从脓毒血症定义变迁反思检验医学价值与方向.ppt

从脓毒血症 定义的变迁思考 检验医学的价值与方向,南海区人民医院检验科 赵学峰,脓毒血症的流调情况,全球超过3150万/年脓毒症病例，且以每年1.5%8.0%的速度上升 每年至少有1/4的危急重症患者丧命于此 脓毒症患者有广泛的心肌抑制，但其心输出量通常能得到维持； 常存在ARDS，极少死于低氧或高碳酸血症； 肾功能衰竭很常见，但单纯肾功能衰竭是非致死性的； 肝功能障碍也极少发展到肝性脑病。 早期诊断以及合理的处理是改善其预后的唯一途径,败血症定义修正史,IDSA 从来没有参加，最后 ACCP 也拒绝参加，为什么？ 几乎所有重症患者都存在SIRS，但不一定是感染 感染存在不一定发生SIRS 免疫低下患者可能无炎症反应，但是可进展至MOF 重症相关专业医生对败血症的诊断也存在很大不一致 MOF与感染可以相互推断,Sepsis 3.0 定义,Sepsis : 感染引起的宿主反应失调所导致的致命性器官功能障碍.,Septic shock = Sepsis + 输液无反应低血压 + 使用缩血管药物维持MAP 65mmHg + 乳酸2mmol/L,感染,The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3). Singer M et al. JAMA. (2016),宿主反应至关重要 脓毒症代表严重感染，感染导致器官衰竭或功能障碍是核心,败血症时器官功能变化发生频率,SOFA评分,qSOFA (Quick SOFA)： 呼吸22/min， 意识状态改变(Glasgow Coma Scale score 15)， 收缩压100 mm Hg；符合其中两项标准即可诊断 循证医学的大数据分析证明 qSOFA 可信有效,ACCP 反对 Sepsis 3.0,ACCP 担心1小时快速处理矫枉过正，容易走入另一个极端，对病人不利 ACCP 认为 Sepsis 缺乏精准的病理生理学特征，如此大幅度修改定义，不够明智 以前的研究证明治疗措施有效或无效均依赖于以前定义 SIRS的定义敏感性足够，新定义会导致出现MOF才诊疗，延误时机 其他专业医生对此异议较多，结果可能是以患者健康为代价,临床医生的动作,尽早抗生素应用与严格血糖控制 补充血容量： 晶体液Vs胶体溶液 - 羟乙基淀粉。 纠正酸中毒： 应用碳酸氢钠用法：4-5% 碳酸氢钠 监测动脉血气分析 血管活性药物.：去甲肾上腺素 ；肾上腺素、血管加压素 输血治疗： 使 Hct 达到 30%； 新鲜冰冻血浆和抗凝血酶、血小板 抗凝治疗：1防止DIC及纤维蛋白沉积的发生，2预防DVT 预防应激性溃疡 ：H2 阻滞剂或质子泵抑制剂（低镁血症） CRRT：,微血管血栓是MOF发生的主要原因吗？,单核、WBC表达TF凝血激活纤维蛋白沉积纤溶受损抗凝物质减少PLT消耗性减低毛细管氧供交换减少MOF 多项研究发现脓毒症患者发生急性肺损伤切片显示：48%存在肺毛细管Fib沉积 Greene R, Zapol WM, Snider MT, et al. Early bedside detection of pulmonary vascular occlusion during acute respiratory failure. Am Rev Respir Dis 1981;124:593601. 动物试验证明输入TFPI、APC、AT途径取得良好效果，但是在人体无效 化学修饰，仅保留AT的抗凝作用后，动物试验显示无益处 Hoffmann JN, Vollmar B, Romisch J, et al. Antithrombin effects on endotoxin-induced microcirculatory disorders are mediated mainly by its interaction with microvascular endothelium. Crit Care Med 2002;30:218 25. 