介绍及点评：胡小芸 杜斌 |
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Granulocyte–Macrophage Colony-stimulating Factor
to Reverse Sepsis-associated Immunosuppression  |
| （CSCCM原创，转载请注明） |
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全文概要 |
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背景和目的 |
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患者和方法 |
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结果 |
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讨论 |
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结论 |
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述评（Trapnell BC） |
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评论（胡小芸、杜斌） |
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背景 |
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全身性感染以其居高不下的病死率成为医学的重大挑战 |
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病程中促炎介质的释放可能导致血流动力学不稳定、终末器官功能障碍及凝血异常 |
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既往针对促炎介质治疗全身性感染的尝试大多以失败告终 |
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可能的原因是：由于对抗炎介质的逆向调节作用，使得处在全身性感染晚期的患者死于严重免疫抑制或免疫低反应 |
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全身性感染相关的免疫抑制表现为先天及获得的免疫反应均受损害 |
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凋亡增加 |
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淋巴细胞功能受损 |
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吞噬功能受损 |
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单核细胞钝化—表现为细胞表面 HLA-II 类抗原表达减少及体外细胞因子产生异常 |
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内源性和外源性介质均可能诱导上述免疫抑制 |
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之前的研究已经发现在全身性感染时单核细胞表面 mHLA-DR 的表达水平下降与免疫细胞功能障碍之间的关系 |
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mHLA-DR 表达水平可以作为全身性感染相关的免疫抑制的生物标记物 |
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全身性感染患者持续的 mHLA-DR 低表达与病死率相关 |
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以上发现并未被其他作者证实 |
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尽管缺乏大宗临床研究证实mHLA-DR 表达与全身性感染之间的关系，仍有作者建议通过减少免疫抑制药物的应用或给予免疫刺激药物来预防二重感染 |
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单核-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）可能起到免疫刺激作用 |
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GM-CSF 是一种 23kD 的生长因子，具有潜在的免疫刺激效应 |
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可以促进中性粒细胞及单核/巨噬细胞的存活、增殖、分化、吞噬和杀菌作用，进而促进中性粒细胞的迁移和粘附 |
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体外试验发现，GM-CSF 可以增加 mHLA-DR 的表达 |
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近期的预实验发现，应用免疫刺激剂可以逆转全身性感染时的单核细胞持续钝化 |
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研究目的 |
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检验 GM-CSF 通过恢复 mHLA-DR 表达来逆转全身性感染相关的免疫抑制效果 |
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多中心随机对照双盲研究 |
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患者和方法 |
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试验设计 |
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全身性感染诱导的免疫抑制定义为 mHLA-DR 水平降低至连续两次（入组前 2 天）小于 8000 个单克隆抗体/细胞 |
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主要终点：mHLA-DR 表达水平 |
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次要终点：疾病严重程度、细胞免疫水平、炎症标记物水平、ICU 住院日和总住院日 |
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时间：2005 年 11 月 至 2007 年 1 月 |
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地点：柏林的三家地区级医学中心，包括 24 床 MICU、12 床 SICU 和 14 床的麻醉 ICU 各一 |
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38 名严重全身性感染或感染性休克的患者入选，同时合并全身性感染诱导的免疫抑制 |
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入选标准 |
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年龄大于 18 岁 |
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满足严重全身性感染或感染性休克的诊断标准 |
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满足上述全身性感染诱导的免疫抑制的诊断标准 |
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签署知情同意书 |
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排除标准 |
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妊娠 |
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已知对 GM-CSF、甘露醇、枸橼酸或碳酸氢钠过敏 |
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系统性免疫病、血液系统疾病（血液系统肿瘤或白血病）、移植术后患者、已知应用超过强的松 10 mg / 日剂量激素的患者 |
