医学与社会
2020年05月号
卷首语
医学与社会
医生日记

炎症性贫血

作者:宫健

对于炎症性贫血目前的治疗而言,直接治疗基础疾病会对患者产生有意义的改善。随着对炎症性贫血发病机制认识的深入,以及靶向治疗的不断发展,未来可能会为医生和患者提供更多的治疗选择。

炎症性贫血(也称慢性病性贫血)是指与慢性炎症状态(如肿瘤、慢性感染和自身免疫性疾病)有关的轻中度贫血(血红蛋白水平为7~12g /分升),在全身炎症背景下发生,红细胞生成受到抑制并伴随红细胞寿命的缩短。与缺铁性贫血一样,炎症性贫血的特点是血清铁水平低(低铁血症),但它与缺铁性贫血的不同之处在于,它的铁储存在骨髓巨噬细胞、脾和肝巨噬细胞中,这些巨噬细胞可循环利用衰老的红细胞。因此,炎症性贫血主要是一种铁分布的紊乱。

缺铁性贫血的红细胞通常很小(平均红细胞体积小),血红蛋白缺乏(平均红细胞血红蛋白浓度低),与之不同,炎症性贫血的红细胞通常看起来是正常的,尽管对于一部分患者,特别是那些与缺铁性贫血同时存在或出现并发症的患者,红细胞会变小、颜色变淡。人类红细胞的正常寿命约为120天,即使炎症缩短了红细胞的寿命,但在临床上,红细胞显著下降通常要到炎症性疾病发生数周至数月后才会出现,这有助于解释炎症性贫血与慢性疾病之间的关系。然而在重症病人,炎症性贫血出现得非常快,在重症监护病房住院1周后就会出现。这些患者中,伴随的失血(医源性的,或与疾病相关的)或溶血可以加速炎症性贫血的进展,这一过程显示炎症对促红细胞生成系统的抑制作用,以及炎症在红细胞减少时不能促进红细胞生成。

炎症性贫血和缺铁性贫血是世界上最常见的两种贫血,在营养缺乏和感染率高的发展中国家,这两种疾病常常同时存在。获得良好医疗资源且饮食含铁量高、营养好的人群中,炎症性贫血通常与慢性全身炎症性疾病相关,如类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、炎症性肠病、慢性感染(如肺结核),和后天免疫缺陷综合征,与细胞因子产生增加相关的肿瘤(如霍奇金淋巴瘤和一些非霍奇金淋巴瘤),以及某些实体肿瘤(如卵巢癌和肺癌)。因此,炎症性贫血被认为是许多全身性炎症患者贫血的主要原因,包括慢性肾病、慢性心力衰竭、慢性阻塞性肺病或囊性纤维化患者。

炎症

炎症是多细胞生物进化而来的一种生物机制,用以抑制和中和进入组织的感染等有害因子。对有害因子的最初识别是通过宿主防御细胞细胞膜上、或者细胞质或细胞外液中的分子传感器介导的(如Toll样受体、NOD样受体和甘露糖结合凝集素)。与具有感染性或有害的特定分子接触后,分子传感器被激活,产生介质,最终导致炎症。另外,炎症可能是自身免疫性或恶性疾病如风湿性疾病、炎症性肠病和霍奇金氏淋巴瘤的免疫失调引起的。在没有特定炎性疾病的情况下,衰老本身就会导致炎症。细胞因子如肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素-1、白介素- 6、干扰素-γ,在炎症发生后一小时内,这些细胞因子直接或间接地抑制红细胞生成,缩短红细胞寿命。

铁代谢

肝铁调节系统是基于肝脏中至少两种类型的铁传感器之间复杂的相互作用,它们与肝细胞骨形成蛋白受体和影响转录调控铁调素合成的信号通路相互作用。这两种铁传感器分别检测血浆中二铁转铁蛋白的水平(转铁蛋白受体1和2)和肝脏中的铁含量(传感器尚未被识别)。这些铁感应机制在铁充足时增加铁调素的合成,在缺铁时减少铁调素的合成,从而调节饮食中铁的吸收和释放,以响应铁状态。铁调素是由肝脏合成并分泌的富含半胱氨酸的抗菌多肽,炎症显著增加铁调素的合成,在炎症性贫血的发病机制中起重要作用。白介素-6显著增加铁调素的合成,通过JAK2-STAT3途径增加肝细胞中铁调素基因的转录。即使在肥胖状态下,血清铁调素仍有少量增加。与健康人相比,脓毒症患者的血清铁调素水平可增加10倍以上。

红细胞生成

红系分化的第一个前体是BFU-E(burst-forming unit,erythroid,红系爆式集落形成单位),因为当这些细胞在含有适当生长因子的半固态培养基中被培养时,具有增殖并产生大量红系细胞的能力。分化水平更高的细胞类型是CFU-E(colony-forming unit, erythroid,红系集落形成单位),CFU-E产生的红系细胞没有那么多,但会产生分化度高的原红细胞。每一个原红细胞又经历四到五次分裂,每一次分裂都逐渐产生更加成熟的血红蛋白合成幼红细胞,最后去核产生网织红细胞。在血液中,网织红细胞发育成双凹状的红细胞。CFU-E和早期原红细胞的存活率由促红细胞生成素决定,原红细胞的分化和分裂受促红细胞生成素、铁水平、以及TGF-β (转化生长因子β)的控制。红细胞生成取决于血浆中二铁转铁蛋白水平,而二铁转铁蛋白水平与缺铁性贫血的发生有关。

从进化角度理解炎症性贫血

当感染或损伤发生时,机体支持宿主防御而非支持诸如红细胞生成这样的内控过程是一种有益的进化策略,这为理解炎症性贫血提供了一个有用的框架。低铁血症以及白细胞数量/活化的增加都为宿主防御做贡献,这一切是以牺牲红细胞的产生和存活为代价的。白细胞产生的增加和低铁血症减少了红细胞前体的数量,而巨噬细胞激活又缩短了红细胞的寿命。在大多数急性感染中,红细胞寿命的长度缓解了红细胞生成减少。在慢性感染或炎性疾病中,红细胞计数通常低到贫血状态,红细胞的破坏与其生成减少相当,但在实验室很难在啮齿动物中建立类似的模型。

小结

炎症性贫血是一种常见的与全身性炎症相关的综合征。就其最常见的类型而言,多为正细胞正色素性贫血,转铁蛋白饱和度低、血清铁蛋白水平高。

对于炎症性贫血目前的治疗而言,直接治疗基础疾病会对患者产生有意义的改善。随着对炎症性贫血发病机制认识的深入,以及靶向治疗的不断发展,未来可能会为医生和患者提供更多的治疗选择。

(编译:宫健)

参考文献: New England Journal o f Medicine 2019;381:1148-57

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