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血浆素驱动烧伤诱发的全身性炎症反应综合征 惠好安康烧伤康复
来源: | 作者:成都惠好安康烧伤康复 | 发布时间: 2026-02-25 | 4 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

布里安·H·Y·吉布森 1科尔比·C·沃伦曼 2,3斯蒂芬妮·N·摩尔-洛特里奇 3,4帕特里克·R·凯勒 2,J·布莱尔·萨米特 5,6阿列克谢·R·雷文科 7马修·J·弗利克 8,9蒂莫西·S·布莱克韦尔 10,11乔纳森·G·舍内克 1,3,4,12,13 药理学系;

2医学院;
3范德堡大学医学中心骨科外科;
4范德堡大学骨骼生物学中心;
5范德堡大学医学中心整形外科系;以及
6范德堡大学医疗中心烧伤中心,范德堡大学,田纳西州纳什维尔,美国。
7IONIS Pharmaceuticals 肺与肿瘤药物发现,美国加利福尼亚州卡尔斯巴德。
8美国北卡罗来纳大学教堂山分校病理学系,教堂山,北卡罗来纳州。
9美国北卡罗来纳州教堂山北卡罗来纳大学血液研究中心。
10美国田纳西州纳什维尔范德堡大学癌症生物学系。
11肺部与重症监护部;
12病理学、微生物学与免疫学系;以及

13美国田纳西州纳什维尔范德堡大学医学中心儿科。

摘要

严重伤害,如烧伤,会引发系统性炎症反应综合征(SIRS),从而对所有器官造成病理。同时,严重损伤还会激活纤维蛋白酶蛋白酶质素。虽然在严重损伤中等离子体激活的主要不良结果是止血受损,但血浆素也具有促炎特性。我们假设,在严重损伤后,早期激活的等离子素会驱动SIRS。在无出血风险的烧伤患者中,测量了血浆蛋白活化,并与损伤严重程度、凝血功能障碍、凝血功能障碍及结局进行前瞻性相关。患者早期显著激活了与烧伤严重程度、细胞因子、凝血功能障碍和死亡相关的血浆素激活。伴随的烧伤伴随远程肌肉损伤被用于小鼠研究细胞因子风暴中的血浆素作用,以及烧伤远处受伤组织中的炎症级联反应。对血浆素的遗传和药理抑制减少了烧伤诱导的细胞因子风暴和受损组织中的炎症信号。这些发现表明:(a) 严重损伤诱导的血浆素活化是SIRS驱动的细胞因子风暴和SIRS激活炎症级联反应在远离诱发损伤组织中的关键病理成分;(b) 靶向抑制血浆蛋白激活可能有效限制出血和损伤性组织炎症。

关键词:炎症

关键词:细胞因子、NF-kappaB、Plasmin

简介

急性期反应(APR)是身体通过生理过程来存活并解决组织损伤。在非重度损伤后,APR包括最初协同激活凝血和炎症,以控制损伤并防止受伤部位感染。一旦实现充分的遏制,修复机制被激活以移除受损组织并促进再生以恢复组织功能(1)。严重伤害会引发疯狂的APR,对远端器官系统造成全球病理性影响。因此,严重伤害是导致严重不良结局导致发病和死亡率的主要来源(2)。病理性严重损伤引起的APR的典型特征是炎症和凝血失调(3, 4)。这种炎症病理被称为系统性炎症反应综合征(SIRS),以“细胞因子风暴”为突出(5)。凝血功能障碍被称为创伤诱发凝血障碍(TIC),包括同时出现的矛盾性出血和血栓性表型(6, 7)。SIRS和TIC共同导致一种“免疫凝血病”,影响血管和周围组织,增加多器官功能障碍综合征的风险(MODS;参考文献)。4、8、9)以及康复期后期组织修复的阻碍(10–12)。关于在严重损伤诱导的APR中启动这种有害免疫凝固病的分子机制,存在关键的知识空白。

