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【摘要】 目的 探讨应用β-内酰胺类抗生素治疗严重感染患者后机体内毒素/LPS水平、细胞因子IL-6水平的变化及差异。 方法 选择20例革兰阴性杆菌感染的患者，10例/组，分别用亚胺培南（Imipenem，IPM）、头孢派酮（Cefoperazone，CPZ）治疗，于用药前、后抽取静脉血，检测血浆内毒素（Lipopolysaccharide, LPS）及IL-6水平，分析其变化规律。 结果 用药后两组患者血浆LPS水平明显高于用药前（P<0.05），其中CPZ组增高幅度较IPM组大，但差别无统计学意义（P>0.05）；两组患者IL-6水平在用药后均明显高于用药前，且差别有统计学意义（P<0.05）;两组间进行比较，CPZ组IL-6水平高于IPM组，差别有统计学意义（P<0.05）。 结论 应用不同种类抗生素治疗严重感染患者时，血浆LPS、IL-6水平表达存在差异，CPZ组表达LPS和IL-6水平高于IPM组；本研究提示在抗生素诱导的内毒素释放与细胞因子的产生密切相关。
【关键词】 抗生素 细菌 内毒素 IL-6
内毒素（Lipopolysaccharide, LPS）是革兰阴性（G-）菌细胞壁的主要成分之一，是细菌表面最重要的致病因子，具有广泛的生物学活性。LPS是导致全身性炎症反应（Systemic inflammatory response syndrome, SIRS） 及脓毒血症的主要致病因子，它可通过激活单核－巨噬细胞系统大量释放各种细胞因子如TNF-α、IL-6、IL-12等引起SIRS的发生。研究表明，LPS引起的严重感染（脓毒血症、中毒性休克、SIRS、多器官衰竭）目前仍是临床上的主要并发症和死亡原因之一［1,2］。
血液病的诊断及分子治疗机制，其感染致死性效应主要与LPS的生物学效应有关。在G-菌脓毒血症中，LPS介导单核巨噬细胞释放的细胞因子可通过LPS受体、细胞因子以及有关血浆成份之间的相互作用形成一系列的连锁反应，从而发挥其各种生物学效应，细胞因子的大量释放对推动其病程发展具有重要作用。目前,尽管有各种针对G-菌的广谱、高效抗生素应用于临床，但抗生素在抑菌的同时，尚有诱导细菌释放LPS的负面效应［3］，故无法干预LPS激发的细胞因子的释放，抗生素诱导LPS的释放引起的细胞因子水平的改变成为研究者关注的内容。IL-6是机体内一种多效性的细胞因子，对创伤和感染时发生的生理急性期反应起到中心介导物的作用［4］，IL-6可作为革兰氏阴性细菌感染的重要炎性介质和判断病情及预后的指标之一。本研究观察了20例严重感染患者应用抗生素治疗后血液LPS水平及IL-6的改变，探讨两者在内毒素血症中的变化规律。
1 材料和方法
1.1 临床资料及分组 选择住院患者20例，其中男12例，女8例，所有病例均为严重感染，血培养证实为革兰阴性杆菌感染者。年龄(35±5.6）岁。另选取非感染患者10例作为对照组。
1.2 抗生素应用方案 (1)亚胺培南组(IPM/CZ)：10例,泰能0.5g加入等渗盐水100ml,30min内 静脉滴注，1次/8h，连用10次。(2)头孢派酮组(CPZ)：10例,舒普深2.0g加入等渗盐水250ml,30min内静脉滴注，1次/12h，连用6次。
1.3 检测方法
1.3.1 血浆LPS水平检测 于用药前及用药后24h各抽取患者静脉血2ml, 肝素抗凝，3 000rpm/min 离心5min, 分离血浆，鲎试剂法检测血浆LPS水平，按试剂盒说明书操作。
1.3.2 IL-6水平检测 血清IL-6含量测定采用ELISA法（试剂盒购于深圳晶美生物工程有限公司），按试剂盒说明书操作。
1.4 统计学处理 数据用x±s表示，采用SSPS 10.0统计软件进行多因素方差分析，设定P<0.05为差别有统计学意义。
2 结果
2.1 血浆LPS水平的变化 用药组LPS水平均明显高于对照组，两组患者用药后LPS水平比用药前明显增高，差异有统计学意义（P<0.05）, IPM组引起的细菌的LPS释放量略低于CPZ组，但两组间差异无显著性意义（P>0.05）。见表1。
表1 三组患者用药前、后血浆内毒素水平的比较（略）
Table 1 Comparison of LPS levels among three groups
注:*与对照组相比，P<0.05。
2．2 血浆IL-6水平的变化 对照组IL-6水平明显低于两组用药组，两组患者用药后IL-6水平比用药前明显增高，差异有统计学意义（P<0.05）, IPM组引起的IL-6产生低于CPZ组，两组间差异有显著性意义（P<0.05）。见表2。
表2 三组患者用药前、后血浆IL-6水平的比较（略）
Table 2 Comparison of IL-6 levels among three groups
