ช็อกเหตุพิษติดเชื้อ

ชนิด

ช็อกหมายถึงการลดลงของเลือดไปเลี้ยงเนื้อเยื่อทำให้อวัยวะสำคัญทำงานผิดปกติ ช็อกเหตุพิษติดเชื้อเป็นชนิดย่อยหนึ่งของช็อกจากการกระจายเลือด (distributive shock) ผลจากการหลั่งไซโตไคน์ออกมาเป็นจำนวนมากจากการตอบสนองต่อการอักเสบทำให้มีหลอดเลือดขยายตัวอย่างมากมาย สภาพการซึมผ่านผนังหลอดเลือดฝอยเพิ่มขึ้น ความต้านทานหลอดเลือดทั่วร่างกายลดลง และทำให้ความดันโลหิตต่ำในที่สุด ภาวะความดันโลหิตต่ำส่งผลให้ความดันการกำซาบในยังเนื้อเยื่อลดลงและทำให้เนื้อเยื่อขาดออกซิเจน และท้ายที่สุดร่างกายจะพยายามชดเชยภาวะความดันโลหิตจนเกิดภาวะหัวใจห้องล่างขยายตัวและกล้ามเนื้อหัวใจทำงานผิดปกติ

สาเหตุ

เมื่อมีเชื้อแบคทีเรียหรือไวรัสเข้ามาในกระแสเลือดทำให้เกิดภาวะเลือดมีแบคทีเรีย (bacteremia) หรือภาวะเลือดมีไวรัส (viremia) หากเชื้อนั้นมีความรุนแรงหรือผู้รับเชื้อมีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง ทำให้ผู้ป่วยเกิดภาวะกลุ่มอาการตอบสนองต่อการอักเสบทั่วร่างกาย (systemic inflammatory response syndrome; SIRS) ภาวะพิษเหตุติดเชื้อจากนิยามคือภาวะเลือดมีแบคทีเรียร่วมกับ SIRS นั่นเอง หากภาวะพิษเหตุติดเชื้อนี้ดำเนินมากขึ้นจนอวัยวะสำคัญทำงานผิดปกติ เช่น ไตวาน ตับวาย การเปลี่ยนแปลงระดับความรู้ตัว หรือหัวใจผิดปกติ เราจะเรียกภาวะนี้ว่าภาวะพิษเหตุติดเชื้อรุนแรง (severe sepsis) และหากภาวะพิษเหตุติดเชื้อรุนแรงแย่ลงไปจนถึงจุดที่ความดันโลหิตต่ำโดยไม่สามารถรักษาได้ด้วยการให้สารน้ำอย่างเดียว จะเข้ากับเกณฑ์ของช็อกเหตุพิษติดเชื้อ การติดเชื้อที่อาจชักนำให้เกิดภาวะช็อกเหตุพิษติดเชื้อเช่นปอดอักเสบ ภาวะเลือดมีแบคทีเรีย โรคถุงยื่นของลำไส้อักเสบ (diverticulitis) กรวยไตอักเสบ เยื่อหุ้มสมองอักเสบ ตับอ่อนอักเสบ และพังผืดอักเสบมีเนื้อตาย (necrotizing fasciitis)