在非重度损伤APR中,蛋白酶等离子素在损伤部位局部激活,在受伤后数天内被激活,去除纤维蛋白(纤溶)及其他基质,激活生长因子,这些因子共同刺激组织再生(1)。虽然血浆素的传统作用是血管内和血管外纤维蛋白溶解,但血浆素还通过多种机制调节炎症,包括细胞信号传导、基质清除以及细胞因子和其他蛋白酶的激活(13–16)。在严重损伤后不良APR的背景下,过量、早期、系统性激活的血浆素已被证明会延续致命的临床结局。严重损伤后全身性病理性血浆激活最显著的不良结果是因血栓不当退化导致失血(高纤溶;参考文献)。17,18)。 针对抗纤溶药物使用的临床试验已明确表明,及时预防血浆素激活能减少失血、输血和死亡(19, 20)。此外,这些研究还显示炎症标志物的减少,但尚不清楚抗纤溶药的抗炎效果是否次要于出血减少(21)。这些数据表明,严重损伤后血浆素激活具有情境依赖性贡献,严重损伤时炎症加重,轻度损伤后则能缓解炎症。在癌症、关节炎和感染等疾病状态下,血浆素已被确认为炎症的病理诱发因子(22–24),但其在严重损伤诱发的SIRS(包括细胞因子风暴和受伤组织炎症通路激活)中的作用尚不明确。

本研究探讨了血浆素在病理性APR中异常炎症成分中的作用,评估其对细胞因子风暴和组织特异性炎症信号的影响。我们假设严重损伤引起的过量血浆素活性是SIRS的关键分子驱动因素。研究损伤诱发的血浆素活性与炎症关系的一个主要障碍是高纤溶引起的出血,这种出血常常致命,并可能引发继发炎症反应。严重损伤后,死亡可呈三模式分布:立即死亡、早期因出血、晚期因SIRS相关MODS或感染(25, 26)。在许多严重损伤的临床前模型中,早期死亡阻碍了对后续死亡原因的研究。为避免出血作为混杂变量和严重损伤后早期死亡的重要原因,我们研究了在严重烧伤中临床和临床前模型中,SIRS发生且无致命失血风险的等离子体激活。

选举结果

临床队列描述。

作为一项前瞻性研究的一部分,31名部分及全层皮肤烧伤患者(TBSA)患者在知情同意(见表1)后纳入采血组(见表1)。闪烧是最常见的损伤机制(77%,31人中的24人),其中42%(31人中有13人)患者同时经历吸入性损伤(见表2)。发生烧伤的患者入院时,经修正Baux的中位数评分为79(范围9–119),住院死亡率为19%(31人中有6人;表2)。住院期间,71%的患者(31人中有22人)需要手术治疗烧伤。住院第一周内,87%(31人中的27人)烧伤患者根据序列器官衰竭评估(SOFA)评分系统出现器官功能障碍标志(27人),42%(31人中有13人)出现多器官功能障碍,SOFA评分定义为6≥(见表2)。

表1。受试者人口统计。

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表2。烧伤特征与结果。

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烧伤诱发的SIRS和凝血功能障碍。

严重烧伤是独特的损伤,会引发SIRS和凝血功能障碍,且手术前没有显著出血风险(28, 29)。在该队列中,87%的患者(31人中有27人)在烧伤后72小时内发展为SIRS,基于临床标准,包括心率和呼吸频率、体温及白细胞计数的剧烈变化(参考文献30及表2)。除临床标准外,我们分析的烧伤患者还表现出SIRS的其他适应症,包括血浆中炎症性细胞因子IL-6和IL-1β浓度高(参考文献)。5,31;图1,A和B),与之前烧伤患者的发现一致(32, 33)。另一个与凝血激活和血浆素激活密切相关的全身性炎症特征是补体激活(16, 34, 35)。在我们队列中,烧伤患者入院时表现出高水平的C5a,表明补体激活。住院期间,C5a水平相对于手术干预有所波动,手术介入意味着额外的组织损伤并引入出血风险(见图1C)。有趣的是,可溶性L-选择素——白细胞活化的常见标志物——在住院期间有所下降,但影响不显著(见图1D),与先前创伤患者发现一致(36)。

