静脉用脂肪乳剂与免疫调节
脂肪乳乳剂作为肠外营养支持的重要组成部分，提供能量和脂肪酸。因ω-6多不饱和脂肪酸的促炎作用，引发人们对脂肪乳剂影响免疫功能的担忧，但并无大量研究证实其不良免疫特性，目前各种新型脂肪乳通过改变脂肪乳剂中多不饱和酸、单不饱和酸、饱和脂肪酸含量及来源，期望减少ω-6多不饱和脂肪酸的用量。本文就目前常用脂肪乳剂与相关免疫调节作一综述。
脂肪乳乳剂作为肠外营养支持的重要组成部分，是主要的能量来源。随着临床静脉营养的开展，人们开始关心脂肪乳剂对免疫功能的不利影响，随着研究的深入，逐渐发现脂肪乳剂对免疫系统影响机制。本文主要就临床常用脂肪乳剂与相关免疫调节作一综述。
1 脂肪乳剂免疫调节基础研究
脂肪酸是细胞膜结构完整的关键因素。脂肪酸结构，尤其是碳链长度和不饱和度，对脂质和免疫细胞的相互作用至关重要。不同成分的脂肪酸可通过作用于细胞膜结构，影响免疫细胞功能。
1.1 膜流动性：膜流动性包括膜成分的移动性和渗透性，对酶及表面受体功能至关重要。已证实脂肪酸可通过改变结构的方式影响淋巴细胞的膜流动性。体外试验表明脂肪乳对膜流动性的影响与脂肪酸结构有关。中长链脂肪乳剂、结构脂肪乳可增加离体粒细胞的膜流动性，而富含ω-6多不饱和脂肪酸的大豆油脂肪乳无此功效。细胞膜存在磷脂双层结构，即脂质筏，许多受体和信号蛋白存在脂质筏中，因此脂质筏与细胞间及跨膜信号传导密切相关。有研究报道输注富含ω-6多不饱和脂肪酸的大豆油脂肪乳可改变脂质筏组成，减少人T细胞膜流动性。另有报道ω-3多不饱和脂肪酸可替换细胞脂质筏中酰化蛋白，进而改变细胞功能。但未见有关脂肪乳对免疫细胞脂质筏构成和分布影响的相关报道。
1.2 内皮细胞：内皮细胞可以影响免疫反应和炎症，脂肪乳剂可以通过对内皮细胞完整性和功能的影响进而导致促炎或抗炎效应。脂肪乳剂对内皮细胞的影响取决于其摄取和整合到细胞膜或细胞质，调节细胞膜结构，产生细胞信号分子，修改基因转录。脂肪乳剂能抑制炎症内皮细胞活化，剂量效应结果显示ω-3＞ω-9＞ω-6。没有证据表明脂肪乳剂增加脂多糖诱导的细胞间黏附分子反应的证据。鱼油增加内皮细胞凋亡和坏死，大豆油对细胞坏死和凋亡无影响，橄榄油可减少坏死而不影响凋亡。ω-3脂肪酸抑制内皮细胞黏附分子表达，能抑制核转录因子κB（NF-κB）的活性，大豆油和橄榄油不能改变NF-κB的磷酸化作用。ω-3脂肪酸能抑制内皮细胞黏附分子表达。内皮细胞脂肪酸成分受脂肪乳剂所含脂肪酸成分调节，橄榄油改善内皮细胞活性，鱼油降低内皮细胞活性，大豆油对内皮细胞活性无影响。
1.3 生物活性介质：花生四烯酸（AA）、二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳五烯酸（EPA）都能产生有生物活性的脂质介质：前列腺素（PG）、血栓素（TX）和白三烯（LT）。磷脂酶A2水解细胞膜磷脂，释放前体脂肪酸（AA、DHA或EPA），EPA经环氧化酶代谢为三系PG和TX（如PGE3、PGI3、TXA3）和五系LT（如LTB5、LTC5、LTD5、LTE5）；而AA经同一酶系转化为二系PG和TX（如PGE2、PGI2、TXA2）和四系LT（如LTB4、LTC4、LTD4、LTE4）。通常情况下，这些介质具有促炎作用，EPA代谢产物的作用远小于AA代谢产物。增加EPA供给可部分替代细胞膜磷脂中的AA，导致源于AA的类花生酸类物质生成减少，而增加EPA来源的类花生酸类物质的生成。最近研究证实了一组新的保护性介质，分别来自于EPA和DHA，称为E-系和D-系脂质调节剂，能减少急性白细胞反应和促进炎症消退。