败血症患者采用水蛭素抗凝没有显示有益效果，提示上述三种物质抗凝之外的作用发挥了作用 广泛文献报道了APC的细胞保护作用、TFPI及AT的炎症调节作用 微血管血栓是造成MOF的原因之一，但是应当有其它的机制在发挥,败血症时严重的微循环障碍,当前的败血症的病理学说,遗传易感性 炎症/抗炎因子失衡 免疫增强与免疫麻痹 氧化应激异常（ROS/RON） 内皮细胞功能与微循环紊乱 血液动力学紊乱（低血压、休克） 线粒体功能障碍与适应反应 凝血功能紊乱,学说1：基因决定易感性和结局,埃博拉病毒感染：HLA B*67 和 B*15型预后不良，而 B*07 和 B*14 具有保护作用,IRAK-4、MyD88 、IkBa 基因突变型发生感染后果严重、甚至致命 Picard C, Casanova JL, Puel A. Infectious diseases in patients with IRAK-4, MyD88, NEMO, or IkappaBalpha deciency. Clin Microbiol Rev 2011; 24: 4907.,34种基因突变与免疫缺陷相关，往往导致严重感染结局 Conley ME, Casanova JL. Discovery of single-gene inborn errors of immunity by next generation sequencing. Curr Opin Immunol 2014; 30:1723.,遵循孟德尔遗传 两大类：IFN-r生产缺陷和IFN-r作用缺陷 严重结核感染、肺外结核患者等发现存在通路涉及基因缺陷 家族性结核高度怀疑,经典案例举例说明,单核巨噬细及树突状细胞,NK及T淋巴细胞,学说2：血管内皮是凝血紊乱的基础舞台,血管面积：40007000m2,内皮功能障碍导致渗出增加间质水肿组织缺血、氧供减少 iNOS在肾脏微血管的不均一表达非iNOS表达细胞缺乏血管扩张能力产生侧枝循环和缺氧 以AKI为例：有的没有血供、有的间断性血供、有的血供增强 病原微生物毒力因子和分泌物对血管内皮的直接毒性作用 宿主对病原微生物反应而分泌的炎症因子作用补体、细胞因子、NO 低血压的发生：内皮细胞对血管收缩药物的不敏感 ，血管内皮分泌前列腺素和NO扩张血管 血管内皮渗漏作用,糖萼受损增加血管通透性,A：健康内皮多糖蛋白复合物,B：受损内皮多糖蛋白复合物,占血管内腔的20%，是第一道血管屏障 保护: 为细细胞膜提供缓冲，防止其受到化学伤害 减少细胞粘附；调节发炎: 糖萼层防止WBC粘连 维持负电屏障：是肾小球电荷屏障的主要组成,败血症时，内皮细胞标志物与SOFA评分正相关,Simon Skibsted, Alan E. Jones，et al. BIOMARKERS OF ENDOTHELIAL CELL ACTIVATION IN EARLY SEPSIS. SHOCK, Vol. 39, No. 5, pp. 427Y432, 2013,血管内皮标志物与FOFA评分相关,血管内皮标志物的AURC,败血症组织病理学特点,出血性休克（达到内毒素血症性低血压休克程度）并不影响微血管的灌注 Nakajima Y, Baudry N, Duranteau J, Vicaut E (2001) Microcirculation in intestinal villi: a comparison between hemorrha gic and endotoxin shock. Am J Respir Crit Care Med 164:15261530 即使动脉压正常，败血症患者也存在微循环异常，以形成侧枝循环为特色 Ince C (2005) The microcirculation is the motor of sepsis. Crit Care 9 (Suppl 4):S1319 败血症患者微循环缺血不均一，与其说缺氧不如说氧提取障碍更合适 InceC, SinaasappelM(1999)Microcirculatory oxygenation and shunting in sepsis and shock. Crit Care Med 27:13691377 血管平滑肌对血管活性物质反应抵抗（无论缩血管或扩血管） Baker CH, Sutton ET, Dietz JR (1992) Endotoxin alteration of muscle