傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，膿毒癥是一種失控的、持久的炎癥反應(yīng)，是由感染因素誘發(fā)的全身炎癥反應(yīng)綜合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS）。炎癥反應(yīng)失控可導(dǎo)致患者死亡。基于這種認(rèn)識(shí)，人們應(yīng)用大量抗炎措施治療膿毒癥，包括促炎型細(xì)胞因子抗體和抗內(nèi)毒素治療等。雖然在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中取得了一定的療效，但是臨床應(yīng)用并沒有收到明顯的效果。失敗的原因是多方面的，但主要原因是人們基于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究，而動(dòng)物模型并不能完全反映臨床病情，對于機(jī)體復(fù)雜的炎癥與免疫反應(yīng)本質(zhì)認(rèn)識(shí)不足。并且細(xì)胞因子在膿毒癥中表現(xiàn)為有害的方面同時(shí)也存在有利的作用。例如，應(yīng)用抗TNF-α治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者，發(fā)現(xiàn)對膿毒癥和其他炎癥并發(fā)癥易感性明顯增加，因此有必要重新評價(jià)TNF-α在感染中的角色。業(yè)已明確，內(nèi)毒素對機(jī)體存在有害的一方面，但完全阻斷內(nèi)毒素的傳導(dǎo)途徑反而會(huì)使病情惡化。因此，不能簡單地從某一個(gè)方面來理解膿毒癥的復(fù)雜發(fā)病機(jī)制。

目前人們漸漸認(rèn)識(shí)到，在膿毒癥的發(fā)病過程中，機(jī)體并非總是處于一成不變的炎癥激活狀態(tài)。研究表明，免疫抑制同樣也是膿毒癥的重要特征，其中抗原特異性T、B淋巴細(xì)胞的清除或失活在其中起著重要作用。在膿毒癥的初始階段，膿毒癥以大量分泌炎性介質(zhì)為主要特征，而隨著膿毒癥的進(jìn)展，機(jī)體可能經(jīng)歷了一個(gè)免疫抑制階段，表現(xiàn)為淋巴細(xì)胞的增殖能力下降，呈現(xiàn)以Th2型反應(yīng)為主的免疫反應(yīng)和大量淋巴細(xì)胞的凋亡等，從而機(jī)體對病原體的易感性明顯增加。

一、T淋巴細(xì)胞克隆無反應(yīng)性

淋巴細(xì)胞克隆無反應(yīng)性是指在機(jī)體經(jīng)歷嚴(yán)重?fù)p傷后，淋巴細(xì)胞對特異性抗原刺激無增殖反應(yīng)，并且細(xì)胞因子的生成也明顯受抑制的狀態(tài)。研究表明，在T淋巴細(xì)胞的激活過程中，IL-2以自分泌、旁分泌和內(nèi)分泌形式作用于T淋巴細(xì)胞，并且是T淋巴細(xì)胞增殖的必要條件。O′Riordain等研究表明，嚴(yán)重?zé)齻驣L-2產(chǎn)生及IL-2mRNA表達(dá)明顯下降，IL-2生成減少與死亡率升高相關(guān)。另有資料證實(shí)，嚴(yán)重?zé)齻颊咄庵苎h(huán)的淋巴細(xì)胞數(shù)目明顯減少，并且存活者淋巴細(xì)胞大部分處于克隆無反應(yīng)狀態(tài)。T淋巴細(xì)胞克隆無反應(yīng)性的機(jī)制包括以下幾個(gè)方面。

（一）凋亡對細(xì)胞免疫功能的影響

凋亡被認(rèn)為是誘發(fā)T淋巴細(xì)胞克隆無反應(yīng)狀態(tài)的主要原因。在膿毒癥中，大量T淋巴細(xì)胞發(fā)生了凋亡。凋亡清除了大量活化的T淋巴細(xì)胞，使誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞克隆無反應(yīng)成為可能。研究表明，過度表達(dá)Bcl-xl基因，進(jìn)而抑制T淋巴細(xì)胞的凋亡，這樣免疫耐受就不能建立。誘發(fā)凋亡的因素主要包括：應(yīng)激性腎上腺糖皮質(zhì)激素分泌增加和Fas/FasL、TNF/TNF受體（TNFR）的相互作用等。另有資料表明，凋亡細(xì)胞在誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞克隆無反應(yīng)性中也發(fā)揮著重要作用。凋亡T淋巴細(xì)胞與外周血單核細(xì)胞相作用時(shí)，單核細(xì)胞產(chǎn)生抑炎因子IL-10、轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth factor，TGF）-β水平顯著增加而促炎因子TNF-α和IL-1β的生成明顯減少，提示凋亡的淋巴細(xì)胞影響了機(jī)體促炎和抑炎反應(yīng)平衡。另據(jù)報(bào)道，凋亡細(xì)胞被抗原呈遞細(xì)胞吞噬后，抗原呈遞細(xì)胞表達(dá)共刺激分子的能力明顯下降，T淋巴細(xì)胞則不能被激活，表明凋亡細(xì)胞在被抗原呈遞細(xì)胞和巨噬細(xì)胞吞噬后嚴(yán)重?fù)p害了細(xì)胞免疫功能。因此，凋亡細(xì)胞誘導(dǎo)的T淋巴細(xì)胞克隆無反應(yīng)性和抑制性細(xì)胞因子的釋放增加嚴(yán)重?fù)p害了免疫系統(tǒng)對病原體的反應(yīng)能力。

