脓毒症是感染诱发了失调的宿主反应，导致危及生命的器官功能障碍，可并发脓毒症休克。脓毒症的发病率在逐年上升，已成为危害人类健康的严重疾病，带来严重的社会负担和经济负担，成为医疗工作中亟待解决的难题。内皮细胞多糖包被（endothelial glycocalyx layer, EGL）的破坏，是脓毒症中最早和最重要的损伤部位之一。EGL是位于血管内皮细胞管腔表面的多绒毛状结构，可维持脉管系统的稳态，控制血管通透性和微血管张力，防止微血管血栓形成，调节白细胞黏附等。减轻EGL损伤可维持血管通透性、减轻内皮损伤、改善凝血和血流动力学、下调过度的炎症反应。因此，EGL不仅可作为脓毒症诊断和判定预后的重要指标，还可能是脓毒症治疗的新靶点。

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EGL的生理结构和功能

1.1　EGL的组成成分

EGL是位于血管壁和血浆之间的内皮细胞顶端膜上的一层绒毛状多糖-蛋白复合结构，厚度为1~3 μm。它包含一系列糖蛋白、蛋白聚糖和糖胺聚糖(GAGs)，覆盖在血管内皮管腔表面，从而为血浆-内皮细胞相互作用提供基础。内皮细胞表面表达的GAG家族是硫酸乙酰肝素(heparan sulfate HS)、透明质酸(hyaluronic acid HA)和硫酸软骨素(chondroitin sulfate CS)。

1.2　EGL的生理功能

1.2.1　维持血管通透性

修订后的Starling定律扩展了血管通透性仅仅是由血管腔和组织间隙内相反的静水力和胶体渗透压来决定的这一概念，EGL仅允许少量不含蛋白的液体滤出到组织间隙，真正决定液体滤出速度的是EGL两侧（即EGL内、EGL与血管内皮间的空隙）的静水压差和胶体渗透压差。

1.2.2　调节血细胞与内皮细胞间的相互作用

EGL在血细胞与内皮细胞间设立了一道屏障，限制了红细胞、白细胞和血小板与内皮细胞直接接触，避免了内皮细胞的机械性损伤，可抑制白细胞黏附作用，还可阻止血小板与内皮细胞间的黏附。

1.2.3　维持血管内微环境的稳定

EGL通过酶和受体激动剂或抑制剂结合，增加对血管内皮的保护作用，其中对凝血的影响尤为重要。EGL可与几种重要的抗凝物质结合，在维持凝血稳定中发挥重要作用。另外，EGL对炎症反应也有一定调节作用；EGL还可结合氧自由基（如超氧化物歧化酶）从而减少氧化应激，减轻内皮损伤。

1.2.4　参与力的传导

目前认为，内皮细胞感知血流的机械传导信号是通过EGL完成的；研究表明，EGL在内皮细胞感知和应答剪切力机械刺激的过程中发挥作用，并认为EGL在剪切力信号传导过程中发挥了核心作用。内皮细胞在剪切力的作用下释放一氧化氮，这对血管张力的维持起到决定性作用，因此完整的EGL有助于维持血管张力。

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脓毒症诱导EGL降解引起的病理生理改变

2.1　血管通透性增加

通透性增加会加重组织低灌注，同时出现组织间隙水肿，影响肺内气体交换和组织供氧；此外组织水肿使得药物分布容积增大，影响抗生素疗效，导致感染加重，进一步加重血管内皮损伤，使毛细血管通透性进一步增加，从而形成恶性循环，加速脓毒症的进程，引发组织损伤、多器官功能障碍。

2.2　血流动力学的改变

由于EGL的存在，实际的血管内径减小，血流阻力增加，法琳效应可导致灌注毛细血管血液黏度下降。研究发现，EGL受损可导致功能性毛细血管的密度下降，而灌注毛细血管内的红细胞比容增加，这反映了脓毒症微循环的特点——血流分布异常。因此可推测，脓毒症导致EGL降解，引起血流分布异常和微循环障碍，诱发脏器损伤。