microvascular renin- angiotensin responses. Circ Shock 36:224230 提醒：RBC需要其变形能力通过毛细血管以提供氧气；败血症时，WBC、单核巨噬细胞的募集阻碍微循环顺畅,败血症诱导的AKI的组织学表现,片状、不均一的肾小管损害，几乎不存在肾小管坏死或凋亡,TF是引发凝血酶生成增强的起始环节,炎症因子刺激TF在单核巨噬、WBC的高表达 TF启动外源性凝血激活内源激活FIB聚集 血流高切应力的冲击力冲散凝块 凝血酶通过与PLT上的PAR受体结合，是最强PLT激活物质 PLT与vWF的结合逐渐聚集、增大微血栓纤溶激活 这只是败血症凝固异常的机制之一,vWF与血小板、纤维蛋白原、胶原的结合是一期止血核心环节,vWF与ADAMTS-13相互作用很重要,vWF募集WBC至炎症位点：血管内皮分泌约站90% 缺乏vWF的动物模型无法募集WBC和单核细胞 动物试验证明缺乏vWF的动脉粥样硬化减少40% vWF调节血管渗透性 动物脑内出血模型注入vWF加重血管渗透性，注入抗vWF抗体或vWF基因敲除模型其血管渗透性显著减轻 疟疾、登革热、流行性出血热等血管内皮受损疾病症状共性：血管通透性增加、ADAMTS-13减少、vWF显著增加、出血 ADAMTS13 降解vWF：主要在肝脏合成，外周循环由血管内皮、PLT和巨核细胞、肾小球足细胞和神经胶质细胞分泌 急性炎症可能是抗ADAMTS-13抗体形成的促成因素：感染与抗PLT抗体、抗心磷脂抗体、抗核抗体是佐证 TTP的病理机制可能适用于败血症：ADAMTS-13绝对减少或存在抗-ADAMTS-13抗体，无法降解vWF与PLT多聚物，形成广泛型的微血管血栓,败血症患者ADAMTS13低水平的原因,消耗过多：内毒素直接动物腹腔注射发现ADAMTS-13活性和基因mRNA表达、PLT减少，而VWF抗原和WBC数目增加， ADAMTS-13的减少受vWF数量决定，在VWF基因敲除动物组注射内毒素，没有观察道上述现象，即使没有内毒素刺激，适用加压素增加VWF的同时也观察到ADAMTS-13的减少。 直接抑制：IL-8和TNF-a、IL-6是强烈抑制因子（辛伐他汀可以逆转这一现象） 合成减少： 蛋白酶消除：ADAMTS-13水平与中性粒细胞弹性蛋白酶调节的纤维蛋白降解中等相关，在感染时的WBC升高导致弹性蛋白酶的分泌量增多，使得ADAMTS-13酶消化增多而降低，而在内毒素注射小鼠试验组加入弹性蛋白酶抑制剂后，没有观察到ADAMTS-13的减少 代谢清除增强,文献1：VWF/ADAMTS13比值的临床价值,Hidetada Fukushima，et al. RATIO OF VON WILLEBRAND FACTOR PROPEPTIDE TO ADAMTS13 IS ASSOCIATED WITH SEVERITY OF SEPSIS. SHOCK, Vol. 39, No. 5, pp. 409Y414, 2013,文献2：VWF/ADAMTS13比值的临床价值,Koji Habe,et al. Plasma ADAMTS13, von Willebrand Factor (VWF) and VWF Propeptide Proles in Patients with DIC and Related Diseases. Thrombosis Research 129 (2012) 598602,文献3：VWF/ADAMTS13比值的临床价值,Jainn-Jim Lin，et al. Decreased ADAMTS 13 Activity is Associated With Disease Severity and Outcome in Pediatric Severe Sepsis. Medicine 95(16):e3374,WBC、单核巨噬细胞是MOF和炎症的核心运动员,败血症时的凝血功能变化,凝血功能差的患者致死致残明显高于无凝血功能紊乱者（47% Vs 23%） 炎症单核巨噬细胞/WBC募集释放TF外源凝血系统启动 vWF增高/ADAMTS-13降低PLT粘附聚集一期凝血启动 抗凝蛋白减少与促凝物质增多形成病理高凝状态 APC的抗炎作用与抗凝作用,是否抗凝？