图1。烧伤患者的凝血功能障碍(SIRS)和凝血功能障碍。

图1

(AD) 烧伤患者表现出炎症标志,包括(AB)住院时炎症细胞因子(IL-6、IL-1β)和(C)补体激活标志物(C5a)显著升高,以及(D)住院期间白细胞激活标志物可溶性L-选择蛋白下降。(EH)烧伤患者表现出凝血功能障碍的典型特征,包括(E)血小板数量下降伴随高水平的血小板活化标志物,(F)P-选择蛋白,(G)CD40L,以及(H)内皮激活标志物血栓调节蛋白。(*P < 0.05,**P < 0.01,***P < 0.001。与对照组相比。进行了Kruskal-Wallis法,Dunn在多重比较中事后修正;n = 24–31天,因死亡或分泌物,5至7天;控制组为n = 15。方框代表中位数,胡须代表第5至第95百分位。

除了SIRS的变化外,烧伤患者还表现出凝血功能障碍的典型特征,包括血小板数量减少、凝血酶过多生成,以及因损伤严重程度和高容量晶体液体复苏而出现血小板活化标志(29, 37, 38)。入院及手术前,烧伤患者表现出凝血激活的迹象,烧伤后1.5天内血小板计数显著下降,平均血小板计数在烧伤后2天达到最低点,血浆中可溶性P-selectin和CD40L升高,表明血小板活化(图1,E–G).以往研究显示,重度烧伤患者循环中的血栓调节蛋白增加是内皮功能障碍的指标(37),但在这一异质性队列中,我们仅观察到血浆血栓调节蛋白平均有轻微且无统计学显著的增加(见图1H)。

烧伤患者中血浆蛋白激活和纤溶作用,同时降低循环中的纤溶酶原水平。

目前关于烧伤中血浆蛋白活化的数据存在争议,一些研究表明患者在血栓细胞造影(TEG;参考文献39)中通过血栓溶解测量并未表现出血浆过度活化,而其他采用替代性血浆活性测量的研究则显示烧伤后立即存在显著的血浆活化(40).在这项研究中,我们发现烧伤患者表现出显著的血浆素激活激活。所有患者入院时D-二聚体水平显著升高,若未启动手术干预,入院后1至2天内恢复正常(见图2A)。此外,本研究中的烧伤患者在烧伤后12小时内,循环血浆-抗酶素(PAP)水平比正常值高出10至50倍(见图2B)。因此,烧伤确实会引发显著且早期的血浆素激活和纤维蛋白溶解。

图2。烧伤患者的血浆激活与纤溶。

图2

(AB)烧伤患者在烧伤第一天表现出显著的(A)血浆激活和(B)纤维蛋白溶解。(C)烧伤后3天内可溶性uPAR升高。(D) 可溶性内皮p11在入院时升高,且在烧伤后约3天接近基线。(E)住院期间游离uPA水平下降。进行了Kruskal-Wallis,并进行了Dunn的事后更正以进行多次比较。*P < 0.05,**P < 0.01,***P < 0.001。对于ABn = 24–31,时间为0.5、1、3,0天,n = 7–15,时间为5或7天;对于CD,对照组为n = 15。方框代表中位数,胡须代表第5至第95百分位。

此外,此前被认为在创伤后异常蛋白激活中起作用的蛋白质水平——可溶性尿激酶素原(Plg)激活剂(uPA)、uPA受体(suPAR)和可溶性内皮蛋白p11(S100A10)(41,42)——在烧伤后1–3天内显著升高(见图2、C和D)。 然而,在快速等离子体激活后住院期间,游离uPA的检测率有所下降(见图2E)。

