脓毒症免疫药物治疗的临床研究新进展

卢礼悦 雍 玥 宋建钢

脓毒症是机体对感染的反应失调而导致危及生命的器官功能障碍[1]。全球每年有超过3 100万人罹患脓毒症，死亡率为17%，是外科ICU患者的首位死因[2]。目前脓毒症的治疗措施以应用抗生素和防治重要脏器功能损害的支持性治疗为主，但疗效不甚理想。近年来，随着脓毒症免疫机制研究的不断深入，一系列特异性免疫治疗药物相继被研发，本文就这些药物疗效的临床试验结果进行综述。

1 脓毒症的免疫机制

脓毒症的病理生理过程大致分为2个阶段：以全身炎症为特征的早期过度炎症反应阶段和以器官功能障碍为特征的后期免疫抑制阶段。

过度炎症会引起高热、低血压、心动过速、呼吸急促等症状，与先天免疫系统强烈激活有关。先天免疫系统的激活是由病原体相关分子模式(如脂多糖)、损伤相关分子模式(如受损或坏死的宿主细胞)和模式识别受体(如Toll样受体)介导的，阻断先天免疫系统激活可抑制过度炎症反应。过度炎症反应的另一个关键机制是凝血-抗凝失衡引发不受控制的凝血级联反应，导致患者出现弥散性血管内凝血(disseminated intravascular coagulation，DIC)，抑制异常凝血可减轻炎症反应。补体的生理性激活是宿主防御系统的重要组成部分，但过度激活会降低防御屏障功能，导致组织损伤和器官功能障碍。血管内皮功能减退是脓毒症发展的另一个标志，恢复内皮屏障功能和控制血管炎症反应可降低脓毒症患者的死亡率。

从1970年到21世纪初，人们普遍认为脓毒症的高死亡率完全是由这种过度炎症反应引起的。事实上，绝大多数脓毒症患者死于免疫抑制状态下的继发性或机会性感染。约有1/4的脓毒症患者在发病后4 d内因过度炎症反应死亡，其余患者中有2/3发生免疫抑制，死亡率高达65%[3]。脓毒症不仅包括过度炎症反应，还包括一些支持免疫抑制的分子和细胞事件。因此，精准调控脓毒症患者机体的过度炎症反应与免疫抑制状态是治疗脓毒症的关键。

2 抑制早期炎症反应的特异性治疗药物

2.1 调节先天免疫系统的药物

2.1.1 细胞因子拮抗剂 TNF-α和IL-1是脓毒症炎症反应的主要参与因子。meta分析显示，抗TNF的药物可使患者死亡率降低[4]。阿非莫单抗(afelimomab)是TNF-α特异性单克隆抗体。Ⅲ期临床试验结果表明，阿非莫单抗可改善患者的器官功能障碍，并使IL-6水平升高患者的死亡率降低5.8%[5]。英国阿斯利康公司研发的化合物——羊多克隆抗体TNF抗原结合(Fab)片段(CytoFab)，可降低脓毒症患者血清中的TNF-α和IL-6水平[5]。而IL-1受体拮抗剂在临床研究中对脓毒症无治疗效果[6]。

2.1.2 Toll样受体4抑制剂 目前，已有近10种Toll样受体被认为是人类传染性细菌、病毒和寄生虫的模式识别受体，而在人类脓毒症中仅有关于Toll样受体4作用的研究。NI-0101是第1个阻断Toll样受体4信号转导的单克隆抗体。Ⅰ期临床试验发现，NI-0101安全性高且耐受性好，但其疗效还需进一步验证[7]。依立托伦(eritoran)和瑞沙托维(TAK-242)分别用于Ⅲ、Ⅱ期临床试验，但未见显著疗效[8]。

2.1.3 内毒素阻断剂 大肠杆菌脂多糖可诱导炎症反应，是脓毒症发生的重要始动因素。在一项小型试验中，早期应用多黏菌素B行血液灌流的脓毒症患者的生存率高于未使用的对照组(41%比11%)，可能与其改善患者血流动力学和肺氧合有关[9]。分别纳入1 163例和841例脓毒症患者的2项meta分析[10-11]支持这一结果。然而，一项回顾性研究[12]结果表明，多黏菌素B血液灌流不能提高患者的生存率。因此，多黏菌素B血液灌流在脓毒症中的作用仍需进一步研究。另两类脂多糖阻断剂，奈巴库单抗(HA-1A)和杀菌性或通透性增加蛋白(BPI)治疗脓毒症的疗效同样有限[13-14]。

