抗菌药诱导内毒素释放作用论文

摘要:一些实验研究及临床资料证明,有些抗菌药尤其是 β-内酰胺类抗生素在治疗革兰 氏阴性菌感染时,有诱导大量内毒素释放的副作用,在临床上可能引起或加重内毒素血症。 不同类型抗菌药诱导内毒素释放的程度与其对不同类型青霉素结合蛋白(PBP)PBP)的亲和性有 关,抗菌药与 PBP3 或 PBP2 结合所造成的内毒素释放的量较高。因此在抗菌药的研究设计 中,除了要考虑其杀菌效力外,还应考虑可能诱导内毒素释放的问题。在败血症治疗中也应 采取合理的治疗方案,以防止或减轻内毒素血症的发生。 关键词:抗菌药内毒素青霉素结合蛋白 内毒素是革兰氏阴性菌细胞壁外膜中的脂多糖成分,具有广泛的生物活性。内毒素对机 体造成双重影响:少量内毒素刺激机体时,能增强特异性及非特异性免疫力,诱导产生干扰素 等;而大量内毒素进入机体循环时,可造成广泛而强烈的病理反应,如弥漫性血管内凝血、多 器官功能衰竭及休克等。内毒素在革兰氏阴性杆菌引起的感染性休克中起着关键作用[1－ 3]。对于革兰氏阴性菌败血症病人,有些广谱抗菌药能有效地控制菌血症,但是临床资料证 明病人的死亡率仍然很高,其原因可能与抗菌药诱导细菌释放内毒素有关[4,5]。由于在抗 菌药治疗的过程中,随着细菌的裂解,内毒素从细菌的细胞壁外膜释放后进入血液循环,因而 可能加重内毒素血症,从而促进一系列的炎症反应,造成机体严重而广泛的病理损伤。 1 抗菌药诱导的内毒素释放 在体外细菌培养系统中,已发现多种抗菌药如 β-内酰胺类[6~8]、氨基糖苷类[9]、氟 喹诺酮类药物[10]等均能引起不同程度的内毒素释放,其中 β-内酰胺类抗生素(PBP)如氨苄西林, 头孢噻肟,头孢他啶,氨曲南等)能诱导多种细菌包括野生菌和突变菌(PBP)如大肠埃希氏菌,铜绿 假单胞菌[6~8],肺炎克雷伯氏菌[11],流感嗜血菌[12]等)释放大量的内毒素,在这些抗菌药 处理的细菌培养上清液中能检测到内毒素含量比无抗菌药处理者高几倍甚至几十倍。β-内 酰胺类抗生素诱导的内毒素释放常常与其造成的细菌溶解伴随发生,并与细菌溶解程度有一 定关系。内毒素-细胞因子级联反应所造成的全身炎症过程是发生内毒素休克的重要环节。 抗菌药作用于细菌后,由于细菌裂解及伴随的内毒素释放到培养上清液中,其上清液可刺激 巨噬细胞及血管内皮细胞等产生大量的肿瘤坏死因子(PBP)TNF))和白细胞介素-6(PBP)IL-6) [13~15],这些炎性因子的大量产生可促进内毒素休克的发生。 有些动物体内实验可观察到与体外实验一致的结果。给大肠埃希氏菌性腹膜炎家兔注 射庆大霉素后,动物血液中细菌数量急剧减少,但血浆中内毒素含量较未治疗者明显增高 [9]。用氨苄西林治疗幼年大鼠流感嗜血菌性腹膜炎,造成较多的内毒素释放入血液循环 [12]。烧伤后感染肺炎克雷伯氏菌的败血症小鼠,经头孢他啶、氨曲南、亚胺培南治疗后, 小鼠血液中内毒素含量明显增高,同时内毒素激活巨噬细胞产生大量的 IL-6[16]。大肠埃希 氏菌性脑膜炎家兔,经美罗培南和头孢噻肟治疗后,在脑脊液中可检测到高含量的内毒素,同 时脑脊液中 TNF) 浓度也增高[17]。不同类型的抗菌药所诱导的内毒素释放水平有所不同, 如拉氧头孢对菌血症的清除作用与庆大霉素相似,但其诱导内毒素释放的量比庆大霉素高 20 倍[18]。用 D-半乳糖胺处理小鼠后,再造成大肠埃希氏菌性腹膜炎模型,发现用头孢他啶 治疗比用亚胺培南治疗引起更多的小鼠死亡,推测头孢他啶诱导更多的内毒素释放[19]。 