心臟驟停后進行心肺復蘇的患者，其機體經歷缺血、缺氧、再灌注損傷的過程，在這種應激反應較強烈的狀態下，伴隨血流動力學不穩定、全身低灌注，繼而發生多器官功能障礙，危及生命安全。心肺復蘇后肺血管內皮損傷是多臟器損傷時肺損傷的一種病理表現，可能機制有炎癥反應、中性粒細胞浸潤、微循環障礙、組織氧攝取利用障礙等。其中，中性粒細胞可直接破壞或通過活化與遷移活動間接損傷肺血管內皮細胞，并且可激活機體產生大量的氧自由基，并釋放一系列具有損傷作用的細胞因子，使肺組織進一步受損。
引用本文： 張建軍, 徐平, 曹鈺. 中性粒細胞在心肺復蘇后肺血管內皮細胞損傷中作用的研究進展. 華西醫學, 2019, 34(4): 429-432. doi: 10.7507/1002-0179.201901166 復制
心臟驟停復蘇后再灌注損傷可誘發的多器官功能障礙綜合征，其病死率為 50%～70%，其中復蘇后肺損傷的發生率排行第 3 位，前 2 位分別為腦及心功能障礙[1]。目前關于心肺復蘇后肺血管內皮損傷的發生機制尚不明確，爭議較多，但有部分學者認為，中性粒細胞與缺血再灌注后肺血管內皮損傷密切相關，在其發生過程中發揮促炎作用[2-4]。因此，本文以中性粒細胞為切入點，對其參與缺血再灌注后肺血管內皮損傷機制的相關研究作一綜述。
1 心肺復蘇中的肺血管內皮損傷
心臟驟停可由心力衰竭、心室顫動、心肌梗死等所導致，此階段為無循環階段，而心肺復蘇治療則是恢復機體血流灌注，使自主循環恢復正常，故臨床將心臟驟停到心肺復蘇的過程稱為缺血再灌注損傷過程[5]。有研究顯示，內皮細胞具有一定的組織修復作用，能夠減輕缺血再灌注對臟器組織造成的損傷[6]。Dong 等[7]在心臟驟停心肺復蘇后的大鼠模型中發現肺血管內皮損傷的組織學變化，表明了肺血管內皮對心臟驟停的應答可作為其缺血再灌注中早期損害的信號。以上均證明內皮細胞的重要作用。然而，Fink 等[8]的研究發現，心肺復蘇后大鼠在缺血再灌注過程中會釋放大量的炎癥介質，而肺部是接受全身靜脈血液回流的主要臟器，當炎癥介質流經肺毛細血管時，炎癥介質移動變慢，極易與血管內皮細胞接觸并與其黏附在一起而積聚在肺臟，導致肺血管內皮損傷。武軍元等[9]的動物實驗研究顯示，心肺復蘇后小豬模型的肺部有較為明顯的淤血、水腫表現，且可見肺泡結構塌陷，肺泡腔內有大量的炎性細胞、滲出液，肺泡間的間距增寬，并在電子顯微鏡下可見肺泡毛細血管內皮的結構變模糊，血管內皮細胞連接較疏松等，由此可見炎癥細胞在灌注再損傷的發生、發展過程中起著重要的作用。
2 中性粒細胞在心肺復蘇后肺血管內皮損傷中的作用
2.1 中性粒細胞對肺血管內皮細胞的直接損傷作用
相關研究指出，當肺組織發生缺血后，組織內會釋放化學趨化因子，誘使骨髓中的中性粒細胞釋放出來，并向缺血組織游離，同時也可使中性粒細胞黏附分子表達水平增加，使大量的中性粒細胞積聚在肺血管內造成堵塞，進而影響肺組織的血液供應[10]。Li 等[11]的研究也發現，中性粒細胞能夠表達 P-選擇素糖蛋白配體-1，該分子可與血小板 P 選擇素相結合，促使血小板聚集或血栓形成，進而損傷血管內皮功能。Ge 等[12]的研究認為，中性粒細胞活化后能夠產生胞外誘捕網，該誘捕網的形成可促使血管內的血液凝固或形成血栓，使血管內皮細胞功能受到損害。除此之外，最近有動物實驗發現，肺缺血再灌注小鼠的體內可不斷釋放中性粒細胞并黏附到血管內皮細胞，而且還能夠經血管擴散至組織器官中，最終導致臟器損傷[13]。