2.1.4 具有免疫抑制作用的激素 糖皮质激素(如氢化可的松)具有免疫抑制作用，可降低脓毒症患者体内促炎介质水平。一项多中心临床试验发现，氢化可的松联合氟氢可的松(盐皮质激素)治疗脓毒症休克患者的死亡率低于未使用的对照组(53%比63%)[15]。但也有研究[13]结果表明氢化可的松不会降低脓毒症死亡率。激素对脓毒症的疗效仍需大型试验进一步验证。

2.1.5 具有免疫调节特性的抗生素 除抗菌作用外，一些抗生素(如克拉霉素)还具有抗炎作用。一项小型临床试验显示，克拉霉素用于治疗脓毒症患者，其死亡率低于未使用的对照组(43%比60%)，可能与其降低TNF等促炎因子水平有关[16]。

2.2 调节凝血系统的药物

2.2.1 活化蛋白C 活化蛋白C具有抗炎、遏制凋亡和血管保护作用。Ⅲ期临床试验结果表明，奇格瑞(drotrecogin α，重组人活性蛋白C制剂)使脓毒症患者的死亡率降低了6.1%[17]。但也有临床试验结果显示，其不仅不能降低脓毒症患者的死亡率，还会增加患者的出血风险[18]。

2.2.2 血栓调节蛋白 血栓调节蛋白可反映脓毒症所致凝血功能障碍和器官功能衰竭的严重程度。一项回顾性研究[19]结果表明，血栓调节蛋白是安全的，其能明显改善脓毒症诱导的弥散性血管内凝血(DIC)，并且不会增加出血风险。在日本，血栓调节蛋白被批准用于治疗DIC已有十余年，但尚未有大型前瞻性对照试验验证其疗效。

2.2.3 抗凝血酶 抗凝血酶能抑制Ⅺa因子、Ⅻa因子和Ⅹa因子。在一项小型试验中，抗凝血酶使严重脓毒症患者的死亡率降低了39%[20]。一项回顾性研究[21]也证实，抗凝血酶可降低脓毒症患者的全因死亡率。但有研究[22]结果表明，在抗凝血酶水平低的脓毒症患者中，补充抗凝血酶既不能缩短其ICU住院时间，也不能降低死亡率。因此，抗凝血酶对脓毒症的疗效仍有待研究。

2.2.4 组织因子抑制剂 组织因子是凝血酶生成的关键因素。研究[23]结果表明，组织因子通路抑制剂(tissue factor pathway inhibitor，TFPI)可有效抑制人体内脂多糖诱导的凝血激活，且不会影响纤溶酶和细胞因子的反应。一项Ⅱ期临床试验结果表明，TFPI使严重脓毒症患者的死亡率下降了20%[24]，然而另一项试验未观察到其对脓毒症患者的死亡率有影响[25]。

2.2.5 抗凝剂 己酮可可碱可改善炎症反应，常作为抗凝剂被用于外科血管病的临床治疗。Ⅱ期临床研究[26]结果表明，己酮可可碱可明显降低脓毒症患儿DIC和多器官功能障碍的发生率，缩短住院时间，有望成为治疗脓毒症的药物之一。

2.3 调节补体系统的药物 补体C5a可抑制非特异性免疫和吞噬细胞功能。Galic[27]报道了1例接受依库珠单抗(eculizumab，C5a单克隆抗体)治疗的严重脓毒症患儿，结果显示该药物治疗具有安全性。另一项C5a人源化单克隆抗体(CaCP29)的Ⅱ期临床试验已经完成，但目前还未报道结果(NCT02246595)。此外，有观察性研究[28]结果表明，补体C3a缺失与脓毒症患者不良预后有关。目前，在脓毒症患者中阻断补体C3a的介入试验仍在进行中。补体C5a和C3a有望成为治疗脓毒症的有效靶点。

2.4 调节内皮系统的药物 现已开发的调节内皮系统药物有血管生成素1/2和血管生成素受体调节剂、S1P1激动剂、纤维蛋白肽Bβ15-24和蛋白酶激活受体1肽等。虽然这些调节剂在脓毒症中的临床研究中尚未开展，但皆为有希望的治疗药物。

