任夢(mèng)涵 秦海東 沈華

膿毒癥是由機(jī)體對(duì)感染的反應(yīng)失調(diào)引起的包括生理、生物和生化異常的臨床綜合征。其可導(dǎo)致多器官功能障礙和死亡,治療難度大,致死率高,嚴(yán)重的膿毒癥死亡率高達(dá) 30.8%～42%[1],嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康。

肺是膿毒癥中最脆弱的器官[2],既是膿毒癥攻擊的靶點(diǎn),也會(huì)引發(fā)炎癥因子風(fēng)暴,加重膿毒癥,甚至威脅生命[3]。因此在膿毒癥的患者中,呼吸系統(tǒng)是極其有潛力的治療靶點(diǎn)。但目前臨床上對(duì)于膿毒癥肺損傷尚無(wú)有效的治療方法[4]。因此該文對(duì)膿毒癥患者肺損傷治療靶點(diǎn)研究進(jìn)展予以綜述,希望對(duì)膿毒癥肺損傷的治療提供幫助。

一、基因相關(guān)

基因組學(xué)表示,膿毒癥患者出現(xiàn)炎癥反應(yīng)和免疫抑制等表現(xiàn)后,大多數(shù)基因的表達(dá)水平發(fā)生變化,其中一些基因已被確定為膿毒癥患者器官衰竭治療的潛在靶點(diǎn)。

環(huán)狀RNAWDR33可通過(guò)靶向微RNA ( microRNA,miRNA/miR)-217-5p/ 應(yīng)激相關(guān)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白1軸緩解膿毒癥相關(guān)急性肺損傷中的人肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷[5]。敲低環(huán)狀RNAPalm2可通過(guò)miR-450b-5p/ROCK1(Rho Associated Coiled-Coil Containing Protein Kinase 1)軸減輕脂多糖誘發(fā)的肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和炎癥,該內(nèi)源RNA網(wǎng)絡(luò)可能參與膿毒癥肺損傷并有望成為治療膿毒癥肺損傷的有效靶點(diǎn)[6]。環(huán)狀RNAVMA21通過(guò)靶向microRNA-497-5p/CD2相關(guān)蛋白軸改善膿毒癥大鼠肺損傷[7]。長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-codingRNA, lncRNA) MEG3抑制可通過(guò)上調(diào)miR-93阻斷Toll樣受體(Toll-like receptor, TLR)4/髓樣分化因子88/核因子κB(nuclear factor kappa B, NF-κB)通路來(lái)抑制膿毒癥引起的肺損傷的進(jìn)展[8]。

二、NF-κB相關(guān)

NF-κB是一種重要的轉(zhuǎn)錄因子控制基因,與NF-κB抑制蛋白結(jié)合后以非活性形式存在于細(xì)胞質(zhì)中,激活可參加細(xì)胞內(nèi)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。當(dāng)脂多糖等物質(zhì)的刺激使NF-κB抑制蛋白激酶被激活時(shí),NF-κB抑制蛋白可激活和降解,使NF-κB激活并易位至細(xì)胞核,促進(jìn)炎癥介質(zhì)的轉(zhuǎn)錄,加重炎癥反應(yīng)[9]。因此NF-κB是一個(gè)有吸引力的治療靶點(diǎn)。

由麻黃、苦杏仁、甘草等草藥制作的化濕敗毒方可通過(guò)下調(diào)TLR4/NF-κB通路和上調(diào)磷脂酰肌醇-3-激酶( phosphatidylinositol-3-kinase, PI3K) /蛋白激酶 B ( protein kinase B, PKB /Akt)通路,抑制細(xì)胞因子風(fēng)暴,對(duì)膿毒癥肺損傷發(fā)揮治療作用[10]。熱休克因子1通過(guò)上調(diào)腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子3的表達(dá)抑制NF-κB信號(hào)通路,保護(hù)膿毒癥引起的急性肺損傷[11]。人間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞小細(xì)胞外囊泡通過(guò)調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激和NF-κB通路的作用減輕小鼠膿毒癥引起的急性肺損傷[12]。硫化氫供體GYY4137 通過(guò)抑制血小板衍生生長(zhǎng)因子受體β/Akt/NF-κB/NOD 樣受體蛋白 3 (NOD-like receptor protein 3, NLRP3)通路減輕膿毒癥引起的小鼠急性肺損傷[13]。在巨噬細(xì)胞中表達(dá)的Ⅱ型跨膜糖蛋白CD38,通過(guò)激活含src同源2結(jié)構(gòu)域酪氨酸磷酸酶2和導(dǎo)致布魯頓酪氨酸蛋白激酶去磷酸化來(lái)抑制布魯頓酪氨酸蛋白激酶激活,從而阻止下游靶標(biāo)NF-κB和NLRP3的激活,預(yù)防脂多糖所致急性肺損傷。表明上調(diào)CD38活性和抑制TLR4激活下游的布魯頓酪氨酸蛋白激酶是預(yù)防肺損傷的潛在策略[14]。

