创伤失血性休克急性肺损伤研究进展

创伤失血性休克急性肺损伤研究进展郑悦亮失血性休克后，出现的急性、进行性呼吸困难和顽固性低氧血症称为急性肺损伤(Acutelunginjury，ALI)，可进一步恶化成为急性呼吸窘迫综合征(Acuterespiratorydis—tresssyndrome，ARDS)。2005年的研究显示，ALI的发病率为每年18／10万，ARDS为每年(13-23)／万，近年来其发病率显著提高，明显增加了经济和社会负担【1】。即使利用包括呼吸机在内的ICU综合治疗手段，ARDS的死亡率仍高达36％-52％【2.3.4】。探讨ALI／ARDS的发病机理对阻断疾病的发生和发展具有重要意义。近来研究普遍表明，严重创伤失血性休克后，肠道缺血引起胃肠道粘膜屏障受损，细菌及内毒素移位到血液中，导致肠源性菌血症和内毒素血症，PMNs过度活化，肺内炎症反应失控，加上肺缺血一再灌注损伤以及细胞调亡是构成创伤失血性休克后ALI／ARDS的主要机制。【5】随着人们对ALI／ARDS发病机制深入了解，在各种病因造成的急性肺损伤中，肺泡上皮屏障破坏是一个重要的病理生理改变【6】，该屏障的破坏使大量含蛋白液体进入肺泡腔而引起呼吸衰竭。肺泡上皮屏障并不是一个静止的密封结构，而是一个具有选择性渗透作用的屏障，它能优化肺内液体成分，维持最佳肺功能。肺泡上皮屏障发挥正常功能依赖于肺泡上皮细胞问紧密连接，紧密连接位于相邻上皮细胞侧面顶端，使相邻细胞质膜紧紧结合在一起而形成致密的条索样紧密连接链，封闭细胞之间的问隙，仅允许离子和溶质经细胞旁路途径通过而阻止大分子物质通过。Occludin【7】是紧密连接中最早发现的成员，但occludin缺陷小鼠模型【8】的建立证实了它并不是上皮屏障形成中具有骨架作用的成分。1998年Furuse等【9】发现了新的蛋白：daudin-1和claudin-2，claudin被证实是构成紧密连接链中重要的骨架成分，claudin表达的不同与细胞旁路通透性差异有关，为调节细胞间液体流动作用最直接相关的蛋白。肺泡上皮屏障损伤的程度决定了急性肺损伤患者的伤情，而上皮屏障功能恢复的情况则决定了患者的预后。虽然肺泡上皮屏障功能在急性肺损伤发病机制中占有中心地位，但肺泡上皮紧密连接的分子结构和调节机制以及病理状态下肺泡上皮液体转运机能的调节机制尚不十分清楚。claudin是上皮紧密连接上最关键的蛋白，但对于它在肺内的表达及作用机制仍知之甚少，虽然近期也有一些研究开始关注肺内claudin的表达以及环境因素是如何影响claudin功能的，但目前国内外尚未见失血性休克所致肺损伤claudin的表达变化及其功能的影响的相关报道。ALI/ARDS的发生除了一些致病因素的直接损伤外，更为重要的是多种炎症细胞及其释放的炎性介质、氧自由基等介导的肺炎症反应【10-11】。能否阻断细胞因子及炎症介质的合成、释放或作用是治疗ALI/ARDS的关键，以往研究尝试用细胞因子抗体、一氧化氮合成酶抑制剂等抑制炎症反应，但结果表明单纯阻断某种或某类细胞因子或炎性介质无法阻断SIRS的发生【12-16】。近年来，研究发现：创伤应激后细胞因子及炎症介质的合成具有共同的信号途径。丝裂原活化蛋白(mitogen-activatedproteinkinases，MAPKs)是细胞内的一类丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶。MAPKs信号转导通路存在于大多数细胞的细胞浆内，可将细胞外刺激信号转导至细胞核内，它在细胞生物学反应(如细胞增殖、分化、转化及凋亡等)的过程中具有至关重要的作用【17】。MAPK主要包括JNK，p38，Erkl／2三条通路，通过使c-jun和ATF(activatingtranscriptionfactor)磷酸化，调节核转录因子AP．1和NF．kB的激活，启动一系列与应激相关的炎性介质的合成。2003年Abraham在大鼠LPS急性肺损伤模型发现：中性粒细胞积聚与p38的活化及NF．kB促炎性介质的产生相关，p38的活化与预后呈正相关【18】。2008年国内的一项研究应用p38MAPK抑制剂能够通过NF．kappaB途径减轻大鼠内毒素所致的急性肺损伤【19】。2004年韩国LeeHS等人的一项研究中应用JNK抑制剂使ALI实验组大鼠肺泡灌洗液中蛋白含量以及乳酸脱氢酶活性显著降低，同时实验组大鼠肺部中性粒细胞浸润也较ALl模型组减少。这项研究提示JNK抑制剂用于与炎症反应相关的肺损伤具有治疗前景【20】。2007年SyrkinaOL也发现对大鼠吸入性肺损伤模型阻断JNK的活化能够减少大鼠气道细胞的凋亡，中性粒细胞的浸润，炎症介质的释放并显著改善大鼠的生存率【21】．2007年国内NingQM发现呼吸机对肺的机械牵拉能够显著激活MAPK家族中的JNK信号通路，受到激活而磷酸化的JNK通过转录因子AP．1的活化引起炎症介质的大量释放导致呼吸机相关性肺损伤【22】。2008年美国WolfPS等人应该用JNK抑制剂阻2阻断转录因子NF．Kb的活化，减轻了实验大鼠肺的缺血再灌注损伤【23】。然而，目前国内外关于抑制JNK传导路径对失血性休克所致肺损伤模型的研究很少。尚未见JNK与失血性休克急性肺损伤导致claudin的表达变化及肺间质水肿关系的研究。近10年来，以干细胞为主导的细胞疗法（stemcell-basedtherapy）方兴未艾。其中，成体干细胞（adultstemcell）因来源广泛且具有多向分化潜能而备受关注。骨髓间充质干细胞（BM-MSC）已在多种疾病中有所研究，包括败血症、急性肾衰竭、移植物抗宿主病、ALI以及心肌梗死等。BM-MSC由于其易于分离获取、生长迅速、培养简便、免疫原性低、具有多项分化潜能等特点而具有广泛的应用前景。Rojas等[24]证实，MSC可以减轻肺组织对脂多糖（LPS）诱导的炎症反应并保护肺免受损伤。