2.2 中性粒細胞通過活化與遷移活動間接損傷肺血管內皮細胞
目前已有大量的研究證實，在心肺復蘇過程中，肺組織內中性粒細胞的數量會在短時間內急劇增加，且會不斷地發生聚集、滾動、黏附、爬行以及遷移等活動[14]。① 聚集：在心肺復蘇這一缺血再灌注過程中體內可釋放大量的化學因子、細胞因子，進而誘導中性粒細胞從骨髓、脾臟、外周血管中向肺缺血組織中聚集；② 滾動：中性粒細胞在聚集過程中會不斷地向血管管壁滾動，導致血管通透性增加，進而增加了中性粒細胞與血管內皮細胞的黏附性，并且影響到血管內皮功能[15]；③ 黏附：在中性粒細胞黏附過程中，機體內存在的 P-選擇素、巨噬細胞抗原 1、細胞間黏附分子 1 等炎癥介質表達水平顯著升高，其能夠與中性粒細胞相結合促進血小板黏附與聚集，增加血栓形成風險，極易破壞血管內皮[16]；④ 爬行：在肺缺血再灌注過程中，中性粒細胞持續受血流剪切力的影響，導致其在爬行過程中為確保能夠始終黏附于血管內皮細胞，不僅會釋放已有的結合位點，還會在自身的其他位置自動形成新的結合位點，影響血管通透性[17]。
2.3 中性粒細胞可能存在的抗炎機制
眾所周知，巨噬細胞在不同環境的刺激下，可轉化為經典活化巨噬細胞（M1 型）和具有替代性的活化巨噬細胞（M2 型），其中 M2 型細胞可抑制機體炎癥反應，并能夠促進組織修復。最近，有研究發現，在肺缺血再灌注后中性粒細胞能夠分化出 N2 型細胞，其可表達巨噬細胞 M2 型的標志物 Ym1[18]，Ym1 為抗炎因子，可發揮抗炎、促血管生成的作用，故中性粒細胞的 N2 型分化是減輕心肺復蘇后肺血管內皮損傷急性炎癥反應的一種重要機制。由此可見，中性粒細胞在缺血再灌注后肺血管內皮損傷病變過程中并非只是發揮了破壞性效應，同時也具有抗炎、促組織修復的作用。
3 中性粒細胞相關分子與肺血管內皮損傷
相關動物實驗發現，中性粒細胞發生活化可釋放基質金屬蛋白酶、活性氧、中性粒細胞彈性蛋白酶等多種蛋白酶[19]，而這些蛋白酶具有破壞作用，能夠降解細胞外基質成分，使局部組織受損。
3.1 活性氧類物質
中性粒細胞呼吸爆發主要是指中性粒細胞分泌過量的活性氧類物質使細胞、組織受損的過程。Gomes 等[20]的研究報道，中性粒細胞釋放的活性氧類物質能夠造成肺部組織中的蛋白質、DNA 及脂質發生氧化損傷，導致細胞膜脂質過氧化，進而致使肺泡細胞、毛細血管壁細胞的膜通透性增加，細胞質外流，細胞膜的蛋白活性喪失，進而引起肺內皮細胞凋亡。Naha 等[21]則認為，活性氧類物質能夠產生可損害大分子（糖蛋白、DNA 等）的細胞毒性物質，并會促使這些毒性物質進入到內皮細胞，損傷內皮細胞 DNA。
3.2 基質金屬蛋白酶
正常情況下，肺組織內只有少量基質金屬蛋白酶，而且以無活性酶原的形式分布，當肺組織出現炎癥反應時，炎癥細胞因子可促使基質金屬蛋白酶基因啟動子內的激活子蛋白-1、核轉錄因子 κB 拼接，使基質金屬蛋白酶被激活，表達水平迅速增加。Soccal 等[22]的研究顯示，基質金屬蛋白酶-9 可分泌諸多黏附分子和細胞因子，故心肺復蘇過程中中性粒細胞的大量分泌，使基質金屬蛋白酶-9 水平升高，加重血管內皮損傷，進而使肺組織發生二次損傷。
