尽管SSC指南的推广应用早期广谱抗生素应用和组织灌注和氧输送的集束化治疗措施，脓毒症的病死率仍高达30%^[1]。在美国每年引起约250 000人死亡，在老年人中其病死率高达50%~70%^[2]。脓毒症作为一种复杂的异质性疾病，包括免疫系统、系统炎症反应和凝血系统复杂的相互作用，其严重程度因人而异。病原微生物种类、患者基础疾病、抗菌药物作用等决定了患者的临床表现由SIRS、脓毒症休克、ARDS和MODS各不相同^[2]。截止目前为止，除了支持治疗，尚没有FDA批准的药物能用于人类的脓毒症治疗。

程序性细胞死亡也称凋亡，是免疫系统清除激活细胞维持免疫稳态的方式。凋亡的主要机制为caspase-3酶家族激活和NF-κB能激活促凋亡基因和抗凋亡基因。当过度炎症反应需要NF-κB产生前炎症细胞因子，caspase激活IL-1β，这两者可协同引起适应性免疫细胞凋亡。研究表明，脓毒症动物模型和严重脓毒症个体，均有显著的T细胞、B细胞和树突状细胞的减少，在诊断脓毒症的前24 h内，能观察到显著的淋巴细胞血症，主要是循环中淋巴细胞向感染部位迁移和CD4、CD8在外周血中凋亡^[3]。对死于脓毒症患者的脾脏和淋巴结研究证实了CD4和CD8细胞显著减少。这些结果表明，适应性免疫细胞的凋亡清除增加是机体免疫抑制的重要病理机制。

调节性T细胞(regulatory T cells，Treg)作为一类具有调节功能的成熟的T细胞亚群，在维持免疫耐受和免疫平衡方面发挥着重要作用。依据其发育、特异性及作用机制，分为天然Treg和获得性Treg。天然Treg主要由胸腺发育成熟后进入外周淋巴组织，即CD4+CD25+Treg；获得性Treg是在接受IL-10、TGF-β等活化诱导后产生。研究表明，Treg主要通过释放抑制性细胞因子如IL-10、IL-35发挥免疫抑制作用，还具有细胞毒性，能够扰乱细胞代谢，影响淋巴细胞的发育及功能发挥，诱导细胞凋亡^[4] 。在脓毒症病理过程中，Treg活性持续增高，加剧了免疫无反应状态，主要表现为对抗原刺激无反应性增殖也不分泌细胞因子IL-2，即使在高浓度外源性IL-2存在的条件下，CD4+CD25+Treg增殖程度明显减弱。还可通过FasL/Fas途径诱导细胞凋亡，清除外周激活的CD4+T细胞引起免疫麻痹。此外如调节性树突状细胞、γδT细胞、NK-T细胞主要通过Th2型细胞因子释放引起负向调控作用。

肿瘤坏死因子-α诱导蛋白-8样分子TIPE2是TNF-α诱导蛋白-8家族成员之一。研究发现，LPS刺激巨噬细胞TIPE-2可下调多条信号通路，可能通过抑制AP-1和NF-κB的活化促进细胞凋亡。小剂量LPS诱导脓毒症小鼠模型与正常野生型相比，TIPE-2基因敲除组出现明显脓毒症休克反应，其基因下调引起持续性淋巴细胞活化，可能导致Fas表达增强并促进淋巴细胞凋亡^[5]。

锌指蛋白A20作为炎症内源性调控的关键分子之一,参与脓毒症病理生理多种机制过程。有研究发现，在JurkatT 细胞中表达的A20蛋白能抑制 TNF-α/TNFR1 途径介导的细胞凋亡,认为A20蛋白抑制细胞凋亡的机制在于A20蛋白可以阻止 Caspase8 酶原裂解成具有催化活性的亚单位以及阻止随后的一系列瀑布式的级联反应。锌指蛋白A20还可抑制 NF-κB 介导的炎症反应和细胞凋亡^[6]。

脓毒症可以迅速引起机体的应激反应,细胞内稳态被打乱,导致内质网腔内错误折叠、未折叠蛋白质聚集以及细胞内Ca²⁺平衡紊乱,引发细胞内质网应激。内质网应激与淋巴细胞分化成熟、凋亡等关系密切。在盲肠结扎穿孔的脓毒症小鼠模型中,脓毒症组存在显著的脾淋巴细胞凋亡,脾脏细胞中内质网应激标志GRP78表达和XBP-1活化水平有显著增加,并且CHOP及其mRNA蛋白表达水平也有明显上调,提示内质网应激在脓毒症中异常淋巴细胞凋亡机制中非常重要^[7]。

