败血症:对感染的危险反应

脓毒症是一种身体对简单感染反应过度的疾病。败血症每年在全世界造成约1100万人死亡。这约占全球所有死亡人数的20%，甚至超过乳腺癌和肠癌死亡人数的总和[1］．

败血症是由侵入性感染引起的病原体比如病毒、细菌、寄生虫或真菌，它们要么来自环境，要么来自我们自己的身体。可导致败血症的常见感染包括脑膜炎(脑膜感染)、肺炎(肺部感染)、尿路感染(膀胱或肾脏感染)和蜂窝组织炎(皮肤感染，通常影响足部和腿部)。然而，身体任何部位的感染都有可能导致败血症。

脓毒症的症状包括¹

-发烧(高温)

-呼吸困难

-心率加快

-尿量减少

-说话含糊不清

-手脚冰凉和/或有斑点(皮肤斑驳)

一旦败血症开始，身体健康的恶化可能会在短短几个小时内发生得非常快，因此在为时已晚之前认识到败血症的症状至关重要。为了了解败血症及其症状，我们需要看看免疫系统，看看它是如何正常工作的，以及败血症期间出现了什么问题。

免疫系统和炎症

免疫系统由不同化学物质和细胞组成的非常复杂的网络，它们共同识别危险的病原体，杀死它们，中和它们的毒素，保持身体健康。要做到这一点，人体有两种武器，科学家称之为先天免疫系统和适应性免疫系统。把它们想象成手榴弹和狙击手:先天免疫系统破坏范围内的任何东西，而适应性免疫系统则精确定位，就像狙击手追捕敌人一样。我们将重点关注先天免疫系统。先天免疫系统立即在局部起作用;它会迅速使用一种强效化学物质和机制，在感染有机会造成任何重大损害之前控制住感染。当先天免疫系统感知到病原体的存在时，免疫细胞会发出化学信号，警告其他细胞入侵，并释放大量有毒化学物质，试图杀死入侵的病原体。炎症是先天免疫系统用来对抗感染的机制之一。

想象一下被纸割伤:微小的病原体进入伤口，伤口变得肿痛;这意味着有炎症。炎症是帮助身体从损伤和感染中恢复所必需的[2］．炎症免疫反应导致血管舒张和增加血管通透性在伤口部位，这意味着血管扩张(变宽)并开始渗漏，导致该区域的血流减慢。在炎症部位，有一种特殊的蛋白质，叫做受体它们会在血管内部产生，就像钩子一样，在免疫系统细胞经过时捕捉它们。较慢的血流使更多的这些细胞更容易到达损伤/感染部位，而漏出的血管帮助它们穿过血管壁进入感染部位。

败血症:当炎症出现问题时

脓毒症的确切病因尚不清楚。大多数情况下，免疫系统可以有效地处理感染而不产生任何问题。然而，在败血症期间，先天免疫系统的炎症反应并不局限于感染的位置-它“失控”，导致系统性炎症，就是全身的炎症。炎症性化学物质不是被控制在感染部位，而是被释放到血液中并在全身传播，在那里它们会引起广泛的血管舒张和血管渗透性的增加。这会导致血压下降，导致身体组织和器官的血液流动不足。血液将氧气输送到器官，因此血液流动不足会减少器官接受的氧气量，影响它们的功能。

全身炎症和血流量减少会引起一系列严重症状。每个器官都可能以独特的方式受到影响。为了弥补血流量不足，心脏和肺必须更加努力地为组织提供含氧血液，导致心率加快和呼吸困难。此外，肺部供氧效率降低，因为炎症导致液体聚集在肺部腔和组织中。这意味着血液中供身体器官使用的氧气减少了。

肾脏以尿液的形式负责过滤血液中多余的水和毒素。败血症相关的炎症和血流受损会影响肾脏清洁血液和排尿的能力。皮肤苍白或斑驳是皮肤没有获得足够的含氧血液的迹象。败血症患者的混乱和口齿不清是由大脑发生的变化引起的。科学家们不确定为什么败血症会发生混乱，但他们认为这可能与大脑没有获得足够的氧气有关，或者可能是由免疫系统细胞释放的化学物质引起的。2］．当炎症信号到达下丘脑(大脑中调节体温的区域)时，就会引起发烧。发烧是感染后炎症反应的常见迹象;病人会体温升高，同时感到热、潮红或冷、发抖[3.，4］．

这些都是败血症如何影响身体的例子(图1)，但败血症比这危险得多。重要的是，在败血症期间，正常的器官功能只能维持有限的时间，然后器官就会受到不可逆的损伤并开始关闭，最终导致死亡。

我们如何诊断和治疗败血症?

