作者：林文龙，何子奇，刘康，王莹，程锦潇，陈雪丽，武岳，王龙，武汉大学人民医院

脓毒症是由宿主对感染反应失调而引起的危及生命的器官功能障碍。2020 年，Lancent 的一份全球疾病负担报告显示，2017 年全球共报告了约4 900 万例脓毒症，其中与脓毒症相关的死亡率约为22%，占全球总死亡人数的19%，WHO 已将脓毒症列为全球卫生治理的重点疾病。脓毒症相关急性肾损伤( sepsis-associated acute kidney injury，S-AKI)是脓毒症常见的严重并发症之一，S-AKI 患者死亡率较高且预后差。

S-AKI 指脓毒症发病后7 d 之内发生的肾损伤，根据是否发生在脓毒症发病后48 h 以内分为早期S-AKI 和晚期S-AKI。一项涵盖中国大陆地区146 148 例患者的回顾性研究表明，47. 1%的脓毒症患者发生了AKI。因此，早期识别有S-AKI 风险的患者，或有进展为严重或持续性AKI 风险的患者，及时启动适当的支持措施至关重要。

近年来，肾小管损伤的生物标志物如中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin， NGAL)、肾损伤分子-1(kidney injury molecule-1， KIM-1)、组织金属蛋白酶抑制剂-2 ( tissue inhibitor of metalloproteinases-2，TIMP-2)等已用于早期肾脏损伤诊断。但S-AKI的发病机制复杂，其详细病理生理机制有待进一步的探索。微粒(microparticles)是细胞外囊泡的一种类型，其直径在0. 1~1 μm，是由血小板、红细胞、白细胞等释放的富含磷脂的微囊泡，其释放量随着细胞的应激和损伤而增加。微粒在S-AKI 发生发展过程中具有重要作用，且可能是潜在的生物标志物。本文就微粒参与S-AKI 的研究进展进行综述，以期为临床治疗和预防靶点的研究提供参考。

1.微粒

概述：微粒存在于人类大多数体液中，包括血液、脑脊液、关节液等，主要根据其细胞起源、大小、含量和形成机制区分。微粒中的内容物包括遗传物质(如mRNA、microRNA)和蛋白质(如转录因子、细胞因子和生长因子)等，其功能涉及细胞间通讯、免疫调节、炎症反应、凝血过程等多个生理和病理过程。几乎所有的细胞都可以分泌细胞外囊泡，而微粒作为一种细胞外囊泡在生物体内起到了不可替代的作用，它们是由质膜向外出芽和裂变释放到细胞外的微囊泡。微粒在正常人体内含量极少，但在脓毒症后大大增加。根据细胞来源的不同，微粒可携带不同的生物学活性物质，到达全身各个部位发挥不同的生物学效应。

微粒与免疫调节：微粒与免疫调节之间存在着密切的相互作用，通过携带各种生物活性分子调节免疫系统的平衡和功能。首先，微粒可携带细胞因子如白细胞介素(interleukin， IL)、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor， TNF)、干扰素( interferon，IFN)和蛋白酶等调节免疫细胞的活化、增殖、分化和分泌功能，从而影响免疫应答的强度和方向。Sadallah 等研究表明，血小板微粒(platelet micro-particle， PMP)可减少由脂多糖(elipo poly saccha-rides， LPS)激活的巨噬细胞释放TNF-α 和IL-10，还可以通过IL-4 和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子( granulocyte-macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF)减弱单核细胞向未成熟树突状细胞的分化，从而使未成熟树突状细胞表达的人类白细胞抗原(human leukocyte antigen， HLA) DP、DQ、DR 和CD80 减少，导致其失去部分吞噬活性，产生免疫抑制效应。

Exline 等首次证明了在脓毒症患者血液中的单核细胞微粒含有半胱氨酸蛋白酶(Caspase)，且主要是Caspase-1，其作用是直接调节淋巴细胞的凋亡，使免疫细胞大量减少，从而导致脓毒症后期以免疫细胞(尤其是淋巴细胞)凋亡为特征的免疫抑制。其次，微粒中携带的趋化因子可以使免疫细胞向炎症部位或感染部位迁移，进而影响免疫细胞的定位和聚集，如T 细胞趋化因子(regulated on activation， normal T cell expressed and secreted， RANTES)、IL-8、单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemotactic protein 1， MCP-1) 等。

