脓毒症(sepsis)是由感染引发的机体失控性、持续性炎症反应，并能进展为严重脓毒症、脓毒性休克甚至多器官衰竭，严重地影响危重患者的救治成功率^[1]。传统的观点认为，脓毒症过程中出现的炎症介质瀑布式释放是脓毒症高致死率的一个重要原因。随着研究的深入，越来越多的拮抗炎症细胞因子措施开始应用于脓毒症治疗的临床试验，然而迄今为止收效甚微^[2]。近年来的资料提示，应激打击下机体出现免疫功能低下，甚至免疫麻痹，使得初始感染扩散以及机会性致病菌感染增加，进而导致脓毒症患者病死率升高^[3]。表明免疫功能紊乱亦是脓毒症患者死亡的重要诱发因素之一，机体的免疫功能状态与脓毒症的预后密切相关。

Boomer等^[4]对因严重脓毒症而死亡的40例ICU患者进行脾脏、肺脏免疫细胞表型及细胞因子分泌情况检测发现，与对照组相比，死亡患者脾和肺中免疫细胞分泌细胞因子的总量减少约10%，并且出现抑制性受体如PD1表达上调、调节性T细胞(Treg)增殖活跃以及髓系抑制性细胞(MDSC)数量增多，而这些变化与患者年龄、糖皮质激素使用以及营养状态没有明显相关性。此外，对严重创、烧伤打击后免疫细胞基因分析证实，调节固有免疫的基因出现明显上调，而调节适应性免疫的基因则呈现下调^[5]，同时表达促炎/抗炎细胞因子及其受体的基因亦存在表达失衡的现象^[6]。由此可见，脓毒症免疫功能紊乱主要表现为细胞免疫功能障碍以及促炎/抗炎反应失衡，机体多种调控机制异常可能参与了机体免疫功能障碍过程。

有研究资料证实，高迁移率族蛋白B1(HMGB1)作为一种晚期炎症介质，在脓毒症、脑炎、关节炎等多种疾病的病理生理过程中发挥重要作用^{[7, 8]}。机体多种细胞包括巨噬细胞、树突状细胞(DC)、NK细胞等活化后均能产生HMGB1。在盲肠结扎穿孔(CLP)诱导的脓毒症动物模型中观察到血循环中HMGB1水平明显升高，并能持续较长时间，给予特异性抗HMGB1抗体能显著提高脓毒症动物存活率^{[9, 10, 11]}。进一步研究发现，HMGB1对于细胞免疫功能具有双向调节效应，且与HMGB1的剂量与作用时间密切相关^[12]。然而，目前对HMGB1影响免疫功能的确切作用及其机制仍了解甚微。

HMGB1是一种分子质量为30 000的非组蛋白DNA结合蛋白，属于高迁移率族蛋白家族一员，在种群间具有高度保守性。人类HMGB1基因位于13q12，完整的蛋白结构由215个氨基酸残基组成，能稳定核小体结构，同时HMGB1能与DNA结合，促进基因转录。近年来，对HMGB1进行结构功能分析发现，其能被活化细胞分泌或坏死细胞释放到细胞外，发挥促炎效应，这与其含有的B box结构有关^[13]。应用重组B box能促进巨噬细胞和中性粒细胞释放TNF-α发挥促炎效应，而B box特异性抗体能明显减少由HMGB1或B box所致TNF-α的释放，提示B box是HMGB1发挥促炎效应的主要部分，针对B box的拮抗剂可能在减轻炎症反应的同时减少由拮抗剂非特异性所致副作用。研究发现HMGB1的另一个重要组成部分A box参与抗炎反应过程，重组A box能显著减少HMGB1诱导巨噬细胞TNF-α、IL-1β等释放，且具有剂量依赖性；进一步观察证实，重组A box能通过抑制HMGB1与巨噬细胞结合从而发挥抗炎效应^{[14, 15]}。因此，HMGB1对免疫功能调节双重性的可能机制与其不同组成部分的功能差异性密切相关。

脓毒症时循环中HMGB1水平的改变具有一定的规律性。例如，在肺炎、腹膜炎以及尿路感染所致脓毒症过程中，局部及全身血循环中HMGB1浓度均明显增加^[16]。在脓毒症动物模型中证实，给予特异性抗HMGB1抗体、丙酮酸乙酯等HMGB1抑制剂能显著降低脓毒症动物的死亡率，甚至在24 h后干预仍然有效^[7]。提示HMGB1作为一种延迟释放的炎症介质，是脓毒症晚期的主要致病因素之一，针对HMGB1干预明显延长了脓毒症治疗的时间窗，并有可能改善脓毒症患者的预后。目前，关于脓毒症过程中HMGB1影响机体免疫反应的确切机制仍未充分阐明，有资料提示HMGB1可能通过影响细胞因子的合成与释放、固有免疫与适应性免疫细胞功能状态，以及神经内分泌免疫网络等途径，参与脓毒症免疫紊乱的病理生理过程。

