综述:脓毒症相关急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征中肺与肺外器官的交互作用

【字体: 时间:2025年07月16日 来源:Annals of Intensive Care 5.7

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  这篇综述深入探讨了脓毒症相关急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征(ALI/ARDS)中肺与肺外器官的复杂交互机制。文章创新性地将ALI/ARDS分为肺源性(PSA)和肺外源性(ESA)两类,系统阐述了微生物群、全身炎症、细胞死亡级联等共性机制,以及器官特异性交互通路。特别关注了细胞外囊泡(EVs)在器官间通讯中的关键作用,并提出了器官芯片、类器官培养和多组学技术等未来研究方向,为开发多靶点治疗策略提供了新思路。

  

脓毒症相关急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征(ALI/ARDS)作为危重症医学领域的重大挑战,其高死亡率与多器官功能障碍密切相关。传统研究多将肺视为孤立器官,而最新证据表明器官间交互在疾病发生发展中扮演关键角色。这篇开创性综述首次系统阐述了肺与肺外器官在脓毒症ALI/ARDS中的双向通讯机制。

全身器官交互机制

在系统性机制层面,炎症-屏障功能障碍-低氧血症轴构成核心病理基础。促炎细胞因子(如TNF-α、IL-6)通过循环扩散,激活远端器官内皮细胞,上调黏附分子(E-选择素、ICAM-1、VCAM-1),促进白细胞浸润。值得注意的是,炎症反应存在器官偏好性——尽管循环炎症因子广泛扩散,但免疫细胞和EVs可通过趋化因子定向聚集,形成局部炎症梯度。这解释了为何肺在脓毒症中最易受损。

肺和肠道微生物组的交互形成自强化循环。在肺外源性脓毒症(ESA)中,肠道血管屏障破坏使病原体经血行播散至肺;而肺泡内皮损伤又促进毒素渗透。微生物代谢产物如脂多糖(LPS)和短链脂肪酸(SCFAs)独立于微生物迁移发挥作用——肺源LPS可激活小胶质细胞发挥神经保护,而肠道菌群产生的丁酸钠通过增加调节性T细胞(Tregs)减轻炎症。

细胞死亡级联是另一重要机制。肺泡巨噬细胞坏死性凋亡可诱导未受影响的同类细胞死亡,形成多米诺效应。最新研究发现,焦亡巨噬细胞通过EVs转移gasdermin孔道和线粒体内容物,触发中性粒细胞死亡和中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)形成。这种死亡信号传导甚至能跨越血脑屏障,导致长期神经炎症。

肺源性脓毒症的器官交互

当脓毒症源自肺部感染(PSA)时,病原体可直接侵袭心肌形成微损伤灶,血小板依赖机制导致急性肾损伤(AKI)。TRPV1+肺感觉神经元通过激活下丘脑促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)神经元,独立于炎症驱动病态行为。肺炎还通过细胞周期阻滞诱导肠上皮凋亡,而表面活性蛋白SP-A/D和表皮生长因子(EGF)可减轻这种损伤。

肺外源性脓毒症的器官交互

脑损伤通过三种假说影响肺功能:"冲击伤"假说强调颅内高压导致的肺毛细血管破裂;二次打击理论认为脑损伤通过血脑屏障破坏引发全身炎症;三重打击假说纳入肠道菌群失调的放大效应。肾脏通过骨桥蛋白(OPN)-CD44轴破坏肺内皮完整性——AKI上调OPN表达,与肺内皮CD44结合诱发血管渗漏。肝功能障碍则通过解毒功能受损、凝血紊乱和胆汁酸蓄积等多途径加剧肺损伤。

细胞外囊泡的关键作用

EVs作为器官间通讯的特洛伊木马,在脓毒症ALI/ARDS中发挥多重功能:携带LPS激活免疫反应、转移miRNA-155等调控基因表达、暴露磷脂酰丝氨酸促进血栓形成。EVs介导的远程通讯令人惊叹——肝细胞源性EVs可将miR-122-5p递送至肺泡巨噬细胞诱导M1极化,而肠道乳酸菌EVs代谢物能抑制肺上皮IL-8产生。

未来展望

器官芯片和3D类器官技术将突破传统动物模型的局限,而多组学方法有助于解析脓毒症异质性。靶向特定器官交互节点(如OPN-CD44轴、胆碱能抗炎通路)及EVs调控,可能开创多器官保护治疗新时代。值得注意的是,微生物组重塑(如选择性消化道去污、粪菌移植)和屏障功能增强剂(如tertipressin)展现出良好的转化前景。

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