三、NLRP3相關(guān)

NLRP3炎性體是一種高分子量胞質(zhì)蛋白復(fù)合物,由 NLRP3、凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白 (apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD, ASC )和效應(yīng)蛋白半胱氨酸蛋白酶-1前體組成,其與過(guò)度炎癥反應(yīng)密切相關(guān)。在外源性或內(nèi)源性刺激下,它可以通過(guò) ASC 的 CARDs 結(jié)構(gòu)域募集 ,從而導(dǎo)致半胱氨酸蛋白酶-1前體的切割和激活,隨后白介素-1β前體和白介素-18前體被加工成它們的活動(dòng)形式,引發(fā)炎癥反應(yīng)[15]。抑制NLRP3炎性體復(fù)合物的激活,可抑制促炎細(xì)胞因子的釋放,恢復(fù)膿毒癥患者肺功能。故抑制NLRP3炎癥小體信號(hào)可成為新型藥物靶點(diǎn)。

S100鈣結(jié)合蛋白A9阻斷可部分通過(guò)抑制NLRP3通路預(yù)防脂多糖誘導(dǎo)的肺損傷[16], 妥珠單抗是白介素-6受體抑制劑,可通過(guò)降低S100鈣結(jié)合蛋白A12/NLRP3軸,改善膿毒癥肺損傷[17]。血紅素加氧酶-1(heme oxygenase-1, HO-1)表達(dá)增加可通過(guò)調(diào)節(jié)自噬通量的激活,抑制NLRP3炎癥小體的水平,減輕肺損傷[18]。4-苯-吲哚衍生物1,2-二醇通過(guò)破壞 NLRP3-NIMA相關(guān)蛋白激酶7(NIMA-ralated kinase1, NAK7) 相互作用和隨后的 NLRP3 炎性體組裝和激活來(lái)抑制 NLRP3 炎癥小體[19]。LBH通過(guò)抑制炎癥和NLRP3炎性體減輕膿毒癥肺損傷小鼠模型的肺損傷[20]。

四、核因子E2相關(guān)因子2(nuclear factor-E2-related factor 2, Nrf2)相關(guān)

在外源刺激(如氧化和異物應(yīng)激)下,多效性轉(zhuǎn)錄因子Nrf2作為一種重要的氧化還原敏感因子,可從其抑制物Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白1(Kelch-like ECH-associated protein 1, Keap1)中解離,轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核中,與抗氧化反應(yīng)元件結(jié)合,并驅(qū)動(dòng)抗氧化蛋白和Ⅱ相解毒酶的基因表達(dá),如HO-1等[21],激活Nrf2可以降低脂多糖誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)和死亡率,以Nrf2為基礎(chǔ)的治療可以作為一個(gè)有吸引力的靶點(diǎn)。

Nrf2通過(guò)調(diào)節(jié)自噬和 NF-κB/過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞極化,在膿毒癥引起的肺損傷和炎癥中發(fā)揮保護(hù)作用[22]。阿齊沙坦通過(guò)Nrf2/HO-1信號(hào)通路減弱脂多糖誘導(dǎo)的急性肺損傷[23]。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞通過(guò)上調(diào) Nrf2/HO-1通路,下調(diào)NLRP3發(fā)揮對(duì)脂多糖誘導(dǎo)的肺損傷的保護(hù)作用[24]。5-甲氧基黃酮通過(guò)促進(jìn)Nrf2介導(dǎo)的抑制支氣管上皮細(xì)胞中的還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶4/TLR4/NF-κB/p38絲裂原活化蛋白激酶軸和巨噬細(xì)胞中的M1極化來(lái)減輕脂多糖介導(dǎo)的肺損傷。表明5-甲氧基黃酮可能適用于開(kāi)發(fā)治療肺損傷的新藥[25]。

五、鐵死亡相關(guān)

鐵死亡是一種新的細(xì)胞死亡方式,鐵平衡穩(wěn)態(tài)受到破壞,引發(fā)芬頓反應(yīng)使細(xì)胞內(nèi)過(guò)氧化,引發(fā)細(xì)胞死亡。與此同時(shí)抗氧化系統(tǒng)被激活,可抑制鐵死亡。抑制膿毒癥期間鐵死亡被認(rèn)為是治療膿毒癥的有效療法。