1.4 细胞信号转导：脂质诱导的细胞膜成分变化可改变源于磷脂的与信号转导有关的第二信使特性。已证实脂质结构变化可影响活性粒细胞内钙离子和蛋白激酶C介导的信号传导。中性粒细胞致敏依赖蛋白激酶C，包含中长链脂肪乳剂的脂肪乳可模拟蛋白激酶C激活剂佛波醇十四烷基醋酸盐（PMA），增加细胞内钙离子浓度，引起剂量-效应曲线左移。然而在包含中链脂肪酸的结构脂肪乳中未见上述现象。
在协调先天性和获得性免疫反应方面，饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸调节途径不同。先天性免疫涉及Toll样受体（TLR）作用，TLR可识别微生物的病原体相关模式分子。如TLR-4是细菌脂多糖的受体。尽管饱和脂肪酸能激活TLR-4介导的促炎途径，兴奋NF-κB，表达环氧化酶-2，但上述反应可被长链ω-3多不饱和脂肪酸抑制。因此不同的TLR亚型兴奋可激活特异性的先天性免疫。
1.5 基因表达调控：脂肪酸通过调节基因表达和充当随后下游事件中核受体的配体，影响细胞反应。例如，长链ω-3多不饱和脂肪酸能调控转录因子过氧化物酶体增生物激活受体（PPAR）和固醇调控元件结合蛋白。PPAR能结合DNA，调节目的基因的表达，进而参与调节炎症过程、脂质代谢和能量利用，如拮抗NF-κB的信号通路。因为脂肪酸影响许多基因表达，所以从表面黏附分子表达变化到细胞因子产物改变都受其影响。
1.6 细胞凋亡途径调控：输注大豆油脂肪乳后可增加淋巴细胞凋亡率，而不影响细胞坏死。脂肪酸似乎能促进体外淋巴细胞凋亡和坏死，其中亚油酸作用于线粒体去极化和氧自由基产物；而油酸毒性较小，可影响半胱天冬酶活性。侵入体内的微生物，可激发人特异免疫反应，将T0辅助细胞（Th0）分化为T1辅助细胞（Th1），后者参与吞噬细胞活化和抗体依赖性细胞毒性，而Th2细胞主要防御寄生虫感染。与ω-6多不饱和脂肪酸相比ω-3多不饱和脂肪酸能提高Th1细胞活化诱导的凋亡，而不影响Th2细胞凋亡。这意味着ω-3多不饱和脂肪酸通过选择性剔除Th1样细胞而保留Th2介导的反应，调控T细胞介导的免疫。
1.7 其他免疫调节物质效应：脂肪酸也可以通过影响参与调节免疫反应的其他复合物的代谢发挥效应。例如，来源于AA的类花生酸类物质能增加精氨酸酶-1的表达，导致可利用精氨酸数量减少，然而来源于EPA的类花生酸类物质具有相反的作用。
2 各种脂肪乳剂的免疫效应
2.1 大豆油脂肪乳：大豆油脂肪乳含有较多的亚油酸成分，而亚麻酸较少，致使ω-6/ω-3比值较高（7∶1），导致促炎类花生酸类物质过量生成、增加氧化应激，破坏免疫反应平衡。20世纪80年代新生儿应用大豆油脂肪乳后出现菌血症发病率增高，人们开始关心大豆油脂肪乳对免疫功能的不利影响。Snydman等观察发现静脉用脂肪乳能增加外科患者的感染率，并首先提出其可能机制是脂质诱导下促进血管内细菌繁殖。研究证明了大豆油脂肪乳诱导的吞噬细胞功能损害，如粒细胞游走和吞噬作用。有人认为大豆油脂肪乳诱导的肝网状内皮系统功能损害和干扰脂多糖诱导的细胞兴奋与脂肪乳的免疫抑制有关。然而有报道，在482例骨髓移植患者中随机输注大豆油脂肪乳，菌血症或真菌血症发生率并无明显变化。有关脂肪酸是否能损害免疫功能仍有争论，如吞噬作用、趋化性、呼吸爆发，及其导致的感染易感性的增加。尽管一些体内、体外实验表明脂肪酸可维持或改善单核细胞和中性粒细胞的吞噬和杀菌能力，但另有一些上述功能受损的报道。
2.2 中长链脂肪乳剂：中长链脂肪乳剂不易发生脂质过氧化，并且不参与类花生酸合成，因此降低了对网状内皮系统及与ω-6多不饱和脂肪酸相关的系统炎症反应的影响。有报道中链脂肪乳/长链脂肪乳能增加早期呼吸爆发的离体非刺激人白细胞氧自由基的生成。中链脂肪乳/长链脂肪乳孵育后氧自由基生成的增加可能是由于呼吸爆发的不适当激活，而呼吸爆发可能对吞噬细胞功能有害。
