DOI: https://doi.org/10.1038/s44324-025-00095-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41629610
تاريخ النشر: 2026-02-02
المؤلف: Samuel N. Paul وآخرون
الموضوع الرئيسي: تشخيص وعلاج الإنتان
نظرة عامة
الإنتان هو متلازمة حرجة تتميز باستجابة مناعية غير منظمة، والتهاب، واضطرابات في الأيض، مما يؤدي إلى معدلات مرضية ووفيات كبيرة. على الرغم من التقدم في الرعاية، هناك حاجة ملحة لفهم آليات أعمق. لقد ظهر مفهوم المناعة الأيضية كإطار عمل قيم لتوضيح الفيزيولوجيا المرضية للإنتان، متجاوزًا الأدوات التنبؤية التقليدية التي تقيم بشكل أساسي إصابة الأعضاء للتركيز على الحالات الأيضية لخلايا المناعة. تسهل التقدمات التكنولوجية الحديثة التوصيف عالي الدقة للتغيرات المناعية الأيضية، والتي يمكن أن تسفر عن مؤشرات حيوية أيضية لمراقبة وظيفة المناعة وتعزيز دقة التشخيص.
إن دمج مراقبة المناعة الأيضية في الممارسة السريرية يقدم نهجًا جديدًا لتتبع خلل المناعة في الإنتان. يمكن أن توفر التقييمات المتسلسلة للتغيرات المناعية الأيضية رؤى حول أنماط استخدام الوقود التي تعكس الانتقالات بين فرط الالتهاب وكبت المناعة، مما يعمل كعلامة على الطاقة الحيوية المناعية التي لا يتم التقاطها بالكامل بواسطة الدرجات السريرية التقليدية أو مستويات اللاكتات في المصل. قد يرتبط التوصيف الطولي بالملاحظات السريرية بالعمليات الخلوية الأساسية مثل التنفس وتحلل الجلوكوز. علاوة على ذلك، يمكن أن تعمل الاختبارات المناعية الأيضية كمؤشرات فورية للدواء في التجارب السريرية الموجهة للمرضى، مؤكدة على تفاعل الهدف ومساعدة في تصنيف المستجيبين. بينما أظهرت التدخلات الواعدة، مثل استعادة تدفق البيروفات ديهيدروجيناز، نتائج محسنة في النماذج قبل السريرية، فإن التنفيذ الناجح لمراقبة المناعة الأيضية سيتطلب معيارية صارمة والتحقق ضمن الأطر الحالية. يمتلك هذا النهج القدرة على توجيه العلاجات المستهدفة أيضيًا وتوفير مقاييس فردية تعزز الأنظمة الحالية للتقييم، مما يميز في النهاية الإنتان عن صدمة الإنتان ويربط المستويات الديناميكية بشدة المرض.
نقاش
في سياق الإنتان، يخضع الجهاز المناعي لإعادة برمجة أيضية كبيرة تتميز بحالة فرط أيضي تدعم إزالة الممرضات ولكن يمكن أن تستنفد الموارد اللازمة لصيانة الأنسجة وإصلاحها. تتضمن الاستجابة المناعية الشديدة تنشيطًا سريعًا لخلايا المناعة الفطرية، مما يؤدي إلى زيادة تحلل الجلوكوز وتغير في أيض الأحماض الأمينية لتلبية المتطلبات الحيوية والطاقة. بينما تعتبر هذه المرحلة المفرطة الالتهاب حاسمة لمكافحة العدوى، يمكن أن تؤدي عدم التنظيم إلى التهاب مفرط، وتلف الأنسجة، وفي النهاية فشل الأعضاء. التوازن بين الحالات الفائقة الأيضية والمخفضة الأيضية أمر حاسم للبقاء، مع تمييز المرحلة الأخيرة بانها تتميز بإرهاق خلايا المناعة وانهيار الأيض، مما يعيق إزالة الممرضات ويزيد من القابلية للإصابة بالعدوى الثانوية.
