研究人员努力开发治疗败血症的新方法

在败血症期间,身体会攻击自身。研究人员正在研究新的反击方法

败血症是一种严重且通常致命的疾病,但对于大多数公众来说,它仍然是一种陌生的威胁,对于医生来说,它也是最难诊断和治疗的疾病之一。这种情况始于免疫系统对感染的强烈反应,每年在全球范围内导致 1800 万人死亡,其中包括美国约 26 万人。据许多估计,败血症及其最严重的形式,即感染性休克,是美国重症监护患者的主要死因,也是该国其他所有人中第 10 位最常见的死因。然而,根据非营利组织“败血症联盟”委托进行的一项 2011 年研究,只有五分之一的美国人认识到这个术语,而在那些听说过败血症的调查参与者中,大多数人无法定义它。

即使是医学院学习过败血症的医生,也经常错过其早期迹象,因为这些迹象与其他疾病相似,而且这种疾病从看起来像轻微感染迅速发展为危及生命的情况。由于这些困难,医生通常会延迟采取必要的干预措施,例如使用抗生素来消除感染,使用药物来对抗危险的血压下降,以及使用机械呼吸机来提高危险的低氧水平。

俄亥俄州哥伦布市 Riverside Methodist 医院的质量和患者安全医疗主管,同时也是败血症联盟顾问的 James O'Brien 说:“抗生素给药的时间是决定某人生死攸关的关键因素。” 但他说,一些最令人信服的数据表明,只有 50% 的感染性休克患者在首次被医疗专业人员诊治后的六小时内获得了适当的抗生素。“如果我们在将心脏病发作患者送到导管实验室方面有类似的记录,那将会引起轩然大波,”他补充道。


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更复杂的是,更好的治疗方法迟迟没有出现。一些治疗方法即将问世——例如一项实验性血液测试和过滤疗法——但过去两年中四种潜在的抗败血症药物的失败让研究人员和倡导者都感到沮丧。退休牙医卡尔·弗莱特利 (Carl Flatley) 在他的女儿于 2002 年死于该综合征后创立了败血症联盟。“自那以来的 10 年里,我们已经在美国失去了 250 万人,而且可能还需要 10 年才能找到有效的方法,”他说。“我们需要加快速度。”

化学级联反应

当免疫系统执行其识别入侵细菌、病毒或真菌的通常任务时,败血症开始时是无害的。免疫细胞释放称为细胞因子的信号蛋白,以相互刺激并克服入侵者——但由于原因尚不清楚,免疫细胞释放的细胞因子和其他炎症分子远多于通常情况。所有额外的免疫分子在血液中激增,无意中导致血管松弛和渗透性增强,降低血压,并使血液的液体成分渗入周围组织。剩余的血液成分在最小的血管中凝结,阻止氧气到达主要器官。此时,败血症患者已从疾病的最早阶段(称为全身炎症反应综合征)过渡到严重败血症和感染性休克的后期阶段。出现意识模糊,心脏的电活动变得不稳定,肾脏和其他器官衰竭,即使使用大量的静脉输液和药物也无法升高血压。

由于免疫系统的反应是败血症破坏性进展的原因,研究人员尝试使用各种药物来中断引发炎症和凝血的化学级联反应。最近的尝试令人失望。

2011 年 1 月,总部位于东京的卫材公司生产的备受期待的药物 eritoran 在临床试验显示与安慰剂相比在预防败血症死亡方面没有益处后被撤回。到当年 10 月,原计划与 eritoran 竞争的药物——礼来公司生产的 Xigris——在美国食品和药物管理局批准上市 10 年后被撤出销售,因为强制性的上市后研究表明对患者没有益处。2012 年 2 月,德国慕尼黑的 Agennix 公司停止了将其现有癌症药物 talactoferrin 应用于败血症的研究,因为在严格的临床试验中,接受该药物治疗的患者死亡人数多于安慰剂接受者的死亡人数。同年晚些时候,8 月,阿斯利康和 BTG 的合作伙伴取消了对新药 CytoFab 的研究,此前一项早期试验表明其效果不优于安慰剂。

如果所有这些药物被证明对败血症有效,预计都将成为价值数十亿美元的重磅炸弹,但实际上,它们让其创造者损失了数百万美元的预期研究和取消的试验。因此,弗吉尼亚联邦大学的长期败血症研究员理查德·P·温泽尔说:“我认为大公司已经放弃了。”