T淋巴细胞耗竭首先在慢病毒感染小鼠模型中发现，表现为T淋巴细胞功能严重损害，随后在合并细菌感染、寄生虫感染、HIV和肿瘤患者也发现了该现象，而且在高抗原载量、大量促炎、抑炎细胞因子存在时容易引起。一项研究脓毒症患者尸检研究表明^[8]，T淋巴细胞耗竭可能机制主要包括：T淋巴细胞抑制产生IFNγ和TNF减少，CD4+T细胞表达PD-1、巨噬细胞表达PDL-1增加、T细胞表达CD127下降。研究表明^[9]，T细胞耗竭增加脓毒症病死率机制主要循环中T细胞表达PD-1增加削弱了T细胞分化能力，增加机会感染风险。动物实验表明抑制PD1-PDL1之间作用可提高脓毒症动物模型存活率。以上表明T淋巴细胞耗竭在脓毒症免疫麻痹病理机制中发挥了重要作用。

目前监测脓毒症患者的免疫状态，主要根据生物标志物识别患者增加还是抑制的炎症反应，但是一些特定的受体、配体表达情况及患者免疫状态需要更深入了解以便于新的治疗措施的实施。

固有免疫是人体的第一道防线，在控制病原体、启动适应性免疫反应中起关键作用。动物实验和人体实验均表明脓毒症时机体固有免疫细胞发生了变化，但除了单核细胞，还没有发现这些变化同脓毒症患者预后之间相关性。最近的研究表明^[10]，中性粒细胞在脓毒症患者出现功能改变，包括清除细菌能力下降、氧自由基释放、向感染部位趋化能力下降等。骨髓源性抑制细胞也参与脓毒症病理生理过程^[11]，NK细胞数目及分泌IFNγ减少等，但缺乏证据表明这些改变同脓毒症患者预后存在关联。

树突状细胞是专业抗原提呈细胞，在启动和调节T细胞反应中起重要作用，脓毒症时DC细胞表达HLA-DR减少并且分泌促炎细胞因子能力下降^[10]，而脓毒症患者外周血中DC比例减少与脓毒症患者死亡和继发性感染等预后相关。

许多研究表明，人类白细胞分化抗原HLA-DR低表达是免疫功能低下表现，可能与循环中IL-10分泌增加相关。mHLA-DR下调被认为是多种临床疾病并发症的预测指标并且有标准化测验^{[9, 10]}。研究表明，mHLA-DR的持续表达低下与脓毒症继发感染相关，该发现提示实时监测脓毒症患者免疫状态重要性^[11]。换言之，即脓毒症免疫增强治疗需要在mHLA-DR提示存在免疫抑制时采用，比如GM-CSF、G-CSF、IFNγ被应用于脓毒症患者刺激固有免疫反应，刺激髓细胞生成和抑制淋巴细胞凋亡。一些检测mHLA-DR的临床研究中，免疫调理治疗增加其表达，而且在疾病严重性和病原清除率方面有预测价值，提示mHLA-DR可能在识别需要免疫调理治疗人群和监测治疗反应方面有较好预测价值。

T淋巴细胞无反应性一直被认为是脓毒症免疫功能异常的标志，在大量的动物实验和人体实验证实显著的淋巴细胞数量减少与凋亡相关^[12]，同时合并细胞功能改变，包括体外增殖分化能力、分泌促炎介质能力下降、抗炎介质能力增加等。但目前文献中尚没有脓毒症引起的淋巴细胞改变可以作为生物标志物^[9]。对淋巴细胞功能的测定还局限于淋巴细胞对抗原刺激后增殖反应，这限制了其在大规模临床研究中应用。另外一些指标如细胞表达阳性或阴性共刺激分子受体、调节T淋巴细胞数量、淋巴细胞ATP数量等均缺乏统一的标准和在脓毒症试验中应用^[11]。因此，目前缺乏评估脓毒症淋巴细胞功能与疾病预后相关的金标准，应该寻找可以反映淋巴细胞功能且通用的测量方法来评估脓毒症患者的客观预后比如院内感染危险性或脓毒症存活率。

近年来大量以免疫调理治疗脓毒症的药物临床试验以失败告终，其中原因之一是动物实验并不能反映人体复杂的病理生理机制，大多数动物实验模型是遗传背景相同的小鼠，而实际临床工作中脓毒症患者在年龄、遗传背景不同、并发症、感染部位、致病菌的易感性、抗生素使用、基础营养状态均不同。这也提示需要对人类基因转录研究加深以提高对脓毒症分子病理生理机制的认识。

IL-7是一种多效应的细胞因子，能够诱导幼稚的记忆性T细胞增殖。美国肿瘤研究所的临床研究发现IL-7治疗后循环中CD4和CD8T细胞的数量增加2倍，脾脏和外周的淋巴结中的T细胞增加了50%HIV感染、CD4 T细胞持续低下的患者，IL-7治疗后CD4和CD8T细胞生成细胞因子的能力增加了2～3倍^[13]。脓毒症时IL-7通过各种途径发挥作用，使T细胞激活、恢复低反应性或者耗竭的T细胞的功能，增加细胞黏附分子的表达，这些黏附分子能够增强T细胞到感染灶的聚集和黏附^[14]，增加T细胞受体的分化，导致免疫功能的增强，抵抗入侵的病原微生物。