虽然动物体内的研究结果不能外推到人,但这些研究证据提示了抗菌药促进内毒素释放, 加重内毒素血症的可能性。有些革兰氏阴性菌败血症患者在接受抗菌药治疗后,尽管血液中 细菌数减少或消失,但大部分病人呈现血浆中游离及总内毒素含量增高(PBP)游离内毒素含量升 高 2~50 倍)[5,20]。流感嗜血菌感染的脑膜炎患儿,在接受头孢他啶治疗后,所有患儿脑脊 液中游 离内毒素含量均增高,同时脑脊液中乳酸盐及乳酸脱氢酶增高及葡萄糖下降,提示内毒 素增高导致炎症加重[21]。用抗菌药治疗泌尿系感染后,尿液培养显示细菌数下降,但尿中 内毒素含量却明显增高。内毒素释放的程度与所用的抗菌药种类有关,其中 β-内酰胺类抗生 素所造成的内毒素增高更为明显[22]。这些临床资料表明,革兰氏阴性菌败血症患者经有些 抗菌药治疗后,病人的菌血症减轻,但内毒素血症改善不明显或反而加重,这可能是病人高死 亡率的原因之一。 2 青霉素结合蛋白与抗菌药诱导的内毒素释放 青霉素结合蛋白(PBP)PBP)是存在于革兰氏阴性杆菌细胞浆膜外周间隙中的一类酶蛋白质。 有些抗菌药如 β-内酰胺类抗生素的抑菌作用机制就在于与 PBP 结合,使其活性受到抑制,从 而引起细胞壁肽聚糖的合成受阻及细菌内溶解酶的激活,因而造成菌体裂解和死亡。但与此 同时,细胞壁外膜上的内毒素可能被释放出来[23,24]。不同类型的抗菌药诱导内毒素释放 的能力与其对不同 PBP 的亲和力有关。抗菌药与 PBP1 结合可造成细菌快速溶解;而抑制 PBP2 则使杆菌生长成球形体;抑制 PBP3 则使细菌生长成长丝状。 主要结合于 PBP2 和 PBP1 的抗菌药(PBP)如亚胺培南)作用于革兰氏阴性杆菌后,能很快引 起内毒素释放(PBP)与细菌作用后 1－2h););而主要结合于 PBP3 的抗菌药(PBP)如头孢噻肟,头孢他啶, 氨曲南等)诱导内毒素的释放较晚(PBP)作用后 4h); 左右)[7]。实验证明 PBP3 抑制剂比 PBP2 抑 制剂所造成的内毒素释放量要高得多[6],这是由于与 PBP3 结合抑制了细菌隔膜的形成,从 而使细菌生长成长丝状,因此细菌的质量变大及内毒素的合成不断增高[8]。一般来说,每种 β-内酰胺类抗生素不仅仅作用于一种 PBP,与何种 PBP 结合与所用剂量有关。例如,所谓的 PBP3 抑制剂(PBP)如头孢噻肟,头孢他啶)在较低浓度(PBP)≤最低抑菌浓度)时,主要与 PBP3 结合,诱 导细菌长丝形成;而在较高浓度时,则对 PBP1 有较高的亲和力,因而造成细菌快速溶解。主 要作用于 PBP3 的抗菌药在低于最低抑菌浓度时,仍能诱导大量的内毒素释放而不伴有明显 的细菌溶解,此时内毒素的释放产生于长丝形成时非溶解性细胞壁损伤[7]。 3 防止抗菌药诱导的内毒素释放 菌血症和内毒素血症是革兰氏阴性菌败血症的两大致死状态。除了要用强力、高效抗 菌药控制菌血症外,防止治疗过程中的内毒素释放是降低病人死亡率的重要一环。研究表明, 抗菌药引起的细菌裂解与其诱导的内毒素释放有明显的关系,由于释放出的可溶性内毒素的 活性比其固着于菌体时的活性要高得多,一旦大量的内毒素从菌体释放到血液或体液中,将 会产生强烈的毒性反应。有些杀菌性抗菌药(PBP)如 β-内酰胺类抗生素)的杀菌作用就是通过影 响细菌细胞壁的合成,从而造成细胞壁缺陷,随之导致细菌裂解而实现的。因此,对于这些抗 菌药来说,清除菌血症和可能诱导的内毒素血症成为治疗败血症过程中的矛盾。只有将这对 矛盾合理地解决,才能降低病人的死亡率。 