来自如此多不同公司的如此多样的化合物是如何失败的?研究人员提出了几个原因。2 月份在线发表的一项为期 10 年的研究揭示了败血症药物试验所依据的动物研究中存在的严重缺陷。事实证明,小鼠的严重炎症反应并不能准确地模拟人类的败血症——因此,对小鼠有帮助的药物可能会使人的情况更糟。此外,败血症试验中的患者可能病情太重,无法对任何药物产生良好反应。由于败血症患者很少在早期得到诊断,因此当他们入组试验时,他们可能更难治疗。此外,败血症患者的患病方式可能并不完全相同,因此个体对同一种化合物的反应可能大相径庭。

O'Brien 解释说:“我们目前的情况类似于诊断人们患有‘癌症’,而不向他们提供任何进一步的信息——不是他们患有白血病,不是什么细胞类型,也不是存在什么分子异常。” “‘败血症’是一个包含不同患者群体的桶。我们还没有完成区分其潜在病理生理学的基础工作。”

新思路

尽管经历了很多失望,研究人员仍在继续寻找可以在败血症变得致命之前阻止它的治疗方法。例如,多伦多光谱诊断公司将诊断性血液测试与治疗设备配对。该测试寻找内毒素,内毒素是从垂死细菌中释放出来并可能引发败血症的分子。大约 50% 的败血症患者(通常是病情最危重的患者)血液中内毒素水平很高。从这些患者身上抽取血液,并泵过注入抗生素的过滤器,抗生素与内毒素结合,在血液返回患者体内之前去除分子。FDA 批准了该测试(过滤器已经存在,光谱公司已获得许可),诊断和设备的组合目前正在美国 14 个州和加拿大的大型试验中进行测试。

光谱公司承认,即使其治疗成功,也无法帮助内毒素水平不高的患者。但光谱公司的首席执行官兼重症监护专家 Paul Walker 表示:“如果我们的试验结果为阳性,我们每年可能会挽救 50,000 人的生命。”

圣路易斯华盛顿大学医学院麻醉学、医学和外科学教授 Richard Hotchkiss 提出了一个非常不同的方法——不仅针对治疗,而且针对将败血症视为一个整体的方式。他将他对当前研究形势的看法总结为:“仅仅因为你走在一条磨损严重的道路上,并不意味着你正朝着正确的方向前进。”

尽管目前的教条将败血症解释为持续的、过度的炎症反应,但 Hotchkiss 的方法是基于相反的证据。他的研究,包括对从死后不久的患者身上提取的细胞进行检查,表明败血症的症状持续存在,是因为在疾病过程中,免疫系统从过度反应转变为一种崩溃——它不是做得太多,而是做得太少。Hotchkiss 说,如果这是正确的,那么免疫刺激化合物(如白介素-7,已用于癌症治疗)可以预防败血症导致的死亡——传统败血症研究人员可能会认为这种想法是火上浇油。

由于没有新的药物问世,一些研究人员敦促将重点从发现药物治疗转移到重症监护、改善长期护理和提高公众意识的重要性。他们指出,虽然败血症的死亡率仍然很高,但随着时间的推移,死亡率有所下降,这不是因为败血症的新疗法,而是因为医生总体上更擅长挽救危重患者的生命。一些研究人员认为,临床医生应更多地关注五分之四的败血症幸存者。许多幸存者患有严重的残疾,例如截肢、失明和认知问题。败血症联盟顾问 O'Brien 强调,公众意识有助于早期识别,这大大提高了康复的机会。


早期预警信号

败血症的诊断需要至少两种以下症状,以及疑似或确诊的细菌、病毒或真菌感染。败血症的最早症状通常与轻微感染相似,但病情会迅速恶化,摧残身体。

✓ 呼吸加快(呼吸频率 > 20 次/分钟)

✓ 心率加快(> 90 次/分钟)

✓ 核心体温异常偏高或偏低(< 36° 摄氏度或 > 38° 摄氏度)

✓ 白细胞计数异常偏高或偏低

Maryn McKenna 是一位专注于公共卫生、全球健康和食品政策的记者,也是《大众科学》的特约编辑。她是《大鸡:抗生素如何创造现代农业并改变世界饮食方式的不可思议的故事》(National Geographic Books,2017)的作者。

更多作者:Maryn McKenna
大众科学杂志 第308卷 第4期本文最初以“系统冲击”为标题发表于大众科学杂志 第308卷 第4期(),第30页
doi:10.1038/scientificamerican0413-30
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