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目的:脓毒症是由感染导致的全身炎症反应综合征（SIRS）,病死率较高。急性肺损伤（ALI）是其常见的致命性并发症之一,治疗效果差。血红素氧合酶1（HO-1）是血红素代谢的关键酶和限速酶,在炎症反应中发挥抑制炎症和免疫调节的功能。细胞自噬是细胞重要的生物学行为,其通过对代谢有害产物和受损细胞器的吞噬以起到维持细胞内稳态的作用。本课题组前期研究已发现诱导HO-1表达和增强自噬均能够抑制脓毒症小鼠的炎症反应,降低肺损伤程度,但两者之间存在何种关联尚不十分清楚。本实验将在前期研究的基础上进一步探讨HO-1在脓毒症小鼠肺损伤中对细胞自噬的影响与机制,并进行临床观察,分析感染及非感染的重症手术患者体内HO-1与细胞自噬水平的变化,及其与预后的相关性。方法:第一部分:HO-1介导细胞自噬对脓毒症小鼠肺损伤的影响68周龄健康雄性C57BL/6小鼠,SPF级,体重2025 g,随机分为假手术组（SH组）、脓毒症组（CLP组）、HO-1激动剂Hemin+脓毒症组（Hemin+CLP组）和HO-1抑制剂SnPP+脓毒症组（SnPP+CLP组）。采用盲肠结扎穿孔（CLP）法进行脓毒症小鼠模型构建。Hemin+CLP组及SnPP+CLP组于术前2 h分别腹腔注射Hemin 50μmol/kg和SnPP 50μmol/kg。SH组和CLP组术前2h仅腹腔注射0.9%生理盐水。一、取80只小鼠,采用随机数字表法将其分为上述4组（n=20）,观察各组小鼠7d内不同时间点的生存率。另取72只小鼠随机分为上述4组（n=18）。于术后6h、12h和24h分别处死小鼠,测定各个时间点各组小鼠血浆和肺组织匀浆中肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白细胞介素1β（IL-1β）、白细胞介素10（IL-10）和肺组织HO-1的水平,观察各组小鼠术后24h肺组织病理学情况,肺湿/干重（W/D）比和氧合指数（PaO2/FiO2）的改变。二、另取72只小鼠随机分为上述4组（n=18）。于术后6h、12h和24h分别处死小鼠,采用Western blot法观察各个时间点各组小鼠肺组织中Beclin-1、LC3-Ⅱ、p62和LAMP2的表达;采用免疫荧光染色法观察术后24h各组小鼠肺组织中HO-1和LC3的表达;利用透射电镜观察术后24h各组小鼠肺组织内自噬小体的改变。三、取24只小鼠随机分为假手术组（SH组）、脓毒症组（CLP组）、PI3K抑制剂LY294002+脓毒症组（LY+CLP组）和PI3K抑制剂LY294002+HO-1激动剂Hemin+脓毒症组（LH+CLP组）。LY+CLP组及LH+CLP组于术前2 h均腹腔注射LY294002 30mg/kg,LH+CLP组于术前1 h腹腔注射Hemin 50μmol/kg。于术后24h分别处死小鼠,Western blot法检测各组小鼠术后24h肺组织Akt、p-Akt、HO-1和LC3-Ⅱ蛋白表达情况。第二部分:重症感染手术患者HO-1、细胞自噬的临床研究收集2017年6月2017年12月于本院行急诊手术的患者,根据是否存在感染,将患者分为非感染组和感染组,记录患者一般情况,进行APACHEⅡ、SAPSⅡ和SOFA评分。于入手术室即刻采集患者外周静脉血,收集血浆,检测血TNF-α、IL-1β和IL-10水平;经外周血分离白细胞并提取蛋白,Western blot法检测外周血白细胞HO-1和Beclin-1蛋白表达。记录患者ICU住院天数,术后并发症情况等。结果:第一部分:一、SH组小鼠7d生存率为100%。CLP组小鼠生存率由24h的80%降低至48h的45%,Hemin预处理能够提高脓毒症小鼠的7d生存率（P<0.05）,而SnPP预处理脓毒症小鼠的7d生存率未见改变。