精彩文章推荐2015年04期病毒

细菌感染是脓毒症的主要原因，特别是革兰阴性菌及其内毒素导致的脓毒症，有大量实验研究和临床观察对其发病机制及临床特点进行阐述。与成人不同，儿童免疫系统处于发育中，免疫功能不完善，病毒是儿童、特别是婴幼儿常见的致病原，病毒导致的脓毒症也应引起高度重视。有报道，可导致小儿脓毒症的病毒包括流感病毒[1]、禽流感病毒[2]、SARS冠状病毒[3]、呼吸道合胞病毒、腺病毒[4]；肠道病毒71(enterovirus71，EV71)[5]、肠道病毒68[6]、双埃可病毒[7,8]；单纯疱疹病毒、巨细胞病毒、EB病毒等疱疹类病毒[9,10,11]；轮状病毒[12,13]、人副肠孤病毒[14]；肾综合征出血热病毒[15]、西尼罗河病毒[16]、汉坦病毒[17]、人微小病毒B19[18]等。

1　病毒感染导致脓毒症的免疫过程概述

病毒感染时，机体非特异性免疫首先发挥阻止病毒扩散，防止组织被病毒损伤、破坏的作用。一些病毒进入人体后可在几小时内完成感染过程，在感染最初24h快速复制，释放病原体。而人体相应的B细胞和T细胞免疫至少72h或更久才能达到一定水平，因此，某些病毒感染的破坏性十分强大，导致组织、器官严重损伤。此过程中细胞损伤、NK细胞对感染细胞的识别、补体与病毒粒子的直接作用激活人体固有免疫系统，产生细胞因子释放，补体激活及激肽级联反应，导致单核细胞、中性粒细胞在感染部位聚集、活化，释放更多炎症细胞因子，刺激局部血流增加，使局部免疫细胞释放更多细胞因子，产生局部炎症反应。局部炎症反应过程中炎症细胞因子释放入血并不断增加，中性粒细胞被从骨髓动员进入血循环，肝脏等组织产生大量急性期反应蛋白，神经、内分泌系统也被激活，机体体温升高、处于分解、高代谢应激状态，呼吸、心率持续增快，出现全身炎症反应，临床表现为脓毒症。病毒抗原成分复杂，其免疫过程也非常复杂，抗病毒免疫反应，不同炎性介质作用相互交织，免疫炎症反应失衡是脓毒症出现的病理生理基础，我们对人类病毒免疫的认识是局限而不足的[19,20]。

2　固有免疫与病毒感染性脓毒症

固有免疫快速、非特异，不需致敏，可预防感染，但无记忆性。针对病毒感染的固有免疫主要包括吞噬细胞(巨噬细胞、中性粒细胞)、NK细胞、补体蛋白、细胞因子[21]。

2.1　巨噬细胞

源自单核细胞，存在于组织中。病毒复制导致细胞破坏，巨噬细胞识别这些死亡细胞，并清除细胞碎片。同时识别病毒成分中的非甲基化寡核苷酸CpGDNA、单链RNA、双链RNA等，上述这些成分也称为病原体相关分子模式(pathogen-associatedmolecularpatterns，PAMP)。这种识别过程激活巨噬细胞，诱导其释放肿瘤坏死因子(tumornecrosisfactor，TNF)-α等，产生炎症反应。TNF-α激活NK细胞。

2.2　中性粒细胞

存在于骨髓和血液中，巨噬细胞信号及某些补体蛋白可使其趋化至病毒感染组织。对中性粒细胞在抗病毒免疫中的作用了解有限，但病毒感染时其被大量募集至感染部位，同时中性粒细胞也会被病毒感染，在此过程中大量炎性介质释放于感染局部并入血，导致局部及全身炎症反应。

2.3　NK细胞

直接杀伤感染细胞，同时NK细胞激活释放干扰素(interferon，IFN)-γ。NK细胞源于淋巴系造血干细胞，NK细胞激活是病毒免疫早期的突出特点，其通过释放具有抗病毒活性的细胞因子，或溶解病毒感染细胞来抑制、干扰病毒复制。白细胞介素(interleukin，IL)-2、IL-12、INF-α、INF-β、INF-γ等可使NK细胞活性增高上百倍，释放更多细胞因子，使炎症反应更严重[22,23]。