最近研究表明，在膿毒癥中，除大量淋巴細(xì)胞凋亡外，抗原呈遞細(xì)胞也發(fā)生了凋亡。這樣在并發(fā)嚴(yán)重感染時(shí)，大量淋巴細(xì)胞和抗原呈遞細(xì)胞的凋亡使得免疫細(xì)胞不能發(fā)生有效的克隆增殖，因此也就不能對病原體產(chǎn)生有效的免疫應(yīng)答。

（二）免疫抑制細(xì)胞的作用

研究證實(shí)，嚴(yán)重創(chuàng)傷后患者循環(huán)中調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）—CD4+CD25+Treg顯著升高，其中死亡組患者CD4+CD25+Treg升高更明顯。據(jù)報(bào)道，CD4+CD25+Treg主要通過分泌IL-10、PGE2等抑制性介質(zhì)對細(xì)胞免疫功能起到抑制作用，且嚴(yán)重創(chuàng)傷所致免疫功能障礙與患者預(yù)后不良明顯相關(guān)。在感染情況下，體內(nèi)PGE2水平明顯升高，通過抑制p59fyn激酶活性進(jìn)而下調(diào)核因子（nuclear factor，NF）-AT和激活蛋白（activated protein，AP）-1的激活，使得T 淋巴細(xì)胞的增殖受抑、IL-2產(chǎn)生明顯減少。有資料顯示，嚴(yán)重?zé)齻?～9d CD8+CD11b+γδT淋巴細(xì)胞（BA2T細(xì)胞）在脾中明顯升高，并抑制脾淋巴細(xì)胞的增殖反應(yīng)。BA2T細(xì)胞和大多數(shù)γδT淋巴細(xì)胞性質(zhì)截然不同，主要分泌Th2型細(xì)胞因子（IL-4和IL-10），BA2T細(xì)胞回輸?shù)秸Ｐ∈篌w內(nèi)可明顯增加小鼠對膿毒癥的易感性。這些結(jié)果表明，嚴(yán)重?zé)?、?chuàng)傷后免疫抑制細(xì)胞對機(jī)體的免疫功能起到負(fù)向調(diào)控作用。

二、CD4+T淋巴細(xì)胞功能性分化

活化的T輔助淋巴細(xì)胞（CD4+Th）依據(jù)它們分泌細(xì)胞因子的不同可以被分成截然不同的兩個(gè)功能亞群—Th1和Th2亞群。這兩種亞群來自同一前體細(xì)胞，Th1亞群以分泌IFN-γ和TNF-α為特征，誘導(dǎo)細(xì)胞免疫反應(yīng)；Th2亞群則主要分泌IL-4和IL-5，誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞的增殖和分化，介導(dǎo)體液免疫反應(yīng)并與免疫抑制相關(guān)。在決定T淋巴細(xì)胞功能性分化的因素中，細(xì)胞因子微環(huán)境作用尤為重要，IL-10和IL-4升高及IL-12生成減少在其中起著重要作用。據(jù)報(bào)道，嚴(yán)重創(chuàng)傷后單核細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子的能力明顯下降，并且IL-12生成下降在創(chuàng)傷早期誘導(dǎo)了偏向Th2型反應(yīng)的分化。Th2型反應(yīng)導(dǎo)致IL-4和IL-10的產(chǎn)生增加，從而誘發(fā)創(chuàng)傷早期的免疫抑制，為機(jī)體再次發(fā)生感染奠定了基礎(chǔ)。另外，IL-10除了能誘導(dǎo)Th2型免疫反應(yīng)并抑制Th1型免疫反應(yīng)外，還可通過上調(diào)Fas和FasL引起鼠淋巴細(xì)胞出現(xiàn)活化誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡（activation induced cell death，AICD）。說明在膿毒癥的模型中，IL-10不但可以誘導(dǎo)免疫功能的紊亂，同時(shí)也能誘導(dǎo)Th1型淋巴細(xì)胞的凋亡，通過促進(jìn)Th1型淋巴細(xì)胞凋亡而增強(qiáng)了Th2型免疫反應(yīng)。