3.3 中性粒細胞彈性蛋白酶
在心肺復蘇缺血再灌注期間組織重新獲得了氧供應，中性粒細胞被激活，其耗氧量明顯升高而發生呼吸爆發，同時通過脫顆粒的作用釋放大量的顆粒酶。中性粒細胞彈性蛋白酶就是一種具有較強破壞性的蛋白水解酶，其進入到受損的肺組織后，可降解細胞外基質以及基底膜中的所有成分，因此，中性粒細胞彈性蛋白酶可損傷血管，破壞內皮細胞的功能，加重病情[23]。Mihara 等[24]的研究還補充，中性粒細胞彈性蛋白酶能夠通過清除細胞膜表面的細胞因子、受體等物質以影響信號通路，使機體組織釋放更多的炎癥介質，進而引導中性粒細胞向損傷組織遷移。
4 中性粒細胞在心肺復蘇后肺血管內皮損傷中的展望
中性粒細胞具有一定的可塑性和異質性，在微環境的刺激下可發生活化、聚集、遷移等活動，放大炎癥反應，導致組織損傷[25]。然而，活體微環境當中往往同時存在著多種刺激因子影響中性粒細胞的生理功能，其具體機制仍有待進一步的研究。此外，在心肺復蘇后肺血管內皮損傷中單核細胞、淋巴細胞、中性粒細胞、巨噬細胞等均有參與，其相互間是否存在一定的關系仍未完全清楚。由此可見，中性粒細胞對心肺復蘇后肺血管損傷的直接破壞機制研究仍任重道遠。
總而言之，心肺復蘇后肺血管內皮損傷是一個復雜的生理、病理過程，其中炎癥反應在此過程中發揮著重要的作用。中性粒細胞作為一種炎癥細胞，在炎癥反應發生時可大量釋放并迅速活化。故當患者發生缺血再灌注損傷時其機體處于全身炎癥反應狀態，會促使大量的中性粒細胞聚集進入到血管，甚至可以導致血管堵塞，出現無復流現象，使血管內皮細胞受到損害，影響肺血液循環，加重病情。此外，中性粒細胞還可釋放多種具有破壞作用的分子，如活性氧、中性粒細胞彈性蛋白酶、基質金屬蛋白酶等，這些分子能夠降解細胞外基質，損傷氣血屏障，使血管的通透性增加，影響血管內皮的屏障作用，進而導致血管內皮損傷。但由于中性粒細胞在內皮損傷過程中涉及的機制較為復雜，學者們仍需對其具體作用機制進行深入研究，才可以為臨床防治提供更為可靠的理論依據。
心臟驟停復蘇后再灌注損傷可誘發的多器官功能障礙綜合征，其病死率為 50%～70%，其中復蘇后肺損傷的發生率排行第 3 位，前 2 位分別為腦及心功能障礙[1]。目前關于心肺復蘇后肺血管內皮損傷的發生機制尚不明確，爭議較多，但有部分學者認為，中性粒細胞與缺血再灌注后肺血管內皮損傷密切相關，在其發生過程中發揮促炎作用[2-4]。因此，本文以中性粒細胞為切入點，對其參與缺血再灌注后肺血管內皮損傷機制的相關研究作一綜述。
1 心肺復蘇中的肺血管內皮損傷
心臟驟停可由心力衰竭、心室顫動、心肌梗死等所導致，此階段為無循環階段，而心肺復蘇治療則是恢復機體血流灌注，使自主循環恢復正常，故臨床將心臟驟停到心肺復蘇的過程稱為缺血再灌注損傷過程[5]。有研究顯示，內皮細胞具有一定的組織修復作用，能夠減輕缺血再灌注對臟器組織造成的損傷[6]。Dong 等[7]在心臟驟停心肺復蘇后的大鼠模型中發現肺血管內皮損傷的組織學變化，表明了肺血管內皮對心臟驟停的應答可作為其缺血再灌注中早期損害的信號。以上均證明內皮細胞的重要作用。然而，Fink 等[8]的研究發現，心肺復蘇后大鼠在缺血再灌注過程中會釋放大量的炎癥介質，而肺部是接受全身靜脈血液回流的主要臟器，當炎癥介質流經肺毛細血管時，炎癥介質移動變慢，極易與血管內皮細胞接觸并與其黏附在一起而積聚在肺臟，導致肺血管內皮損傷。武軍元等[9]的動物實驗研究顯示，心肺復蘇后小豬模型的肺部有較為明顯的淤血、水腫表現，且可見肺泡結構塌陷，肺泡腔內有大量的炎性細胞、滲出液，肺泡間的間距增寬，并在電子顯微鏡下可見肺泡毛細血管內皮的結構變模糊，血管內皮細胞連接較疏松等，由此可見炎癥細胞在灌注再損傷的發生、發展過程中起著重要的作用。