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HIV 感染者 |
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已签署不增加生命支持强度者 |
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基础疾病的预期生存期小于 3 个月 或 预计 24 小时内死亡的临终者 |
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入选前 72 小时内行 CPR 者 |
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入选前 72 小时内诊断急性心梗或肺栓塞者 |
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30 天内参加其他临床研究者 |
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死亡原因分为感染相关性和非感染相关性 |
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同时进行 ITT 分析 和 PP 分析 |
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研究路径 |
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由各医院药房进行4个一组按年龄和性别分层的随机化 |
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安慰剂采用生理盐水连用8天 |
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治疗组1-5天用GM-CSF 4 μg/kg/天，第5天查mHLA-DR水平高于15000/细胞则继续原剂量至第8天，
若达不到则加量至8 μg/kg/天用至第8天 |
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随访至第28天或出院/死亡 |
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对临床医生设盲，其他治疗按照标准操作程序（SOP）进行 |
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中心静脉血氧饱和度指导液体复苏及血管活性药物应用 |
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皮质激素：氢化可的松240mg/天 |
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镇静镇痛治疗 |
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机械通气采用PC模式 |
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根据指南推荐意见的经验性抗生素治疗 |
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淋巴细胞表型采用流式细胞仪检测，其他炎症介质用相应试剂盒 |
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临床评分：APACHE II、SOFA、SAPS II 及 TISS-28 评分 |
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统计分析 |
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样本量估计：按照治疗期间治疗组与对照组mHLA-DR水平恢复正常的比例分别为80%和30%估计每组需要19人 |
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重复变量：方差分析、student t 检验或 Fisher's 精确检验 |
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亚组分析：方差分析和 Fisher's 事后检验 |
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所有数据均进行正态分布检验，非正态分布数据进行 log 转换 |
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结果部分为 ITT 分析结果 |
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结果 |
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人口统计学资料（表 1） |
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从 135 名患者中筛选出 38 名白人纳入研究 |
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平均年龄 63.6 岁，82% 为男性 |
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病原学 |
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革兰阴性菌 8 人 |
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革兰阳性菌 14 人 |
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混合感染 12 人 |
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真菌 3 人 |
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发病时间为入 ICU 当日，入组时间为住 ICU 6-8 天 |
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基础疾病 |
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高血压（57%） |
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高脂血症（34%） |
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糖尿病（32%） |
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COPD（21%） |
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冠心病（18%） |
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慢性肾功能不全（18%） |
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治疗过程 |
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37人完成整个疗程，治疗组 1 人在 D8 死于感染性休克 |
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在治疗组有 2 人在 D5 发现 mHLA-DR 水平不达标，故增加 GM-CSF 剂量 |
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炎症因子和 GM-CSF 水平 |
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两组在IL-6和IL-10的水平没有差别，但治疗组的基线水平有略高的趋势，没有统计学意义 |
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治疗组TNF-α水平在治疗过程中轻度升高，在对照组没有改变，治疗结束时两组水平没有差异 |
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治疗组基线PCT水平略高，但没有统计学意义，治疗过程中两组PCT水平均呈下降趋势，治疗组下降更明显 |
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治疗组GM-CSF水平在前5天显著升高，随后有所下降，对照组则没有变化 |
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血细胞计数 |