在急性呼吸窘迫综合征患者中，输注大豆油脂肪乳-中长链脂肪乳剂可损伤肺功能并加重组织炎症，纯大豆油脂肪乳有相似作用。和其他脂肪乳相比，输注浓度5mmol/L的中长链脂肪乳剂，能增加β2整合蛋白介导的人吞噬细胞黏附和细胞膜流动性，但却减少了吞噬细胞杀伤真菌病原体的能力。中链脂肪酸能增加脂肪细胞中PPAR-γ和其他转录因子表达。此外，大豆油脂肪乳-中长链脂肪乳剂和纯中长链脂肪乳剂可明显调节钙离子和蛋白激酶C介导的人粒细胞信号转导。人体对物理混合的中链脂肪乳/长链脂肪乳的代谢，实际上是对中长链脂肪乳剂与长链脂肪乳剂两种脂肪乳的分别代谢。因此体内就存在两者代谢彼此干扰。由于中长链脂肪乳剂容易水解而造成中链脂肪酸浓度快速升高及长链脂肪乳剂对代谢及免疫的不良影响。
2.3 结构脂肪乳：结构脂肪乳是对中链脂肪酸与长链脂肪酸混合、加热、并在酶的催化下在同一甘油骨架上进行结构重组而成。在这一过程中，甘油三酯中脂肪酸以随机方式进行结构的再酯化。有关结构脂肪乳对感染并发症和存活率的影响，尚无长期临床试验报道。但几个短期临床研究数据显示，与大豆油脂肪乳和大豆油脂肪乳-中长链脂肪乳剂相比，结构脂肪乳有很好的耐受性和快速的氧化清除率，可改善氮平衡、保护内皮网状系统功能，较少的干扰肝功能。个别研究表明浓度为5mmol/L的结构脂肪乳，不会明显影响吞噬细胞功能和信号转导。与无脂或中长链脂肪乳剂相比，结构脂肪乳和大豆油脂肪乳有利于维持全肠外营养（TPN）诱导脂肪变的肝形态。有人认为中长链脂肪乳剂在物理混合大豆油脂肪乳-中长链脂肪乳剂脂滴中位置与免疫效应有关，结构脂肪乳中的中链脂肪酸在脂滴中分布更加平衡，故有利于免疫调控。
2.4 橄榄油脂肪乳：橄榄油脂肪乳富含长链ω-9单不饱和脂肪酸，其中单不饱和脂肪酸占65%，多不饱和脂肪酸占20%，ω-6/ω-3比值为9∶1。已完成的临床试验只证实了橄榄油脂肪乳的安全性和耐受性，并未进一步观察橄榄油脂肪乳的免疫调节效应。增加油酸的摄入量可减少人单核细胞黏附分子的表达，而不影响淋巴细胞增殖和自然杀伤细胞活性。体外试验比较橄榄油脂肪乳和大豆油脂肪乳，可观测到类似的中立免疫效应，尽管都能抑制淋巴细胞增殖和白细胞介素（IL）-2生成，但橄榄油脂肪乳并不表现出有害效应。关于脂肪乳对人中性粒细胞钙离子信号转导的影响研究表明，大豆油脂肪乳-中长链脂肪乳剂、鱼油脂肪乳、橄榄油脂肪乳都能通过细菌三肽诱发细胞兴奋的迅速衰减。然而和大豆油脂肪乳-中长链脂肪乳剂、鱼油脂肪乳相比，橄榄油脂肪乳和大豆油脂肪乳在这方面效应较弱。有实验显示橄榄油可减少致炎性细胞因子（肿瘤坏死因子[TNF]α、IL-1）的产生，但机制不清楚。输注浓度5mmol/L的橄榄油脂肪乳后，人全血的中性粒细胞和单核细胞活性标记的表达（CD11b、CD66b）没有变化，而大豆油脂肪乳-中长链脂肪乳剂组标记表达明显增加。另一研究也证实橄榄油脂肪乳的输注浓度从0.03～3.00mmol/L，对体外人中性粒细胞功能（氧化爆发、趋化性、弹性蛋白酶释放）、鼠活体内中性粒细胞黏附影响不大。鼠活体研究证实橄榄油脂肪乳对白细胞功能（脾淋巴细胞增殖、IL-2受体表达和细菌清除率）的中立免疫效应。橄榄油中的多酚通过其抗氧化作用和降低脂肪乳剂中ω-6脂肪酸的含量而间接具有抗炎效应。
