赖晓敏 熊爱兵
泸州医学院附属医院整形烧伤科,四川泸州646000
[摘要] 中性粒细胞、巨噬细胞在整个烧伤免疫过程中起者重要作用。所以弄清严重烧伤后中性粒细胞、巨噬细胞的功能变化及其所带来的影响对预防烧伤后并发脓毒血症、多器官功能衰竭显得尤为重要。现将严重烧伤后中性粒细胞、巨噬细胞的功能变化及其影响作一综述。
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关键词 烧伤;中性粒细胞;巨噬细胞
[中图分类号] R644.02[文献标识码] A[文章编号] 1674-0742(2014)04(b)-0195-02
[作者简介]赖晓敏(1987.7-),男,四川人,硕士, 主要从实整形烧伤工作。
严重烧伤后并发脓毒血症、多器官功能衰竭是目前烧伤重要的死亡原因之一,其病情发展快,死亡率极高。是目前烧伤治疗所面临的一个巨大挑战[1-3]。究其本质是有炎症因子所介导的全身炎症反应综合征(SIRS)。而中性粒细胞(Polymorphonuclear neutrophils,PMN)、巨噬细胞(Macrophages,m)在整个过程中起着重要作用。所以弄清严重烧伤后PMN、巨噬细胞的功能变化及其所带来的影响对预防烧伤后并发脓毒血症、多器官功能衰竭显得尤为重要。现将严重烧伤后PMN、巨噬细胞的功能变化及其影响作一综述。
1中性粒细胞的生理特点和功能
PMN是外周血含量最多的白细胞,具有变形、游走、趋化、吞噬和分泌等特性。①PMN能伸出伪足做变形运动,通过这种运动,PMN得以穿过毛细血管壁。②渗出到血管外的PMN可以借助变形运动在组织内游走。③在趋化因子的作用下PMN可以朝向某些特定的化学物质运动。这些趋化因子包括两大类:外源性趋化因子和内源性趋化因子。外源性趋化因子包括:可溶性细菌产物(含有N-甲酰基蛋氨酸末端的多肽)。内源性趋化因子包括:补体成分(如C5a)、白三烯、细胞因子(IL18)等。④PMN到达炎症病灶后,通过其细胞质内的嗜天青颗粒和特异性颗粒所含有的水解酶、中性蛋白酶、MPO、阳离子蛋白、溶酶菌乳贴蛋白及碱性磷酸酶将细菌杀灭。⑤PMN在趋化、吞噬过程中还可释放溶酶体酶、活性氧自由基、前列腺素,白三烯等损伤内皮细胞和组织,加重原有的损伤。
2巨噬细胞的生理特点和功能
巨噬细胞是由未发育成熟的单核细胞迁入组织中继续发育而成的具有吞噬和免疫功能的细胞。其细胞体积较大,可达60~80 μm,溶酶体颗粒和线粒体数目增多。因此,巨噬细胞的吞噬能力强,可吞噬更多更大的细菌和颗粒。①免疫功能:巨噬细胞能合成和释放多种细胞因子,包括CSF、白细胞介素(IL-1、IL-3、IL-6、IL-18),肿瘤坏死因子、干扰素等。有研究表明,巨噬细胞可提高HLADR-CD86 等抗原提呈分子的表达,释放单核细胞趋化因子MCP-1,TNF -a等多种炎症因子,诱导和活化其他炎性细胞,在炎症反应中起着重要作用[4]。②吞噬功能:能够吞噬病原体和坏死细胞,有助于启动康复过程。巨噬细胞吞噬病原体和坏死细胞的过程包括识别、吞入、杀伤和降解。巨噬细胞通过细胞表面的非特异性受体吞噬病原菌和坏死细胞。巨噬细胞是通过介导吞噬的相关受体与微生物表面接触,从而启动复杂的信号通道,通过细胞骨架的重排和膜的输送介导对微生物细胞吞噬效应[5-6]。当病原菌进入吞噬溶酶体后可被依赖和非依赖氧途径杀伤和降解。
3严重烧伤后中性粒细胞功能的变化及其影响
