第5節(jié)　燒傷毒素

一、概論

燒傷毒素系指燒傷后皮膚組織或機體內(nèi)釋放出的毒性因子。

燒傷毒素一詞，根據(jù)文獻記載，可追溯到19世紀60年代，當時Werthim報道燒傷動物的血液對正常動物具有毒性，19世紀90年代，Bardeen提出燙傷產(chǎn)生特異的燒傷毒素，并對機體產(chǎn)生損害。此后幾十年中，由于當時對燒傷的病理生理學及細菌學等方面尚缺乏系統(tǒng)、細致的研究，燒傷毒素曾在燒傷理論與臨床實踐中占有相當重要的地位。燒傷病程中的許多癥狀，甚至于死亡原因都歸咎于燒傷毒素所致。

從20世紀40年代開始，對燒傷各方面的研究有了迅速的發(fā)展，因而對燒傷后發(fā)生的病理生理改變有了比較深入的了解，并且把注意力集中于液體復蘇、營養(yǎng)支持、燒傷創(chuàng)面的感染及敗血癥。20世紀80年代以來，對燒傷后腸黏膜屏障功能障礙、腸道細菌移位引起的內(nèi)源性感染日益受到重視。公認膿毒癥及多器官功能障礙是嚴重燒傷的最大威脅和主要死亡原因。因此，燒傷毒素在燒傷后發(fā)病機制中作用的研究相對未予應有的重視。20世紀90年代以來，一些從事燒傷的工作者經(jīng)過分析他們的臨床和動物實驗后發(fā)現(xiàn)，嚴重燒傷患者早期及時切除燒傷焦痂并覆蓋創(chuàng)面后，全身情況明顯好轉(zhuǎn)，治愈率有明顯提高；無菌大鼠燒傷后雖無細菌及內(nèi)毒素參與，但仍可出現(xiàn)與燒傷患者相似的病理變化。由此推測，可能是在細菌入侵前自燒傷部位吸收了某些毒性物質(zhì)的緣故，但尚未闡明燒傷毒素與燒傷損害發(fā)病究竟是因果關(guān)系，還是一種偶然的共存關(guān)系，尤其是當燒傷損害發(fā)病機制的問題集中到有沒有特異性的燒傷“毒素”這樣一個專題時，各家的意見就不盡一致了。

二、實驗研究提示可能有燒傷毒素

（1）20世紀20年代以前，有人證明燒傷動物的血液、淋巴液或血清是有毒性的，給正常動物注射后產(chǎn)生明顯的中毒癥狀，甚至死亡。有作者在燒傷動物的血中發(fā)現(xiàn)有神經(jīng)毒性蛋白和壞死毒素。由于當時對細菌感染這個因素未加應有的注意，因此目前他們的成果已基本上被否定殆盡了。

（2）交叉血循環(huán)實驗證明有燒傷毒素。將兩只動物的血循環(huán)相連接，其中一只動物被燒傷，而另一只動物也產(chǎn)生嚴重的癥狀，甚至死亡。這個實驗最嚴重的缺點在于實驗設計不能排除下述的重要因素：燒傷動物發(fā)生低血容量性休克，在交叉循環(huán)的條件下，另一動物的血容量也會減少而繼發(fā)休克。由于實驗設計的缺陷，尚不能完全證實有燒傷毒素存在。

（3）動物的肢體燒傷后，若及時結(jié)扎傷肢的血管，或做傷肢截肢術(shù)，或早期切除燒傷的組織，使燒傷區(qū)域與全身循環(huán)分開，均可防止動物的死亡。這種實驗方法不能區(qū)別該動物的存活是防止了“毒素”吸收，還是免于低血容量性休克，值得研究。

（4）正常小鼠移植燒傷皮膚后，生存率僅為10%，若同時使用硝酸鈰預處理燒傷皮膚以減少燒傷皮膚毒素吸收后再移植，則生存率明顯提高為74%，提示燒傷毒素參與了燒傷損害的發(fā)病。

（5）許多研究者從動物或人的燒傷皮膚（活體內(nèi)或活體外）及水皰內(nèi)液分離出毒素，而且認為毒素具有抗原的特性。

（6）燒傷后早期（1～2d）尚未出現(xiàn)感染時，燒傷患者血清對正常淋巴細胞轉(zhuǎn)化顯示抑制活性，隨著治療的成功而消退。有人發(fā)現(xiàn)傷后1h骨髓細胞增殖受到抑制；若傷后即刻切除燒傷的皮膚，則不產(chǎn)生抑制作用。因此，認為毒性因子來自燒傷的皮膚。