内毒素是具有多价阴离子特性的大分子物质,有些阳离子多肽能与之结合,并降低其毒 性[25~27]。近年的研究发现,在传统中药中有着药用历史的鸡蛋清中含有一种多肽——蛋 清溶菌酶,是一种富含阳离子的白质,这种蛋白质与 β-内酰胺类抗生素联合应用于大肠埃希 氏菌、伤寒沙门氏菌等细菌培养时,可明显阻止抗菌药诱导的细菌溶解,并使释放到培养上 清液中的内毒素含量明显降低,且同时对抗菌药的杀菌效力无明显影响。细菌经蛋清溶菌酶 与抗菌药共同作用后,其培养上清液对动物的致炎活性明显减弱,在动物体内诱导的 TNF)α 和 IL-6 生成明显减少。蛋清溶菌酶与抗菌药联合治疗粒细胞减少症合并大肠埃希氏菌 J5 腹膜感染的小鼠,动物存活率较单独用抗菌药治疗时增高[26,27]。这种杀菌与溶菌及内毒 素释放明显分离的作用,对于败血症的治疗有益处。 内毒素的生物活性广泛而强烈,对机体造成严重的损害。由于不同的抗菌药诱导内毒素 释放的量不同,因此在抗菌药的研究设计中除了考虑到杀菌效力外,还应考虑到可能诱导内 毒素释放的问题。对于败血症病人,由于菌血症也是一个致死因素,抗菌药仍然是必不可少 的治疗手段,因此,在治疗中应采取合理的治疗方案以防止或减轻内毒素血症。 摘要：随着医学模式的转变，目前对心理应激的研究也越来越丰富和深入。通过回顾 几年来国内中医药对应激的研究发现，有关心理应激方面的研究起步较晚，虽然系统研究 报道不多，但也取得了一定的进展，显示出较好的科研前景。本文拟就近年来中医药有关 心理应激方面的研究现状进行简要综述。 关键词：中医药心理应激分析 心理应激是机体通过认识、评价而察觉到应激原的威胁时引起的心理、生理机能改变 的过程。 一、心理应激模型的制作 中医心理应激动物模型的制作理论依据主要来源于中医的脏象理论和七情学说。目前 较为成熟的动物模型有“怒伤肝”和“恐伤肾”两种。须惠仁等采用夹尾刺激的方法复制中医肝 郁证大鼠模型，但根据中医发病学原理以及其造模的方法，有学者认为该模型应属于急性 “怒伤肝”大鼠模型。赵晓林等以束缚制动作为应激源制作“怒伤肝”模型，形成慢性激怒应激 反应，此种模型从制作的方法来看，比较符合中医情志致病的特点，具有较好的代表性。 此外，岳文浩等采用电刺激猫“怒吼中枢”(PBP)groaningcenter,GC))和破坏大鼠双侧膈区 的方法复制中医“怒伤肝”模型，也具有一定的研究参考价值。“恐伤肾”的模型目前有 3 种： 第一种为猫吓鼠致恐伤肾模型；第二种为人吓猫致恐伤肾模型；第三种为爆竹吓狗致恐伤 肾模型。以上 3 种方法从制作的思路上来讲，比较符合中医病因学理论，体现了中医理论 的特色，作为研究心理应激的实验动物模型较为合适。 二、心理应激的研究分析 专家认为，中医的七情学说与现代应激理论在认识的方法上有着相通之处，其扼要模 式是一致的(PBP)S-Rs-外界刺激，R-人体心理性的、生物性的多层面的反应)，只是二者所观察 层面倾斜的不同而已。中医学注重主观体验的描述而表达为七情，应激理论多侧重于躯体 反应的生物学微观指标的检测，二者可以相互补充，相互参照。 目前中医有关心理应激的研究多从肝、肾两脏入手。李峰等依据中医理论，结合现代 研究认为在心理方面，中医虽然有“心主神明”之说，但是对于情绪变化，尤其是在调节情 志因素(PBP)心理应激)引起的各种变化时，人体调节应激反应的核心是肝脏，肝脏通过对气机、 血液和情志等的影响，调节人体的应激反应。王朝勋等根据中医理论结合现代生理学研究 认为，中医所说的“怒伤肝”与大脑皮层的兴奋及抑制、植物神经特别是交感神经功能、内 分泌系统功能等多种因素有关。 