烧伤后细胞免疫低下的细胞分子机制
（一）烧伤后T细胞信号转导的变化及对其功能的影响
1.烧伤后T细胞跨膜信号转导的变化 TCRα/β是位于T细胞表面接收外部信息的“分子触角”，它和CD28介导的共刺激信号是T细胞活化必不可少的两个信号。如果两者在细胞表面的阳性表达率降低、接收信号减少，势必造成跨膜进入胞内的信号强度减弱，影响信号下游转导。我们在烫伤小鼠观察到，烧伤后12～96小时脾脏T细胞膜TCRα/β和CD28分子表达的阳性率显著下降；烧伤后T细胞膜GTP酶活性受到抑制，其活性明显降低出现于伤后2小时，显著降低持续到伤后96小时；PTK活性在伤后2～24小时明显受抑制，于伤后168小时恢复；胞膜PKC活性呈现先降低（伤后2～12小时）后升高（伤后96小时）的双相改变，胞浆PKC活性变化与之相反，表明T细胞的胞浆PKC虽然在伤后被活化，但向膜转位却明显延迟。上述结果说明：烧伤后T细胞膜TCRα/β、CD28表达降低，膜GTPase、PTK、PKC活性下降可能是伤后T细胞功能受抑和IL-2分泌降低的始动因素之一。
2.烧伤后T细胞胞内信号转导的改变 笔者实验显示，烧伤后12～96小时T细胞胞浆内PI-PLC酶活性受到明显抑制，伤后168小时恢复接近正常水平。伤后12～168小时T细胞［Ca2+］io和［Ca2+］ia均明显降低，其中［Ca2+］io非常显著地降低出现于96小时、168小时；［Ca2+］ia非常显著地降低出现于96小时，至168小时虽有回升但仍明显低于正常对照。从其变化趋势分析，PI-PLC活性明显降低迟于伤后2小时膜GTP酶和膜PTK酶活性的明显降低，结果表明信号转导途径中信号转导分子活性改变通常是从上游影响下游的规律。烫伤后T细胞胞浆PTK活性仅于伤后12小时明显增高，后迅速恢复正常；但胞浆PKC活性变化却较复杂，先于伤后12小时显著增强，后于96小时和168小时明显受抑制，呈双相改变。虽然PKC和［Ca2+］i均为PI-PLC的下游分子，但笔者实验结果显示，伤后12小时胞浆PKC被明显激活时PI-PLC和Ca2+都受到抑制，提示存在有活化PKC的其他途径，如小分子G蛋白等。
烧伤后PGE2升高的原因之一是依赖于cAMP活化。烫伤小鼠7天受ConA刺激的脾细胞增殖反应下降，去除脾脏Mφ可使之恢复正常，加入PGE2或联丁酰基cAMP（升cAMP药剂）又使去Mφ的脾细胞增殖反应受抑制。这些升cAMP制剂的IC50［half maximal（50%）inhibitory concentration（IC）of a substance，50%IC，or IC50，是指被抑制一半时抑制剂的浓度］比烧伤小鼠细胞低大约100倍，表明细胞对cAMP的敏感性增加。PGE2不抑制PMA/Ca2+载体诱导的T细胞活化。在ConA刺激的脾细胞中加入PMA可预防PGE2对增殖反应的抑制，而Ca2+载体无此效应。因此，烧伤后T细胞活化的抑制是Mφ依赖性的，与对cAMP的敏感性增高有关，是由于PKC活化细胞表面受体的解偶联引起。PGE2在许多炎症条件下抑制T细胞增殖、IL-2产生。已证实，T细胞活化信号分子p59fyn的变化可引起烧伤和脓毒症时的PGE2介导T细胞增殖受抑制。烧伤后3天的大鼠脾脏T细胞，IL-2产生明显减少，伴随活化T细胞核因子（nuclear factor of activated T cells，NFAT）和AP-1活化的减少，T细胞p59fyn激酶活性降低。PGE2合成阻断剂吲哚美辛（消炎痛）治疗烧伤动物可预防结合IL-2序列的NFAT、AP-1的减少。对照大鼠的T细胞加入PGE2体外孵育可抑制NFAT、AP-1活化，提示PGE2介导的T细胞信号分子p59fyn（Src家族蛋白酪氨酸激酶成员之一）、NFAT/AT-1变化引起T细胞产生IL-2受抑制。严重烧伤后丝裂原刺激的T细胞缺少核AP-1活化；T细胞核不含NF-κB的NF-κB2（p52）和RelA（p65），但多含有NFκB1（p50）。