พยาธิสรีรวิทยา

ภาวะพิษเหตุติดเชื้อส่วนมาก (ราวร้อยละ 70) เกิดจากแบคทีเรียรูปแท่งแกรมลบที่ผลิตสารชีวพิษภายในตัว (endotoxin-producing Gram-negative bacilli) สารชีวพิษภายในตัวดังกล่าวนี้คือไลโปโพลีแซคคาไรด์ (lipopolysaccharides; LPS) ที่ผนังเซลล์แบคทีเรีย ซึ่งประกอบด้วยแกนเป็นกรดไขมันที่มีพิษชื่อว่า ไลปิด เอ (lipid A) ที่พบได้ในแบคทีเรียแกรมลบทั่วไป และเปลือกโพลีแซคคาไรด์เชิงซ้อน (เช่น โอ แอนติเจน (O antigen)) ที่แตกต่างกันในแต่ละสปีชีส์ นอกจากนี้โมเลกุลของผนังเซลล์แบคทีเรียแกรมบวกและฟังไจก็อาจกระตุ้นให้เกิดภาวะช็อกเหตุพิษติดเชื้อได้
สาร LPS อิสระที่ไหลเวียนในกระแสเลือดจะจับกับโปรตีนที่ทำหน้าที่จับกับ LPS เกิดเป็นโมเลกุลเชิงซ้อนที่จะไปจับกับตัวรับจำเพาะชื่อว่า CD14 บนโมโนไซต์ แมโครฟาจ หรือนิวโตรฟิล การจับกันของสารเชิงซ้อนดังกล่าวกับ CD14 ทำให้เกิดการส่งสัญญาณภายในเซลล์ผ่านทางโปรตีน "Toll-like receptor" protein 4 (TLR-4) ทำให้เกิดการกระตุ้นเซลล์เม็ดเลือดขาวนิวเคลียสเดียว และทำให้สร้างไซโตไคน์ เช่น อินเทอร์ลิวคิน-1 (interleukin-1; IL-1) และทูเมอร์ เนโครซิส แฟคเตอร์ แอลฟา (Tumor necrosis factor-α; TNF-α) ไซโตไคน์ที่สร้างขึ้นจะทำงานบนเซลล์เยื่อบุโพรง (endothelial cells) และมีผลกระทบหลากหลาย เช่น ลดการสร้างแฟคเตอร์ในกระบวนการแข็งตัวของเลือด เช่น ทรอมโบโมดูลิน (thrombomodulin) ผลของไซโตไคน์อาจถูกทำให้เพิ่มขึ้นได้จากการทำงานของ TLR-4 บนเซลล์เยื่อบุโพรง
การกระตุ้นผ่านทาง TLR ช่วยกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันแต่กำเนิดเพื่อช่วยให้การกำจัดเชื้อโรคมีประสิทธิผลมากขึ้น
ในภาวะช็อกเหตุพิษติดเชื้อ คือกรณีที่มีระดับ LPS สูงก็มีการกระตุ้นไซโตไคน์และสารตัวกลางเช่นเดียวกับในภาวะปกติแต่มีระดับสูงและรุนแรงกว่า ทำให้หลอดเลือดขยายตัวทั่วร่างกาย (ความดันโลหิตต่ำ) กดการบีบตัวของหัวใจ การกระตุ้นและการบาดเจ็บของเซลล์เยื่อบุโพรงโดยทั่วเป็นเหตุให้เกิดการยึดเกาะของเม็ดเลือดขาวกับเซลล์เยื่อบุโพรงทั่วร่างกาย และเกิดการทำลายหลอดเลือดฝอยถุงลมในปอด การกระตุ้นระบบการแข็งตัวของเลือดอย่างมากมายทำให้เกิดภาวะเลือดแข็งตัวในหลอดเลือดแบบแพร่กระจาย (disseminated intravascular coagulation; DIC)
ภาวะที่เลือดไปเลี้ยงเนื้อเยื่อไม่เพียงพอซึ่งเป็นผลร่วมกันจากหลอดเลือดขยายตัวอย่างมาก การบีบตัวของหัวใจล้มเหลว และภาวะเลือดแข็งตัวในหลอดเลือดแบบแพร่กระจายส่งผลให้ระบบอวัยวะหลายระบบล้มเหลว ได้แก่ ตับ ไต และระบบประสาทกลาง หากการติดเชื้อที่ดำเนินอยู่ไม่ได้รับการรักษาอย่างทันท่วงทีอาจทำให้ผู้ป่วยเสียชีวิตได้

PD-1 และการกระตุ้นโมโนไซต์/แมโครฟาจ

สารชื่อว่า PD-1 พบว่าเพิ่มปริมาณขึ้นในเม็ดเลือดขาวชนิดโมโนไซต์/แมโครฟาจในขณะเกิดภาวะพิษเหตุติดเชื้อในมนุษย์และหนู การเพิ่มขึ้นนี้สัมพันธ์กับการเพิ่มระดับของอินเทอร์ลิวคิน-10 (interleukin-10; IL-10) ในเลือด ที่น่าสนใจคือ Said และคณะค้นพบว่าโมโนไซต์ที่ถูกกระตุ้นดังเช่นกรณีของภาวะพิษเหตุติดเชื้อจะมีระดับของ PD-1 สูงขึ้น และจะไปเหนี่ยวนำ PD-1 ที่แสดงบนเซลล์โมโนไซต์โดยใช้ไลแกนด์ PD-L1 ไปชักนำให้เกิดการสร้างอินเทอร์ลิวคิน-10 ซึ่งจะไปยับยั้งการทำงานของCD4 ทีเซลล์