所有烧伤患者均出现循环Plg水平下降,严重烧伤患者(>20% TBSA,n=20/31)的Plg下降50%–75%(见图3A)。入院时,循环的Plg水平与受烧伤影响的TBSA百分比呈负相关(R2 = 0.487,P ≤ 0.0001)。 烧伤后最初7天,Plg水平保持在正常水平的40%–60%。除了重新分布外,其他研究表明显著的血浆素活化会导致循环中的Plg水平降低(40)。PAP显著增加(图2B)表明,观察到的Plg下降至少部分源于血浆蛋白活化及随后血液中的清除。虽然Plg减退的临床意义尚不明确,但本研究发现,入院时血浆中的Plg耗尽与住院第一周内器官功能障碍的发生高度相关(R2 = 0.343,P = 0.0013;图3B)。

图3。烧伤患者Plg水平降低与器官衰竭有关。

图3

(A)烧伤患者入院时PLG水平低于正常值,且住院期间保持较低水平。Kruskal-Wallis与Dunn的事后纠正。**P <与对照组相比0.01;n = 24–31(0.5、1、3天),n = 15(5或7天),n = 15(对照组)。方框表示中位数,胡须代表第5–95百分位。(b)入院血浆Plg水平与住院第一周内发生的器官衰竭程度呈负相关(Pearson相关系数,R2 = 0.343,P = 0.0013)。

烧伤诱发SIRS(内脏)中的血浆素。

此前,严重损伤中早期且旺盛的血浆素活性显著性尚不明确。本研究中,早期PAP值与血浆IL-6峰值值呈正相关(R2 = 0.445,P = 0.0018),与手术前最低血小板计数呈负相关(R2 = 0.425,P = 0.0014),分别与炎症和凝血功能指标相关(见图4A)。此外,入院时的PAP值>3000 ng/mL与烧伤后7天内死亡有关(P = 0.0012,HR = 14.73;图4B)。然而,这些相关发现并未确认血浆素在烧伤诱发炎症中的致病作用,可能代表严重APR内因素之间的关联。因此,我们采用小鼠模型,探讨早期血浆素激活与烧伤诱发SIRS之间的机制关系。

图4。早期血浆素激活的幅度与SIRS、凝血功能障碍和住院死亡率的标志有关。


图4

(A)烧伤后12小时内的血浆激活与手术干预前患者血小板最低点(R2 = 0.425,P = 0.0014)和血浆峰值IL-6(R2 = 0.445,P = 0.0018)相关,由皮尔逊相关系数显示。(b)入院时宫颈浓度>3000 ng/mL与7天死亡率显著相关(对数秩检验,P = 0.0012,HR = 14.73)。高风险患者:宫颈涂<3000 ng/mL(n = 18),PAP >3000 ng/mL(n = 6);分别审查受试者(7天时存活的患者)(n = 17和2)。n = 烧伤后12小时内入院的24名患者。

烧伤诱发SIRS的小鼠模型。

为了研究等离子素在烧伤诱发SIRS中的机制作用,我们采用了已知存在SIRS的成熟小鼠严重烧伤模型(43)。虽然SIRS通常通过循环标志物和基本生命体征来测量,但严重损伤引发的炎症是全身性的,影响远处器官和其他受伤组织。许多严重烧伤不仅仅发生在皮肤伤口,还伴随着肌肉、骨骼和神经的同时受伤(44)。因此,我们采用了一个经过验证的烧伤伴随肌肉损伤的模型,且发生在烧伤部位之外(45)。为诱发非严重的APR,通过心氧注射给出孤立的小腿肌肉损伤。相比之下,为诱发严重APR,则在同样孤立的小腿肌肉损伤下,进行了30% TBSA背侧烧伤(见图5A)。在细胞因子面板上,我们观察到IL-6测量中肌肉损伤单独与肌肉损伤烧伤之间的血浆差异最大(补充图1;补充材料可随本文在线获取;https://doi.org/10.1172/jci.insight.154439DS1),且这种等离子体差异已被证明是SIRS和MODS的准确预测因子(5, 31, 46)。因此,为了测量血液中SIRS的系统性标志物,我们量化了血浆IL-6和中性粒细胞/淋巴细胞比值(NLR),作为炎症和先天免疫反应的标志物。与更严重的APR相符,烧伤小鼠在受伤后6小时内达到峰值,24–48小时内缓解,较仅受肌肉损伤的小鼠显著增加(见图5、B和C)。