,美国礼来公司：drotrecogin alfa (APC), 抗炎、抗栓、促进纤溶 PROWESS研究：临床明显有效（死亡率：24.7%Vs30.8%） 但是出血副作用太大而退出市场 KyberSept研究： 2314例研究对象，没有发现输注AT改善结局 对于输注AT是否伴肝素存在很大争议，待大型实验确证 OPTIMIST研究： 没有发现TFPI输注的有益作用 肝素抗凝的作用：尚无定论，国内结果显著，世界观点不一，均倾向使用,脓毒症抗凝治疗可获益：一项日本多中心研究,2663脓毒症患者被纳入,1247名接受抗凝治疗、1416名未接受抗凝 校正失衡后，抗凝治疗与死亡率的降低有显著相关性，而进行抗凝治疗的非DIC亚组死亡率类似。 在高危的脓毒症亚组(SOFA 评分 1317; 调整风险比 0.601)分析中，抗凝治疗与死亡率之间的显著相关，但在中低危亚组中并不相关。 中低危组抗凝治疗与死亡率之间的差异没有统计学意义，但所有SOFA评分亚组患者中出血相关性输血都呈现增加的趋势。,Kazuma Yamakawa , Yutaka Umemura , Mineji Hayakawa, el at. Benefit profile of anticoagulant therapy in sepsis: a nationwide multicentre registryin Japan Critical Care (2016) 20:229. DOI10.1186/s13054-016-1415-1.,学说3：致炎/抗炎网络失衡,早期炎症细胞因子：TNF-a、IL-1、IL-2、IL-12、IL-18 晚期炎症因子：HMGB1（可能更重要） 抗炎因子：IL-6、IL-10、IL-1ra 证明：外源输入这些因子得出炎症反应或抗炎反应,以TNF-a为代表的炎症因子中和效果,募集单核巨噬、中性粒细胞至炎症位点；抗炎因子、抗肿瘤 导致毛细血管通透增加、渗漏；发热 人体输注TNF-a可致败血症样反应 抗TNF-a可抑制低浓度LPS，利于机体 抗TNF-a对细胞内病原菌、真菌、局部感染无效 抗TNF-a对活体病原菌无效,基于TNF-a抗体中和的疗效,抗TNF-a在风湿病和IBD的疗效得到公认 如图所示，不是所有的败血症都没有效果 2634例研究对象：TNF-a浓度介于7至57000pg/ml区间,类固醇补充的争议,大剂量类固醇补充失败得到公认 小剂量类固醇的使用意见尚不统一 重症患者肾上腺轴收到抑制，皮质醇水平低下 使用iNOS抑制剂能增强ACTH受体敏感性 补充低剂量类固醇抑制过度炎症因子失衡和补充皮质醇双重作用 剂量-时间-用法很关键,蒽环类抗癌药：低剂量增强免疫耐受 西罗莫司：低剂量抑制炎症介质 二甲双胍：低剂量增强免疫激发,Michael Bauer. Deterioration of Organ Function As a Hallmark in sepsis: the cellular Perspective. Frontiers in Immunology,2018(9):1460.,学说4：败血症时的免疫瘫痪/抑制,PICS：持续性炎症/免疫抑制及分解代谢综合征 CRP显著升高、中性粒细胞减少、淋巴细胞减少、外周未成熟粒细胞增多、单核巨噬细胞分泌细胞因子减少为特征 IM功能不成熟，无法发挥APC和分泌细胞因子 PD1和PDL1表达显著升高，导致T细胞凋亡加速 发生免疫制患者的TH1型细胞因子仅为非败血症患者的10% 血培养阳性得到提高 机会致病菌频率增高 隐发病毒感染变为显性临床感染：败血症患者42%呈各种病毒阳性Vs 5%非败血症 输注GM-CSF有效、抗PD1抗体使用,Walton AH, Muenzer JT, Rasche D, Boomer JS, Sato B, Brownstein BH, et al. Reactivation of multiple viruses in patients with sepsis. PLoS One. 2014;9(2):e98819.,中枢神经受损易致免疫抑制,脑外伤和卒中、脊髓损伤患者教易发生医源性感染：肺炎和泌尿系 体液免疫受影响较小，主要影响细胞免疫 WBC低下、NK和淋巴细胞活性低下 