مع تقدم الإنتان، تصبح خلل وظيفة الميتوكوندريا قضية مركزية، مما يؤدي إلى انخفاض في إنتاج ATP وتفاقم خلل المناعة. تتعرض نشاط سلسلة نقل الإلكترون (ETC) للخطر، مما يساهم في الإجهاد التأكسدي وأزمات الطاقة الخلوية. يرتبط هذا الخلل الميتوكوندري بتحول نحو الأيض الكاتابولي، حيث يصبح تحلل الأحماض الأمينية هو السائد، مما يؤدي إلى تحلل البروتينات العضلية واستنفاد المغذيات. يتم تسليط الضوء على التفاعل بين عدم تنظيم الأيض ووظيفة المناعة من خلال مؤشرات حيوية ناشئة مثل اللاكتات وCD36، التي تعكس شدة التغيرات المناعية الأيضية في الإنتان. تؤكد هذه النتائج على أهمية فهم المشهد الأيضي خلال الإنتان لتطوير استراتيجيات علاجية مستهدفة يمكن أن تستعيد وظيفة المناعة وتحسن نتائج المرضى.
DOI: https://doi.org/10.1038/s44324-025-00095-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41629610
Publication Date: 2026-02-02
Author(s): Samuel N. Paul et al.
Primary Topic: Sepsis Diagnosis and Treatment
Overview
Sepsis is a critical syndrome characterized by dysregulated immune responses, inflammation, and metabolic disturbances, leading to significant morbidity and mortality. Despite advancements in care, there is a pressing need for deeper mechanistic understanding. The concept of immunometabolism has emerged as a valuable framework for elucidating the pathophysiology of sepsis, moving beyond traditional prognostic tools that primarily assess organ injury to focus on the metabolic states of immune cells. Recent technological advancements facilitate high-resolution profiling of immunometabolic changes, which could yield metabolic biomarkers for monitoring immune function and enhancing diagnostic precision.
Integrating immunometabolic monitoring into clinical practice presents a novel approach to tracking immune dysfunction in sepsis. Serial assessments of immunometabolic shifts can provide insights into fuel utilization patterns that reflect transitions between hyper-inflammation and immunosuppression, serving as a signature of immune bioenergetics that is not fully captured by conventional clinical scores or serum lactate levels. Longitudinal profiling may link bedside observations to underlying cellular processes such as respiration and glycolysis. Furthermore, immunometabolic assays could act as immediate pharmacodynamic indicators in patient-directed clinical trials, confirming target engagement and aiding in responder stratification. While promising interventions, such as restoring pyruvate dehydrogenase flux, have shown improved outcomes in preclinical models, the successful implementation of immunometabolic monitoring will require rigorous standardization and validation within existing frameworks. This approach has the potential to guide metabolically targeted therapies and provide individualized metrics that enhance current scoring systems, ultimately differentiating sepsis from septic shock and correlating dynamic levels with disease severity.
Discussion
In the context of sepsis, the immune system undergoes significant metabolic reprogramming characterized by a hypermetabolic state that supports pathogen clearance but can deplete resources necessary for tissue maintenance and repair. The intense immune response involves rapid activation of innate immune cells, leading to increased glycolysis and altered amino acid metabolism to meet biosynthetic and energetic demands. While this hyperinflammatory phase is crucial for combating infections, dysregulation can result in excessive inflammation, tissue damage, and ultimately organ failure. The balance between hypermetabolic and hypometabolic states is critical for survival, with the latter phase marked by immune cell exhaustion and metabolic collapse, which impairs pathogen clearance and increases susceptibility to secondary infections.
As sepsis progresses, mitochondrial dysfunction becomes a central issue, leading to a decline in ATP production and exacerbating immune dysfunction. The electron transport chain (ETC) activity is compromised, contributing to oxidative stress and cellular energy crises. This mitochondrial impairment is coupled with a shift towards catabolic metabolism, where amino acid catabolism becomes predominant, resulting in muscle proteolysis and nutrient depletion. The interplay between metabolic dysregulation and immune function is further highlighted by emerging biomarkers such as lactate and CD36, which reflect the severity of immunometabolic alterations in sepsis. These findings underscore the importance of understanding the metabolic landscape during sepsis to develop targeted therapeutic strategies that can restore immune function and improve patient outcomes.