3.烧伤后T细胞信号转导机制失常对T细胞功能的影响 烧伤后参与T细胞活化和细胞因子分泌的信号转导分子均不同程度受到抑制，但是上述各个被抑制的信号转导分子中，孰主孰次、孰受抑制对细胞因子分泌分别起关键作用尚不清楚，为此我们以不同调控剂（含阻断和活化）对严重烧伤后T细胞的信号转导进行了调控研究。实验以正常对照，伤后12小时和96小时组为调控对象，结果显示：丝裂原激活的蛋白激酶激酶（mitogen-activated protein kinase kinase，MAPKK）抑制剂PD98059作用T细胞后，IL-2、IL-10分泌均降低，IL-10降低更显著。这提示丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路是T细胞活化并分泌IL-10的一条重要信号通路，而对IL-2其信号转导的重要性则次于肌醇磷脂途径。PKC抑制剂H-7能显著抑制正常对照及伤后12小时、96小时组IL-2、IL-10分泌，同样证明肌醇磷脂途径对IL-2的重要，同时也提示该途径参与了T细胞IL-10的信号转导。非受体型PTK抑制剂除莠霉素（herbimycin）能显著降低正常对照及伤后12小时、96小时组IL-2分泌，对IL-10亦有明显抑制，但不如IL-2显著，这亦提示对IL-10分泌的跨膜信号转导部分，可能存在有PTK的并行途径，如G蛋白等。Ca2+导游剂A23187能明显升高伤后12小时、96小时组IL-2、IL-10分泌，说明伤后胞浆内Ca2+浓度降低是T淋巴细胞功能受抑和IL-2分泌减少的重要原因。但伤后168小时Ca2+浓度仍显著低于正常，而IL-10分泌却显著升高，说明T淋巴细胞活化和分泌IL-10存在有并行于Ca2+的另一途径。PKC激活剂佛波酯［phorbol ester；12-O-十四烷酰佛波醇-13-乙酸酯（12-O-tetradecanoylphorbol 13-acetate，TPA）］具有穿膜刺激膜结合PKC的特性，TPA作用于烧伤后12、96小时T细胞后，能明显升高IL-2、IL-10分泌，但以IL-2更显著。
（二）T细胞分泌的细胞因子从Th1型转向Th2型(https://www.daowen.com)
Th细胞具有两种功能截然不同的亚型，即Th1和Th2细胞。Th1细胞分泌IL-2、IFN-γ及TNF-β，促进细胞免疫应答，辅助Ig亚类转换为IgG2。Th2细胞分泌IL-4、IL-5、IL-10和IL-13，主要参与体液免疫，辅助Ig转换为IgG1、IgE和IgA。Th1、Th2细胞存在交叉调节。Th1细胞分泌的IFN-γ抑制Th2细胞增殖；Th2细胞产生IL-4、IL-10则抑制Th1细胞的生长及细胞因子分泌。机体处于正常状态下Th1和Th2细胞功能处于动态平衡，维持正常的细胞免疫和体液免疫功能。但在一定条件下两者可互相转换，出现Th1和Th2亚群中某一亚群功能增强，而另一亚群功能降低。