既往研究表明，PMP 可以促进单核-内皮细胞的相互作用，同时也可以将RANTES 递送至内皮细胞附近，从而募集白细胞，导致免疫细胞的渗出。近年来随着对肿瘤微环境的深入研究，微粒在肿瘤增殖、凋亡、血管生成、转移、免疫抑制等过程中发挥重要的调控作用，癌细胞、肿瘤微环境和免疫系统之间存在复杂的串扰。Dong 等研究表明，口服川芎嗪(tetramethylpyrazine， TMP)疫苗可以抑制B16 黑色素瘤和CT26 结肠癌的生长。TMP 被小肠上皮细胞(intestinal epithelial cells， IECs) 吸收，激活NOD2 及其下游丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase， MAPK) 和核因子κB(NF-κB)，导致IECs 释放趋化因子如CC 趋化因子配体2(CCL2)等激活抗肿瘤T 细胞反应。

微粒可以增强肿瘤细胞的免疫抑制，导致癌症转移。Maus 等研究表明，黑色素瘤来源的微粒破坏了树突状细胞的成熟过程，后者表现出CD83、CD86、迁移趋化因子MIP-1 和Th1 极化趋化因子Flt3L 和IL-15 的表达显著降低，导致肿瘤免疫抑制。微粒中携带的miRNA 还可以通过调节靶基因的表达，影响细胞的信号通路、转录和翻译等生物学过程，从而影响免疫细胞的功能和免疫调节。

Zhang 等研究表明，活化的单核细胞可分泌装有免疫相关miRNA 的微粒，尤其是miR-150，其能够诱导内皮细胞迁移，并由白三烯促进进一步活化，使中性粒细胞和单核细胞释放NO 和IL-1、MCP-1 和IL-6 等细胞因子。一旦相关细胞被募集到损伤部位，就会分泌微粒，以抵抗入侵的微生物。

微粒与微循环障碍：微循环是微动脉和微静脉之间的血液流动过程，它负责将氧气和养分输送到身体组织的各个细胞。在健康状态下，微循环的血液流动与组织器官的代谢需求保持同步，确保了组织器官获得适量的血液供应，并且有助于调节血液回流至心脏。这一过程对于保持组织器官的正常运作和整体代谢平衡至关重要。微粒可能对微循环功能产生显著影响。Kang 等研究表明，在患有股骨头缺血坏死的患者循环中的PMP 和内皮细胞微粒(endothelial microparticle， EMP)的数量大幅增加，这些微粒通过增加凝血酶形成的面积，促进血栓形成，并进一步激活血小板，形成正反馈循环，使血液长期处于高凝状态导致股骨头微循环障碍。

Feng 等使用链脲佐菌素诱导建立糖尿病大鼠模型，发现与正常大鼠比较，糖尿病大鼠血浆中微粒的数量增加了130 倍，这些微粒大多数来源于血小板、白细胞和内皮细胞。该研究结果表明，糖尿病大鼠血浆中的微粒表面磷脂酰丝氨酸(phos-phatidylserine， PS)的暴露增加，并通过其粘附表面参与血管炎症的传播，揭示了糖尿病患者微血管功能障碍的潜在发病机制。此外，Diehl 等研究检测肺动脉高压患者血浆中的微粒，结果表明，PMP、EMP、白细胞微粒水平显著升高，表明血小板、内皮细胞、白细胞的活化增强，血液凝固和炎症增强，且与并发血栓高度相关。

2.微粒参与脓毒症相关急性肾损伤的机制

在发生脓毒症时，微粒参与了许多重要的病理生理过程，如免疫调节、炎性介质释放、血栓形成、细胞信号传导等。Moraes 等研究表明，在发生脓毒症相关脑病时，小胶质细胞中的NLRP3 炎症小体生成增加，该物质可以促进富含IL-1β 的微粒的释放从而导致兴奋性突触的丧失。与此同时，Johnson等研究表明，脓毒症时中性粒细胞数量和中性粒细胞微粒(neutrophil-derived microparticle， NDMP)均增加。NDMP 可表达PS，并通过Tim-4 和MFG-E8 机制被巨噬细胞摄取，巨噬细胞数量减少，IL-10释放增加，减弱了中性粒细胞和巨噬细胞的功能，导致免疫功能障碍。脓毒症状态下，循环中的微粒会经历显著变化，这些变化与脓毒症的病理生理过程紧密相关。

