近20年来脓毒症学说已成为重症医学和急诊医学理论体系的核心理论,并正在改变着人们对感染、炎症反应等概念及其本质的认识,甚至正在引发人类对生命体、疾病本质的思考和讨论。
传统的感染理论,将感染视为疾病或病理生理状态,视感染和炎症反应为同一个病理生理过程,并且把感染引起的局部炎症反应(如红肿热痛)和发热、白细胞增高等全身的炎症反应直接视为感染性疾病的证据。
脓毒症、严重脓毒症及脓毒性休克是机体在感染后出现的一系列病理生理改变及临床病情严重程度变化的动态过程,其实质是全身炎症反应不断加剧、持续恶化的结果。
一、什么是休克?
休克(shock)是各种原因引起的重要器官循环和微循环(micro-circulation)功能障碍状态。其主要特征是脏器血流灌注下降和氧供不足,组织细胞缺血、缺氧、代谢紊乱和脏器功能损伤。休克是一个由代偿期到失代偿期动态发生发展过程。休克一旦启动,不经干预将是致命的,早期识别和治疗可明显降低致死率。
(一)早期的休克概念。
休克概念经历了多年的演变。18世纪40年代,休克是指外因打击下的全身性虚脱/衰竭状态。19世纪对休克的整体性典型描述是“面色苍白或发绀、四肢湿冷、脉搏细弱、尿少、神情淡漠、血压下降”。(所以说年我对休克概念的理解还停留在18、19世纪//捂脸\\)
(二)休克的病理生理机制和分类
1、病理生理机制:大致包括有效循环血量减少、心排血量下降和微循环障碍3个基本病理生理环节;
2、分类:感染性(脓毒性)、心源性、分布性、低血容量性、梗阻性神经源性
(三)儿童休克特点
儿童脓毒性休克以冷休克多见,心排量降低、外周血管阻力增高,故而在相当一段时间内可维持血压正常。因此,儿童脓毒性休克早期不能主要以血压降低为诊断标准。
Osmosis上对“shock”的解释:
whenwetalkaboutischemia(局部缺血),wereusuallytalkingaboutthislackofbloodflowtoaspecificareaoftissue.Forexample,withaheartattack,acoronaryarteryintheheartthatsuppliestheleftventriclewithbloodgetsblocked,sothatlocalizedareaofhearttissuedoesn’tgetenoughbloodandoxygen;thatdamageislocalizedtothatleftventricle.
Shockislikeischemia,butonaglobalscale(shock更像是全身范围的缺血).Inotherwords,it’sacirculatoryfailureofthewholebody;bloodflowtotissuesisdangerouslylow,whichleadstocellularinjury,possiblydamagesmultipleorgans,andcanevenleadtomultipleorganfailureifnottreatedimmediately.
二、相关概念
1、系统性炎症反应综合征[systemicinflammatoryresponsesyndrome,SIRS]或系统性炎症反应[systemicinflammatoryresponse,SIR]:是指机体在各种感染、创伤、缺氧等因素刺激下(注意不光只有感染)产生的一种系统性炎症反应(临床常称为全身炎症反应综合征)。2次国际共识会议制定的SIRS标准是:体温>38℃或<36℃;心率>正常年龄均值加2个标准差;呼吸>正常年龄均值加2个标准差;或白细胞>12×10^9/L,或<4×10^9/L,或杆状核>10%。凡符合上述两项或两项以上者即可诊断,儿童患者其中一项必须符合体温或白细胞变化。
