# )!的稳定性,延缓 !"# )!
降解,从而增强其活性。当 :!"#* C !"#比值高时,:!"#*则
成为 !"# )!的抑制物,与 !"# )!结合后使其失活,从而使
!"#)!的有效浓度减少。暴发性感染时,宿主为保护自身
可产生细胞因子抑制物,如可溶性受体,以减轻细胞因子毒
性。体外试验显示,内毒素血症时增多的 :!"#*足以中和产
生过多的 !"# )!,但对于暴发性感染和危重病人机体自身
所产生的 :!"#*则相对不足。这表明 !"# )!和 :!"#*比例
失调可能是导致病情恶化的重要原因之一,给予 :!"#*以调
节其平衡失调可能具有一定的临床价值。
近年有学者将 :!"#*与人免疫球蛋白重链嵌合克隆为人
重组 :!"#*。它与 !"#)!的亲和力进一步提高,并且在体内
半衰期较长。LM6,:等报道 JBB型 :!"#*对 ?)菌脓毒症具有
显著的保护作用,但 J7B型 :!"#*则无保护作用。一组 %G%例
脓毒性休克病人的临床观察表明,J7B型 :!"#*并不能有效降
低 3F天死亡率,相反随着其使用剂量增大还可引起死亡率明
显上升[2]。该研究所用最高剂量组(%> B=- C 4-),3F天死亡率
显著高于对照组(BHD比 H&D)。分析
表明,对于严重脓毒症和脓毒性
休克的 3G7例病人,最高剂量组(&>&FH=- C 4-)3F天死亡率显著
·HB%·创伤外科杂志 3&&%年第 H卷第 3期 O !96P=6 QP9-,3&&%,R+K>H,"S>3
万方数据
降低。并且,在另一组 !!!期试验中,"#"$%&’ ( )’ *++型 ,-./0
可显著减少严重脓毒症和脓毒性休克病人机械通气时间,并
降低器官功能衰竭发生率[$]。说明 *++ 型 ,-./0的治疗效
果随使用剂量和病情的严重程度而异。
! 拮抗 -./ 1!受体
-./ 1!与细胞表面的特异性受体结合后,才能发挥其
生物学效应。*++和 *2+两种 -./受体与 -./ 1!有相似的
亲和力。近年来的研究表明,-./ 1!的许多病理损害效应
均可由 *++受体单独介导,如诱导细胞因子合成和细胞毒效
应。同时,体外试验亦证实 -./ 1!引起的细胞死亡(如染色
体 3.4降解、536释放)均可由 *++受体单独介导。
4789:等[;]建立了一种 *++受体缺陷型小鼠模型。氨基
半乳糖和内毒素攻击后,*++受体缺陷型小鼠 2天存活率达
<""=;正常小鼠则发生暴发性肝功能衰竭,>?小时内全部死
亡。进一步证实 -./的病理损害效应由 *++受体介导,针对
该环节阻断 -./ 1!活性可能具有一定的治疗前景。秋水仙
碱可使细胞微管解聚,从而抑制 -./ 1!受体内在变化。据
报道秋水仙碱治疗可显著减轻内毒素引起的肝损害。
" 调节靶细胞的信号转导
-./ 1!与细胞受体结合后,细胞内若干信号转导途径
即被激活,如 @蛋白途径、磷脂酶 A途径和蛋白激酶 A途径
等。其中许多途径是通过激酶磷酸化而起作用的。目前已
证实,B4C>激酶、有丝分裂原激活蛋白激酶、酪氨酸激酶等
均与受体的活化有关。这些活化的蛋白激酶再进一步激活
胞浆中的转录因子,如核转录因子 1"D(./ 1"D)和 4E 1 <
等。这些转录因子的核结合位点位于许多细胞因子基因的
上游,激活后可启动下游细胞因子基因的转录。
据报道,数种酪氨酸激酶抑制剂可显著抑制大鼠枯否细
胞产生 -./ 1!达 2"=以上[<"]。此外,已发现多种 ./ 1"D
抑制剂可有效抑制 ./ 1"D的活化。大鼠脓毒性休克模型
中,./ 1"D抑制剂二硫氨基甲酸酞吡咯烷(E3-A)可显著抑
制肺组织诱生型一氧化氮合酶 &0.4的表达,且呈剂量依赖
性,>""&’ ( )’ E3-A可使诱生型一氧化氮合酶 &0.4水平降
低 ?$=[<<]。同时,E3-A还可减轻内毒素引起的动脉血压降
低。由于细胞内信号转导阶段是 -./ 1!病理效应的终末阶
段,并且许多细胞因子的信号转导途径相互关联,因此干预
该环节可能具有一定的治疗前景。
# 结语
目前发现的炎症介质已达数十种之多,这些炎症介质相
互诱生、协同作用,在脓毒症发生、发展过程中形成了一个复
杂的网络。多种拮抗 -./ 1!的措施,如 !5 1 <"、抗 -./ 1!
单抗以及重组 ,-./0在动物模型上已取得令人鼓舞的结果,
但其临床防治效果均难以肯定,特别是在降低 >$天死亡率
中仍未被证明有效。从目前已获得的大量资料来看,不宜过
高期望抗 -./ 1!治疗的临床应用前景。由于参与脓毒症发
病的细胞因子较多,因此,仅仅针对某一种细胞因子或其作
用的某一环节进行治疗可能尚有局限,联合用药以调节脓毒
症时细胞因子间的平衡失调则可能具有更好的治疗前景。
参考文献:
[<] 5FG8HIJF7K 0, EFLMN) 3, C9LFM7OP) 3, H8 FM # QRRH78 9R 8KH
N&&G:9&9SGMF8N:’ F’H:8,*H:89TNRPMMN:H,N: 8KH 8IHF8&H:8 9R ,H*,N, N:
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AFIH WHS,<;;;, 1 $+2#
[;]4789: 03,3FKMJHI’ EX,[):N, WQ,H8 FM # 3NRRHIH:8NFM ,H:,N8NUN8P 89
H,7KHIN7KNF 79MN N:RH78N9: N: &N7H MF7)N:’ 8G&9I :H7I9,N, RF789I *++ 9I
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F78NUF8N9: N: 5EX ,8N&GMF8HS IF8 CG*RRHI 7HMM,[ B]# AHMM DN97KH&
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[<<]5NG X/,\H ],WFMN) 4D# !: UNU9 N:KNJN8N9: 9R :G7MHFI RF789I 1 )F**F
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,P,8H&N7 KP*98H:,N9: N: F IF8 &9SHM 9R ,H*8N7 ,K97)[B]# B !&&G:9M,
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(本文编辑:章洛秋)
·?+<· 创伤外科杂志 >""<年第 %卷第 >期 B -IFG&F XGI’,>""<,^ 9M #%,.Z#>
万方数据