严重创伤、休克、感染时发生全身性补体激活,产生C5a 等趋化物质和细胞因子招引循环中的中性粒细胞(PMN)聚集。在这些因素作用下,PMN 和内皮细胞相互作用,其过程大致为:①PMN 沿血管壁滚动;② PMN 牢固黏附于血管内皮;③ PMN 经内皮游出血管壁到达组织间隙。
这些过程中都有黏附分子作为细胞的受体起作用。能刺激这些受体的生物因素有:细胞因子(TNF-α、IL-1、IL-8、GM-CSF)、氧自由基、花生四烯酸代谢产物、血小板激活因子、C5a、内毒素、凝血酶等。这些黏附分子可分3 类。
(1) 整合素(integrin)是一类糖蛋白,由3 个异二聚体亚单位组成。每个亚单位有共同的β链(CD18),但α链各不相同,称为CD11a、CD11b、CD11c,PMN 能表达CD11b.有报道CD11b/CD18 复合物受血小板激活因子刺激后5 min 即表达。
(2) 选择素(selectin)是细胞表面糖蛋白家族,有P-、E-、L-选择素3 种。P-、E-选择素存在于血管内皮细胞,对PMN 表面的唾液酸残基有亲和力,作用后数分钟内P-选择素即从内皮细胞的颗粒中转移到细胞表面。E-选择素表达需时30 min 以上,4 h 达峰值,24 h 回到基础值。L-选择素表达于PMN 膜表面微绒毛的尖端,在早期沿内皮细胞滚动过程中起作用。
(3) 细胞间黏附分子(intercellular cell adhesion molecule,ICAM) ICAM 类在结构上是免疫球蛋白,因此又称免疫球蛋白基因超家族,表达在内皮细胞表面。主要与PMN 上的CD11b/CD18结合,在牢固黏附于内皮的过程中起作用。有报道受炎症因子作用后,ICAM 表达发生在3 h,24 h仍高。
PMN激活黏附于血管内皮的过程中,释放出氧自由基、花生四烯酸代谢产物(血栓素、白三烯等)、蛋白酶(如弹性蛋白酶、胶原酶等)和溶酶体酶类等,引起内皮细胞损害、微血栓形成、血管壁通透性增加和水肿。PMN 激活聚集形成微栓子,阻塞在多个器官的微循环内,释放上述毒性内容物,同游走到组织中的中性粒细胞一起,引起组织损害和器官功能不全。
中性粒细胞-内皮细胞相互作用导致组织损伤是细菌、内毒素、细胞因子和缺血再灌注损伤等引起MODS 的一条共同途径。在实验和I 期临床中试用各种抗黏附分子单抗阻止PMN 黏附于血管内皮,可明显减轻失血、休克、缺血再灌注等过程中的内皮细胞和心、肝、肺、肾等组织损伤,延长动物的存活时间。