2.4　补体蛋白

包括30余种，在病毒感染免疫中起多种作用，包括免疫调节、吞噬、溶解胞膜、炎症反应。补体由感染急性期反应诱导产生，一些病毒可直接被补体中和，但其主要功能是增强抗体介导的病毒中和及吞噬作用。补体C3在病毒感染时裂解产生C3a和C3b，C3b与入侵病毒结合，提高C3蛋白裂解率，诱导巨噬细胞吞噬与C3b结合的病毒，增强巨噬细胞活化，C3a可趋化中性粒细胞。

2.5　细胞因子

包括IFNα、β、γ和TNF-α。几乎所有细胞在应答病毒感染时均产生INF-α和TNF-α，二者引起感染细胞的死亡，并作用于邻近未感染的细胞，使其一旦感染即进入细胞死亡程序。INF-γ诱导NK细胞和辅助T细胞，活化巨噬细胞。TNF-α诱导巨噬细胞，活化NK细胞。INF-γ和TNF-α需要时激活T和B细胞，启动适应性免疫应答。

3　适应性免疫与病毒感染性脓毒症

适应性免疫相对迟缓，具有病原特异性，不能预防初次感染，但具有记忆，能预防再次感染。成分包括细胞毒性T细胞(cytotoxicTcells，CTL)、辅助性T淋巴细胞(helperTcells，Th)、B细胞及抗体[21]。

3.1　CTL

也称杀伤性T细胞，主要表面标志是CD8。能特异性杀伤带特殊抗原的靶细胞，如受病毒感染细胞及移植细胞、肿瘤细胞。CTL在识别病毒感染细胞中起非常重要的作用，其对感染了病原的靶细胞杀伤构成了细胞免疫的重要部分。CTL可反复杀伤靶细胞而自身不受损伤，其与靶细胞接触后，释放穿孔素，嵌入靶细胞膜内形成多聚体穿膜管状结构，细胞外液通过此管状结构进入靶细胞，导致细胞溶解。CTL还能分泌颗粒酶，从小孔进入靶细胞，导致靶细胞死亡，对病毒等抗原物质具有杀伤作用。CTL受多种细胞因子调节，包括IL-2、IL-4、IL-7、IL-10、IL-12和IL-15，其中IL-2诱导CTL的杀伤活性作用较强。病毒感染时，多种机制联合方能实现病毒的完全清除。首先，病毒特异性CTL识别并杀伤部分被感染的靶细胞；其次，病毒特异性CTL分泌炎性细胞因子直接或间接(通过激活巨噬细胞)抑制病毒在胞内的复制来治疗大部分被感染的细胞。在此过程中，产生大量炎性细胞因子及细胞破坏导致炎症反应和组织损伤。

3.2　Th

主要表面标志是CD4，调控或辅助其他淋巴细胞发挥功能。促进非特异性免疫细胞聚集到感染部位，刺激B细胞分泌抗病毒Ig，增强CTL的反应。根据细胞功能及分泌细胞因子的不同，分为Th1、Th2、Th3、Th17等细胞亚群。Th1细胞参与细胞免疫和迟发性超敏性炎症反应，主要分泌IL-2、IFN-γ、IFN-α、TNF-β等。Th2辅助B细胞分化为抗体分泌细胞，参与体液免疫应答，主要分泌IL-4、IL-5、IL-6和IL-10等。少数为Th3细胞，分泌大量IL-4、IL-10，但不分泌IL-2和IFN-γ，可下调抗原递呈细胞(antigenpresentingcells，APC)及Th1细胞活性，起免疫抑制作用。Th17分泌IL-17，诱导局部细胞分泌吸引中性粒细胞的细胞因子和趋化因子，参与炎症反应。有研究显示，感染时Th1、Th2、Th3、Th17水平及比例变化，与脓毒症的炎症反应状态、临床严重程度及预后相关[24,25]。

3.3　B细胞及抗体

B细胞由骨髓造血干细胞分化而来。成熟B细胞被抗原活化后，分化增殖为合成和分泌抗体的浆细胞，发挥体液免疫功能。特异性抗体与细胞外病毒牢固结合，防止宿主细胞被病毒感染。IgM抗体在免疫应答的初始阶段产生，与病毒结合并活化补体，增强补体C3b蛋白与病毒的结合，促进有包膜病毒的裂解，促使病毒被巨噬细胞吞噬。IgG在免疫应答相对晚期产生，是主要的病毒中和抗体，通过多种机制中和病毒，也可活化补体并促进NK细胞溶解被感染的细胞，阻止感染细胞释放病毒等。IgA在免疫应答晚期产生，分泌在黏膜表面，以二聚体形式存在，以抵抗肠道或肺部蛋白酶的消化，可中和病毒，促使病毒在分泌液中被消灭[20,26]。