2.5 鱼油脂肪乳：鱼油脂肪乳富含ω-3多不饱和脂肪酸（EPA、DHA），ω-6/ω-3比值为1∶8。目前推荐将鱼油脂肪乳和其他脂肪乳混合使用，鱼油占乳剂的10%～20%。尽管鱼油脂肪乳不是良好的脂蛋白脂酶底物，但动物实验研究表明输注包含ω-3多不饱和脂肪酸混合脂肪乳能增加血液清除率和脂质肝外组织摄取。ω-3多不饱和脂肪酸主要通过改变细胞膜上的磷脂和胆固醇组成，影响细胞膜的生理特性，改善膜的流动性。摄取鱼油后由于增加了红细胞的变形性而改善了血液的流变学。ω-3多不饱和脂肪酸能修整与膜相关的酶系功能，EPA也能抑制由AA诱发的对致炎性有关键调节作用的NF-κB的活性。ω-3多不饱和脂肪酸还能抑制信使RNA的产生，使其下一步的致炎性信号不被放大。因此，供给鱼油后，减少了细胞因子如TNF-α、IL-1、IL-2、血小板活化因子（PAF）的形成，其免疫调节作用是由于通过影响黏附因子的分子表达而减少白细胞的黏附作用或使PAF未能唤醒宿主的应答机制，在内毒素血症期，肝脏和纵隔淋巴结中巨嗜细胞增加，在败血症中致炎性因子IL-6的释放减少。总之，ω-3多不饱和脂肪酸能较早的干预炎性信号的传递，在机体还未应答时，就已发挥了减少高炎性反应的作用。动物实验研究表明鱼油脂肪乳能改善内毒素血症模型的生存率，减少内毒素诱导的代谢紊乱，改善心肺功能，减轻肺水肿。和亚油酸相比，给小鼠喂食鱼油脂肪乳后暴露于活菌中，可提高生存率，与PGE2生成减少有关。鱼油脂肪乳对预后影响的病理生理基础可能是通过减少循环中炎性类花生酸类物质浓度，进而改变活性介质生成。除了影响类花生酸和细胞因子生成外，鱼油脂肪乳可通过宿主免疫系统杀灭细菌。给接受低浓度内毒素小鼠注射鱼油脂肪乳可减少肠系膜淋巴结和肝脏的活菌数量。鱼油脂肪乳没有减少细菌易位，但能提高杀菌作用。
2.6 SMOF脂肪乳：动物移植模型中证实，输注ω-6/ω-3比值2∶1脂肪乳表现免疫中立特性，最大限度减少移植器官存活，然而移植器官存活随着比值增加或减少而逐渐增加。SMOF由30%大豆油脂肪乳、30%中长链脂肪乳剂、25%橄榄油脂肪乳和25%鱼油脂肪乳物理混合而成，ω-6/ω-3比值约2.5∶1。在输注SMOF期间，ω-3多不饱和脂肪酸（EPA和DHA）能迅速结合血浆磷脂、粒细胞膜和血小板，导致其对免疫和炎症的有益调节。临床试验表明SMOF组与大豆油脂肪乳组相比，患者血浆磷脂中总ω-3含量明显上升，而总ω-6脂肪酸含量明显下降。DHA和EPA份额明显增加，ω-6/ω-3以及EP/AA比值明显升高。白细胞和血小板中磷脂脂肪酸的模式变化也类似于血浆磷脂的变化。血浆和细胞膜脂肪酸模式的变化是SMOF免疫调节以及抗炎作用的基础。白细胞释放何种脂质介质主要取决于可利用什么前体脂肪酸。LTB4/LTB5的比值可揭示致炎因子（LTB4）与抗炎因子（LTB5）间平衡程度。LT有利于抗炎介质的作用，因而在高炎性状态下能够强化免疫系统。SMOF可降低LTB4/LTB5的比值，有利于抗炎反应，但其对免疫调节的具体机制及影响仍需更多的临床研究。一项关于新生儿应用脂肪乳剂的研究表明，SMOF组异前列烷水平较低，EPA和维生素E水平较高，DHA和亚油酸与对照组相似，SMOF可减少早产儿和新生儿中的氧化应激反应。但在成人中是否具有相似的效应尚不明确。一项针对胃肠术后患者应用SMOF的研究表明，SMOF对胃肠术后患者有更好的血脂管控。尽管具有更好的平衡脂肪酸模式，含有较高的维生素E，理论上具有更好的抑炎效应，但结果炎症标志物、氧自由基与对照组无明显差异。在一项双盲随机多中心的实验中证实SMOF对保护肝功能具有优势，更易于控制血脂水平，血清中EPA、DHA、维生素E较对照组高，可以降低术后患者的促炎因子（IL-6、TNF-α）水平。但有关其降低促炎因子的临床实验结果不一，仍需更多的临床数据支持。
3 结语
脂肪乳是TPN的组成部分，传统脂肪乳以大豆油脂肪乳为基础。大豆油脂肪乳提供了过多的ω-6多不饱和脂肪酸，但有关大豆油脂肪乳对免疫负面影响尚缺乏有力证据。应用中长链脂肪乳剂、橄榄油脂肪乳、鱼油脂肪乳部分替代大豆油脂肪乳较单独应用大豆油脂肪乳，有诸多益处。尽管在免疫效应方面已取得一些成果，但具体作用机制仍需进一步研究。