2、脓毒症[sepsis]:是脓毒症理论中重新定义的概念,指感染(可疑或证实)引起的SIRS(传统的“脓毒症”是指败血症引起的远隔器官组织的化脓性病灶)。
3、严重脓毒症[severesepsis]:指脓毒症同时存在脓毒症引起的组织低灌注(少尿、乳酸升高、低血压)或脏器功能障碍(8版实用儿科学)。
4、脓毒性休克[septicshock]:指脓毒症诱导的组织低灌注和心血管功能障碍(儿童脓毒性休克(感染性休克)诊治专家共识(版))。
病理生理机制:
(1)引起组织低灌注的机制:生理情况下,血管内皮细胞(EC)表面覆盖有一层蛋白多糖,我们称之为糖萼,脓毒症的炎症反应会造成糖萼及内皮细胞的损害,破坏了微血管结构和功能的完整性,导致细胞间隙的形成,导致全身毛细血管通透性增加,毛细血管内液体和低分子蛋白渗漏,致全身有效循环容量不足,致组织灌注不足、氧输送降低,随之出现休克、MODS。
(2)引起心血管功能障碍的机制:
脓毒症诱导的心功能不全多以心肌收缩力降低同时伴心室容量增高表现为主,该情况下导致患儿对液体治疗的反应不佳。
大多数患儿经积极抗感染治疗后其心功能不全表现为可逆性。
脓毒性休克主要为分布异常性休克,在儿童常同时伴低血容量性休克。儿童脓毒性休克早期可以表现为血压正常,休克晚期呈难治性低血压。
5、多脏器功能障碍综合征[multipleorgandysfunctionsyndrome,MODS]:指感染或非感染性强烈打击引起的序贯性多个脏器功能不全。
6、感染[infection]:传统感染的定义是“机体和入侵病原微生物相互作用的病理生理过程”或“外源性致病微生物侵入机体无菌组织、体液和体腔的病理过程”。
脓毒症与SIRS关系图
年美国危重病学会(USSocietyofCriticalCareMedicine,SCCM)和欧洲危重病学会(Europe?anSocietyofIntensiveCareMedicine,ESICM)发布了脓毒症3.0(sepsis3.0)相关概念和标准。新脓毒症定义为宿主对感染的反应失调,导致危及生命的器官功能损害。强调感染导致宿主内稳态失衡,需早期识别和干预,突出器官功能障碍表现及评估,体现严重感染引起机体免疫炎症过程的病理生理改变。不再推荐使用“严重脓毒症”,如仅有感染,无器官功能损害,不能诊断为脓毒症。将无并发症的感染剔出,利于脓毒症的快速识别及严重程度评估。
三、相关诊断
1、年严重脓毒症/脓毒性休克国际指南有关儿童脓毒症、严重脓毒症诊断相关的指标参考下表
2、脓毒症休克诊断
3、脓毒症休克分期
(1)代偿期:儿童脓毒性休克的诊断与成人不同之处在于不一定具备低血压。当患儿感染后出现上述3条或以上组织低灌注表现,此时如果血压正常则诊断脓毒性休克代偿期。
(2)失代偿期:代偿期灌注不足表现加重伴血压下降,则进展为失代偿期。不同年龄低血压标准参考上表。
4、休克分型
(1)冷休克低排高阻或低排低阻型休克,除意识改变、尿量减少外,表现为皮肤苍白或花斑纹,四肢凉,外周脉搏快、细弱,CRT延长。休克代偿期血压可正常,失代偿期血压降低。
(2)暖休克高排低阻型休克,可有意识改变、尿量减少或代谢性酸中毒等,但四肢温暖,外周脉搏有力,CRT正常,心率快,血压降低。
四、脓毒性休克早期识别
(一)临床反映组织灌注状态的观察窗口主要有3个:
1、脑灌注状态
脑灌注受体循环和微循环血流动力学双重影响,脓毒症休克时心肌功能受抑、心排量下降,容量分布异常,脑动脉血流减少。脑微血管周围水肿、微血栓形成、毛细血管内皮损伤,通透性增加,致微循环障碍。而脑组织因高需氧量,对缺血缺氧反应敏感,早期即出现意识状态改变,包括不可安抚的烦闹,易激惹,精神弱、嗜睡,对刺激反应弱、迟钝等。因症状逐渐出现,特异性不高,应高度警惕,避免误判为中枢感染。