在有关“恐伤肾”病理机制的研究，沈雁等观察了 3 种不同类型的恐伤肾动物模型后发 现，惊恐对小鼠、猫和狗的睾丸和脑垂体等组织在形态上均有不同程度的损伤。电镜观察 证实，小鼠的睾丸精子成熟过程受阻，脑垂体促性腺激素细胞等均有胞浆内细胞器变性、 坏死，细胞核固缩、核溶、坏死等表现。 由此认为，恐伤肾的病理形态上的改变主要在垂体—性腺轴。王米渠等以猫吓孕鼠造 成恐伤肾模型，分为一、二、三级恐吓组进行恐的情绪遗传的实验研究，并移植在遗传行 为学研究中，计算二便数量作为恐的情绪度的客观表征。同时创立了独立钢管的行为测试 方法，以动物在情绪性的应激紧张状态下站立于钢管顶端的时间作为衡量情绪性的指标。 研究结果表明，在插入猫叫刺激后，一、二、三级恐吓组和非恐吓组的亮盒排便反应均有 显著性差异，尤其是一级恐吓组二便粒次数量明显高于非恐吓造模组，其大便颗粒亦较非 恐吓组小鼠大便颗粒小。在独立钢管试验中，在插入猫叫刺激后，虽然各组独立时间都相 应延长，但一、二、三级恐吓组与其他组比较，在统计学上更具有显著性差异。 此外，王慧等观察了镇静安神类的中药对心理应激反应大鼠心血管和内分泌活动的影 响。研究发现，此类中药可拮抗大鼠在应激状态下的血压升高，降低心肌缺血基础上的心 律失常发生率，缩短心律失常的持续时间，并使血清中的皮质醇和催乳素水平趋于正常。 说明镇静安神类的中药具有抗应激的作用，且与下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴的调节作用 有关。三、展望研究 从现代应激理论入手，结合中医的脏象理论和七情学说，探讨中医证候及脏象的本质 不仅是一条新的科研思路，而且有着极其重要的现实意义。笔者认为在今后的科研工作中 应着重以下几方面的研究。 1、加强理论研究，将中医固有的脏象理论和七情学说同现代应激理论进行有机地结 合，从而寻找出研究的切入点和突破点。如中医理论认为心、肝、脾三脏与七情内伤关系 密切，而“心主神明”、“肝主疏泄”以及“脾主运化”等功能又是如何调节机体的情绪反应的， 其机理如何?物质基础是什么?再者，中医的脏腑虽然是一个系统概念，而心、肝、脾等脏 都涉及到调节情绪反应，那么是否存在着一定的具体形态学上的定位?其间有无差异等等都 有待于深入研究，同时，在此基础上开展中医不同治则复方的治疗机理研究，通过对药物 治疗作用的观察与探讨，不仅有助于进一步反证中医脏象及其病理证候的本质，而且可以 更加深入地揭示中医治法方药的某些作用机理。 2、从心理应激角度，开展七情辨证的研究。中医有关七情辨证目前尚未有统一和规 范的标准。现代应激理论，任何应激反应都有一个过程，应激反应的不同类型、不同阶段 其生理病理也必有差异。结合中医证候的形成及特点，对于应激反应的慢性或反复过程， 是否可以进行中医的辨证，即以不同的心理应激源作为病因，以机体应激状态下所表现的 症状、体征并结合实验室检测和药物治疗效应作为证候形成的主要要素进行辨证，这些研 究对今后中医药防治心因性疾病有着重要的现实意义。 3、以中医病因理论为指导，加强研制符合中医情志致病理论的心理应激动物模型。 鉴于中医固有的七情学说，即将不同的情绪反应归属于不同的脏腑，而在实际动物造模工 作中，要完全制作出符合中医七情分类的动物模型是极其困难的(PBP)不排除采用较高级的实验 动物)。因此，今后的工作中，除了可采用一些比较成熟或获得认可的某种具体情绪反应的 动物模型外(PBP)如“怒伤肝”和“恐伤肾”等)，更为重要的是研制出相对较为纯粹的心理应激反应 的动物模型，即尽可能地排除躯体性应激反应因素的干扰。 