2.3　内皮损伤和凝血紊乱

脓毒症时由于EGL的降解，内皮保护功能下降，导致TNF-α、白介素、组胺等炎症因子直接作用于内皮细胞，激活黏附因子的表达，促进白细胞的迁移、滚动和黏附，启动炎症介导的内皮损伤和组织损伤；EGL降解还可使血流剪切力直接作用于内皮表面，直接导致机械性损伤；EGL受损还导致血小板黏附和微血栓形成，引起微循环障碍，影响组织灌注。

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EGL在脓毒症中损害的评估

脓毒症或重大创伤引起的炎症反应，使EGL降解损伤血管内皮，从而导致微血管功能障碍。临床研究中在不断探索测定EGL成分的方法，从而评估临床上内皮细胞的紊乱程度如结构的直接观察（电子显微镜和静脉显微镜评估）、组分改变（syndecan-1、HA和HS等）。

3.1　结构改变

在脓毒症的动物模型实验中，已经开始使用静脉显微镜和电子显微镜观察EGL，通过显微镜可观察到EGL破坏（细胞剥离和聚集）。Kataoka等通过活体显微镜观察活体动物血管发现健康小鼠的EGL厚度为1.07±0.39 μm，脓毒症模型小鼠EGL降至0.36±0.15 μm；静脉显微镜与免疫荧光染色一起使用时，可以直接观察到EGL是内皮细胞和红细胞柱之间的一条透明带；侧流暗场(side-stream darkfield, SDF)显微镜的出现，为ESL提供了一种新的诊断工具，在SDF成像下，微血管中的红细胞与内皮表面保持一定的距离，可在活体动物(包括人)中数学计算EGL的厚度；Smith等研究发现，通过荧光标记微球在光学切片中的径向位置可用于确定每条血管的正中矢状面流体粒子的平移速度，使用这种技术，使定量荧光标记的白细胞在血管和荧光标记葡聚糖渗透性分析成为可能；双光子激光扫描显微镜是另一种新的技术，可以直接观察大血管，提供内皮表面的详细图像，并使EGL的识别成为可能。

3.2　组分改变与临床评估

3.2.1　syndecan-1

有研究发现syndecan-1与凝血功能障碍和增加脓毒症患者的病死率相关。电镜下观察缺血再灌注后的豚鼠内皮发现，EGL脱落并伴有syndecan-1的连续缺失。Nelson等报道脓毒性休克患者入住重症监护病房与健康对照组相比，syndecan-1的中位水平显著升高，他们还发现syndecan-1水平与序贯器官衰竭评估(SOFA)评分之间存在相关性。Steppan等对临床上严重脓毒症患者（n=104）、腹部大手术后患者（n=28）和健康年轻志愿者（n=18）进行了syndecan-1水平的监测评估,结果发现与对照组相比，脓毒症组和手术组的syndecan-1水平明显升高，并且脓毒症患者明显高于手术组患者。

3.2.2　透明质酸

脓毒症休克患者血清中透明质酸水平升高。在Schmidt等的研究中，脓毒症休克患者尿中透明质酸的平均浓度明显高于严重创伤患者。Yagmur等在一项对血浆透明质酸的研究中将150例ICU患者分为三组，无全身性炎症反应综合征组(n=20)、SIRS组(n=33)和脓毒症组(n=97)，脓毒症组患者透明质酸的中位数(344 ng/mg)高于无SIRS组患者(116 ng/mg, P=0.014)和SIRS患者(168 ng/mg, P=0.015)。然而，未发现透明质酸水平和病死率之间的显著相关性。

3.2.3　硫酸乙酰肝素

有研究发现HS在脓毒症中也有升高。Steppan等的研究中，脓毒症组平均HS水平(3.23±2.43 μg/ml)高于对照组(1.96±1.21 μg/ml, P=0.03)，并且90 d内死亡的患者的硫酸肝素水平显著高于存活者的5倍。Schmidt等比较了30例内科ICU脓毒症休克患者和25例外科ICU重症创伤患者尿液中HS水平，发现脓毒症患者的尿液中HS水平明显升高，并且在这项研究中发现尿液HS水平对病死率具有很高的预后作用，HS是现在发现的唯一确定能预测病死率的指标。

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保护EGL的治疗方法

内皮EGL广泛参与脓毒症相关的炎症反应和器官功能障碍，保护或修复EGL损伤成为脓毒症治疗中的新靶点。糖皮质激素、白蛋白和充足的液体复苏等已经进行了几十年的研究。这些研究表明，这些药物的治疗脓毒症的机制可能与保护EGL损伤相关。

