脓毒血症研究解决方案
浏览次数:211 分享:

脓毒血症是一种威胁生命的感染综合征,并伴有器官功能障碍和全身性炎症。它以高发病率和高死亡率以及巨大的财务成本影响着全世界约3000万患者。脓毒血症是一种对感染的反应,可发生在不同部位,例如尿路,消化系统和呼吸道。


脓毒血症对其他器官的影响

# 肺
脓毒血症是急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的最常见原因,40%的脓毒血症或败血性休克患者会发展为ARDS[ 71 ]。ARDS的特征是急性呼吸衰竭,由肺泡损伤引起肺弥漫性浸润,血管对富含蛋白质的液体的通透性增加。尽管其病因尚未完全了解,但研究表明,这种肺泡屏障损伤是由促炎性细胞因子介导的,例如肿瘤坏死因子α(TNF-α)或IL-1β。

急性肺损伤(a)和急性呼吸窘迫综合征(b)急性期正常肺泡和损伤肺泡。在急性期,支气管和肺泡上皮细胞脱落;裸露的基底膜上形成富含蛋白质的透明膜。中性粒细胞粘附在受损的毛细血管内皮上,并通过间质边缘进入充满富含蛋白质的水肿液的间隙。在空气中,肺泡巨噬细胞分泌细胞因子,白细胞介素-1、-6、-8和-10以及肿瘤坏死因子(TNF- α),它在局部起刺激趋化和激活中性粒细胞的作用。IL-1也能刺激成纤维细胞产生细胞外基质。中性粒细胞可以释放氧化剂、蛋白酶、白三烯和其他促炎分子,如血小板激活因子(PAF)。肺泡环境中也存在许多抗炎介质,包括IL-1受体拮抗剂、可溶性TNF受体、抗IL-8自身抗体和细胞因子如IL-10和-11(未显示)。富含蛋白质的水肿液流入肺泡,导致表面活性剂失活。


#肾脏
肾是另一个常见靶器官脓毒症是危重病人急性肾损伤(AKI)最常见的诱因,半数以上脓毒症或脓毒症休克患者发生AKI。证据表明局部微循环和炎症信号(包括缺血再灌注损伤、氧化应激和肾小管凋亡)的作用在AKI机制中更为重要。


#肝
肝脏是炎症过程的调节剂,也是宿主反应的靶标。当暴露于脂多糖,kupffer细胞IL-1β、IL-6和TNF-α释放增加。响应促炎细胞因子,肝细胞将急性期蛋白(APPs)释放到全身循环中,具有广泛的促炎和抗炎作用。因此,研究者认为肝细胞通过APP在平衡脓毒血症的免疫反应,防止过度的炎症或免疫抑制状态中起关键作用。 动物模型表明,促炎细胞因子会改变胆汁酸转运蛋白在肝细胞中的表达,从而恢复正常的胆汁酸转运到血液中。此外,促炎性细胞因子和NO通过抑制胆管细胞的分泌而导致胆管性胆汁淤积。


#中枢神经系统
高达70%的脓毒症重症患者患有不同程度的脓毒症相关性脑病。除直接感染脑及其周围组织(例如脑炎或脑膜炎)外,脓毒血症还通过多种机制伤害中枢神经系统,全身性灌注与代谢需求不匹配起重要作用。明显的炎症反应导致微循环衰竭和血脑屏障破坏,使炎症介质和神经毒素进入脑组织。重要的是,增加的NO甚至会通过完整的血脑屏障扩散,从而引起氧化应激,进而导致神经元功能障碍和细胞凋亡。


#凝血系统
促炎细胞因子还能增加内皮腔内细胞间粘附分子-1 (ICAM-1)和VCAM-1的表达,促进血小板粘附和凝血级联激活。此外,抗凝机制被促炎细胞因子下调。血栓调节蛋白是一种通过结合凝血酶抑制纤维蛋白原转化为纤维蛋白的糖蛋白,内皮产生的血栓调节蛋白严重受损,降低了蛋白C的活化,而蛋白C是一种具有纤维蛋白溶解特性的强抗凝剂[96,97]。有趣的是,这似乎是通过中性粒细胞胞外陷阱传播的,它可以诱导血小板聚集、凝血酶的产生和纤维蛋白凝块的形成[98]。然后,小血管内微血栓的形成进一步损害灌注和氧的输送,造成器官损伤和功能障碍。