（7）交叉皮膚移植實驗證明有燒傷毒素。將燒傷動物的皮膚移植于未燒傷動物的皮膚創(chuàng)面；反之，應用未燒傷動物的皮膚覆蓋燒傷動物的切痂創(chuàng)面，接受燒傷皮膚移植的動物肝臟線粒體呼吸控制率較接受正常皮膚移植者明顯為低。由此推斷，燒傷皮膚中存在著毒性物質(zhì)。

三、燒傷毒素的分離提煉

關(guān)于燒傷毒素的提煉，各家的方法不盡相同，概括起來大致有以下幾種方法。

（1）為了不使肌肉燒傷的產(chǎn)物與皮膚燒傷的毒素混雜，有些作者在動物活體上，用各種方法使燒傷局部的皮膚與肌肉分離，例如預先在皮下注射空氣，形成皮下氣囊，然后進行燒傷。

（2）也有用離體的小塊皮膚，施加高溫后（90℃，1min）磨碎，進行提煉。

（3）有學者從活體動物提取毒素時，則用蒸餾水反復注入燒傷皮膚下的氣囊內(nèi)，收集所得的液體，低溫干燥后獲得固體毒素。

（4）用離體燒傷皮膚、先剪成小塊，置水中或生理性電解質(zhì)溶液中搗爛，擠出液體，沉淀、離心、過濾、層析、電泳等，然后取得毒素。

四、燒傷毒素的理化屬性

究竟燒傷毒素是什么，各家意見不一。各式各樣的毒素曾被人們發(fā)現(xiàn)過，例如胨類、毒性蛋白、脂蛋白復合物、尸堿、甲酸、甲基胍、酪胺、組胺、腺嘌呤甲基化合物、派若寧（pyronin）、染色物質(zhì)（可能與核糖核酸有關(guān)）、具有白細胞誘素特性的多肽、血漿中的中分子物質(zhì)、纖維蛋白降解物及脂質(zhì)過氧化物等。但概括起來具有如下意見。

（1）有學者認為“燒傷毒素”具有對小白鼠致死的毒性，而正常皮膚所得出的相應沉淀物則無毒性。用Sephadex G-200作凝膠層析以聚丙烯酰胺作圓盤電泳，可獲得遷移率為0.43的蛋白成分，其中含有燒傷特異性蛋白，以及燒傷皮膚與正常皮膚所共有的蛋白成分。純毒素可溶于pH為生理范圍的鹽水，經(jīng)蛋白電泳分析相當于α₂球蛋白。

（2）有學者認為毒素具有抗原的特性，并從下列四方面的實驗結(jié)果證明燒傷毒素與燒傷患者的血清中找到的抗原和自家抗體有關(guān)：①吸附于兔血清上的“毒素”與燒傷康復者的血清可形成環(huán)狀沉淀素反應，正常人血清無此反應；②吸附于正常人血清上的“毒素”，在兔體內(nèi)產(chǎn)生抗體，后者可在小白鼠中中和“毒素”的致命效應；③將急性燒傷患者的血清注射于兔，也可產(chǎn)生與上述效果一樣的抗毒血清；④正常皮膚提取物或佐劑注射后產(chǎn)生的抗血清不具保護作用。

（3）有學者為了排除細菌的污染，采用了無菌動物實驗（小白鼠）。應用他們的提煉方法，可證明燒傷皮膚提取物是肯定有強烈毒性的，而正常皮膚的提取物則無毒性。經(jīng)密度梯度離心可獲得1.14及1.18兩個帶，1.18帶是燒傷毒素，而1.14帶為正常皮膚成分。經(jīng)過電泳及其他生化試驗，他們認為“燒傷毒素”是一種脂蛋白，其相對分子質(zhì)量為（2～3）×106，比正常皮膚內(nèi)的相對分子質(zhì)量高3倍。并且具有明顯的抗原性，以此作為抗原免疫家兔，可得到能保護小白鼠的抗血清。

（4）北京積水潭醫(yī)院曾進行了一系列動物實驗，并重復了有關(guān)燒傷毒素的一些主要實驗，結(jié)果并沒有發(fā)現(xiàn)特異性燒傷毒素的存在。他們認為所謂“毒素”系細菌作用于燒傷焦痂，在適宜條件下，使焦痂中的已凝固蛋白質(zhì)發(fā)生降解，產(chǎn)生多肽類物質(zhì)，繼而進一步分解成大量污臭產(chǎn)物，分析為氨、甲酸、酚、吲哚等，使全身中毒。他們稱這些毒素為“燒傷組織分解毒素”。