科学家们已经证明，时间对治疗败血症患者至关重要。治疗越早，他们的生存机会就越大。图2提供用于诊断败血症的测试的摘要。

怀疑患有败血症的病人被密切观察。监测血压和血氧含量。监测排尿量以确保肾脏功能正常。患者立即接受广谱治疗抗生素试图杀死可能导致感染的病原体。根据他们的情况，他们可能还会得到氧气或液体。还将抽血进行实验室检测，以诊断败血症。血液中的一些分子可以表明身体正在发生什么。其中包括由先天炎症细胞产生的c反应蛋白，降钙素原，这表明存在细菌感染(与病毒或真菌感染相反)，以及乳酸盐，当身体细胞处于压力下时，乳酸盐会大量产生。

对疑似败血症患者进行的另一项测试是试图在他们的血液中找到病原体。因为血液样本中含有大量的血细胞，找到病原体就像大海捞针一样;血液样本必须首先培养1-5天，直到病原体的数量达到足以识别的浓度。一旦确定了病原体，就可以给病人服用抗生素，专门杀死引起感染的病原体。这是一个耗时的过程，作为研究人员，我们的目标是改进。快速识别引起感染的病原体将使患者能够更快地接受最适当的治疗。

脓毒症研究现状

为了在血液样本中发现病原体，我们正在设计可以识别各种病原体的显微磁珠。当我们将这些珠子与病人的血液样本混合时，珠子会与病原体结合，由于珠子的磁性，我们可以用磁铁去除珠子和病原体(图3一)．虽然我们的珠子会与病原体结合，但一旦病原体从血液样本中分离出来，我们仍然需要识别病原体。我们通过提取和测序DNA，然后寻找病原体特有的遗传信息，有点像读取条形码(图3 b)．在一些复杂软件的帮助下[5]，我们不仅可以确定病原体的身份，还可以确定它对各种治疗方法的反应。我们的这部分工作旨在帮助医生尽快了解可能导致败血症的原因，以及对患者最好的治疗方法是什么。

重要的是，确定病原体并不是患者生存的唯一关键。我们仍在试图了解为什么感染可能会导致一个人败血症，而不是另一个人。在另一项单独的研究中，我们正在研究许多败血症患者血液样本中的人类DNA序列，看看我们是否能识别出败血症患者的特定模式。使用功能强大的计算机，我们试图找出这些病人的共同点(图3 c)．我们研究的目标是更好地了解为什么有些人比其他人更容易患败血症，并确保他们在确实患有败血症时能尽快接受最好的治疗。

结论

免疫反应对保持身体健康至关重要。然而，全身性炎症会导致一些非常严重的问题，如败血症。败血症最终会导致多器官衰竭和死亡，但如果败血症得到迅速诊断，医生迅速开出针对病原体的正确治疗方案，这是可以避免的。好消息是，如果医生迅速给予正确的治疗，大多数人都会好转;因此，每个人都要学会识别败血症的症状，这是非常重要的。希望我们的研究能帮助医生更快地诊断败血症，为患者提供更快、更具体的治疗。在治疗脓毒症患者时，时间是至关重要的，这项研究可能有助于挽救许多人的生命。

术语表

脓毒症：↑一种身体免疫系统对简单感染反应过度的疾病。

致病源：↑一种能使我们生病并引起疾病的传染因子。细菌、真菌、寄生虫和病毒都是病原体的例子。

炎症：↑免疫反应:人体免疫系统对抗感染的反应以热、痛、红、肿为特征的

血管舒张：↑血管变宽是炎症反应的一部分。

血管通透性：↑血管泄漏，这使得免疫细胞进入周围组织作为炎症反应的一部分。

受体：↑天然存在于细胞和血管表面的一种蛋白质，能够结合并捕获细胞和病原体。它们可以用于研究目的。

系统性：↑全身的:与单一部位相对的全身的

抗生素：↑一种针对细菌的药物。有些抗生素是广谱抗生素，这意味着它们对很多细菌都有效，而有些抗生素则更特定。

利益冲突

作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。

脚注

1.↑https://www.sepsisresearch.org.uk/about-us/what-is-sepsis/

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参考文献

[1]↑陆克文，K. E.，约翰逊，S. C.，阿格萨，K. M.，沙克尔福德，K. A.，蔡，D.，基夫兰，D. R.等。2020。1990-2017年全球、区域和国家败血症发病率和死亡率:全球疾病负担研究分析《柳叶刀》395:200-11。doi: 10.1016 / s0140 - 6736 (19) 32989 - 7

[２]↑Sonneville, R.， Verdonk, F.， Rauturier, C.， Klein, I. F.， Wolff, M.， Annane, D.等。2013。了解败血症的脑功能障碍。安。重症监护3:15。doi: 10.1186 / 2110-5820-3-15

[3]↑van der Poll, T.， van de Veerdonk, F. L.， Scicluna, B. P.和Netea, M. G. 2017。脓毒症的免疫病理及潜在治疗靶点。Nat. Rev. Immunol。17:407-20。doi: 10.1038 / nri.2017.36

[4]↑普尔，R，戈麦斯，H，和凯勒姆，J. A. 2018。脓毒症中器官功能障碍的机制。暴击。关心中国。34:63 - 80。doi: 10.1016 / j.ccc.2017.08.003

［5］↑Jain, M.， Olsen, H. E.， Paten, B.和Akeson, M. 2016。牛津纳米孔MinION:为基因组学社区提供纳米孔测序。基因组医学杂志。17:239。doi: 10.1186 / s13059 - 016 - 1103 - 0