2、末梢循环状态
临床指标包括周围脉搏减弱、毛细血管再充盈时间>3s、皮肤花纹、肢端发冷。应注意环境温度对肢端循环的一过性影响。
3、肾脏小血管及微循环灌注
临床指标包括尿量减少,血肌酐增高、尿素增高。尿量减少是休克早期出现的可准确记录、连续客观监测评估的重要指标。一旦疑为休克,放置尿管观察尿量。脓毒性休克对肾脏影响涉及多个环节和多种机制,包括肾脏血流动力学和组织灌注改变,肾脏细胞功能损伤,局部炎症反应等。脓毒性休克早期肾脏血流动力学特点及灌注状态的研究不够充分,肾脏血流及灌注状态差异明显,不仅仅表现为低灌注。但因损伤机制多样,脓毒性休克早期出现急性肾损伤非常常见,导致尿量减少。
迄今为止,对上述三方面指标的连续动态监测与评估,是脓毒性休克早期识别最重要环节。
(二)早期识别儿童脓毒性休克的其他临床指标
1、血清乳酸水平动态监测及乳酸清除率
大量研究显示,血乳酸水平增高是脓毒性休克早期重要特征,且与预后密切相关。动脉血乳酸>2mmol/L是重要诊断临界值,动脉血乳酸>4mmol/L提示预后不良,也是进行液体复苏的重要指征之一。脓毒性休克时组织灌注异常,组织氧供和氧利用均有障碍。组织缺氧,细胞正常三羧酸循环受阻,无氧酵解增加,在乳酸脱氢酶催化下,丙酮酸生成大量乳酸,组织及血乳酸水平明显上升。影响乳酸生成及代谢原因多样,如丙酮酸代谢、肝肾功能等。同时休克时组织蓄积大量乳酸,组织灌注改善后,持续进入血循环,血乳酸水平可能一段时间内不降反升。动态血乳酸水平监测及乳酸清除率更能准确地反映组织灌注及氧供、氧利用状态。6h乳酸清除率=(初始血乳酸水平-6h血乳酸水平)/初始血乳酸水平×%;24h乳酸清除率类推。
2、降钙素原(procalcitonin,PCT)
PCT是由个氨基酸组成的糖蛋白,是降钙素前体。生理情况下血清PCT浓度极低,全身感染等炎性反应刺激下,尤其血流感染、脓毒性休克时明显升高。尽管有新的脓毒症生物标记物不断出现,但PCT由于研究较深入、广泛,临床应用时间较长,被认为是识别严重侵袭性细菌感染和脓毒性休克有价值的标记物。全身及严重细菌感染后2h血中PCT开始升高,出现较早。血清PCT水平可作为脓毒症诊断重要依据,脓毒症患者血清PCT水平明显高于非脓毒症患者,脓毒症程度越严重,如脓毒性休克患者,其血清PCT水平升高越明显,可作为严重脓毒症分层诊断依据之一。研究显示,PCT>2.0~4.0μg/L为脓毒症阳性标准,其敏感性和特异性均较高。通常PCT为2~10μg/L时,结合患者临床情况,很可能存在脓毒性休克,器官功能障碍风险高;PCT>10μg/L则细菌感染性脓毒性休克可能性非常大,常伴器官功能衰竭,死亡风险高。(见下文)
五、降钙素原(procalcitonin,PCT)
1、PCT的生物学特征
PCT是降钙素的前体物质,由~个氨基酸组成,是一种无激素活性糖蛋白,主要由神经内分泌细胞(包括甲状腺、肺和胰腺组织细胞)表达,经酶切分解为降钙素、羧基端肽和氨基端肽。PCT是一种免疫活性蛋白,其生物活性包括免疫调节和调节血管收缩等。PCT在人体内稳定性好,半衰期为20~24h,血清PCT浓度通常0.10μg/L(健康人血清中PCT含量极少)。
微生物感染诱导11号染色体上CALC-Ⅰ基因表达普遍增加,促使肝脏巨噬细胞和单核细胞、肺及肠道组织淋巴细胞及内分泌细胞大量合成分泌PCT,尤其是在严重细菌感染或脓毒症时,血清PCT可以快速且特异性升高。在动物实验中,注射内毒素2h后血清PCT即可被检测到,6h后显著上升,约12h达到高峰,2~3d下降至正常。血清PCT升高常与疾病严重性和病死率相关,严重感染时,血清PCT浓度可增至μg/L甚至达到0μg/L,而在有效抗菌药物治疗后可迅速下降。