除細(xì)胞因子外，特定的病原體成分、抗原劑量和感染部位也對淋巴細(xì)胞的功能性分化產(chǎn)生重要影響。Th1和Th2亞群平衡與否直接影響著機(jī)體的免疫功能，并與疾病的狀態(tài)密切相關(guān)。業(yè)已明確，在膿毒癥的發(fā)展過程中，出現(xiàn)了傾向于Th2型的免疫反應(yīng)，Th2型細(xì)胞因子（IL-4和IL-10）生成增多而Th1型細(xì)胞因子（IL-12和IFN-γ）產(chǎn)生減少明顯損害了機(jī)體的細(xì)胞免疫功能。應(yīng)用IL-12進(jìn)行干預(yù)，通過糾正Th2型免疫反應(yīng)能明顯提高動(dòng)物生存率。其發(fā)生機(jī)制可能與絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPK）p38通路的激活有關(guān)，在膿毒癥早期應(yīng)用MAPK p38通路抑制劑SB203580可顯著降低膿毒癥的死亡率。

三、CD4+T細(xì)胞、B細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞數(shù)目的減少

實(shí)驗(yàn)研究顯示，膿毒癥后數(shù)小時(shí)動(dòng)物淋巴器官就發(fā)生了CD4+T和B淋巴細(xì)胞的大量凋亡。非致死性燒傷3h，小鼠脾、胸腺和小腸內(nèi)淋巴細(xì)胞凋亡明顯增加。FasL、TNF-α和腎上腺糖皮質(zhì)激素均能誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞凋亡，并且在淋巴組織中表達(dá)明顯升高。研究表明，天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶（caspase）在凋亡的調(diào)節(jié)中具有重要作用，其中caspase-3和caspase-9在胸腺凋亡中占有特殊地位，而caspase-3和caspase-8激活參與了T淋巴細(xì)胞的凋亡過程。最近的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果也在膿毒癥患者中得以證實(shí)，凋亡誘導(dǎo)的淋巴細(xì)胞丟失使得膿毒癥患者循環(huán)淋巴細(xì)胞數(shù)目明顯減少。通過對死亡膿毒癥患者進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，盡管CD8+T淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的數(shù)量改變不大，但是CD4+T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的數(shù)量明顯下降。同時(shí)，除大量CD4+ T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞凋亡外，樹突細(xì)胞亦發(fā)生了凋亡。樹突狀細(xì)胞的明顯減少必將損傷B細(xì)胞和T細(xì)胞的功能，而應(yīng)用caspase抑制劑則能顯著減少淋巴細(xì)胞凋亡，提高機(jī)體的免疫能力。

由此可見，嚴(yán)重感染時(shí)大量B淋巴細(xì)胞、CD4+T淋巴細(xì)胞和抗原呈遞細(xì)胞的凋亡勢必造成抗體的產(chǎn)生減少、CD4+T淋巴細(xì)胞激活障礙和抗原呈遞細(xì)胞抗原呈遞能力下降。這些改變都使得免疫細(xì)胞不能發(fā)生有效的克隆增殖，進(jìn)而對病原體產(chǎn)生有效的免疫應(yīng)答。目前，細(xì)胞凋亡在膿毒癥免疫功能紊亂發(fā)病中的重要作用在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已得到充分證實(shí)，抑制淋巴細(xì)胞的凋亡能夠改善動(dòng)物的預(yù)后。

四、單核/巨噬細(xì)胞功能的改變

嚴(yán)重創(chuàng)傷后，單核/巨噬細(xì)胞功能發(fā)生了明顯的改變，其中單核/巨噬細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子譜的改變、表達(dá)主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類抗原（major histocompatibility complex Ⅱ，MHC Ⅱ）及共刺激分子能力下降對機(jī)體細(xì)胞免疫功能產(chǎn)生了廣泛的影響，并且單核/巨噬細(xì)胞功能的改變與死亡率相關(guān)。