4　病毒免疫过程与脓毒症相关的重要环节

人类抗病毒免疫过程复杂，某些环节尚不十分清晰，病毒免疫炎症过程与脓毒症产生的机制很多有待研究，以下抗病毒免疫炎症过程的研究相对较多，与脓毒症发生发展关系密切，可能是病毒感染介导脓毒症的重要环节。

4.1　Toll样受体介导的抗病毒天然免疫应答

固有免疫系统的细胞可表达模式识别受体，以识别病原体的结构成分，即PAMP。Toll样受体(toll-likereceptors，TLRs)是一类模式识别受体。TLR监视与识别PAMP，启动细胞内的信号转导通路，诱导特异性基因的表达，分泌炎性细胞因子/趋化因子，发挥抗病毒作用，同时产生相应的炎症反应。已发现的TLR有11种，识别病毒的有TLR2、TLR3、TLR4、TLR7、TLR8和TLR9。如TLR4识别病毒包膜糖蛋白；TLR3识别双链RNA分子(dsRNA)；TLR7/8识别单链RNA(ssRNA)。TLR活化并与相关外源性因子的结合及表达在脓毒症患者早期发病起重要作用，TLR信号诱导IFN-α、TNF-β的合成。具有代表性的为TLR2与TLR4在全身炎性反应综合征、多器官功能障碍综合征及脓毒症的早期参与信号传导，上调多种细胞因子水平(TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10等)，产生炎性反应[27,28]。

4.2　核因子(nuclearfactor，NF)-κB与病毒介导的炎症反应

NF-κB是一转录因子蛋白家族，是众多炎症细胞因子和炎症介质基因转录的开关之一。参与炎症反应的细胞因子大多受NF-κB调控，如TNF-α、IL-1β、IL-2、IL-6、IL-8、IL-l2、iNOS、趋化因子、黏附分子、集落刺激因子等。研究证明，NF-κB活化在脓毒症的发生发展过程中起重要作用，NF-κB作为一种多向性、多效性调控因子，处于致炎、抗炎核心地位。人类免疫缺陷病毒、EB病毒、流感病毒等很多病毒活化NF-κB，NF-κB活化后作用于病毒基因，并对宿主细胞自身炎症反应起调控作用。病毒感染时NF-κB活化失调参与脓毒症、感染性休克、多脏器功能损伤的发生发展过程。如流感病毒感染时NF-κB被激活，影响IFN-γ的生理效应，也使iNOS/NO生成增加[29,30]。

4.3　IFN

是有效抵抗病毒入侵的多功能细胞因子，在固有免疫抗病毒过程中发挥重要作用。基于其基因序列、染色体定位和受体特异性，IFN分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，Ⅰ型包括IFN-α、β、ω、ε、κ、δ等，Ⅱ型由单基因家族IFN-γ构成，Ⅲ型IFN-λ为新近发现，具有特定的受体亚单位IFN-R1(IL-28R)。Ⅰ型和Ⅱ型IFN具有抗病毒作用，几乎所有细胞均能产生Ⅰ型IFN，是机体对抗病毒感染的关键因素。Ⅱ型IFN仅由NK细胞、活化T细胞、巨噬细胞等特定细胞产生。IFN-γ在病毒免疫调控，病毒性脓毒症发生发展过程起重要作用。病毒抗原刺激T细胞或NK细胞，使IFN-γ高表达，其促使CD4＋Th细胞向Th1细胞转化，并刺激IL-2、IL-12、TNF-α等炎症因子上调，炎症反应活化。此外，IFN-γ促使源自骨髓的单核细胞前体分化为成熟的单核细胞，增强巨噬细胞的抗原递呈功能，还可调节B细胞的免疫球蛋白亚型转换[31]。

4.4　免疫调节细胞(Tregulatorycells，Treg)与脓毒症

免疫系统自我调节对保持其稳定并限制免疫应答对机体的损害有重要作用，Treg在免疫反应中发挥抑制机体效应T细胞的作用。Treg主要有CD4＋CD25＋T细胞、调节性T细胞1型(Treg1)、Th3细胞等亚群[32]。研究显示，脓毒症不同阶段小鼠的CD4＋CD25＋Treg占CD4＋T细胞的比例不同，其比例高低与T细胞凋亡及功能抑制呈正相关[33]。小鼠研究显示，利用抗-CD25-Ab(PC61)清除CD4＋CD25＋Treg细胞，可显著增强抗原特异性CD8＋T细胞的抗病毒免疫反应强度[34]。动物实验显示，天然Treg细胞可明显减低单纯疱疹病毒感染局部的免疫应答强度；移除天然Treg细胞后可使效应性T细胞和记忆性T细胞免疫应答强度增加30%～40%，同时体液免疫应答强度也相应增加[35]。脓毒症的本质是机体对感染的失控炎症反应，机体的免疫状态起重要作用。CD4＋CD25＋Treg作为重要的免疫调节细胞之一，在脓毒症复杂的免疫调节网络中主要发挥对细胞免疫抑制的作用。