图5。小鼠烧伤多发性创伤模型引发全身性炎症反应,影响循环和组织的炎症标志物。

图5

(A)30%TBSA背侧烧伤伴双侧小腿肌肉损伤的小鼠模型。(BC)烧伤后6至12小时内,血浆IL-6和中性粒细胞与淋巴细胞比显著增加,较单独肌肉损伤显著增加,但两项指标均未显著增加。(DE)孤立小腿肌肉损伤中NF-κB信号在受伤后1至3天增加,缓解时间为7天。n = 5/组。方框表示中位数,胡须代表第5至第95百分位;在每个时间点进行多次Mann-Whitney U检验,并采用Holms-Sidak校正进行多重比较。*P < 0.05,***P < 0.001,与单独肌肉损伤相比。距离肌肉损伤部位较远的背侧烧伤会增加并增强受伤肌肉中的NF-κB信号传导。重复测量的方差分析(ANOVA)为 [P < 0.01,***P < 0.001,与单独肌肉损伤相比。n = 7 只小鼠/组;点代表平均 ± SD,置信区间为95%。

烧伤损伤增强并延长了距离烧伤部位较远的受伤部位的NF-κB信号传递。

为测量烧伤对远离烧伤部位损伤部位组织特异性炎症的影响,我们采用了燃烧模型,同时发生了解剖学上远离的双侧肌肉损伤(如上所述),在表达NF-κB诱导荧光素酶报告的小鼠中(47)。转录因子NF-κB是许多收敛细胞炎症通路的中心介质,在受伤后立即在肌肉内激活,并在受伤后5天内消解(见图5、D和E)。背侧烧伤的加入不仅增强了受伤肌肉中的NF-κB活性,还使损伤后延长至14天(见图5、D和E),表明烧伤会引发系统性变化,改变远处受伤部位的局部炎症信号。由于烧伤组织在损伤后几乎立即发生坏死,因此该模型中伤口的生物发光未能显著检测到NF-κB活性(补充图2)。

抑制早期血浆素活化可减少烧伤诱发的全身性炎症。

为了确定血浆素在烧伤诱发的全身性炎症中的作用,我们利用药物和遗传学工具在小鼠烧伤后控血浆素活性。仅在孤立肌肉损伤(即非重度年齿病)后检测到低剂量宫颈搏动、血浆IL-6和NLR。然而,当肌肉在烧伤(严重APR)中同时受伤时,小鼠血浆在受伤后2小时观察到显著的血浆激活(通过PAP测量),并在受伤后6小时内消退(见图6A),这与烧伤患者的临床观察结果一致(见图2B),尽管时间不同。

(A)血浆素活性在损伤后2小时内达到峰值,并在烧伤后24小时内保持略高。(B)PAI-1i + tPA在提升血浆活化方面有效,而Plg+/–小鼠和用TXA处理的WT小鼠则降低了血浆蛋白活化。作为PAP复合物的一部分,α2AP ASO导致PAP值低于检测极限。ND,未检测到。(CD)增强血浆素活性的治疗(PAI-1i + tPA或α2AP ASO)未改变烧伤后血液中的炎症标志物,而接受TXA治疗的Plg+/–小鼠或WT小鼠表现出炎症循环标志物(IL-6和中性粒细胞/淋巴细胞比值[NLR])降低。Kruskal-Wallis,邓恩事后更正。*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001.n = 4–5/组。方框代表中位数,胡须代表第5至第95百分位。