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治疗组的中性粒细胞水平在一剂药物后就显著升高 |
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治疗组单核细胞水平在第4天开始显著升高 |
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CD4+T细胞和CD8+T细胞数量在治疗组随时间逐渐增加，在对照组没有变化，治疗结束后治疗组T细胞计数显著高于对照组 |
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NK细胞和B细胞计数在两组均没有变化 |
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单核细胞反应性 |
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mHLA-DR水平在治疗组出现用药后迅速升高，仅2人未在5天内达到正常水平并需要增加剂量 |
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在治疗结束时治疗组19人mHLA-DR水平全部达到正常，而在对照组仅3人达到正常水平，两者具有统计学显著差异 |
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分别用Toll样受体2和4的激动剂对单核细胞进行体外刺激 |
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治疗组体外用Toll样受体4激动剂刺激后TNF-α、IL-6及IL-8产量均有显著增加，IL-10的产量则趋于减少 |
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用Toll样受体2激动剂监测到的结果与上述相似 |
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上述结果说明在应用GM-CSF治疗后，单核细胞mHLA-DR表达水平和促炎影子产生能力均有恢复 |
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器官功能和疾病严重程度的变化 |
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治疗组机械通气时间有所减少 |
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治疗组ICU住院日和总住院日较对照组有所减少，但没有统计学差异 |
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治疗组基线NE需要量略高，在治疗结束时则低于对照组
总疗程前后治疗组NE需要量下降37%，对照组下降22%，两者没有统计学差异 |
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两组间急性肾功能衰竭和进行肾脏替代治疗天数没有差异 |
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对照组疾病严重程度评分在基线水平略高于治疗组，但没有统计学差异。在治疗过程中这些评分均有不同程度的下降，观察到治疗组下降的程度要高于对照组。治疗组APACHE II评分、SOFA、SAPS II及TISS-28水平的下降分别为22%、28%、4%和10%。在对照组这四个评分的下降分别为8%、21%、1%和8% |
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治疗组APACHE II评分在治疗结束时比基线水平有显著下降(p = 0.02)，同时在第9天的评分治疗组低于对照组(p = 0.06) |
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随访和预后 |
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两组28天病死率没有差异，随访期间共有7人死亡，其中5人死于循环衰竭 |
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两组疾病严重程度评分在28天随访过程中均持续下降 |
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本研究没有观察到之前报道过的应用GM-CSF的副作用 |
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讨论 |
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本研究是第一个建立在免疫监测基础上的对于GM-CSF用于全身性感染或感染性休克患者的免疫刺激治疗的安全性和有效性进行评价的随机对照研究 |
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GM-CSF可以在这些患者中有效的恢复mHLA-DR的表达及细胞因子的释放 |
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GM-CSF同时还可以缩短ICU住院日及总住院日 |
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细胞免疫对于有效清除细菌具有决定性的作用，全身性感染晚期可以观察到细胞免疫受损 |
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单核巨噬系统吞噬功能紊乱 |
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细胞因子表达减少 |
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抗原表达减少 |
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淋巴细胞功能不全 |
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细胞凋亡 |
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本研究旨在通过免疫调节对全身性感染时处在免疫低反应期的患者进行单核细胞免疫重建，因此大部分患者在入ICU一周左右时间入组，之前通过密切监测mHLA-DR水平决定入组时间 |
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研究发现GM-CSF可以显著增加中性粒细胞和单核细胞计数，且迅速有效地增加mHLA-DR数量 |
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治疗结束后治疗组所有患者mHLA-DR数量恢复至正常水平 |
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治疗组仅有2人在治疗5天后mHLA-DR未恢复，需要增加剂量，这说明对于4ug/Kg/天的剂量，只有少数人反应欠佳 |
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mHLA-DR水平的正常化还伴随着单核细胞在体外经抗原刺激后产生促炎介质增加和抗炎介质减少 |
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在GM-CSF治疗组CD4+T细胞和CD8+T细胞计数也均有增加，但通过对体外刺激后细胞因子产量的观察，未发现T细胞功能有显著变化 |
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由于T细胞在免疫刺激后功能的恢复在感染防御方面作用重要，将来应在这些方面给予更细化的研究 |
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本研究亦观察到一些临床指标的变化 |
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此次观察到治疗组机械通气时间缩短，这与早前动物试验的结果是平行的，这提示GM-CSF可能减少肺部炎症的严重程度 |
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ICU住院日及总住院日也有缩短的趋势，但没有统计学意义，即使在肺炎病人的亚组分析也是如此 |
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本研究的局限性 |
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尽管两组患者主要临床指标的基线水平没有差异，但在对照组基线时的疾病严重程度水平略高，尽管没有统计学意义。而IL-6、IL-10和PCT水平这些在全身性感染时与预后直接相关的指标，在治疗组略高于对照组。这说明这种疾病严重程度轻微的升高，并不足以影响临床的表现 |