5　严重病毒感染介导脓毒症(脏器)损伤机制

机体对病毒感染的免疫应答是多层面、高度复杂的，涉及多个器官系统，此过程中的失控、失衡将导致严重的免疫病理损伤。这是脓毒症产生的病理生理基础，病毒特性不同，免疫病理损伤特点不同。

5.1　流感病毒免疫病理损伤机制

流感病毒主要侵袭上呼吸道及支气管上皮细胞，严重时蔓延至细小支气管和肺泡，引起间质性肺炎。此间肺泡中出现大量的中性粒细胞、淋巴细胞及浆细胞浸润，产生严重的病理损伤。某些严重病例、新型流感病毒(如年H1NI甲型流感病毒)、高致病性禽流感病毒(如H5N1禽流感病毒)感染病例中可出现严重并发症，如广泛肺水肿和急性呼吸窘迫综合征，以大量的肺内单核细胞浸润及肺泡出血为特点[36]。人类及灵长类动物感染H5N1病毒的主要病理特点是弥漫性肺泡损伤，严重病毒性肺炎是其最常见的并发症和死因。某些病例发生淋巴细胞减少、感染性休克、多器官功能衰竭。高致病性流感病毒在非呼吸道器官复制的证据几乎没有[37,38]，多器官损伤提示免疫应答的失调。研究显示，H5N1感染的病例，突出及严重表现是单核吞噬细胞系统功能失调引发的反应性噬血现象[39,40]，目前认为血细胞吞噬是一种细胞因子驱动的过程，此过程中升高的可溶性IL-2、IL-6、IFN-γ和TNF-α与疾病严重程度及不良预后有关。H5N1和H1N1流感病毒感染患者血清检测到高水平的IL-6、TNF-α、IFN-γ等[41]。TNF-α对流感病毒感染相关性肺损伤的作用已明确，大量TNF-α可诱发一系列的临床及病理学异常，除肺损伤外，与发热及心肌抑制等急性炎症反应有关。流感病毒感染的小鼠实验证实，支气管肺泡灌洗液TNF-α水平与肺损伤的严重程度相关[42,43]。体外研究显示，甲型流感病毒感染原代单核细胞后，可诱导大量的细胞因子快速产生，TNF-α、IL-1β、IL-6和IFN-α/β的mRNA在感染后2h即可检测到[44]。对甲型H1N1流感患儿免疫反应的临床观察显示，TLR2、TLR4表达明显增高，重症患儿更显著；IFN-α/β表达持续增高；TNF-α、IL-6、IL-1β等炎症细胞因子血浓度或基因表达增高，重症患儿TNF-α明显降低[45]。提示流感患儿有明显的炎症反应，重症者同时存在免疫失调。小鼠动物实验研究了对比H7N9禽流感病毒和H1NI流感病毒的病理损伤机制，发现病毒复制及病毒载量是小鼠感染流感病毒后肺损伤的诱发因素，但损伤程度的决定因素是宿主针对病毒感染产生的免疫反应程度[46]。

5.2　EV71免疫病理损伤机制

EV71病毒通过粪口途径进入，在小肠黏膜内定植，从小肠黏膜进入颈部和肠系膜淋巴结完成初始复制，然后入血引起病毒血症。病毒量大、毒力强或机体免疫功能差，病毒会扩散到网状内皮系统(肝脏、脾脏、骨髓、淋巴结)、心脏、肺脏、胰脏、皮肤、黏膜等神经外位点，初期病毒血症造成神经外位点的病毒复制并增加了进入中枢神经系统的可能性。少数病例，病毒会进入中枢神经系统，间脑、中脑、脑桥、延髓是主要的靶区并造成严重损害。有证据表明，EV71病毒感染诱发中枢神经系统炎症反应与补体激活有关，补体参与机体的抗微生物防御及免疫调节，在免疫病理过程中又是引起炎症性组织损伤的因子，研究发现EV71病毒感染人神经细胞后，C3aRl、ClqR、C4a等补体分子表达明显升高，也可通过旁路活化系统产生C5a刺激肺巨噬细胞释放小分子趋化因子，诱导大量的中性粒细胞聚集活化，导致肺组织损伤[47,48]。小鼠实验研究显示，CD4＋T细胞、CD8＋T细胞缺陷小鼠感染EV71后，其组织器官病毒载量、发病严重程度显著高于野生型小鼠，存活率显著低于野生型小鼠，提示EV71感染后诱导的细胞免疫应答与疾病的严重程度和预后相关[49]。致炎细胞因子失控是导致脓毒症的重要因素，EV71感染患者血清中细胞因子水平较高，IL-6、TNF-α、IFN-γ表达上调。EV71感染的脑炎、神经源性肺水肿患者血清、脑脊液IL-6和IFN-γ水平显著高于无并发症患者[50,51]。