一项关于微粒作为脓毒症和创伤患者临床结果标志物的前瞻性队列研究，结果表明，脓毒症患者的微粒总数增加，且来源于单核细胞并携带有CD14 分子的微粒可能是识别创伤患者的潜在生物标志物，而来源于T 细胞并携带有CD3分子的微粒和来源于血小板并携带有CD41 分子的微粒则有助于区分创伤和脓毒症。Mooberry 等研究表明，在脓毒症患者的循环血液中，微粒的促凝作用增强，并且在激活脓毒症的内源性凝血途径中起到关键作用。

在正常生理状态下，PS 位于细胞膜内侧，在多种生理或病理刺激下，PS 可转移到细胞膜的外层。此时，PS 为凝血因子Xa 和凝血酶原酶复合体提供必需的结合位点，可促进凝血酶的生成，最终导致血液凝固。Yang 等检测严重创伤患者血液循环中的EMP，发现EMP 在严重创伤早期的表达较高，且在脓毒症早期和预后不良的患者中显著升高。总之，微粒在脓毒症中的作用与其所携带的物质及其来源密切相关。它们不仅参与了免疫调节、炎症反应、血栓形成等，而且可能是脓毒症潜在的生物学标志物。

约有50%的危重症患者合并有急性肾损伤，ICU 中脓毒症是导致AKI 的主要原因，占45% ~70%。此外，与其他病因导致的AKI 患者比较，脓毒症急性肾损伤患者的死亡率显著增加。目前急性肾损伤的诊断主要是基于血清肌酐和尿量，但脓毒症时肌肉血流灌注下降导致肌酐的产生减少，减缓血清肌酐浓度的增加，再加上脓毒症早期若进行了积极的液体复苏，产生了稀释效应，更加限制了S-AKI 的早期诊断。引起S-AKI 的机制主要包括:炎症的级联反应、免疫功能的紊乱、线粒体功能障碍、微血管功能异常导致的微循环障碍等。

在脓毒症状态下，机体中的炎症介导分子如PAMPs和DAMPs，与免疫细胞表面的受体如Toll 样受体(Toll-like receptors， TLR)等结合，启动一系列级联反应，产生并释放大量炎症介质，从而引起急性肾损伤。此外， 肾小管上皮细胞( tubular epithelial cells，TECs)也可以表达TLR，尤其是TLR-2 和TLR-4。因此，一旦PAMPs 或DAMPs 通过肾小球被过滤，类似的途径将被激活，导致TECs 氧化应激增加，产生大量的活性氧并导致线粒体损伤，从而破坏TECs。

随着病情的进展，S-AKI 患者可出现严重的免疫抑制，E-选择素、P-选择素、ICAM-1 在中性粒细胞向炎症部位募集中起重要作用，但在急性肾损伤状态下，这几种分子的表达减少，导致中性粒细胞的募集显著减少，从而减少了对病原体的杀伤并促进了感染。van der Slikke 等通过活检死于脓毒症且伴有肾损伤的成人患者和接受肿瘤肾切除术的对照患者发现，脓毒症肾损伤患者在肾脏氧化应激反应中具有重要标志物的mRNA 表达上调，导致mtDNA 氧化增加、mtDNA 损伤和线粒体数量减少，以及线粒体质量控制标志物TFAM、PINK1 和Parkin 的mRNA 表达降低，最终线粒体衰竭导致肾脏ATP 耗竭和活性氧水平升高，进而导致细胞稳态丧失和器官功能障碍。

在脓毒症期间，肾脏血流动力学发生显著变化，肾血流从髓质区域转移到皮质区域。这种转移减少了髓质的灌注和氧合，加剧了肾功能的恶化。与此同时，微血管系统也受到影响。脓毒症引发的促炎细胞因子水平升高和白细胞的活化，在肾毛细血管中形成微血栓，进一步减少了肾脏内部的血流，并导致血管功能障碍，减少活性氧，破坏上皮屏障，最终导致内皮细胞渗漏。