为评估血浆素活性在烧伤诱发全身炎症中的作用,我们在白热病动物中进行烧伤损伤前增强了血浆素活性或活化。该治疗通过在损伤时联合注射抑制剂(PAI-1)与组织纤溶酶原激活剂(tPA)或针对血浆素主要抑制剂α2-抗蛋白酶抑制剂(α2AP)的经验证反义寡核苷酸(ASO)治疗(48)实现的。在接受α2AP ASO治疗的小鼠中未检测到PAP,符合预期。然而,在使用PAI-1抑制剂与tPA联合处理的小鼠中,观察到PAP有所增加(见图6B)。无论增强血浆活性的药物机制如何,损伤后6小时IL-6或NLR水平均未显著变化(见图6、C和D)。为减少损伤后早期的血浆素激活,对50% Plg缺乏(Plg+/–)或WT小鼠进行烧伤,并立即接受临床抗纤维蛋白溶解剂氨甲环酸(TXA)治疗。在发生遗传或药物性血浆素或Plg减少的小鼠中,烧伤后2小时PAP显著下降(见图6B)。此外,损伤后6小时的IL-6和NLR血浆水平显著降低了多达50%,相比未治疗的烧伤(见图6、C和D)。24小时时组间无显著差异(补充图3)。在仅受肌肉损伤的动物中,这些组之间也未观察到差异(未显示)。综合这些数据表明,等离子素活性会加重严重烧伤后的全身性炎症,但其在烧伤诱发炎症中的作用主要取决于损伤的大小,而非等离子素活性的程度。

抑制血浆素会降低烧伤后局部肌肉损伤中NF-κB信号的强度。

为了确定血浆蛋白是否在烧伤部位的组织炎症中发挥作用,表达NF-κB诱导荧光素酶-GFP报告基因(NGL)的小鼠接受了仅有肌肉损伤或烧伤肌肉损伤的小鼠挑战,并用α2AP ASO、TXA或经验证的纤溶酶原ASO(Plg ASO)治疗,以暂时敲低Plg表达(48)。α2AP ASO增强的血浆素活性并未改变受伤肌肉中NF-κB活性的幅度(见图7A)。虽然使用TXA或Plg ASO治疗的烧伤动物仍表现出受伤肌肉中NF-κB活性的增强,但两种早期等离子素抑制方法均显著降低了肌肉NF-κB活性的强度(见图7、B和C)。这些数据表明,烧伤后血浆活性也会加剧烧伤部位远离烧伤部位的局部炎症,但该效应无法通过药理学增强该模型中的血浆素活性进一步加剧。

图7。烧伤后抑制早期血浆蛋白激活可减少受伤肌肉中的NF-κB信号。

图7

(A)α2AP ASO增强的血浆素活性对肌肉NF-κB活性无显著影响。(BC)通过(B)Plg ASO或(C)TXA抑制血浆素活性,减少烧伤后受伤肌肉的NF-κB信号传导。仅有肌肉损伤组间未观察到差异(未显示)。重复测量方差分析。*P 0.05< **P < 0.01。n = 5/组;数据点代表平均±标准差,置信区间为95%。

讨论

以往研究表明,烧伤除极端凝血功能障碍外,不会引发显著的血浆活化(39)。然而,我们基于体内血浆激活和纤溶的标志,证明了烧伤诱导的等离子体激活和纤维蛋白溶解显著。此前,严重损伤诱导的血浆活化在无出血情况下的临床意义尚不明确。本研究观察到免疫凝血障碍标志物与烧伤后血浆素激活之间的临床关联。为了具体研究烧伤诱发的等离子体活动与炎症之间的因果关系,我们实施了一个包含严重烧伤伴随远程肌肉损伤的小鼠多发性创伤模型。本研究结果表明,SIRS通过循环细胞因子和远端组织炎症信号测量,发生在烧伤后,而这种炎症反应的强度部分由血浆介导;他们还认为,在烧伤后药物上阻断早期血浆素活性可以减弱SIRS——这是受伤患者血栓和MODS的关键驱动因子。