（一）細(xì)胞因子譜的改變

嚴(yán)重創(chuàng)傷后，單核細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子（TNF-α、IFN-γ和IL-12）的能力下降，而合成PGF2和TGF-β的量明顯增加。創(chuàng)傷誘導(dǎo)的IL-12生成下降在損傷早期介導(dǎo)了Th2型免疫反應(yīng)，引起IL-4和IL-10產(chǎn)生增加，進(jìn)而造成創(chuàng)傷早期的免疫功能抑制。在生理狀態(tài)下，TGF-β與創(chuàng)傷愈合及瘢痕形成有關(guān)，嚴(yán)重創(chuàng)、燒傷后巨噬細(xì)胞則大量合成、釋放TGF-β，TGF-β能夠抑制T淋巴細(xì)胞的增殖和分化，并誘導(dǎo)脾淋巴細(xì)胞的凋亡。另有資料表明，PGE2在嚴(yán)重創(chuàng)傷后明顯增加，其引起細(xì)胞免疫抑制的機(jī)制如前所述；應(yīng)用環(huán)加氧酶2抑制劑進(jìn)行干預(yù)，能明顯減少PGE2的生成，從而有助于恢復(fù)免疫功能，提高動(dòng)物生存率。

（二）共刺激分子表達(dá)下降

已經(jīng)明確，未致敏T淋巴細(xì)胞的激活需要MHC II和T細(xì)胞受體（TCR）結(jié)合，并輔以協(xié)同刺激分子的刺激，兩者缺一不可。在膿毒癥患者中，HLA-DR 表達(dá)下降，臨床上視其為機(jī)體免疫抑制的一個(gè)標(biāo)志。同時(shí)，CD86表達(dá)下降和細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)分子-4表達(dá)增加都使得單核細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞相互作用的親和力明顯減弱，因此T淋巴細(xì)胞不能被激活。另有研究觀察到，膿毒癥患者單核細(xì)胞表達(dá)CD64和CD14升高，使得單核細(xì)胞與抗體及內(nèi)毒素的結(jié)合能力增強(qiáng)，從而改變了單核/巨噬細(xì)胞的功能。引起單核/巨噬細(xì)胞功能改變的因素可能包括：細(xì)胞因子的微環(huán)境、激素水平的影響和凋亡細(xì)胞的作用。例如，IL-10不但能使單核/巨噬細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子的能力下降，并且能抑制單核細(xì)胞表達(dá)HLA-DR能力，而腎上腺糖皮質(zhì)激素可損傷單核細(xì)胞的抗原呈遞能力，同時(shí)引起IL-10生成增加。

協(xié)同刺激信號缺失引起細(xì)胞免疫紊亂的機(jī)制為：在沒有共刺激信號的情況下，抗原呈遞細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞間的親和力作用減弱，這樣就不能引起T淋巴細(xì)胞內(nèi)RasP21的活化，進(jìn)而下調(diào)了ERK和JNK兩條MAPK途徑的激活。上述胞內(nèi)變化使得下游IL-2轉(zhuǎn)錄因子（NF-ATp和AP-1）活化發(fā)生障礙，但卻增加了負(fù)向調(diào)節(jié)因子Nil-2a的生成。業(yè)已明確，NF-ATp和AP-1對于IL-2的生成和T淋巴細(xì)胞增殖至關(guān)重要。在靜止的T淋巴細(xì)胞中，活化NF-AT以磷酸化形式存在于胞漿內(nèi)；T淋巴細(xì)胞活化后，NF-AT發(fā)生去磷酸化，并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi)與AP-1結(jié)合，成為具有轉(zhuǎn)錄活性的NF-AT。NF-AT對于IL-2的產(chǎn)生具有高度特異性，在去除IL-2基因啟動(dòng)子上NF-AT的結(jié)合序列后，IL-2產(chǎn)生明顯減少。另有資料表明，NF-AT介導(dǎo)的IL-2基因啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄活性同時(shí)也依賴于AP-1的存在，AP-1共有序列的缺失可使IL-2基因啟動(dòng)子的活性明顯下降。

總之，膿毒癥的發(fā)病機(jī)制是一個(gè)極其復(fù)雜的病理生理過程。在膿毒癥的發(fā)生與發(fā)展過程中，機(jī)體的免疫狀態(tài)并不是一成不變的。在受到嚴(yán)重創(chuàng)、燒傷打擊后，機(jī)體可能開始處于一種免疫激活狀態(tài)，而隨著病情的進(jìn)一步發(fā)展可能進(jìn)入免疫抑制狀態(tài)，也可能自始至終機(jī)體就處于免疫紊亂狀態(tài)。因此，闡明引起膿毒癥免疫功能障礙的詳細(xì)發(fā)病機(jī)制，進(jìn)而明確機(jī)體所處的免疫狀態(tài)，可能為膿毒癥的早期診斷和合理防治提供新思路。