膿毒癥時(shí)肺組織細(xì)胞中跨膜糖蛋白Mucin1抑制,使肌動(dòng)蛋白Keap1表達(dá)增加,糖原合成激酶-3β的磷酸化水平降低,抑制Nrf2進(jìn)入細(xì)胞核,谷胱甘肽過(guò)氧化物酶4的表達(dá)水平下降,導(dǎo)致鐵死亡,Mucin1可作為膿毒癥肺組織鐵死亡的治療靶點(diǎn)[26]。損傷相關(guān)分子模式細(xì)胞外冷誘導(dǎo)RNA結(jié)合蛋白,可通過(guò)降低谷胱甘肽過(guò)氧化物酶4和增加脂質(zhì)活性氧類(lèi)誘導(dǎo)膿毒癥肺內(nèi)鐵死亡[27]。鐵死亡脂質(zhì)過(guò)氧化可以促進(jìn)核轉(zhuǎn)錄因子c-Jun氨基端激酶(c-Jun N-terminal kinase, JNK) 的作用,激活鐵蛋白自噬。哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物1是自噬過(guò)程中的調(diào)控因子,硫化氫通過(guò)阻斷哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白信號(hào)通路,減輕膿毒癥所致急性肺損傷的鐵死亡[28]。

六、焦亡相關(guān)

細(xì)胞焦亡是細(xì)胞程序性死亡的方式之一,可通過(guò)炎性小體識(shí)別病原體和損傷相關(guān)分子模式,促進(jìn)半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1激活,誘導(dǎo)GSDMD(Gasdermin D)的裂解產(chǎn)生N-末端片段,使成熟的白介素-1β和白介素-18分泌,隨后細(xì)胞裂解[29]。近年研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞焦亡在肺部炎癥和損傷中發(fā)揮重要的作用,可作為膿毒癥肺損傷治療的關(guān)鍵靶點(diǎn)。

肝素治療可以通過(guò)阻斷脂多糖誘導(dǎo)的胱天蛋白酶11激活來(lái)抑制肺內(nèi)皮細(xì)胞的焦亡,阻斷胱天蛋白酶11依賴(lài)的炎癥反應(yīng)[30]。降糖藥丁福明通過(guò)AMP活化的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)依賴(lài)性途徑抑制NLRP3介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡,上調(diào)自噬和Nrf2蛋白水平,減輕膿毒癥引起的急性肺損傷[31]。福多司坦通過(guò)硫氧還蛋白相互作用蛋白/NLRP3/GSDMD通路抑制細(xì)胞焦亡,減輕膿毒癥小鼠的急性肺損傷[32]。

七、中性粒細(xì)胞相關(guān)

中性粒細(xì)胞作為抵抗感染的第一道屏障,可通過(guò)吞噬、脫顆粒和中性粒細(xì)胞胞外陷阱的形成來(lái)消滅病原體[33]。研究發(fā)現(xiàn),在肺損傷過(guò)程中,中性粒細(xì)胞的大量浸潤(rùn)加重肺水腫。因此抑制中性粒細(xì)胞損傷可作為治療膿毒癥肺損傷的有效靶點(diǎn)。

耳迷走神經(jīng)刺激通過(guò)抑制中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)和中性粒細(xì)胞胞外陷阱形成來(lái)減輕脂多糖誘導(dǎo)的急性肺損傷,因此迷走神經(jīng)刺激術(shù)是治療各種炎癥性疾病的一種有前景的方法[34]。腫瘤壞死因子相關(guān)蛋白6通過(guò)使細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶通路失活抑制中性粒細(xì)胞胞外陷阱形成,改善膿毒癥肺損傷,腫瘤壞死因子相關(guān)蛋白6可能是膿毒癥相關(guān)肺損傷的潛在靶點(diǎn)[35]。P2Y12 受體抑制劑坎格雷洛抑制肺組織中G蛋白偶聯(lián)受體17的表達(dá),從而調(diào)節(jié)肺炎癥反應(yīng)和中性粒細(xì)胞募集,并改善膿毒癥期間肺損傷, 坎格雷洛可能是膿毒癥引起的肺損傷的潛在治療藥物[36]。

膿毒癥肺損傷的發(fā)生率高,其治療至關(guān)重要。此綜述總結(jié)了目前在基因、蛋白及細(xì)胞方面對(duì)膿毒癥肺損傷治療的研究,提示新的治療靶點(diǎn)與方案。未來(lái)有望通過(guò)新的靶點(diǎn)研制有效藥物,緩解膿毒癥急性肺損傷。但新型靶點(diǎn)的研究還處在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段,應(yīng)用于臨床還需要進(jìn)一步提供有效證據(jù)。與此同時(shí),各種信號(hào)通路雖有自己獨(dú)特的信號(hào)級(jí)聯(lián),也互相交錯(cuò),互相影響。如抑制Nrf2通路可以導(dǎo)致NLRP3的激活。因此膿毒癥肺損傷的治療路徑錯(cuò)綜復(fù)雜,仍需進(jìn)一步研究和探索。