负性共刺激因子PD-1存在于T细胞上，通过PD-1通路能够抑制细胞的增殖、细胞因子的生成、细胞毒性功能。慢性持续性的感染如HIV和肝炎病毒的感染等PD-1的过量生成和T细胞耗尽。目前已有3项研究^{[8, 9, 14]}证实阻断PD-1通路能够提高慢性细菌和病毒感染的存活率。有研究发现脓毒症患者循环中T细胞表面的PD-1明显增加，动物研究发现阻断PD-1的信号传导能够提高脓毒症的存活率，提高脓毒症大鼠对致病微生物的清除率。

HMGBl是一种相对分子质量为30 000的非组蛋白DNA结合蛋白,属于高迁移率族蛋白家族一员，近年来研究提示^[15],HMGBl作为重要的晚期炎症介质能影响多种免疫细胞功能活性。如能使中性粒细胞内NF-κB、Akt、p38 MAPK活化,并促进TNF-α、IL-8等分泌，能增强中性粒细胞的迁移功能,影响中性粒细胞趋化活性，

在盲肠结扎穿孔诱导的脓毒症动物模型中观察到血循环中HMGBl水平明显升高,并能持续较长时间,给予特异性抗HMGBl抗体能显著提高脓毒症动物存活率。有资料提示，HMGBl可能通过影响细胞因子的合成与释放、固有免疫与适应性免疫细胞功能状态,以及神经内分泌免疫网络等途径,参与脓毒症免疫紊乱的病理生理过程^[15]。

脓毒症时存在淋巴细胞的凋亡和细胞无反应性，因此免疫刺激方面应侧重于抑制凋亡增加淋巴细胞数量和恢复淋巴细胞的有效功能。近年来，针对细胞凋亡途径探寻脓毒症治疗策略进行了许多实验研究^{[16, 17]}，发现抑制细胞凋亡能够明显改善机体免疫功能。例如，IL-15可有效地减少脓毒症小鼠自然杀伤细胞、DC及CD8+T等细胞的凋亡，而其免疫抑制状态得以逆转，显著提高了脓毒症小鼠生存率。有资料显示，采用抗凋亡蛋白Bcl-2过表达或凋亡调节蛋白Bim基因沉默小鼠建立脓毒症模型，与普通小鼠脓毒症模型相比，淋巴细胞凋亡明显减轻，同时机体免疫抑制状态也有显著改善，生存率提高^[16]。利用基因技术诱导小鼠体内DC中Bcl-2过表达以特异性减轻DC凋亡，该转基因小鼠内毒素攻击后其病死率明显较野生型小鼠低，并有效地增强了机体免疫反应水平^[18]。

脓毒症时线粒体信号途径及内质网信号途径在淋巴细胞凋亡中发挥了关键作用^[19]，线粒体、内质网等亚细胞器功能障碍与脓毒症严重程度及预后密切相关。因此恢复有效细胞器功能可能是影响细胞功能的关键所在。

近年来研究提示，神经内分泌免疫系统紊乱参与了脓毒症发病过程。主要的机制可能包括脓毒症时连接下丘脑、脑干与靶器官之间的神经通路受损，阻断了正常的中枢外周信号转导通路^{[20, 21]}。一项多中心研究^[22]观察具有意识改变的脓毒症患者病死率是意识正常的2倍；中枢介导的抗炎机制的减弱，严重脓毒症死亡患者皮质醇对促肾上腺皮质激素释放激素刺激反应性下降；同时外周组织对神经内分泌激素敏感度降低，表现为脓毒症休克患者去甲肾上腺素的缩血管效应通常低于正常水平，而注射氢化可的松可恢复正常的缩血管效应，表明糖皮质激素介导的肾上腺素能受体表达增高和对CAMP敏感度增加。近年来的研究提示，迷走神经具有抗炎潜能，能抑制脓毒症时全身炎症反应，胆碱能抗炎通路信号传递缺陷的动物实验对炎症疾病表现为剧烈的炎症反应，提示该神经通路参与免疫平衡的紧张性调节^[21]。

目前对脓毒症免疫调理治疗的研究工作由之前的拮抗炎症因子变为免疫刺激治疗，但仍缺乏评估脓毒症患者免疫状态的有效指标^{[23, 24]}，作为一种复杂的异质性疾病，单纯的抑制或增强几个炎症信号传导通路分子是远远不够的。未来的研究趋势可能为：(1)寻找一种免疫评价系统，对脓毒症不同时期的患者的免疫状态实时监测，这也是免疫调理治疗的根本前提；(2)大数据时代，通过临床大样本、多中心研究筛选有效的生物标志物，开发简单易行的检测手段；(3)运用基因组学、蛋白组学、功能组学寻找引起脓毒症免疫紊乱的根本机制。尽管近30年大多数脓毒症临床试验以阴性结果失败，但期待随着对其病理生理机制的研究深入，一定可以找到合适的治疗手段。