采用有丝分裂原刺激，产生炎症因子浓度较低 实验室检测： 炎症/抗炎因子比值 功能试验：内毒素/有丝分裂原刺激后炎症因子浓度 单核细胞表面HLA-DR表达（报道最可信）,学说5：反应氧/反应氮作用,微循环紊乱：NO和凋亡的作用,肾脏血供减少不能全面阐释AKI：1/4肺炎患者根本无血流减少仍旧发生AKI 败血症诱导的AKI肾小管上皮仅5%细胞死亡 有些AKI的患者其血流供应不是减少，而是增加 抗生素和血流动力学复苏仅部分有效 很多评为低风险的ICU入住患者却突然出现AKI 体外细胞培养（不存在低灌注），与败血症患者血浆共孵育，能够得到败血症诱导AKI一致的组织细胞学表现 当然：心脏功能减弱所致的外周循环减低能导致AKI,NO主要有血管内皮细胞释放 LPS刺激后NO浓度增高10倍，使用iNOS抑制剂可有效降低NO产量 组织病理学显示肾血管循环下降、甚至无血供，典型败血症诱导的AKI组织学 iNOS抑制剂和凋亡抑制剂对TNF-a和rFN无效 iNOS抑制剂和凋亡抑制剂可以改善微循环，但死亡率却增加 NO可能是使用去甲肾上腺素效果不佳的原因 NO矛盾：对血管扩张的有利与对线粒体的有害作用 指南通过NO吸入治疗儿科肺动脉高压（SARS经验） iNOS可以微囊泡形式被细胞摄入，活性是eNOS的500-1000倍 治疗： 亚甲蓝， L-NMMA（精氨酸类似物）,Manish M. Tiwari. Disruption of renal peritubular blood ow in lipopolysaccharide-induced renal failure: role of nitric oxide and caspases. Am J Physiol Renal Physiol 289: F1324F1332, 2005.,硝酸甘油治疗加重败血症死亡率,随机双盲对照试验，保证液体复苏有效性 目的是检验是否改进败血症患者微循环 观察指标：舌下微循环显微成像、死亡率 结果：大中小血管在干预组和对照组无差异 干预组死亡率34.3%Vs14.3%对照组 舌下微循环不代表病灶微循环，败血症微循环是斑片状、不均一,Christiaan Boerma; Matty Koopmans. Effects of nitroglycerin on sublingual microcirculatory blood ow in patients with severe sepsis/septic shock after a strict resuscitation protocol: A double-blind randomized placebo controlled trial. Crit Care Med 2010 Vol. 38:93-100,学说6：线粒体受损与适应性调整,组织缺血缺氧导致线粒体氧化磷酸化转向无氧酵解 氧化应激：NO, CO, H2S抑制呼吸链，对线粒体蛋白和结构造成损害 败血症时影响体内激素分泌，进而造成线粒体功能障碍： 甲状腺素、胰岛素、生长激素、睾丸酮 线粒体自噬的下降 重症患者治疗手段也影响线粒体功能：抗生素、镇静剂、儿茶分安类 无氧酵解2分子ATP/循环 vs 氧化磷酸化25ATP/循环 所以： 胰岛素强化控制血糖 抗氧化治疗、VitC/E 抗NO治疗 必须指出：线粒体受损是后续结果，前期干预也很重要,为什么线粒体成为研究重点？,传统观点：炎症因子失衡；血管活性物质作用；炎症细胞、PLT等作用；DIC、低血压等 试验证据表明： 很多发生器官功能的组织学完全正常 维持正常的动脉压不能缓解组织缺氧表现，甚至氧分压较高时 促使怀疑细胞水平上的可能紊乱机制 线粒体时细胞内重要的能力加工厂，自然成为研究重点,血糖控制与预后,败血症导致应激性DM的发生 外周组织在败血症时发生胰岛素抵抗 败血症存在能量生产低下 Vs 胰岛素的合成功能 严格的血糖控制的成果： 致死致残率相对下降43%(从8.0%到 4.6%) 血流感染下降46% 急性肾衰（需要透析）下降41% 神经系统并发症减少44% RBC输注量下降50%,乙酰胆碱激动剂治疗败血症,乙酰胆碱是迷走神经的神经介质 可减轻单核巨噬细胞释放炎症因子 迷走神经电刺激可以减轻内皮细胞激活、WBC的募集 