PMN在整个炎症反应发生过程中起着重要作用,严重烧伤后PMN不仅可以穿过血管壁聚集到损伤区域, 吞噬异物、杀灭细菌[7],还可直接释放炎症介质,且与内皮细胞黏附后可造成自身组织损伤[8]。①严重烧伤后PMN延迟凋亡。有研究表明[9-12],严重烧伤后PMN的凋亡发生延迟,而延迟凋亡的PMN可发生继发性坏死,释放大量炎性物质,导致炎症反应的扩大,促发全身炎症反应综合征(SIRS),导致局部和全身的组织损伤甚至脏器的损伤。②PMN的趋化功能改变。PMN趋化因子包括:病原菌、补体C3a、C5a、C、纤维蛋白降解产物、纤维肽B和血管舒缓素等。严重烧伤后,PMN的趋化性立即增加,主要是因为不耐热刺激活动的增加,然后其趋化性逐渐减弱。而PMN趋化性减弱的时间出现越早,其持续时间将越长。有研究表明[13]烧伤后创面应用磺胺嘧啶银的患者,其血清对正常人PMN的趋化性有抑制作用。实验证明,IL-18能够促进PMN的趋化作用[14]。腹腔注射IL-18后,能够增加肠道PMN的浸润,导致肠道组织水肿[15]。③严重烧伤后PMN的吞噬功能明显下降,早期吞噬细胞的吞噬指数和吞噬细胞百分率下降,一周左右恢复。有文献报道[16]大鼠5Gy60Coγ射线全身照射复合15%TBSAⅢ度光辐射烧伤后,PMN的吞噬功能明显降低。④中性粒细胞的杀菌功能改变。当病原菌被PMN吞噬后,主要通过氧依赖过程和氧不依赖过程进行细胞内杀灭细菌。有实验证明[17]烧伤后各种因素均可激活中性粒细胞,如坏死组织、缺血、缺氧、炎症介质和细胞因子等。不但可使PMN生成增加,也使外周血中成熟的PMN游出血管,PMN到达创伤部位可释放出氧自由基、蛋白水解酶等起着杀菌作用,同时也造成组织新的损伤,表现为创面的加深和扩大。
4严重烧伤后巨噬细胞功能的变化及其影响
人体具有免疫功能的细胞主要包括嗜PMN、单核巨噬细胞和淋巴细胞等。其数量和功能与感染密切相关,而在这些免疫细胞中,M发挥着极其重要的作用。烧伤后巨噬细胞活化,分泌能力增强, 大量释放炎症介质,是引起全身炎症反应综合征的原因之一。(1)烧伤后部分巨噬细胞的表型可发生改变。有实验证明:①烧伤后巨噬细胞产生一氧化氮的量增加。Schwacha等[18]证明,烫伤小鼠的脾脏巨噬细胞诱导型一氧化氮合成酶活性增加。②巨噬细胞产生PGE2的量呈明显增加[19]。③烫伤小鼠脾脏巨噬细胞中诱导型环氧化酶2(COX-2)的活性增加[20]。④烧伤后巨噬细胞产生IL-10的量增加。以上均提示烫伤引起了巨噬细胞表型的变化。(2)严重烧伤后M的免疫功能改变:研究表明[21],烧伤后巨噬细胞被激活,巨噬细胞实现抗原提呈功能的人白细胞DR抗原的表达率明显下降,下降的程度及所持续的时间与烧伤严重程度有关。目前认为:当DR抗原表达率不足30%时,可认为单核细胞免疫麻痹[22]。(3)烧伤后巨噬细胞的吞噬能力增强:实验证明[23]:兔角膜碱烧伤后,腹腔巨噬细胞的体积明显增大,吞噬能力显著增强。在烧伤后9周内,其对异物性细胞的吞噬率及吞噬指数明显高于烧伤前。
5结论
以上研究表明烧伤后PMN、巨噬细胞的功能发生了一系列复杂的变化,其在全身炎症反应综合征,烧伤后并发脓毒血症,多器官功能衰竭中都起着重要作用。弄清其功能的变化及其所带来的影响对预防烧伤后并发脓毒血症、多器官功能衰竭尤为重要。但目前尚缺乏有效控制或恢复烧伤后PMN、巨噬细胞功能的药物或技术手段。一些功能改变的机制尚待进一步研究。
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参考文献
[1]Cummings MC,Winterford CM,Walker NI.Apoptosis[J].Am J Surg Pathol,1997,21(1):88-101.