5.3　其他病毒免疫病理损伤机制

有研究显示，轮状病毒感染介导的脓毒症患儿，血IL-6、TNF-α水平明显升高[12,13]。肾综合征出血热病毒可导致脓毒症及休克，体外内皮细胞感染后观察到培养液中，IL-6、TNF-α、IFN-β水平明显升高[15]。其他针对EB病毒、巨细胞病毒感染的研究也显示其脓毒症的发生、发展与机体病毒感染的免疫炎症反应相关[10,11]。

6　病毒感染性脓毒症的临床特点

脓毒症是细菌、病毒等病原微生物引起的全身炎症反应综合征，诊断标准并无病原学上的区别。但由于病毒生物学特征及免疫应答过程与细菌感染的差异，病毒性脓毒症与细菌感染导致的脓毒症临床特征仍存在差别。

6.1　靶器官指向特征

许多介导脓毒症的病毒，其感染过程器官靶向特征十分明显。如流感(禽流感)病毒、呼吸道合胞病毒、SARS冠状病毒等呼吸道病毒直接侵袭器官为呼吸系统，出现脓毒症的严重病例，几乎都存在严重肺部感染病变和炎症损伤，流感病毒尚未发现肺外复制的证据，其脓毒症与肺部病毒感染的炎症反应严重程度相关，往往存在呼吸窘迫综合征。导致手足口病的EV71病毒，其重症患者出现脓毒症的同时，显示出明显的噬神经性，导致脑干炎症。其他如轮状病毒在婴幼儿主要导致肠炎和心肌损伤，肝炎病毒侵袭肝脏，导致爆发性肝炎及肝功能衰竭，柯萨奇病毒B组感染与爆发性心肌炎密切相关等。

6.2　继发单核吞噬细胞系统功能异常及反应性噬血现象

感染继发反应性嗜血现象更常见于病毒感染，特别是严重病毒感染。目前报道，能导致反应性嗜血现象甚至出现噬血细胞性淋巴组织细胞增生症(hemophagocyticlymphohistocytosis，HLH)的病毒，主要有H1N1流感病毒、H5N1禽流感病毒[39,40]、EB病毒、巨细胞病毒、其他疱疹类病毒、微小病毒B19等。特别是在器官移植、肿瘤化疗等免疫功能受损的患者，巨细胞病毒、其他疱疹病毒感染常常是致命性的。HLH系由NK细胞、T细胞异常，巨噬细胞、组织细胞、CD8＋T细胞过度激活，产生大量细胞因子致多器官损害的严重疾病，以过度吞噬红细胞、白细胞、血小板和它们的前体细胞为特点。前述病毒感染的免疫炎症过程，NK细胞、巨噬细胞、CD8＋T细胞等均被激活，产生炎症因子，出现脓毒症。病毒感染是细胞内感染，病毒复制和装配均在细胞内完成，清除病毒必然出现吞噬、破坏被感染细胞的过程。抗病毒免疫炎症过程产生INF-α、INF-β、INF-γ等，可使NK细胞活性增高上百倍。免疫炎症反应失调是脓毒症、HLH产生的共同原因和途径。

7　相关治疗

针对脓毒症、严重脓毒症的临床治疗如液体复苏、循环功能监测与支持、其他重要脏器功能监测与支持等与细菌导致的脓毒症并无特殊差别。特异性抗病毒治疗，如选择性神经氨酸酶抑制剂奥司他韦等针对流感病毒；阿昔洛韦、更昔洛韦等针对疱疹病毒感染与常规应用无区别。继发细菌感染抗菌药物的选择注意患儿临床特征与细菌学资料。特别指出的是，基因工程重组人干扰素(re







































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