烧伤诱发的SIRS已被证明会影响其他组织,严重烧伤引发炎症对组织健康的影响已通过烧伤诱发的骨质疏松和肌肉萎缩现象得到广泛证明(49–51)。虽然我们利用一种远程肌肉损伤来研究烧伤的系统反应如何影响远处组织的炎症信号,但组织炎症在烧伤后常在许多其他器官中被观察到,导致了MODS(8, 52)。严重受伤的患者常伴有多发性创伤。这些组合性伤害,如爆炸伤害,在军人群体以及机动车事故受害者中常见(44, 53)。此外,大多数严重烧伤患者会接受早期手术干预,包括切除和移植,这会带来进一步的组织损伤(54)。因此,严重的损伤诱发炎症是减少其对周围健康或受伤组织病理影响的关键目标。未来研究需确定血浆素对烧伤后组织炎症的影响是由于循环炎症介质的系统性变化,还是血浆素特异于损伤部位增强炎症信号。

血浆素通过多种机制对炎症信号传递有广泛影响,并与巨噬细胞、中性粒细胞和流域蛋白表面的多种受体相互作用,调控细胞迁移、吞噬作用、新生病和炎症信号传导(15, 55)。在早期APR之后,等离子素已被证明通过去除纤维蛋白、诱导中性粒细胞凋亡以及将受损组织中的巨噬细胞重新编程为抗炎表型来解决炎症(1,55–57)。另外,血浆素也被证明通过基质金属蛋白酶(MMP)激活(22, 58, 59)、补体激活和缓激肽通路(16, 35)、巨噬细胞趋化因子释放和TH17细胞激活(60)、蛋白酶激活受体(PAR)信号传导(15, 61)来激活炎症以及NF-κB介导的细胞因子活化,以及中性粒细胞和巨噬细胞中趋化因子的生成(24, 58, 62–65),且以时间和浓度依赖性的方式进行。Plasmin还可以通过纤溶作用起促炎作用;纤维蛋白降解产物已被证明能增加单核细胞炎症性细胞因子的释放(62, 66)。研究表明,这些通路在严重损伤部位会被急性激活,虽然在组织修复过程中有益,但它们可能在早期严重APR阶段加剧炎症,从而引发SIRS。严重损伤的研究显示,抑制血浆素以减少出血具有非靶点效应,即减少炎症(21),我们也证明,独立于出血,严重损伤后早期抑制血浆素能降低SIRS标志物。

本研究旨在揭示Plg激活和纤维蛋白溶解在创伤中的复杂性,并阐明创伤患者间观察到的纤溶表型差异的基础(67, 68)。我们的研究强调了一个关键观察,即烧伤患者血浆中获得低质素生成状态,但这里一个重大未解之谜是Plg的命运。可检测Plg的丧失可能既是由于再分布,也可能是活化介导的消耗所致。这些可能性都可能与烧伤凝固区内沉积的大量纤维蛋白有关。受损组织环境,包括纤维蛋白,在血管内外空间中都呈现出多个Plg结合位点,这些位点为将血浆激活定位到凝血或组织损伤部位提供了进化优势。然而,在多发性创伤中,这可能导致循环中的Plg优先结合较大的组织损伤区域,而需要血浆修复的较小损伤,如肌肉,可能暂时缺乏血浆。此外,损伤引起的血液低原原血症可能影响某些诊断性血液纤维蛋白溶解电位的检测,并可能错误地提示低纤溶状态,尽管体内的血浆激活标志物和D-二聚体指示不同。目前,这种Plg重分布的临床意义尚不明确,但本研究中,通过抽血可回收的循环Plg流失也与烧伤患者住院第一周内器官衰竭程度相关,这可能反映了组织损伤的严重程度。

烧伤中,由于入液时间,血浆素激活可能被遗漏。烧伤后后期样品中PAP水平仅略有升高,无论烧伤严重程度如何,表明血浆蛋白活化是一种快速且短暂的现象,可能难以通过TEG等测量方法检测。由于烧伤代表了较大面积的组织损伤,出血风险极低,与穿透性创伤不同,病理性血浆激活可能发生在更局部,而没有通过全身性释放Plg激活剂进入血液,从而通过TEG测量导致显著的血栓溶解。尽管TEG在临床上有助于预测出血并指导某些损伤和疾病的复苏(39, 69, 70),但为了在不同严重损伤类型中检测血浆活化而不增加出血风险,但除了TEG外,可能还需要其他血浆蛋白激活标志物,如D-二聚体或PAP。