研究方法

动物模型
1.LPS(脂多糖)注射
通过腹腔内(i.p.)途径或静脉(i.v.)途径向小鼠注射纯化LPS(内毒素)可导致先天性免疫系统的系统性激活,LPS的剂量足够大,动物就会表现出生理和生化变化,这让人想起人类中某些非常暴发性的革兰氏阴性细菌感染,最明显的是严重的脑膜炎球菌血症。小鼠的急性内毒素血症的临床表现包括全身性动脉低血压(即休克),乳酸中毒,心肌收缩力受损,TNF、IL-6和高迁移率族蛋白-1(HMGB-1)在血中的的水平增加。 休克、乳酸中毒、心肌收缩力受损、循环中TNF、IL-6和HMGB-1水平升高都是人类脓毒症或脓毒症休克的特征。


2.盲肠结扎穿刺(CLP)
盲肠结扎穿刺(CLP)是研究脓毒症的标准动物模型。常用于研究脓毒血症的发病机理和治疗。盲肠内容物持续扩散到腹腔中,导致细菌进入血液,最终导致全身性炎症反应综合征(SIRS)和多器官功能障碍综合征。因此,CLP小鼠模型能够部分代表与人类相似的病理生理现象的进展,例如在炎症早期发生的变化,并表现出与临床脓毒血症相当的细胞因子动力学。CLP模型已被许多研究者认为是脓毒血症研究的黄金标准。


啮齿类动物盲肠结扎解剖位置及动脉和回盲瓣图。a小鼠,b大鼠


实验方法
多因子检测技术: 上期我们提到在脓毒血症的过程中存在大量的生物标志物,以及细胞因子的改变。研究者可以通过多因子检测的手段来进行研究。相关指标包括:
(1)感染相关生物标志物:降钙素原(PCT)、C反应蛋白(CRP)、细胞因子(TNF-α/ IL-6)。
(2)与炎症激活和免疫失衡有关的生物标志物:单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)、程序性死亡受体1和程序性死亡配体1(PD-1 / PD-L1)、在髓样细胞-1(sTREM-1)上表达的可溶性触发受体、补体通路、中性粒细胞表面受体(CD64)。
(3)与器官功能障碍有关的生物标志物:血管生成素(Ang)、基质金属蛋白酶(MMP)。