（5）最近，Suzuki等聲稱已將燒傷毒素提純。薄層層析可獲5條帶，其中第3條帶對線粒體有毒性；高效液相層析可得215nm的峰值，與正常皮膚提取物的一個組分的位置相同，但峰值要高得多。因此他們認為，燒傷毒素為皮膚內(nèi)的正常成分，只是燒傷后產(chǎn)量多于正常含量，分析為長鏈脂肪酸。

（6）從嚴重燒傷患者的血清中可分離出相對分子質(zhì)量為（2～3）×106的脂蛋白。Ninnemann等聲稱燒傷患者血清中的毒素是一種復合物：①相對分子質(zhì)量介于1000～5000；②含有蛋白、類脂、糖類等組分；③抗熱，不被胰蛋白酶、蛋白酶k、核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶處理破壞；④每克“毒素”含10ng內(nèi)毒素、30ng PGE₂；⑤將該“毒素”復合物注射于小白鼠，具有誘導脾抑制細胞生成的作用，體內(nèi)預先注射兔抗毒PGE₂白蛋白，也能封閉毒素對小白鼠的毒性。若將毒素復合物與淋巴細胞或中性粒細胞混合培養(yǎng)，則中性粒細胞的趨化性和淋巴細胞的增殖反應均受到抑制。若將毒素去脂化，則其毒力喪失，免疫細胞活性恢復。

（7）第三軍醫(yī)大學實驗中發(fā)現(xiàn)，燒傷患者血清具有免疫抑制活性的毒性組分為觸珠蛋白。他們應用各種電泳技術(shù)，尤其是從十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳鑒別出燒傷患者血清中存在相對分子質(zhì)量介于17 000～45 000的4個異常區(qū)帶。又對這些異常區(qū)帶以免疫印跡、離子交換層析法進一步發(fā)現(xiàn)，具有免疫抑制活性的是觸珠蛋白。

安靜等應用高效液相色譜法檢測燒傷患者血清中的LmwFDP成分之一纖維蛋白肽A、B（FPA、FPB）發(fā)現(xiàn)，燒傷后2d血清FPA、FPB含量升高。與FPA、FPB一起培養(yǎng)的內(nèi)皮細胞，細胞變性，胞質(zhì)內(nèi)空泡形成，核固縮，此時移去FPA、FPB，更換新的培養(yǎng)液，細胞不再恢復原來的形態(tài)。因此他們認為FPA、FPB可能是燒傷血清的毒性物質(zhì)之一。

宋濤等從燒傷豚鼠血漿中分離得1500～5000的中分子，灌注離體豚鼠的心臟，可見冠狀動脈血流量減少，心肌血流量減少，心肌收縮力減弱，心率減慢，收縮期延長，心律不齊，而正常血漿中分子對心臟抑制不明顯，因此他們認為，燒傷血漿分子的組成成分發(fā)生了異常變化。

Hiramatsu等發(fā)現(xiàn)，嚴重燒傷患者傷后早期血清中脂質(zhì)過氧化物含量升高，并認為脂質(zhì)過氧化物與血清中的脂蛋白相交聯(lián)形成燒傷毒素復合物。

五、燒傷毒素的毒性作用

關(guān)于燒傷毒素的毒性作用，涉及的范圍很廣。如前所述，許多研究者聲稱從燒傷患者或燒傷動物的血液內(nèi)找到毒素，或是從人或動物的燒傷皮膚中分離出“燒傷毒素”。單就“燒傷毒素”的理化屬性而言，各家意見很不一，尤其是涉及燒傷毒素的特異性抗原性問題，各實驗室又不能互相支持。另外，如果說確有“燒傷毒素”存在，那么究竟是一種毒素呢？還是有幾種毒素同時在起作用？縱觀以上報道，已發(fā)現(xiàn)的毒素不下數(shù)十種，其毒性各異：有的皮下注射能致死，有的靜脈注射才致死，有的必須注射到淋巴結(jié)內(nèi)才致死；有的作用于腦，有的作用于心臟，有的作用于肝，有的作用于骨髓，有的作用于細胞等。在此僅就其中的主要問題扼要介紹如下。

1．對腦的損害

有人提取燒傷患者的血清于免疫擴散板上，產(chǎn)生可見的沉淀素（precipitin）反應，而健康人的血清未見此種反應。將燒傷患者血清中的脂蛋白注射于家兔，產(chǎn)生明顯的神經(jīng)毒性反應：腦血流圖波形平坦，腦電圖異常。