肾上腺髓质素是一种能改善内皮功能障碍并具有抗炎特性的分子，可以抑制促炎反应和改善内皮损伤。血浆肾上腺髓质素水平高意味着脓毒症病情严重，预后不良。肾上腺髓质素单克隆抗体(adrecizumab)与肾上腺髓质素结合能够防止肾上腺髓质素过快被降解，从而发挥血管调节作用。Ⅰ期临床试验证实了肾上腺髓质素单克隆抗体在脓毒症治疗中的安全性[29]，相关的Ⅱ期临床试验正在进行中(NCT03085758)。

3 改善免疫抑制的特异性治疗药物

3.1 免疫刺激细胞因子 免疫刺激因子可调节并激活免疫功能。在中性粒细胞绝对计数较低的脓毒症患者中，粒细胞集落刺激因子可有效降低患者脓毒症发病率[30]。也有临床试验显示粒细胞集落刺激因子虽然可增加脓毒症患者的白细胞计数，但不能降低死亡率[31]。在脓毒症免疫抑制患者中，粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子可促进患者白细胞释放TNF，从而降低二次感染的发生率并改善患者的免疫功能[32-33]。IFNγ可刺激巨噬细胞对入侵病原体的免疫应答反应。一项系列病例观察研究[34]发现，IFNγ可增强脓毒症患者白细胞产生促炎细胞因子的能力。另一项临床试验也显示，IFNγ能恢复单核细胞的功能[35]。IL-7参与维持T细胞稳态，是治疗脓毒症的潜在靶点。一项Ⅱ期多中心临床试验显示，IL-7可使脓毒症休克患者的淋巴细胞计数增加3～4倍，这是第1项针对适应性免疫缺陷脓毒症患者免疫辅助疗法的研究[36]。胸腺肽α1是非特异性免疫和适应性免疫功能的内源性调节剂，可激活和恢复脓毒症患者的免疫应答。一项多中心临床试验结果表明，胸腺肽1用于治疗脓毒症患者，其死亡率低于未使用的对照组(26%比35%)[37]。

3.2 免疫检查点抑制剂 免疫检查点是在免疫细胞上表达且能调节免疫激活的一系列分子，其抑制剂以程序性死亡受体1为代表，通过防止T细胞死亡而起作用。Grimaldi等[38]报道了1例接受程序性死亡受体1抗体联合IFNγ治疗的患者，结果显示，该治疗可增加免疫抑制患者的淋巴细胞数量；这可能与其减少T细胞凋亡、改善患者免疫功能有关[39]。Ⅰ期临床试验结果表明，免疫功能低下的脓毒症患者对程序性死亡受体1抗体具有良好的耐受性[40]。因此，阻断免疫检查点是未来治疗脓毒症较有前途的策略之一。

3.3 免疫球蛋白 静脉注射免疫球蛋白是具有广谱抗体特异性的免疫球蛋白G分子制剂，其可中和微生物及其毒素。一项前瞻性临床试验结果表明，静脉注射免疫球蛋白用于治疗脓毒症患者，其死亡率低于未使用的对照组(27.5%比48.1%)[41]。但是另一项研究[42]结果表明，静脉注射免疫球蛋白对重症脓毒症患者无明显治疗作用。

3.4 间充质干细胞 间充质干细胞可通过增加细菌清除、调节免疫反应、限制细胞凋亡和增强损伤修复来降低脓毒症患者的器官损伤发生率和死亡率。临床试验显示，给予单剂量间充质干细胞对脓毒症患者是安全的[43]。

4 小结与展望

脓毒症不是一种疾病，而是一种与感染相关但目前仍无诊断金标准的病理综合征[44]，其致病原因多变，发病机制复杂，几乎涉及免疫系统的各个方面，且不同阶段呈现的病理生理表现也不相同。根据脓毒症发病机制而研发的一系列特异性免疫药物，虽然在脓毒症动物模型中疗效显著，但迄今为止，尚无一种药物在临床研究中被确切证明有效，可能与单一药物仅作用于特定病理生理阶段的特定靶点而难以应对脓毒症复杂的病理生理变化有关。因此，为了提高疗效，极有必要在区分脓毒症病理生理过程、异常激活的信号通路和细胞程序特定变化的基础上，在脓毒症的不同时期将特异性免疫药物组合使用，这应是未来脓毒症研究的重要方向。