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本研究计算样本量时仅以mHLA-DR水平的变化为研究目的，其它包括单核细胞免疫功能、吞噬功能、抗原水平及临床预后等指标并不在考虑之列。这使得分析结果时这些数据的说服力不够，需要进一步的分析 |
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本研究的总体死亡率偏低，这可能是由于研究仅入组全身性感染晚期的患者，这使得那些在疾病早期死亡的患者未在统计之列 |
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本研究进与其他研究最大的不同在于，本研究采用标准化的生物标记物水平作为入选标准，并免疫功能的监测来实现对免疫动力学的评估。这是我们进行危险分层、纵向比较和疗效评估的先决条件 |
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目前mHLA-DR水平可能是全身性感染过程中反映获得性免疫改变的最佳指标 |
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结论 |
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研究证实了GM-CSF在全身性感染和感染性休克患者中用来恢复mHLA-DR水平和细胞因子释放能力的安全性和有效性 |
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研究发现在治疗组临床预后有改善的趋势，但要得出相关结论还需要进行以临床预后和病死率作为研究终点的研究 |
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述评 |
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A Novel Biomaker-guided Immunomodulatory Approach for the Therapy of Sepsis |
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Trapnell BC. Am J Respir Crit Care Med 2009; 180: 585-586 |
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有关全身性感染的流行病学现状和理论假设 |
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全身性感染的发病率持续升高，目前在美国感染性疾病死因排序中列第三位 |
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每年新发病例751000，死亡病例215000，医疗费用超过160亿美元 |
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长达20多年的时间内，有关治疗全身性感染和感染性休克的临床试验均未能显著降低病死率 |
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1996年Roger Bone指出这可能源于对代偿性抗炎反应综合征(CARS)和（或）混合性抗炎症反应综合征(MARS)缺乏了解 |
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宿主对严重感染的反应包含一系列平行、重叠、相互作用的促炎和抗炎反应过程，并可分为5个不同阶段 |
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阶段1：针对局部感染和损伤的局灶性促炎和抗炎反应 |
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阶段2：促炎和抗炎介质进入体循环 |
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阶段3：针对促炎反应的调控丧失从而导致全身性反应，即全身炎症反应综合征(SIRS) |
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阶段4：不适当的代偿性抗炎反应导致免疫功能抑制，即代偿性抗炎反应综合征(CARS) |
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阶段5：免疫调控系统不适当的失衡反应导致多器官功能障碍综合征(MODS) |
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根据上述理论，感染患者临床预后取决于SIRS或CARS何为主要反应 |
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提示应根据免疫表型确定患者所处的全身性感染不同阶段 |
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选择相应的免疫抑制或免疫刺激治疗 |
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基于上述假设的治疗选择 |
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对于感染相关性免疫抑制（阶段4），可使用GM-CSF增强髓样细胞功能 |
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GM-CSF能够刺激髓样细胞功能（基础免疫功能及其他功能） |
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中断GM-CSF信号传导可导致 |
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• 巨噬细胞和中性粒细胞功能障碍 |
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• 破坏巨噬细胞介导的表面活性物质分解代谢 |
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• 增加感染病死率 |
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本研究证实GM-CSF恢复免疫功能抑制或免疫麻痹患者单核细胞的免疫功能 |
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本研究结果 |
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Meisel等人报告了GM-CSF免疫治疗严重全身性感染或感染性休克的随机、双盲、安慰剂对照、多中心临床研究结果 |
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研究入选38名患者（治疗组及安慰剂组各19例） |
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验证假设：GM-CSF (4 μg/kg/d x 8 d)能够逆转感染相关的免疫功能抑制 |
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入选标准 = 免疫功能抑制的证据 |
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• 连续2天单核细胞表面HLA-DR II受体< 8000个分子/细胞 |
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治疗组与安慰剂组基本情况匹配 |
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• 临床资料 |
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• 治疗前单核细胞HLA-DR水平 |
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• APACHE II |
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• SAPS-II |
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• TISS-28 |
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治疗耐受性良好，且改善免疫功能抑制，但不影响短期病死率 |