摘要：随着医学模式的转变，目前对心理应激的研究也越来越丰富和深入。通过回顾 几年来国内中医药对应激的研究发现，有关心理应激方面的研究起步较晚，虽然系统研究 报道不多，但也取得了一定的进展，显示出较好的科研前景。本文拟就近年来中医药有关 心理应激方面的研究现状进行简要综述。 关键词：中医药心理应激分析 心理应激是机体通过认识、评价而察觉到应激原的威胁时引起的心理、生理机能改变 的过程。 一、心理应激模型的制作 中医心理应激动物模型的制作理论依据主要来源于中医的脏象理论和七情学说。目前 较为成熟的动物模型有“怒伤肝”和“恐伤肾”两种。须惠仁等采用夹尾刺激的方法复制中医肝 郁证大鼠模型，但根据中医发病学原理以及其造模的方法，有学者认为该模型应属于急性 “怒伤肝”大鼠模型。赵晓林等以束缚制动作为应激源制作“怒伤肝”模型，形成慢性激怒应激 反应，此种模型从制作的方法来看，比较符合中医情志致病的特点，具有较好的代表性。 此外，岳文浩等采用电刺激猫“怒吼中枢”(PBP)groaningcenter,GC))和破坏大鼠双侧膈区 的方法复制中医“怒伤肝”模型，也具有一定的研究参考价值。“恐伤肾”的模型目前有 3 种： 第一种为猫吓鼠致恐伤肾模型；第二种为人吓猫致恐伤肾模型；第三种为爆竹吓狗致恐伤 肾模型。以上 3 种方法从制作的思路上来讲，比较符合中医病因学理论，体现了中医理论 的特色，作为研究心理应激的实验动物模型较为合适。 二、心理应激的研究分析 专家认为，中医的七情学说与现代应激理论在认识的方法上有着相通之处，其扼要模 式是一致的(PBP)S-Rs-外界刺激，R-人体心理性的、生物性的多层面的反应)，只是二者所观察 层面倾斜的不同而已。中医学注重主观体验的描述而表达为七情，应激理论多侧重于躯体 反应的生物学微观指标的检测，二者可以相互补充，相互参照。 目前中医有关心理应激的研究多从肝、肾两脏入手。李峰等依据中医理论，结合现代 研究认为在心理方面，中医虽然有“心主神明”之说，但是对于情绪变化，尤其是在调节情 志因素(PBP)心理应激)引起的各种变化时，人体调节应激反应的核心是肝脏，肝脏通过对气机、 血液和情志等的影响，调节人体的应激反应。王朝勋等根据中医理论结合现代生理学研究 认为，中医所说的“怒伤肝”与大脑皮层的兴奋及抑制、植物神经特别是交感神经功能、内 分泌系统功能等多种因素有关。 在有关“恐伤肾”病理机制的研究，沈雁等观察了 3 种不同类型的恐伤肾动物模型后发 现，惊恐对小鼠、猫和狗的睾丸和脑垂体等组织在形态上均有不同程度的损伤。电镜观察 证实，小鼠的睾丸精子成熟过程受阻，脑垂体促性腺激素细胞等均有胞浆内细胞器变性、 坏死，细胞核固缩、核溶、坏死等表现。 由此认为，恐伤肾的病理形态上的改变主要在垂体—性腺轴。王米渠等以猫吓孕鼠造 成恐伤肾模型，分为一、二、三级恐吓组进行恐的情绪遗传的实验研究，并移植在遗传行 为学研究中，计算二便数量作为恐的情绪度的客观表征。同时创立了独立钢管的行为测试 方法，以动物在情绪性的应激紧张状态下站立于钢管顶端的时间作为衡量情绪性的指标。 研究结果表明，在插入猫叫刺激后，一、二、三级恐吓组和非恐吓组的亮盒排便反应均有 显著性差异，尤其是一级恐吓组二便粒次数量明显高于非恐吓造模组，其大便颗粒亦较非 恐吓组小鼠大便颗粒小。在独立钢管试验中，在插入猫叫刺激后，虽然各组独立时间都相 应延长，但一、二、三级恐吓组与其他组比较，在统计学上更具有显著性差异。