2．對心臟和呼吸功能的損害

有學者報道不論從人的燙傷皮膚中提取的燒傷毒素，還是提純的燒傷毒素，除了與以往所獲得毒素一樣，具有對小白鼠及Hela和Hepz細胞系的毒性外，純毒素是一種糖蛋白，其毒性主要表現(xiàn)于心肌肌動球蛋白的三磷酸腺苷位置上；若用超聲波處理毒素后，其毒性降低，動物的存活率顯著增高。有學者從嚴重燒傷患者血清中分離出一種相對分子質(zhì)量為8000的毒素。該毒素可使心電圖異常，心肌缺血，心排血量降低，血壓下降，呼吸功能異常。

3．對肝的損害

用14C膽固醇標記皮膚天然組分和“燒傷毒素”后，分別注射于小鼠腹腔做自體照相術(shù)（autoradiograph），發(fā)現(xiàn)注射天然組分的小鼠各重要器官無異常結(jié)構(gòu)的改變，而注射毒素的小鼠中見各器官核素沉著，尤以肝最顯著。透射電鏡觀察見線粒體嵴溶解、空泡形成等病變。掃描電鏡下可見肝細胞的表面結(jié)構(gòu)和蛋白受體均遭嚴重破壞，其損傷的程度與注入毒素的劑量成正比。由于肝超微結(jié)構(gòu)的損傷，致使能量代謝紊亂。如有學者給大鼠亞致死性燒傷或腹腔注入人或小鼠的皮膚燒傷毒素后5d做肝灌注實驗，發(fā)現(xiàn)大鼠肝內(nèi)糖原和尿素的合成及ATP的生成均受到抑制。注射毒素的大鼠肝細胞釋放氨基酸增加100%。由于灌注肝尚受激素及循環(huán)的影響，又作了肝細胞的代謝觀察。用肝細胞分別與人體皮膚提取物、人皮膚“燒傷毒素”、小鼠皮膚提取物、小鼠皮膚“燒傷毒素”和嚴重燒傷患者“血清毒素”溫育1h，結(jié)果有毒素作用的3個組，尿素和糖原的合成均降低，氨基酸增加70%，正常皮膚提取物溫育的肝細胞不呈此種現(xiàn)象。

最近一些作者發(fā)現(xiàn)，燒傷皮膚提取物對大鼠肝線粒體呼吸及內(nèi)膜能化作用均具有明顯的抑制性。他們將大鼠肝線粒體與燒傷皮膚提取物溫育后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)線粒體呼吸控制指數(shù)或控制率、ADP/O之比均降低；線粒體內(nèi)膜能化作用的紊亂，線粒體解偶聯(lián)，主要表現(xiàn)于抑制第3態(tài)呼吸，刺激第4態(tài)呼吸。

4．對細胞的損害

有學者認為燒傷患者的血清有溶解紅細胞的作用，并且與他們從燒傷皮膚中獲得的毒素一樣，對Hela細胞也有抑制生長作用。當患者病情逐漸好轉(zhuǎn)時，其血清抑制Hela細胞的作用也隨之減弱；而當燒傷患者接受康復血清后，其血清喪失了抑制Hela細胞生長的作用。他們認為這些現(xiàn)象可以說明燒傷毒素在人體內(nèi)產(chǎn)生抗毒素，而這種抗毒素幾乎完全包含在血漿丙種球蛋白內(nèi)。體外的研究揭示，隨培養(yǎng)液中皮膚燒傷毒素濃度的增加和溫育時間的延長，紅細胞脆性增加，溶血現(xiàn)象明顯。

最近，一些研究表明，皮膚燒傷毒素在燒傷后機體免疫抑制中扮演著重要“角色”。毒素溫育的中性粒細胞，吞噬能力下降，化學發(fā)光值降低，毒素與IL-2依賴細胞株共同溫育，依賴IL-2的生長細胞受到抑制，其程度與培養(yǎng)液中毒素的濃度、作用時間呈顯著正相關(guān)。正常皮膚提取物培養(yǎng)的細胞不呈上述現(xiàn)象，若培養(yǎng)液中加入抗毒素IgG，亦可中和毒素對細胞的毒性作用。

5．毒素作用不具有種的特異性

人、大鼠或小鼠的燒傷毒素均可造成小鼠的死亡，死亡率與注入的劑量有關(guān)。抗毒素血清對接受毒素的小鼠的保護作用亦不受種的影響，例如用小鼠燒傷毒素免疫羊或兔所產(chǎn)生的抗毒素血清對燒傷小鼠均具有保護作用。

（柴家科）