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• 样本量足以评价GM-CSF对免疫功能抑制的作用，但不足以评价病死率改变 |
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GM-CSF对免疫功能的影响 |
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Meisel及其同事的研究非常重要 |
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第一项生物标记物指导的感染患者免疫刺激治疗研究 |
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• 基于Bone有关全身性感染是相互对抗的促免疫及抗免疫刺激介质平衡学说 |
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结果明确显示，对于处于免疫抑制阶段的全身性感染患者应用GM-CSF可以逆转特征性的单核细胞失活，表现为 |
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• 单核细胞HLA-DR水平升高 |
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• Toll样受体-4和Toll样受体-2介导的细胞因子产生增加 |
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治疗耐受性良好，且改善免疫功能抑制，但不影响短期病死率 |
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• Presneill的研究入选18名严重全身性感染和ARDS患者 |
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• 治疗组10例，安慰剂8例 |
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• GM-CSF改善中性粒细胞功能，但病例数不足以评价病死率改变 |
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GM-CSF对临床指标的改善 |
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Meisel研究的重要发现之一即GM-CSF改善全身性感染或感染性休克患者的临床指标，包括 |
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APACHE II |
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机械通气时间 |
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ICU住院日及总住院日 |
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GM-CSF治疗伴随的临床改善如机械通气时间缩短可能由于GM-CSF对肺的直接作用 |
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Presneill证实，GM-CSF改善氧合，减少ARDS发生 |
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Meisel的发现与Orozco的临床试验结果一致 |
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GM-CSF联合抗生素治疗减少非创伤性腹腔感染患者的感染并发症，缩短住院日，降低医疗费用 |
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今后研究的方向 |
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Meisel的研究支持Bone的假设 |
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可能指导全身性感染和感染性休克的治疗研究 |
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需要进行进一步的多中心临床研究 |
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足以评价临床指标和病死率的影响 |
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评价 |
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[注]：本文点评内容仅为作者个人的学术观点，不代表CSCCM及任何学术组织的推荐意见 |
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全身性感染伴随的免疫功能抑制是诸多基础和临床研究的热点问题 |
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临床试验尚未证实刺激机体免疫对临床预后的影响 |
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国人热衷于使用各种免疫增强治疗，包括胸腺肽、免疫球蛋白等，但缺乏可靠的临床试验证实 |
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在想当然认为免疫增强治疗有效之前，需要回答的问题如下 |
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什么是免疫功能 |
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全身性感染患者何种免疫功能受到损害 |
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上述治疗在何种程度上改善何种免疫功能 |
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相信Meisel的研究提供了有关感染性休克相关免疫功能抑制的临床研究的很好范例，得到阳性结果的关键在于 |
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选择适宜的人群 |
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严重全身性感染或感染性休克伴随的免疫功能抑制（见入选标准） |
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选择适宜的评价指标 |
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单核细胞免疫功能 |
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而非病死率 |
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Meisel的研究并不能认为是感染性休克相关免疫功能抑制治疗的明确结论 |
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Roger Bone使用SIRS和CARS描述全身性感染诱发的两种相互拮抗的机体反应 |
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SIRS与CARS的确是相互拮抗的反应吗? |
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• SIRS是临床诊断 |
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• CARS是实验室诊断 |
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后续研究和理论认为，SIRS与CARS可同时并存 |
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• 这是否意味着同时应用免疫抑制和免疫刺激治疗? |
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满足入选标准的患者仅占筛查患者的28% (38/135) |
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提示大多数全身性感染患者并不适宜接受免疫刺激治疗 |
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（CSCCM原创，转载请注明） |
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