细胞因子在脓毒症的病理过程中发挥重要作用。细胞因子主要分为促炎细胞因子TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8、HMGB1等，以及抗炎细胞因子IL-4、IL-10、IL-13等。正常情况下，机体促炎细胞因子与抗炎细胞因子保持动态平衡；脓毒症等急危重症状态下，机体对促炎与抗炎调节失控以至平衡打破，则可诱发全身各系统、多脏器的广泛损伤及功能障碍。

研究表明，胞外HMGB1亦是一种损伤相关分子模式(DAMP)分子，能与单核细胞表面的Toll样受体(TLR)4、晚期糖基化终末产物受体(RAGE)等结合，促进细胞活化及TNF-α、IL-1β及IL-6等促炎细胞因子的合成与释放，导致组织、细胞损伤，而对抗炎细胞因子IL-4、IL-10等无明显作用^{[14, 17, 18]}。Hhne等^[19]在肺炎球菌脑膜炎患者及小鼠模型研究中发现，脑脊液中HMGB1含量明显增加，并能使炎症反应时间延长以及加重脑损伤。而应用丙酮酸乙酯或Abox 蛋白能明显减轻脑损伤，改善脑膜炎实验动物预后。同样，在重症胰腺炎所致急性肺损伤动物模型中，抑制HMGB1蛋白的表达可明显降低血循环中TNF-α、IL-1β水平，减轻重症胰腺炎诱发急性肺损伤的严重程度^[20]。表明促进其他促炎细胞因子的释放是HMGB1发挥促炎效应的重要机制，适度抑制HMGB1表达可能通过降低局部和系统促炎因子水平进而改善脓毒症的预后。

研究发现，胞外HMGB1能通过不同途径活化核转录因子κB(NF-κB)以促进细胞因子的分泌：(1)与内毒素(LPS)、脂磷壁酸(LTA)类似，HMGB1与巨噬细胞表面TLR4受体结合后激活下游信号通路，诱导NF-κB活化，而该作用与HMGB1的氧化还原状态有关；(2)HMGB1与巨噬细胞表面RAGE结合，可诱导Ras、PI3K以及Rho等信号途径活化，进而导致NF-κB活化，同时，HMGB1与RAGE结合后，能激活TLR9-MyD88-NF-κB通路，促进炎症因子的表达；(3)有研究报道，HMGB1能作为一种感觉分子与LPS结合，对LPS-TLR4信号转导产生协同作用^{[14, 21, 22, 23]}。Aneja等^[24]研究证明，采用HMGB1预处理巨噬细胞后，巨噬细胞会表现出NF-κB抑制蛋白(IκB)磷酸化的抑制及降解减少、NF-κB活性降低，以及TNF-α、IL-β、IL-6分泌下降等对LPS耐受现象，且与RAGE作用有关。同样，HMGB1预处理巨噬细胞后，巨噬细胞亦表现出对LTA的耐受现象，但是与RAGE关系不大^[25]。对于HMGB1影响细胞因子合成与释放的具体机制尚未充分阐明，其多效性可能与其不同部分功能差异及表达修饰有关。在脓毒症过程中胞外HMGB1可能影响促炎/抗炎细胞因子反应的平衡，从而影响机体免疫功能。

如前所述，严重脓毒症状态下，出现了明显的免疫抑制和免疫麻痹，且主要表现在细胞免疫功能障碍^{[4, 5]}，进而导致二重感染与机会性致病菌感染明显增加，严重影响脓毒症患者的住院时间与生存率。近年来研究提示，HMGB1作为重要的晚期炎症介质能影响多种免疫细胞功能活性。