虽然本研究旨在提供全面的转化研究,但仍存在局限性。分析的人类烧伤患者烧伤严重程度各异,以衡量对伤害的异质反应;然而,其中一些患者有轻微的继发损伤,以及不同的手术干预以及烧伤,这可能增加了队列的变异性。另外,虽然小鼠烧伤-多重创伤模型是一致的,但其严重程度不及某些人类烧伤,因此也未引发那么严重的系统性反应或死亡。未来需要研究评估针对性质素酶减少更大动物模型中炎症和器官功能障碍的益处,这些模型损伤更严重。此外,未来可能使用具有相当严重程度的更大型动物模型来研究APR的时间点,并将这些发现外推至人类创伤患者,以克服入院时间的变异性。理想情况下,未来严重损伤的临床和临床前研究应纳入带有APR早期标志物(如IL-6、血浆活化和Plg水平)的标准临床实验室检测,以评估APR的强度和时机,即使无出血,也用于指导适当的复苏和手术干预,并预测不良结局的风险。

损伤引起的炎症反应是一个关键且复杂的事件序列,基于一系列研究,血浆素似乎在损伤后炎症中扮演矛盾角色,具体取决于时间和位置(56, 58)。创伤中的人体研究显示TXA对患者结局具有时间依赖性的影响:早期使用抗纤溶药可减少失血和炎症,但晚用则增加出血和/或血栓风险(19, 71, 72)。虽然血浆素已被证明会加重感染和损伤的初期炎症,但相反,它在解决炎症反应中同样重要(24, 73),使得血浆素对后续恢复和所有组织修复至关重要(1, 74–76)。在这项研究中,早期抑制血浆素活性能降低炎症标志物,但在康复早期增强血浆素活性并未增加炎症标志物,这表明该模型中血浆素活性可能最大化,或者血浆素的促炎效应可能取决于损伤的程度。或者,在严重损伤后期增强等离子素活性可能促进修复,而后期抑制血浆素可能对组织修复产生病理性影响;不过,这还需要进一步研究。总体而言,我们的研究强调,创伤后抑制血浆素的潜在治疗益处是时间依赖性的,因此需要准确的体内诊断性血浆活性测量,以指导抗纤溶治疗。

创伤相关死亡在不同高峰期出现:立即死亡、早期死亡和晚期死亡(77)。最新研究表明,医学进步大幅减少了晚期死亡,但因出血、脑损伤和早期器官功能障碍导致的受伤第一天内死亡率保持不变(25, 26)。约30%–40%的死亡发生在受伤后数小时内,10%–20%的死亡发生在受伤后24小时以后。早期死亡率高峰主要归因于出血和脑损伤,后期死亡则归因于MODS和感染(26, 77)。在烧伤中,死亡发生得较晚,因为早期出血风险较小;然而,大多数烧伤相关死亡在第一周内由SIRS相关的MODS或败血症引起(78,79)。 本研究及其他研究表明,及时抑制血浆素可能降低损伤相关的SIRS,有趣的是,近期外科研究显示抑制血浆素能降低损伤相关的免疫抑制及术后感染风险(80, 81)。未来应在其他损伤模型中研究等离子体在感染预防中的作用。虽然抗纤溶剂常用于降低损伤后数小时内出血相关死亡风险(82),但本研究发现,抗纤溶药可能用于降低因损伤后免疫凝血障碍疾病而在晚期高峰期的死亡风险。

结论。

严重烧伤会引发临床显著的等离子体激活。尽管高纤溶及随后出血是严重损伤后等离子体激活的主要关注点,但血浆素在无出血情况下也参与严重损伤诱发的SIRS。本研究结果表明,在严重损伤后早期通过抗纤溶药物抑制血浆素,可能通过降低SIRS和SIRS相关并发症风险,为严重损伤患者带来进一步的治疗益处。