研究显示，在脂多糖攻击后6-48小时内，MSC能防止肺水肿的产生、减轻中性粒细胞在肺内的浸润，明显降低体内IL-1β、IFN-γ、MIP-1α等致炎因子水平，保持抗炎因子IL-10和G-CSF水平稳定及升高。Gupta等[25]研究表明，肺内给予内毒素致ALI后4小时再给予MSC，能改善大鼠48小时存活率，减少肺水肿和支气管肺泡灌洗液中蛋白含量，并且体内致炎因子TNF-α、MIP-2水平降低，抗炎因子IL-10水平升高。目前学术界对BM-MSC能够改善肺损伤已经基本达成共识，对于其机制，普遍认为BM-MSC通过分泌大量的抑炎因子从而抑制炎性反应加重。随着BM-MSC在急性肺损伤中研究的深入，近年来研究发现BM-MSC不仅可以抑制炎症，同时可以保护肺泡上皮和内皮细胞屏障[26][27]。【1】中华医学会《2006年急性肺损伤／急性呼吸窘迫综合症诊断和治疗指南》【2】VillarJ，SlutskyASIsacuterespiratorydistresssyndromeAniatrogeniediseaseCritCare．2010Feb16；14(1)：120．【3】BrielM，MeadeMHigherVSlowerpositiveend-expiratorypressureinpatientswithacutelunginjuryandacuterespiratorydistresssyndrome：systematicreviewandmeta-analysisJAMA．2010Mar3；303(9)：865-73．【4】TowfighS，PeraltaMVAcuterespiratorydistressSyndr-omeinnontraumasurgicalpatients：a6·yearstudyJTrauma．2009Dec；67(6)：1239-43．【5】BurekR．Challengesoftreatingonthebasisofknowledge：TheARDSNetworktrialsandtheensuingcontroversy[J]．CritCareMed，2004；32(3)：904—905．【6】CrandallED，MatthayMA．Alveolarepithelialtransport．Basicsciencetoclinicalmedicine．AmJRespirCritCareMed，2001，163：10211029．【7】FuruseM，HiraseT，hohM，eta1．Occludin：anove1integralmembraneproteinlocalizingattightjunctions．J(；ellBiol，1993，123(6Pt2)：1777l788．【8】SaitouM，FuruseM，SasakiH，etaI．Complexphenotypeofmicelackingoccludin，acomponentoftightjunctionstrands．MelBiolCell，2000，11：41314142．【9】FuruseM，FujitaK，HiiragiT，eta1．claudin一1and一2：novelintegralmembraneproteinslocalizingattightjunctionswithnosequencesimilaritytooccludin．JCellBiol，1998，141：1539—1560．【10】KodamaT，YukiokaHNeutrophilelastaseaSaPredictingfactorfordevelopmentofacutelunginjury．InternMed．007；46(11)：699—704．Epub2007Jun1．【11】PuneetP，MoochhalaSChemokinesinacuteRespiratorydistresssyndrome．AmJPhysiolLungCellMolPhysi01．2005Jan；288(1)：L3-15．【12】B．Ouyang，Jafari，0．Syrkina，C．A．HalesandD．AQuinnN-acethl·L-cysteineinhibitedTGF一13productionangreducedlungcollagenformationinentilator-inducedlung．【13】R．illipDellingerMitehellM．LevySurvivingSepsisCampaign：Internationalguidelinesformanagementofseveresepsisandsepticshock：2008IntensiveCareMed4．【14】FudalaR,KrupaAStankowskaDAnti—interleukin-8autoantibody’：interleukin一8immunecomplexesinacutelunginjury／acuterespiratorydistresssyndrome．ClinSci(Lond)．2008Mar,14(6)：403-12．【15】欧阳彬，王吉甫．L-NIL对脓毒血症模型小鼠细胞能量代谢及存活率的影响．中国胃肠外科杂志1999，2(3)：174—176．【16】欧阳彬，王吉甫．细胞因子抗体及地塞米松对小鼠CLP模型心肌细胞ATP含量的影响．中山医科大学学报(现名中山大学学报医学版)，2000，21(6)：442·444，447．【17】DosSantosCCHyperoxicacutelunginjuryandventilator-induced／associatedlunginjury：newinsightsintointraeellularsignalingpathways．CritCare．2007；11(2)：126．【18】AbrahamE．Neutrophilsandacutelunginjury．CritCareMed．2003Apt；31(4Suppl)：