2 中性粒細胞在心肺復蘇后肺血管內皮損傷中的作用
2.1 中性粒細胞對肺血管內皮細胞的直接損傷作用
相關研究指出，當肺組織發生缺血后，組織內會釋放化學趨化因子，誘使骨髓中的中性粒細胞釋放出來，并向缺血組織游離，同時也可使中性粒細胞黏附分子表達水平增加，使大量的中性粒細胞積聚在肺血管內造成堵塞，進而影響肺組織的血液供應[10]。Li 等[11]的研究也發現，中性粒細胞能夠表達 P-選擇素糖蛋白配體-1，該分子可與血小板 P 選擇素相結合，促使血小板聚集或血栓形成，進而損傷血管內皮功能。Ge 等[12]的研究認為，中性粒細胞活化后能夠產生胞外誘捕網，該誘捕網的形成可促使血管內的血液凝固或形成血栓，使血管內皮細胞功能受到損害。除此之外，最近有動物實驗發現，肺缺血再灌注小鼠的體內可不斷釋放中性粒細胞并黏附到血管內皮細胞，而且還能夠經血管擴散至組織器官中，最終導致臟器損傷[13]。
2.2 中性粒細胞通過活化與遷移活動間接損傷肺血管內皮細胞
目前已有大量的研究證實，在心肺復蘇過程中，肺組織內中性粒細胞的數量會在短時間內急劇增加，且會不斷地發生聚集、滾動、黏附、爬行以及遷移等活動[14]。① 聚集：在心肺復蘇這一缺血再灌注過程中體內可釋放大量的化學因子、細胞因子，進而誘導中性粒細胞從骨髓、脾臟、外周血管中向肺缺血組織中聚集；② 滾動：中性粒細胞在聚集過程中會不斷地向血管管壁滾動，導致血管通透性增加，進而增加了中性粒細胞與血管內皮細胞的黏附性，并且影響到血管內皮功能[15]；③ 黏附：在中性粒細胞黏附過程中，機體內存在的 P-選擇素、巨噬細胞抗原 1、細胞間黏附分子 1 等炎癥介質表達水平顯著升高，其能夠與中性粒細胞相結合促進血小板黏附與聚集，增加血栓形成風險，極易破壞血管內皮[16]；④ 爬行：在肺缺血再灌注過程中，中性粒細胞持續受血流剪切力的影響，導致其在爬行過程中為確保能夠始終黏附于血管內皮細胞，不僅會釋放已有的結合位點，還會在自身的其他位置自動形成新的結合位點，影響血管通透性[17]。
2.3 中性粒細胞可能存在的抗炎機制
眾所周知，巨噬細胞在不同環境的刺激下，可轉化為經典活化巨噬細胞（M1 型）和具有替代性的活化巨噬細胞（M2 型），其中 M2 型細胞可抑制機體炎癥反應，并能夠促進組織修復。最近，有研究發現，在肺缺血再灌注后中性粒細胞能夠分化出 N2 型細胞，其可表達巨噬細胞 M2 型的標志物 Ym1[18]，Ym1 為抗炎因子，可發揮抗炎、促血管生成的作用，故中性粒細胞的 N2 型分化是減輕心肺復蘇后肺血管內皮損傷急性炎癥反應的一種重要機制。由此可見，中性粒細胞在缺血再灌注后肺血管內皮損傷病變過程中并非只是發揮了破壞性效應，同時也具有抗炎、促組織修復的作用。
3 中性粒細胞相關分子與肺血管內皮損傷