注:*IMP组与CPZ组相比，P<0.05。
3 讨论
LPS是G-菌细胞壁的主要成份，在细菌死亡时溶解、释放出来；细菌在抗生素作用后的裂解过程中，也会释放出LPS, 且不同种类的抗生素诱导的LPS的释放量不同。本研究结果显示，两组患者用药前血浆LPS水平差异无显著性意义（P>0.05）, 用药后，两组患者血浆LPS水平较用药前升高，CPZ组升高水平高于IPM组；用药前后抗生素组LPS水平均高于对照组，但仅用药后LPS水平的升高有统计学意义，提示抗生素诱导LPS的释放且抗生素种类不同其诱导细菌释放LPS的能力也不同。在对不同种类的抗生素进行比较发现，β-内酰胺类释放内毒素的能力大于氨基糖苷类，氨基糖苷类大于喹喏酮类。而在β-内酰胺类中，在细菌种类、抗生素浓度及作用时间相同的条件下，抗生素诱导细菌释放LPS的能力按大小依次为头孢派酮> 亚胺培南，它们之间的差异有显著性意义［5］。在本研究中，CPZ组的LPS水平高于IPM组，但统计学上无显著性差别，可能与患者例数较少或患者的个体差异有关。
IL-6在炎症中的重要作用之一是通过诱导急性期蛋白的合成，催化和放大炎症反应和毒性作用，造成组织细胞的损害。IL-6作为重要的抗炎因子， IL-6水平的升高常被作为SIRS发生中细胞因子级联反应的启动及其严重程度的重要指标，与SIRS的发病程度和死亡率有着显著的正相关。在对小鼠的脓毒血症的研究中发现，LPS将直接或通过单核细胞间接作用于淋巴细胞［6］，增加淋巴细胞的粘附作用，降低其趋化作用，并促使淋巴细胞释放TNF-α、IL-6增加。对LPS作用机制的研究表明，LPS与单核－巨噬细胞膜表面的CD14受体结合，可激活酶系统，加速释放细胞因子IL-1、 IL-6和 TNF-α等，这些细胞因子相互诱导，相互协同相加，导致更多的炎性因子的释放，形成一种瀑布效应的恶性循环，从而引起肌体更为严重的病理生理反应，临床表现为发热，中毒性休克和多器官衰竭。然而，也有不少研究报道在低剂量的LPS刺激下，IL-6水平明显降低［7］。在正常情况下，IL-6产生细胞的基础分泌量很少，在感染、手术和细菌感染（G-和G+菌）等刺激下，IL-6产生细胞可释放储存细胞内的IL-6或触发细胞内IL-6的合成，促使炎症局部和血循环中的IL-6水平明显上升［4］。
研究表明，不同的抗生素可引起不同程度的细胞因子释放，如氯林可霉素可引起TNF-α、IL-6释放，林可霉素引起IL-4的释放，相反，红霉素、万古霉素则下调TNF-α的产生［8］。在本研究中，两组患者IL-6水平在用药前均未见明显差别（P>0.05）, IL-6水平在用药后均明显高于用药前，且差别有统计学意义（P<0.05）;两组间进行比较，CPZ组IL-6水平高于IPM组，差别有统计学意义（P<0.05）。提示不同的抗生素引起的IL-6释放水平不同，抗生素诱导细菌的LPS释放与宿主炎症介质的产生密切相关。根据CD4+T产生细胞因子的种类，可将其分为Th1 和Th2细胞，各类T细胞亚群对不同病原体感染其作用各异，而G-菌和LPS可诱导Th2细胞的分化，使其产生IL-4、IL-5、IL-6、IL-10等细胞因子。研究表明，在细菌感染时，IL-6不仅诱导急性期反应的发生，而且促进了体液及细胞免疫的发生、发展；IL-6可通过STATS信号途径上调CD4+细胞SOCS1,而对Th1细胞分化起负调节作用，在平衡Th1/Th2免疫应答中起着重要的调节作用［9］。T淋巴细胞发挥免疫调节作用可增加机体的抵抗力，通过抑制Th0细胞分化为Th1细胞而下调感染的反应［10］，有利于内毒素休克病人的防御功能。在机体抗感染免疫中，T淋巴细胞发挥关键作用，LPS作为超抗原可引起大量的淋巴细胞的活化［11］,被激活的T细胞释放多种细胞因子［12］，使巨噬细胞被吸引、聚集、激活，最终发挥清除细菌的作用。
综上所述，尽管理论上在感染性疾病中抗生素应用引起LPS的释放增加不利于脓毒血症病人的预后，然而，LPS可激活淋巴细胞,被激活的T细胞释放多种细胞因子，调节机体的细胞免疫和体液免疫功能参与抗感染免疫，因而其临床意义以及与预后的关系仍有待阐明。不同的细胞因子与机体其他免疫反应的物质之间存在复杂的网络，在抗感染免疫中共同发挥作用。值得注意的是，在对医源性肺炎病人的研究中发现，尽管患者血清中存在高水平的LPS、 IL-6和 TNF-α，用CPZ或IPM治疗并不能明显中和它们的浓度［13］。同时，在LPS释放增加与病原体共存时，病人的死亡率和一些生理学参数并没有多大改变［14］，提示人体对细菌和LPS的反应较复杂，尚需进一步的研究。
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作者单位：汕头大学医学院第一附属医院检验科,广东 汕头 515041.