ระบาดวิทยา

จากศูนย์ควบคุมโรคสหรัฐอเมริกา (Center for Disease Control, CDC) ช็อกเหตุพิษติดเชื้อนับเป็นสาเหตุการเสียชีวิตสูงสุดเป็นอันดับที่ 13 ในสหรัฐอเมริกา และเป็นสาเหตุการเสียชีวิตอันดับที่หนึ่งในหน่วยอภิบาล ซึ่งในทศวรรษหลังนี้มีอัตราการเสียชีวิตจากช็อกเหตุพิษติดเชื้อเพิ่มมากขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากการมีอุปกรณ์และหัตถการทางการแพทย์ที่เพิ่มขึ้น ผู้ป่วยภูมิคุ้มกันบกพร่องมากขึ้น และมีผู้ป่วยสูงอายุที่เพิ่มมากขึ้น ซึ่งสถานพยาบาลระดับทุติยภูมิ เช่น บ้านพักคนชรา มีอัตราของภาวะแบคทีเรียในเลือดเป็น 2-4 เท่าของสถานพยาบาลระดับปฐมภูมิ และร้อยละ 75 ของจำนวนดังกล่าวเป็นการติดเชื้อในโรงพยาบาล
กระบวนการของการติดเชื้อแบคทีเรียหรือเชื้อราทำให้มีอาการและอาการแสดงที่หลากหลาย ประมาณร้อยละ 70 ของผู้ป่วยช็อกเหตุพิษติดเชื้อพบเชื้อแบคทีเรียรูปแท่งแกรมลบซึ่งผลิตชีวพิษภายในตัว (endotoxins) แต่จากอุบัติการณ์ของ Staphylococcus aureus ที่ดื้อต่อเมทิซิลลิน (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA) และการใช้หลอดสวนหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำ ทำให้เชื้อแบคทีเรียรูปกลมแกรมบวกเป็นสาเหตุได้บ่อยใกล้เคียงกับแบคทีเรียรูปแท่ง การเรียงลำดับความรุนแรงของโรคกลุ่มนี้คร่าวๆ ได้แก่ ภาวะแบคทีเรียหรือเชื้อราในเลือด ภาวะเลือดเป็นพิษ ภาวะพิษเหตุติดเชื้อ ภาวะพิษเหตุติดเชื้อรุนแรงหรือกลุ่มอาการภาวะพิษเหตุติดเชื้อ ช็อกเหตุพิษติดเชื้อ ช็อกเหตุพิษติดเชื้อที่ไม่ตอบสนองต่อการรักษา กลุ่มอาการการทำหน้าที่ผิดปกติของหลายอวัยวะ และเสียชีวิตตามลำดับ
ร้อยละ 35 ของผู้ป่วยช็อกเหตุพิษติดเชื้อมีสาเหตุมาจากการติดเชื้อในทางเดินปัสสาวะ ร้อยละ 15 เกิดจากทางเดินหายใจ ร้อยละ 15 เกิดจากหลอดสวนต่างๆ ที่ออกสู่ผิวหนัง (เช่นหลอดสวนเข้าหลอดเลือดดำ) และมากกว่าร้อยละ 30 ของผู้ป่วยทั้งหมดเกิดขึ้นเองไม่ทราบสาเหตุ
อัตราเสียชีวิตจากภาวะพิษเหตุติดเชื้อประมาณร้อยละ 40 ในผู้ใหญ่ และร้อยละ 25 ในเด็ก และจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญหากไม่ได้รับการรักษาเป็นเวลานานกว่า 7 วัน
ภาวะพิษเหตุติดเชื้อมีอุบัติการณ์ทั่วโลกมากกว่า 20 ล้านรายต่อปี และมีอัตราเสียชีวิตจากช็อกเหตุพิษติดเชื้อสูงถึงร้อยละ 70 แม้แต่ในประเทศที่พัฒนาแล้ว