相關動物實驗發現，中性粒細胞發生活化可釋放基質金屬蛋白酶、活性氧、中性粒細胞彈性蛋白酶等多種蛋白酶[19]，而這些蛋白酶具有破壞作用，能夠降解細胞外基質成分，使局部組織受損。
3.1 活性氧類物質
中性粒細胞呼吸爆發主要是指中性粒細胞分泌過量的活性氧類物質使細胞、組織受損的過程。Gomes 等[20]的研究報道，中性粒細胞釋放的活性氧類物質能夠造成肺部組織中的蛋白質、DNA 及脂質發生氧化損傷，導致細胞膜脂質過氧化，進而致使肺泡細胞、毛細血管壁細胞的膜通透性增加，細胞質外流，細胞膜的蛋白活性喪失，進而引起肺內皮細胞凋亡。Naha 等[21]則認為，活性氧類物質能夠產生可損害大分子（糖蛋白、DNA 等）的細胞毒性物質，并會促使這些毒性物質進入到內皮細胞，損傷內皮細胞 DNA。
3.2 基質金屬蛋白酶
正常情況下，肺組織內只有少量基質金屬蛋白酶，而且以無活性酶原的形式分布，當肺組織出現炎癥反應時，炎癥細胞因子可促使基質金屬蛋白酶基因啟動子內的激活子蛋白-1、核轉錄因子 κB 拼接，使基質金屬蛋白酶被激活，表達水平迅速增加。Soccal 等[22]的研究顯示，基質金屬蛋白酶-9 可分泌諸多黏附分子和細胞因子，故心肺復蘇過程中中性粒細胞的大量分泌，使基質金屬蛋白酶-9 水平升高，加重血管內皮損傷，進而使肺組織發生二次損傷。
3.3 中性粒細胞彈性蛋白酶
在心肺復蘇缺血再灌注期間組織重新獲得了氧供應，中性粒細胞被激活，其耗氧量明顯升高而發生呼吸爆發，同時通過脫顆粒的作用釋放大量的顆粒酶。中性粒細胞彈性蛋白酶就是一種具有較強破壞性的蛋白水解酶，其進入到受損的肺組織后，可降解細胞外基質以及基底膜中的所有成分，因此，中性粒細胞彈性蛋白酶可損傷血管，破壞內皮細胞的功能，加重病情[23]。Mihara 等[24]的研究還補充，中性粒細胞彈性蛋白酶能夠通過清除細胞膜表面的細胞因子、受體等物質以影響信號通路，使機體組織釋放更多的炎癥介質，進而引導中性粒細胞向損傷組織遷移。
4 中性粒細胞在心肺復蘇后肺血管內皮損傷中的展望
中性粒細胞具有一定的可塑性和異質性，在微環境的刺激下可發生活化、聚集、遷移等活動，放大炎癥反應，導致組織損傷[25]。然而，活體微環境當中往往同時存在著多種刺激因子影響中性粒細胞的生理功能，其具體機制仍有待進一步的研究。此外，在心肺復蘇后肺血管內皮損傷中單核細胞、淋巴細胞、中性粒細胞、巨噬細胞等均有參與，其相互間是否存在一定的關系仍未完全清楚。由此可見，中性粒細胞對心肺復蘇后肺血管損傷的直接破壞機制研究仍任重道遠。
總而言之，心肺復蘇后肺血管內皮損傷是一個復雜的生理、病理過程，其中炎癥反應在此過程中發揮著重要的作用。中性粒細胞作為一種炎癥細胞，在炎癥反應發生時可大量釋放并迅速活化。故當患者發生缺血再灌注損傷時其機體處于全身炎癥反應狀態，會促使大量的中性粒細胞聚集進入到血管，甚至可以導致血管堵塞，出現無復流現象，使血管內皮細胞受到損害，影響肺血液循環，加重病情。此外，中性粒細胞還可釋放多種具有破壞作用的分子，如活性氧、中性粒細胞彈性蛋白酶、基質金屬蛋白酶等，這些分子能夠降解細胞外基質，損傷氣血屏障，使血管的通透性增加，影響血管內皮的屏障作用，進而導致血管內皮損傷。但由于中性粒細胞在內皮損傷過程中涉及的機制較為復雜，學者們仍需對其具體作用機制進行深入研究，才可以為臨床防治提供更為可靠的理論依據。