严重烧伤小鼠脾T细胞产生IL-2和表达IL-2 mRNA的能力在伤后2～144小时一直明显低于正常对照组；T细胞合成分泌IL-10和表达IL-10 mRNA出现先降低后升高的双相改变，提示烧伤后T细胞分泌细胞因子从Th1型细胞因子转向Th2型细胞因子。创伤患者（创伤16例，烧伤8例）外周血单个核细胞（PBMC）受PHA刺激产生IFN-γ明显减少，而产生IL-4明显增多。烧伤后10天小鼠脾细胞产生IL-2、IFNγ和IL-12显著减少，其mRNA表达均减少10倍；而产生IL-4和IL-10明显增多。用IL-12体内治疗可降低伤后10天脓毒症所致的死亡率，增加IFN-γ产生。由于Thl和Th2所分泌的细胞因子分别减少和增多，而IL-12促进向Th1亚型的转换，IL-4促进向Th2亚型的转换。因此，结果提示严重创伤诱导IL-12的产生减少和IL-4、IL-10产生增高均有利于Th1亚型向Th2亚型的偏移。加之IL-4、IL-10又抑制Th1功能，外源性IL-12可恢复Th1细胞因子产生和对感染的抵抗力，故提示严重创伤后IL-12对免疫功能紊乱有治疗作用。股骨骨折合并出血性小鼠脾细胞受ConA刺激的增强能力在伤后第1天未受影响，而伤后第7天时被显著抑制，此时Th1型细胞因子IL-2、IFN-γ减少近90%，而Th2型细胞因子IL-4、IL-5、IL-10、IL-6增加至少30%。结果表明损伤后7天Th细胞产生细胞因子向Th2偏移。这可以部分解释创伤后所观察到的细胞免疫反应缺陷，增强Th1型细胞因子产生和/或中和Th2细胞因子的治疗可能是有益的。
烧伤促进体内抗原驱动的Th2型细胞因子反应。采用TCR转基因CD4+T细胞过继转移方式证实，烧伤可使体内T细胞应答向增强的Th2型反应性偏移，但对体内抗原驱动的CD4+T细胞扩增无实质性限制。烧伤小鼠用特异性抗原免疫后才出现增强的Th2型细胞因子反应，提示细胞因子表型转移是抗原依赖性的。这些发现表明，严重烧伤后体内抗原特异性CD4Th细胞反应的诱导发生了根本性变化，趋向于出现Th2型的免疫应答。
单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）敲除小鼠的实验显示，MCP-1为产生2型T细胞所需。烧伤后12小时，小鼠的脾Mφ产生MCP-1进入上清，该细胞（Mφ）刺激正常小鼠脾T细胞产生2型T细胞的细胞因子IL-4，加入抗MCP-1抗体则无IL-4。而正常Mφ与正常T细胞的培养上清无IL-4，正常T细胞加MCP-1可产生IL-4。正常T细胞加入伤后12小时的Mφ培养24小时，再换新培养液加入抗CD3单克隆抗体培养7天，可产生2型T细胞的细胞因子IL-10，而非IFN-γ。可见，MCP-1在烧伤小鼠伤后1天产生，可能触发烧伤相关的2型T细胞应答。
综上所述，烧伤造成了机体的免疫功能紊乱，主要表现为过度的炎症反应和低下的免疫应答。烧伤后炎症介质产生过多和抗炎介质相对不足导致了炎症反应过度，而烧伤后Mφ跨膜信号系统在伤后早期处于持续活化状态、Mφ胞内信号途径明显被激活是巨噬细胞分泌过多炎症介质的分子基础。烧伤后T细胞分泌细胞因子从Th1型细胞因子转向Th2型细胞因子，烧伤后T细胞跨膜信号传导系统在烧伤后长时间处于受抑制状态，T细胞胞内信号转导途径以持续受抑制为主构成了烧伤后T细胞增殖反应和分泌Th1型细胞因子受抑制、Th2型细胞因子增多的分子基础。相比而言，过度炎症反应发生较早，随着机体抗炎介质的产生在限制炎症反应时，具有免疫抑制活性的众多抗炎介质，也与烧伤对免疫细胞的直接作用一起介导了随之出现的免疫反应低下。