美国FDA批准迷走神经刺激治疗惊厥、头外伤、意识丧失 没有发现导致免疫抑制和易发感染的副作用 在IBD、类风湿、DM、惊厥的应用已经很成熟 治疗方法：随身穿戴电刺激装置；乙酰胆碱激动剂：尼克酸,多巴酚丁胺和乙酰胆碱增强微循环,多巴酚丁胺显著改进微循环( 48 15% - 67 11%),但是个体间差异较大，毛细血管密度无变化 在此基础上添加乙酰胆碱完全恢复毛细血管灌注量和毛细血管密度（接近100%） 血浆乳酸浓度下降，且与毛细血管灌注量相关 结论： 5 ug/kgmin 能改进败血症毛细血管关注量,Daniel De Backer. The effects of dobutamine on microcirculatory alterations in patients with septic shock are independent of its systemic effects. Crit Care Med 2006; 34:403408,五羟色胺途径及其治疗启示,败血症中PLT的激活是普遍现象 PLT的致密颗粒储存、释放大量5-HT 败血症鼠13.8 Vs 对照鼠4.58 5-HT的多种生物学功能（内皮细胞通透增加） 5-HT受其运输蛋白SERT和内皮细胞的调节（SERT更核心） 动物实验证明帕罗西汀能完全阻断5-HT导致的内皮障碍 乌洛托品与帕罗西汀、咯利普兰,Yicong Li，Coedy Hadden, Anthonya Cooper，etal. Sepsis-induced elevation in plasma serotonin facilitates endothelial Hyperpermeability. Scientific RepoRts 2016(6):22747,2018共识声明：亚太和中东地区重症患者的营养治疗,重视肠壁对内毒素的通透性影响 如果无明显的禁忌症，所有需要营养治疗的危重患者都应尽早开展肠内营养(48h内) 如果EN绝对禁忌症，高营养风险患者应在入院48h后考虑肠外营养(PN) 血流动力学稳定后，可以安全开始营养治疗 如果没有禁忌症，肠内营养（EN）是首选 如无禁忌症，首选鼻饲(通过鼻-胃管或口-胃管),涉及败血症的内皮：血管内皮和肠道内皮 内皮具有重要生理功能：血液凝固、血压调节、渗透性、脂质代谢、炎症、细胞募集等 肠道内皮完整性是防止肠道细菌转位或毒素入侵的重要屏障,败血症的标志物,CRP：IL-6和IL-1是CRP产生的诱导剂，在感染发生6-8h后生产，达到高峰约是感染后36-50h，AUC：0.77 动脉斑块、脂肪细胞、神经元等也可分泌，但对血清浓度可以忽略不计 PCT：主要在全身脏器不同类型的巨噬细胞产生，常在感染后12-24h达到高峰，趋势变化优于绝对值，AUC：0.85 脂多糖结合蛋白（LBP）：数值在几倍之间变化，AUC：0.71 Presepsin：存在于单核与巨噬细胞表面，是LPS的受体，可在感染3-4h后达到高峰，稍优于PCT，AUC：0.88 sTREM-1：表达于单核巨噬细胞、中性粒细胞表面，是感染特异指标，AUC:0.85 CD64：表达于单核巨噬细胞和激活后的WBC，特异性、敏感性好于PCT,AUC:0.9,检验医学价值及方向：我的思考,微生物鉴定药敏越快越好！,血培养阳性后革兰氏染色尽快发报（1h）可以降低死亡率9.1% Barenfanger J, Graham DR, Kolluri L, Sangwan G, Lawhorn J, Drake CA, et al. Decreased mortality associated with prompt Gram staining of blood cultures.Am J Clin Pathol 2008;130:8706. 每提前1h使用抗生素可以增加生存率7%-10% Kumar A, Haery C, Paladugu B, Kumar A, Symeoneides S, Taiberg L, et al. The duration of hypotension before the initiation of antibiotic treatment is a critical