4.1　传统治疗方法

4.1.1　液体复苏

液体复苏是治疗脓毒症的基本原则之一,对EGL的完整性有重要影响。然而，有新的证据表明，液体的类型和剂量对结果有至关重要的影响。液体过负荷和快速给予晶体或胶体液体补液均可加速EGL的脱落，其机制可能与血液稀释和潜在的血浆胶体渗透变化有关。

4.1.2　糖皮质激素

糖皮质激素在几种病理生理环境中表现出强烈的抗炎作用。临床研究也表明，心脏术后患者应用糖皮质激素可减轻炎症反应，并可降低循环和呼吸支持强度，提示糖皮质激素可通过减轻EGL降解维持血管的屏障功能。有学者认为，糖皮质激素可能通过抑制细胞因子和趋化因子的释放以及减少炎症细胞的迁移和肥大细胞的脱落，抑制EGL的酶解和炎症损伤。

4.1.3　血糖控制

高血糖可以降解EGL。据报道，糖尿病患者的EGL厚度只有健康对照组的一半，而且患者的血浆透明质酸水平较高。ROS和多糖苷降解酶的激活可能是导致ESL损伤的原因。重要的是，这种损害不仅发生在慢性高血糖状态，也发生在急性高血糖状态。

4.1.4　血浆蛋白

一些血浆蛋白可能保护EGL。EGL的外层以非硫酸化、无负电荷、高分子量的透明质酸多糖为主要成分，这种成分在稳定和保护内皮表面的EGL和结合的白蛋白形成相互连接的结构中起着关键作用。在动物模型中，与HES或结晶物相比，白蛋白可减少液体外渗。

4.1.5　肝素和类肝素

低分子肝素(LMWH)有望抑制炎症引起的EGL的结构变化。在动物模型中，报道了低分子肝素对肝素酶抑制后EGL脱落的稳定和预防作用，肝素在脓毒症动物模型中也显示出其对ESL的保护作用。并且，肝素与HS相互作用，可竞争性地从EGL中释放HS。

4.2　抑制脓毒症中EGL降解的潜在治疗选择

目前临床正在通过对一些新的分子进行研究，从而发现可能作为ESL保护新疗法。研究发现磷酸鞘氨醇可通过抑制syndecan-1的脱落，提高EGL的完整性。之前有研究报道，脓毒症和脓毒症休克患者血清磷酸鞘氨醇水平降低，且与脓毒症严重程度相关；近年已有外源性透明质酸对恢复EGL具有潜在疗效的报道。透明质酸降解产物可诱导ROS生成，抗氧化剂n-乙酰半胱氨酸可保护EGL脱落。因此脓毒症时ROS的产生在增加，因此预测外源性超氧化物歧化酶-过氧化氢酶可以降低ESL的损伤；有报道称，使用外源性HS进行人工硫酸肝素修复，当EGL从内皮细胞脱落时，硫酸肝素有望恢复EGL。以恢复为目的的EGL成分的补充治疗的效果还需要进一步的研究。

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总结

本文简要综述了关于EGL在脓毒症中作用的证据，并提出了保护和恢复EGL作为治疗脓毒症的观点。当然，将脓毒症的发病机制简单地描述为EGL完整性的破坏是过于简单的。然而，根据众多脓毒症的病理生理表现EGL的降解是脓毒症发生的早期事件，并且EGL的降解通过干扰白细胞与内皮细胞的相互作用阻碍了炎症的清除。EGL的降解和破坏会造成血栓形成、血流停滞和血小板聚集、血管的通透性、导致细胞凋亡、激活先天免疫反应等后果，EGL降解的这些后果对于循环衰竭和脓毒性休克的发展是至关重要的。并且EGL降解后产生的syndecan-1、透明质酸、硫酸乙酰肝素可能会加重脓毒症严重程度，对病死率具有一定的预测作用，因此，应优先考虑防止EGL降解和恢复其完整性的治疗策略和药物工具。

引用本文: 刘委宏, 刘阳, 张飞虎, 等.  多糖包被——脓毒症诊断和治疗的新靶点 [J] . 中华急诊医学杂志, 2021, 30(11) : 1398-1402. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2021.11.025.