种属 检测技术 检测方向 货号 检测因子
Human MSD Viral Infection LX-K15345D-1  IL-1β, IL-6, IL-8, TNF-α
Human MSD Viral Infection LX-K15346D-1 IFN-γ, IL-1β, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, TNF-α
Human MSD Viral Infection LX-K15347D-1 IFN-γ, IL-1β, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12p70, TNF-α
Human Luminex Sepsis LX-HSP1MAG-63K-06 sFAS / TNFRSF6,sFasL,sICAM-1,MIF,PAI-1 (total),sVCAM-1
Human Luminex Sepsis LX-HSP2MAG-63K-07 Granzyme B,HSP70,IL-1α,IL-8/CXCL8,MIP-1α/CCL3,MIP-1β/CCL4,MMP-8
Human Luminex Sepsis LX-HSP3MAG-63K-05 Lactotransferrin (LTF),Neutrophil Elastase-2(ELA2),NGAL/Lipocalin-2,Resistin,Thrombospondin-1(TSP-1)
Human Luminex Cytokine LX-12007283 FGF-basic, Eotaxin, G-CSF, GM-CSF, IFN-γ, IL-1β, IL-1rα, IL-1α, IL-2Rα, IL-3, IL-12(p40), IL-16, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, GRO-α, HGF, IFN-α2, LIF, MCP-3, IL-10, IL-12(p70), IL-13, IL-15, IL-17, IP-10, MCP-1(MCAF), MIG, β-NGF, SCF, SCGF-β, SDF-1α, MIP-1α, MIP-1β, PDGF-BB, RANTES, TNF-α, VEGF, CTACK, MIF, TRAIL, IL-18, M-CSF, TNF-β
Human Luminex Chemokine LX-171AK99MR2 6Ckine/CCL21,BCA-1/CXCL13,CTACK/CCL27,ENA-78/CXCL5,Eotaxin/CCL11,Eotaxin-2/CCL24,Eotaxin-3/CCL26,Fractalkine/CX3CL1,GCP-2/CXCL6,GM-CSF,Gro-α /CXCL1,Gro-β/CXCL2,I-309/CCL1,IFN-I,IL-18,IL-2,IL-4,IL-6,IL-8/CXCL 8,IL-10,IL-16,IP-10/CXCL 10,I-TAC /CXCL11,MCP-1 /CCL2,MCP-2 /CCL8,MCP-3 /CCL7,MCP-4 /CCL13,MDC/CCL 22,MIF,MIG/CXCL19,MIP-1α/CCL3,MIP-1δ/CCL15,MIP-3a/CCL20,MIP-3β/CCL19,MPIF-1/CCL23,SCYB16/CXCL 16,SDF-1α+β/CXCL12,TARC/CCL17,TECK/CCL25,TNF-α
Human Luminex Cytokine LX-M500KCAF0Y FGF basic, Eotaxin, G-CSF, GM-CSF, IFN-γ, IL-1β, IL-1rα, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-12(p70), IL-13, IL-15, IL-17, IP-10, MCP-1(MCAF), MIP-1α, MIP-1β, PDGF-BB, RANTES, TNF-α, VEGF
Human MSD Proinflammatory LX-K15049D-1  IFN-γ, IL-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12p70, IL-13, TNF-α
Mouse Luminex Chemokine LX-12009159 BCA-1/CXCL13, CTACK/CCL27, ENA-78/CXCL5, Eotaxin/CCL11, Eotaxin-2/CCL24, Fractalkine/CX3CL1, GM-CSF, I-309/CCL1, IFN-γ, IL-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-16, IP-10/CXCL10, I-TAC/CXCL11, KC/CXCL1, MCP-1/CCL2, MCP-3/CCL7, MCP-5/CCL12, MDC/CCL22, MIP-1α/CCL3, MIP-1β/CCL4, MIP-3α/CCL20, MIP-3β/CCL19, RANTES/CCL5, SCYB16/CXCL16, SDF-1α/CXCL12, TARC/CCL17, TNF-α
Mouse Luminex Cytokine LX-M60009RDPD IL-1α, IL-1β, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10, IL-12 (p40), IL-12 (p70), IL-13, IL-17A, Eotaxin, G-CSF, GM-CSF, IFN-γ, KC, MCP-1 (MCAF), MIP-1α, MIP-1β, RANTES, TNF-α
Mouse MSD Proinflammatory LX-K15048D-1 IFN-γ, IL-1β, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-12p70, KC/GRO, TNF-α
Rat Luminex Cytokine LX-12005641 G-CSF, GM-CSF, GRO/KC, IFN-γ, IL-1α, IL-1β, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-10, IL-12(p70), IL-13, IL-17A, IL-18, M-CSF, MCP-1, MIP-1α, MIP-3α, RANTES, TNF-α, VEGF
Rat MSD Proinflammatory LX-K15059D-1  IFN-γ, IL-1β, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13, KC/GRO, TNF-α


流式分析: 在脓毒血症的发生和发展的过程中存在免疫抑制、免疫细胞的的功能障碍以及淋巴细胞等的凋亡。研究者可以通过流式细胞术对机体的细胞进行分析。


肺炎诱发脓毒血症的脓毒症患者的Treg / Th17,Th1 / Th2和M1 / M2细胞比率。

 

上一篇
肺癌及其免疫微环境
  • 微信咨询
    请给“多因子实验服务专家”
    公众号留言吧!我们客服当前在线哦~