与SH组相比,CLP组小鼠肺组织病理学评分、W/D比值增加,PaO2/FiO2降低（P<0.05）,Hemin预处理能够明显降低上述改变（P<0.05）,而SnPP预处理后,上述改变显著增大（P<0.05）。另外,Hemin预处理可以明显上调肺组织HO-1蛋白水平,降低各时间点脓毒症小鼠血浆和肺组织促炎因子TNF-α和IL-1β水平（P<0.05）,提高抗炎因子IL-10水平（P<0.05）,而SnPP预处理,能够明显下调肺组织HO-1蛋白水平,升高各时间点脓毒症小鼠血浆和肺组织促炎因子TNF-α和IL-1β水平（P<0.05）,降低抗炎因子IL-10水平。二、与SH组相比,术后6h、12h和24h CLP组小鼠肺组织Beclin-1、LC3-Ⅱ和LAMP2表达上调（P<0.05）,Hemin预处理能够进一步上调脓毒症小鼠肺组织Beclin-1、LC3-Ⅱ和LAMP2的表达（P<0.05）,且具有一定时间依赖性。SnPP预处理能够下调脓毒症小鼠肺组织Beclin-1、LC3-Ⅱ和LAMP2的表达（P<0.05）。SH组小鼠肺组织p62表达随时间逐渐增加,CLP组、Hemin+CLP组和SnPP+CLP组小鼠肺组织p62表达随时间逐渐减少,与SH组相比,CLP组小鼠肺组织p62的表达于术后6h增高（P<0.05）,于术后12h未见差异,于术后24h减少（P<0.05）,Hemin预处理能够明显降低脓毒症小鼠术后各时间点肺组织p62表达（P<0.05）。与Hemin+CLP组相比,SnPP预处理能够显著增高脓毒症小鼠术后各时间点肺组织p62表达（P<0.05）。利用免疫荧光双染色法观察肺组织HO-1和LC3蛋白表达情况发现,HO-1蛋白被标记红色荧光,LC3蛋白被标记绿色荧光,与SH组相比,CLP组小鼠肺组织内红色及绿色荧光亮度增强,而Hemin组小鼠肺组织荧光亮度进一步增强,SnPP组小鼠肺组织荧光亮度减低,四组小鼠肺组织内红色荧光及绿色荧光亮度变化呈现一致性。透射电镜下发现,与SH组相比,CLP组小鼠肺组织内自噬小体数量增多（P<0.05）。给予Hemin预处理,使脓毒症小鼠肺组织内自噬小体数量增加（P<0.05）。而给予SnPP预处理,脓毒症小鼠肺组织内自噬小体数量减少（P<0.05）。三、与SH组相比,术后24h CLP组小鼠肺组织p-Akt/Akt比值升高,HO-1和LC3-Ⅱ表达上调（P<0.05）。LY294002预处理能够降低脓毒症小鼠肺组织p-Akt/Akt比值,HO-1和LC3-Ⅱ表达下调（P<0.05）,Hemin预处理促进HO-1表达,同时也逆转了LY294002对PI3K/Akt介导细胞自噬的抑制作用（P<0.05）。第二部分:本项研究共有31例列入临床观察,其中非感染组17例,感染组14例,两组患者的性别、年龄、APACHEⅡ和SAPSⅡ评分无明显差异。与非感染组相比,感染组患者SOFA评分降低（P<0.05）,白细胞总数和体温明显增高（P<0.05）,外周血TNF-α、IL-1β和IL-10水平升高（P<0.05）,外周血白细胞HO-1和Beclin-1蛋白水平增高（P<0.05）。患者Beclin-1蛋白水平与白细胞总数呈现正相关（P<0.05）,HO-1蛋白水平与SAPSⅡ评分呈现正相关（P<0.05）,非感染患者HO-1蛋白水平与SOFA评分呈现正相关（P<0.05）。结论:动物实验认为HO-1通过介导细胞自噬,减少促炎因子的释放,增加抗炎因子的释放,对脓毒症小鼠肺损伤起到保护作用,且HO-1介导细胞自噬对脓毒症小鼠肺损伤的保护作用可能是通过PI3K/Akt信号通路调控实现的。临床观察指出感染因素可以明显增加体内HO-1和自噬相关蛋白的表达,但其与预后的关系尚需更深入的临床研究。