固有免疫细胞如中性粒细胞、巨噬细胞、DC等在全身和局部组织均发挥重要作用，能识别病原体相关模式分子(PAMP)以及DAMP，进而活化并释放相应介质。HMGB1被释放到细胞外后，可作为DAMP与固有免疫细胞发生作用。Silva等^[26]将从脓毒症并发急性肺损伤患者血中分离的中性粒细胞与HMGB1及LPS分别共培养发现，HMGB1与LPS均能使中性粒细胞内NF-κB、Akt、p38 MAPK活化，并促进TNF-α、IL-8等分泌。同时，HMGB1能增强中性粒细胞的迁移功能，影响中性粒细胞趋化活性，这一效应与其结合RAGE活化下游NF-κB及与Mac-1相互作用有关^[27]。前已述及，HMGB1通过不同途径活化NF-κB导致巨噬细胞合成与释放TNF-α、IL-1β及IL-6等促炎细胞因子^[17]。此外，研究发现HMGB1能与CXCL12结合，协同增加CXCL12- CXCR4介导巨噬细胞及DC趋化活性^[28]。另据报道，HMGB1促进巨噬细胞RAGE及胱天蛋白酶(caspase)-3表达并诱导巨噬细胞凋亡增加，且具有时间及剂量依赖性^[29]。提示HMGB1对巨噬细胞的作用具有多效性，可能与其刺激时间、剂量以及巨噬细胞所处疾病状态有关。HMGB1与DC表面RAGE结合后，诱导DC成熟并表达主要组织相容性复合体(MHC)-Ⅱ、CD80、CD86等共刺激分子，同时将经HMGB1处理的DC与幼稚T细胞共培养，发现T细胞增殖、分化为Th1细胞。进一步观察发现，HMGB1明显上调DC表面RAGE表达，并通过影响内质网应激反应来调节DC成熟与活化；然而，HMGB1过度释放则导致DC成熟异常，共刺激分子表达降低，诱使T细胞向Th2分化^{[30, 31, 32]}。HMGB1对固有免疫细胞效应随其作用时间及剂量发生相应变化，对其具体信号调控通路的研究将使我们更深入了解其作用机制，并为寻求更加有效的干预方法提供理论依据。

脓毒症免疫功能紊乱主要表现在细胞免疫功能障碍，即效应细胞反应低下甚至麻痹，而抑制性细胞功能增强。如前所述，HMGB1能通过影响DC功能间接影响T细胞增殖、分泌及分化，并与HMGB1作用时间及剂量有关，高剂量HMGB1刺激能诱发DC功能障碍，导致T细胞向Th2漂移，表现出以抗炎为主的免疫反应状态。据报道，HMGB1通过与活化T细胞核因子2(NFAT2)结合，促进T细胞分泌IL-2，进而影响Th1/Th2平衡，该作用与HMGB1的B box有关^[33]。然而，在烧伤动物模型研究中发现，随着烧伤后HMGB1浓度增加，脾脏T细胞呈现增殖活性受抑、IL-2分泌减少、NFAT2活性下降以及T细胞向Th2漂移等现象，给予HMGB1抑制剂能逆转这一变化^[34]。说明HMGB1对免疫细胞功能影响除了与其剂量有关外，还可能与细胞所处病理生理环境有关。此外，有资料证实HMGB1通过TLR4受体抑制Treg功能，导致CTLA4、Foxp3表达下降以及IL-10分泌减少，而在烧伤动物模型中，HMGB1水平与Treg免疫抑制功能密切相关^{[35, 36]}。

近年来，神经内分泌免疫网络对脓毒症免疫应答的影响越来越受到人们的重视。胆碱能抗炎通路及炎症反射等概念的提出使神经内分泌免疫网络更加具体化。然而，目前对于其具体作用机制仍了解甚微。脓毒症过程中，外周血循环及中枢HMGB1水平均明显增加，外周HMGB1能作为一种信号分子，有人推测可能通过两种途径将刺激信号传入中枢：(1)体液途径：血循环HMGB1可能透过血脑屏障进入中枢；(2)神经途径：HMGB1活化迷走传入神经，将化学信号转化成神经冲动进入中枢。传入中枢的信号能通过活化胆碱能神经核团，刺激迷走传出神经使其突触末端释放乙酰胆碱(Ach)，Ach能通过与免疫细胞表面α7型烟碱样乙酰胆碱受体(α7 nAchR)结合，通过抑制NF-κB活化等途径维持机体免疫平衡^{[37, 38]}。例如，在内毒素血症状态下，中枢HMGB1的产生以及活性明显增加，中枢HMGB1能促进神经细胞表面α7 nAchR表达上调，进一步促进胆碱能抗炎通路活化^{[39, 40]}。目前，HMGB1与神经内分泌免疫网络关系尚未充分阐明，神经内分泌免疫网络对脓毒症免疫应答的确切影响及调控途径研究处于起步阶段，更系统、更深层次的研究将有助于我们进一步认识和理解HMGB1与神经内分泌免疫网络的相互关系及其病理生理意义。

机体免疫功能紊乱可能是脓毒症高致死率的重要原因之一，充分认识脓毒症免疫功能紊乱机制将为寻找更有效的干预措施及改善患者预后具有重要意义。HMGB1作为关键的晚期炎症介质，在脓毒症状态下，其升高时相与免疫反应受抑密切相关，且拮抗HMGB1的措施在脓毒症实验研究中获得了有益的结果。因此，我们应进一步明确脓毒症状态下HMGB1与免疫功能紊乱的确切关系及其具体作用机制，在充分了解HMGB1不同部分结构功能的基础上，寻求特异性更高的HMGB1调节剂，以减少完全阻断HMGB1后所带来的负面效应，从而为严重脓毒症的防治开辟新途径。