3.微粒在脓毒症相关急性肾损伤中的作用

Montoro-García 等证明了微粒在炎症和凝血途径上导致脓毒症肾损伤的直接作用，通过钙蛋白酶信号传导来调节微粒的数量。钙蛋白酶是钙激活的中性半胱氨酸蛋白酶，在炎症过程和淋巴细胞凋亡中发挥重要作用。钙蛋白酶活性增加可引起血小板活化，包括形状改变和富含磷脂酰丝氨酸的微粒的产生。在脓毒症CLP 模型中，与野生型小鼠比较，过表达钙蛋白酶抑制蛋白的转基因小鼠产生的促凝血微粒的数量明显降低，凝血酶的生成减少，引起的全身性促炎反应和弥散性血管内凝血减少，导致其发生器官功能障碍较少且存活率更高。

Webber 等研究表明，在脓毒症状态下，血液循环中的部分微粒含有相关诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxides synthase， iNOS)，这些微粒可以停留或结合到细胞表面并内化细胞中。随后，iNOS产生毒性剂量的NO，导致该细胞死亡。具体表现在当肾小球过滤单元的受体细胞吸收含有iNOS 的循环微泡时，活性iNOS 产生的NO 可以杀死相关细胞导致屏障的破坏，在屏障中形成微穿孔，通过该微穿孔可以发生泄漏，导致血浆蛋白渗漏到尿液中并导致肾衰竭。

与此同时，Lu 等证实脓毒症期间PMP 增加，并通过ARF6 激活Erk/ Smad3/ P53 通路的信号转导。ARF 6 是GTP 酶中的一个小分子，主要参与细胞胞吞、胞吐、膜转运和肌动蛋白骨架重塑。当处于炎症环境时，ARF 6 的活性可发生转换，在脓毒症状态下，该物质可通过促进炎症级联反应、细胞凋亡和氧化应激而加重S-AKI。

尽管目前大多数关于微粒在脓毒症期间的研究发现为有害作用，但也有研究发现微粒可能有益，它们的功能可以根据起源细胞的状态而变化。早在2012 年，Bruno 等研究表明，来自骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells， BM-SCs)释放的微粒可以减少肾小管细胞的凋亡，并促进细胞增殖，从而提高急性肾损伤模型的存活率。此外，微粒中的RNA 可以在体内外转移至小鼠细胞，并导致特定蛋白的表达，表明BMSCs 释放的微粒可能通过RNA 传递的机制对急性肾损伤具有保护作用。微循环障碍是S-AKI 的重要发病机制，有研究表明，微粒在脓毒症中既参与凝血过程，也可以通过促进纤溶反应来改善脓毒症患者的预后。

Cointe 等收集了脓毒症患者的血液样本与对照组进行比较，结果表明，在脓毒症患者中，具有高纤溶酶生成能力的粒细胞微粒(granulocyte microparticles，Gran-MPs) 能够促进血栓的溶解， 以uPA/uPAR 依赖的方式减少血栓形成和促进血栓溶解。且这种作用与中性粒细胞弹性蛋白酶相关，该酶可通过切割uPA-PAI-1 复合物来调节粒细胞微粒的高纤溶酶生成能力。

此外，Zhou 等研究表明，血管周细胞分泌的微粒介导结缔组织生长因子的传递，通过ERK1/2-STAT3 信号通路，促进血管内皮细胞的增殖、迁移和血管生成能力，发挥对血管内皮的保护作用，提高脓毒症患者生存率。近年来，学者在研究微粒等细胞外囊泡方面取得了巨大进展，但目前仍面临诸多挑战。首先是微粒的显著异质性需要更加精准的分离技术区分不同类型和来源的微粒；其次需要进一步提高检验技术的灵敏度和特异性，以确保准确测量微粒的数量和特性；再者是微粒在体外的稳定性可能受到样本处理和存储条件的影响等。将微粒研究的成果向临床转化同样充满挑战，需要解决生物相容性、靶向性和有效性等多重问题。

4.小结

微粒在S-AKI 的发生发展中起重要作用，一方面，微粒参与了免疫调节、炎性介质释放、血栓形成、线粒体功能障碍等病理生理机制，导致了肾损伤；另一方面，部分微粒可以减少肾细胞凋亡、促进细胞增殖、减少血栓形成等改善患者预后。未来，随着技术的进步和研究的深入，可以使用微粒作为载体，用于在体内环境中递送特定的物质到特定的部位调节细胞功能，以达到治疗目的，为疾病诊断和治疗提供新的策略。

来源：林文龙，何子奇，刘康，等.微粒在脓毒症相关急性肾损伤中作用的研究进展[J].临床麻醉学杂志，2025，41(08):859-863.