建议一:血清PCT是早期、严重、侵袭性细菌感染的标志物,作为儿童细菌性感染疾病现有的可靠诊断指标,还可用于判断预后和指导抗菌药物应用;可作为判断感染性质的辅助检测,也可以与外周血白细胞计数(WBC)、血清C反应蛋白(CRP)、白细胞介素6(IL-6)等联合应用,提高灵敏度和特异度。
2、血清PCT检测用于细菌感染早期诊断
年,法国学者Assicot等首先提出血清PCT可作为细菌感染标志物。细菌感染时,机体释放的细胞因子促使PCT升高;相反,病毒感染时,机体释放的干扰素γ将阻断PCT的产生。因此,血清PCT可用于临床细菌感染判断,且比CRP更具特异性,年一项Meta分析显示,血清PCT对脓毒症的早期识别灵敏度为77%,特异度79%。
血清PCT在诊断脓毒症中的应用:血清PCT作为目前儿童全身严重细菌感染的最佳早期诊断标志物,灵敏度和特异度均较高,比CRP更具有可靠性。儿科重症监护病房(PICU)患儿入院第一天血清PCT2.00μg/L,提示发展为严重脓毒症或脓毒性休克的风险更高。由于脂多糖是革兰阴性菌(G-菌)细胞外膜的主要组成成分,诱导产生大量PCT,故血清PCT对于G-菌败血症具有更高特异度,且G-菌感染血清PCT水平显著高于革兰阳性菌(G+菌)感染。如果血清PCT水平低,但患儿具有脓毒症临床症状,也应开始抗菌药物治疗,并应动态监测血清PCT直到明确诊断。诊断脓毒症时,血清PCT最佳截断值(cut-off值)为2.00μg/L。
建议二:血清PCT2.00μg/L时,高度怀疑全身细菌感染,尤其是G-菌感染,需考虑脓毒症并提示病情严重,提示临床医师及时将患儿收住PICU治疗,指导早期经验性抗菌药物选择与应用。
建议三:血清PCT0.50μg/L时,应当根据儿童不同器官系统的感染特征,结合临床表现,积极明确感染的存在,如CAP、细菌性脑膜炎、细菌性心内膜炎、泌尿系统感染等。但血清PCT正常或0.50μg/L时,不能作为排除诊断的标准。
3、血清PCT检测用于鉴别疾病
血清降钙素原检测用于感染相关疾病鉴别诊断程序图
新生儿及儿童不同状态下血清降钙素原浓度的截断值(μg/L)
(1)局部感染:
局部细菌感染或细菌定植通常不会诱导PCT的产生,如扁桃体炎、轻度软组织感染、脓肿、局部脑室引流感染,甚至单纯性阑尾炎或胆囊炎等。因此,血清PCT不能用于诊断局部感染。低血清PCT水平患儿死于器官功能障碍、脓毒症的风险非常低。
(2)病毒感染:
病毒感染性疾病包括肠道病毒、乙型脑炎病毒、腺病毒、呼吸道合胞病毒、流感病毒及副流感病毒感染等,血清PCT多不升高或仅稍有升高。严重病毒感染时可能出现血清PCT升高,但多不超过2.00μg/L。
(3)真菌感染:
局灶性真菌感染或轻症真菌感染血清PCT很少升高;在侵袭性真菌感染时可升高,血清PCT居高不下或进行性增高提示预后不良。
(4)医院感染:
对于呼吸机相关肺炎等院内感染性疾病,如治疗后数天内血清PCT快速下降提示预后较好。对于术后存在持续高浓度血清PCT的患儿需考虑术后感染可能。对于重症监护的危重患儿,有院内感染风险患儿,如接受长期机械通气、留置静脉或动脉导管、免疫抑制状态(肿瘤、器官移植、化疗、中性粒细胞减少等)、手术或创伤、烧伤等,建议动态监测血清PCT。在中性粒细胞减少合并感染时,由于血清PCT的诱导受到抑制可升高不明显,但与CRP相比较,血清PCT具有相对较高的特异度,其峰值通常出现在感染发生24h后,延迟或动态的血清PCT监测常能为临床提供更多的诊断信息。
(5)非感染性疾病:
因为血清中PCT浓度升高与单核细胞的黏附与活化相关,故一些非感染性因素也可以导致血清PCT升高。严重创伤、休克、手术、烧伤、吸入性损伤和重症胰腺炎也可能通过脂多糖或其他细菌产物的肠易位致血清PCT水平升高。严重肝肾疾病、多器官功能衰竭、器官移植、骨髓移植、部分自身免疫性疾病和血液系统疾病等情况下也可出现血清PCT升高,但通常血清PCT升高幅度较低或持续时间相对较短。
建议四:血清PCT0.05μg/L时多不支持细菌感染;但局部感染如纵隔炎、脓胸或脓肿也可能发生假阴性。总体而言,在区别细菌性和病毒性感染时,血清PCT的特异度、灵敏度及预测值均优于其他炎症指标。但在PICU患儿中,可能存在多种因素所致的严重炎症反应,故不能单独依据血清PCT升高鉴别细菌感染或非细菌感染。
4、指导抗菌药物治疗
血清PCT随全身炎症损伤而迅速升高,峰值水平与刺激强度相关,半衰期短,随着炎症消退迅速下降,可用于帮助决定何时启用抗菌药物,临床改善后何时停止用药。研究表明,血清PCT比CRP更有利于区分急诊室患儿的细菌和病毒感染,尤其在发热12h内。因此,在门诊急诊中,血清PCT快速检测可以减少不必要的抗菌药物使用,可使抗菌药物处方率降低70%以上。
由于严重细菌感染延迟治疗可能导致预后较差的严重后果,故快速诊断和治疗极为重要。血清PCT能够促进抗菌药物的合理启用和优化抗菌药物使用疗程,指导抗菌药物种类的调整及联合用药的判断,适应患儿个体化需求,包括明确适应证、个体化方案、效果评价及停药。抗菌药物的合理使用有利于减少细菌耐药的产生,减少并发症和医疗费用,并防止不必要的住院。
病情稳定、低风险的呼吸道感染患儿中,血清PCT0.25μg/L可以不使用抗菌药物。即使已经使用抗菌药物的细菌感染患儿,当血清PCT0.25μg/L时,可尽早停用抗菌药物,这样可以减少47%的抗菌药物使用。
应用抗菌药物时,如果选择在血清PCT峰值降低幅度≥80%时停药,抗菌药物平均持续时间可减少2~3d,而不良事件、入住PICU、复发性感染、死亡等并不增加。对于怀疑败血症的PICU患儿,临床医生难以选择停用抗菌药物时机,当血清PCT0.50μg/L或从峰值降低≥80%,停药是安全的;也有研究选择血清PCT0.10μg/L或从峰值降低≥90%时停用抗菌药物,并不能进一步提高安全性。
抗菌药物治疗通常超过建议的持续时间,抗菌药物使用过度促使耐药细菌出现,产生不必要的药物不良事件,导致艰难梭菌感染。怀疑感染时,临床医师多采用抗菌药物治疗,但40%或更多的败血症患儿从未鉴定出病原体。因此,应当结合血清PCT和临床资料进行综合判断,改善抗菌药物的治疗适应证和优化使用疗程。
建议六:为合理应用抗菌药物,血清PCT有助于明确或排除细菌感染,治疗过程中需动态监测确定抗菌药物的治疗适应证和优化使用疗程。当血清PCT0.25μg/L排除细菌感染时不使用抗菌药物;治疗后当血清PCT0.50μg/L或峰值降低幅度≥80%,临床症状消失,病情稳定,建议考虑停用抗菌药物。
这几天我查了一些资料,但我还是对sepsis和septicshock感觉云里雾里:),起码我对脓毒症休克的认识不会只停留在19世纪了,起码下一次见到考虑脓毒性休克的孩子,如果他表现精神萎靡或干脆意识不清,我不会直接粗暴的认为他得了脑炎。
参考文献:
1、第八版实用儿科学
2、王莹,陆国平,张育才.儿童脓毒性休克(感染性休克)诊治专家共识(版)[J].中华实用儿科临床杂志,,30(22):-.
3、王莹,钱素云."儿童脓毒性休克(感染性休克)诊治专家共识(版)"的相关说明[J].中华儿科杂志,,53(08):-.
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5、血清降钙素原检测在儿童感染性疾病中的临床应用专家共识[J].中华儿科杂志,(01):9-15.
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