严重炎症反应时,中性粒细胞作为机体的第一道防线发挥了重要的防御功能,中性粒细胞被激活后可发挥趋化作用,吞噬作用,细胞内杀伤作用,胞外诱捕杀菌以及调节适应性免疫的作用。然而在严重炎症反应时中性粒细胞抗微生物能力降低并出现中性粒细胞介导的免疫抑制。
荷兰乌得勒支大学医学中心的 Leliefeld 等对中性粒细胞功能及严重炎症反应时,中性粒细胞导致免疫功能障碍的机制做了以下综述,文章发表在 2016 年的 Critical Care 杂志。
正常机体中性粒细胞的抗微生物功能包括:
1. 趋化作用:微生物入侵人体后会释放趋化因子,在趋化因子作用下中性粒细胞会向趋化因子方向发生移动现象。这是中性粒细胞发挥抗微生物功能的第一步,趋化作用受损后会增加感染的易感性。在严重炎症反应及脓毒症患者中中性粒细胞的趋化能力受损。
2. 细胞内杀伤作用:中性粒细胞一旦发现并识别入侵病原后,就在吞噬小体内发生吞噬作用。中性粒细胞通过氧依赖(活性氧族的作用)和非依赖氧(细胞内脱颗粒)两种方式杀伤入侵病原。在炎症的不同时期,中性粒细胞可以发生两种不同杀伤机制的转换。严重感染时活性氧族的过度产生破坏了血管内皮细胞屏障的完整性,而引起血管渗漏,进一步导致器官功能损伤。
3. 中性粒细胞胞外杀菌网(NETs):NETs 是由中性粒细胞核内 DNA 释放到胞外空间形成的。NETs 通过局部提供高浓度的抗菌蛋白消灭多种病原体以阻止病原微生物在机体内扩散。
中性粒细胞在急性严重炎症反应中不可控地释放抗微生物物质,在执行抗微生物防御功能的同时也破坏了随后的机体免疫功能,并进一步引发免疫瘫痪。
其机制如下:1. 通过自分泌及旁分泌的酶类物质可以裂解并下调中性粒细胞表面的表面受体及补体受体,从而减弱中性粒细胞的趋化作用、脱颗粒作用、调理作用及识别作用,进而降低中性粒细胞的抗微生物功能。
2. 在非吸收炎症或继发于无菌性炎症反应的微生物二次打击后,损伤相关的分子模式可以干扰微生物相关分子模式对中性粒细胞的激活。
3. 中性粒细胞表面表达的受体不同决定着中性粒细胞是否会从骨髓中流向外周血中。在炎症因子的刺激下,表面受体的表达失衡会引起大量未成熟且功能不佳的中性粒细胞族向外周释放。
4. 严重炎症时中性粒细胞可以表达引起 T 细胞凋亡的表面蛋白而抑制适应性免疫反应,当中性粒细胞迁移至淋巴结后还可抑制体液免疫。
总之,中性粒细胞在严重炎症时通过降低抗菌作用或直接抑制适应性免疫反应而引起免疫瘫痪,进而造成器官功能障碍。如何保持中性粒细胞合适的抗菌作用解除中性粒细胞的免疫抑制是抗感染治疗方向。