[2]Vaux DL,Korsmeyer SJ.Cell death in development[J].Cell,1 999,96(2):245-254.
[3]Krueger A,Baumann S,Krammer PH,et al.FLICE—inhibitory proteins:regulators of death receptor-mediated apoptosis[J].Mol Cell Biol,2001,21(24):8247-8254.
[4]MooreKJ,TabasI. Macrophage in the pathogenesis of atheroscierosis[J].CeII,2011,145:341-355.
[5]Underhill DM, Ozinsky A. Phagocytosis of microbes: complexity in action[J].Annu Rev Immunol,2007,20:825-852.
[6]Rosenberger CM,Finlay BB.Phagocyte sabotage.disruption ofmacroph-age signaling by bacterial pathogens[J].Nat RevMol Cell Biol,2003,4:385-396.
[7]王世筠, 许伟石. 烧伤急性期中性粒细胞的激活[J].国外医学:创伤与外科基本问题分册,1998,19(3):151-155.
[8]Koike K, Moore EE, Moore FA, et al.CD11bblockade prevents lung injury despite neutrophil priming aftergut ischemia reperfusion[J].J Trauma,2005,39:23.
[9]Chlmis D,Dickemon C,Munster AM,et al Fapopto.is in polymorphonuclear neutmphil^如mh patients[J].J Leukoc Bid,2006,59(6):835-839.
[10]张丕红,马恩庆,黄晓元,等.家兔烫伤早期中性粒细胞凋亡变化[J].中华外科杂志,2003,37(12):771-773.
[11]张丕红,马恩庆,黄晓元,等.烧伤病人早期血清和刨面水肿液对中性粒细胞凋亡的影响[J].中华烧伤杂志,2006,16(2):100-103.
[12]李志清,黄跃生,杨宗城.严重烧伤早期大鼠中性粒细胞、巨噬细胞凋亡实验研究[J].中华烧伤杂志,2001,t7(3):171-173.
[13]王学义,方云山,秦云良.等.施普瑞对重度烧伤患者血液中白细胞总数及分类的影响[J].实用医药杂志,1996,9(4):34-35.
[14]Jordan J A,Guo R F,Yun E C,et al. Role of IL-18 in acute lung inflammation[J].J Immunol,2007,167(12):7060-7068.
[15]Li X,Schwacha MG,Chaudry I H,et al.Acute alcohol intoxicationpotentiates neutrophil-mediated intestinal tissue damage after burn injury [J].Shock,2008,29( 3):377-383.
[16]舒崇湘,陈宗荣,王松宝.大鼠5Gy照射复合15%Ⅲ度烧伤后中性粒细胞吞噬功能变化及其机理研究[J].第三军医大学学报,2005,17(1):24-28.
[17]A rtu rsonG. Pathophys iology of the bu rnw ound and pharm acolog icaltreatm ent. Th e RudH erm ans Lectu re[J].Burns,2006,22(4):255-274.
[18]SchwachaMG, Chaudry IH. The cellularbasisof post-burn immunosuppression.macrophages and mediators (review)[J].Int J Mol Med,2002,10:239-243.
[19]Ogle CK,Mao JX,Wu JZ,et al.The 2004 lindberg award.The production of tumor necrosis factor, interleukin-1, interleukin-6, and prostaglandin E2 by isolated enterocytes and gut macrophages:effect of lipopolysaccharide and thermal injury[J].J Burn Care Rehabil,2004,15:470-477.
[20]Schwacha MG,Chung CS,Ayala A, et al.Cyclooxygenase 2-mediatedsuppression ofmacrophage interleutin-12 production afterthermal injury[J].Am J Physiol Cell Physiol,2002, 282:263-270.
[21]刘静杰,胡森,董宁,等.严重烧伤病人外周血单核细胞表面人白细胞DR抗原变化的初步研究[J].中国危重病急救医学,2003,15(1):23-25.
[22]HansDV,Petra R,WoflD. Clinical aspects: from systemic inflammation to immunoparalysis[J].ChemImnunol,2000,74(6):162-177.
[23]刘春民,徐锦堂,赵松滨.角膜碱烧伤后机体巨噬细胞和淋巴细胞的功能变化[J].美中国际眼科杂志,2002,12(4):52.
(收稿日期:2014-01-01)