研究背景和目的脓毒症患者合并急性肾损伤（acutekidney injury,AKI）预示着预后差,可用的干预措施有限。铁调素是应对铁负荷和炎症刺激时肝脏分泌的一种肽类激素。研究发现,脓毒症时,铁调素在肝脏合成增加,其在脓毒症感染的免疫防御和预后中可能发挥重要作用。但是,外源性铁调素在脓毒症AKI病理生理过程中的作用及机制尚不清楚。本研究旨在探讨外源性铁调素在脓毒症AKI中的作用,并通过体外、体内实验初步研究其作用机制,确定铁稳态及其动态调节在脓毒症AKI治疗中是否有益,为临床防治脓毒症AKI提供新的理论依据,也为铁调素的临床应用提供实验基础。研究方法首先,采用前瞻性队列研究方法,选择133例符合纳入排除标准的脓毒症（脓毒症AKI43例）成年患者,根据60天全因死亡情况,将患者分为存活组和死亡组。同时选择20名健康成年志愿者为对照组。比较三组患者入院基线临床特征和血清铁调素、血清铁和铁蛋白水平的差异。采用单因素和多因素Cox回归分析血清铁调素、血清铁等与患者60天全因死亡的相关性。进一步采用Kaplan-Meier曲线分析不同水平的铁代谢相关参数之间病死率的差异。明确铁调素与脓毒症和脓毒症AKI预后的相关性。其次,通过脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）刺激小鼠肾小管上皮细胞（TCMK-1）细胞来构建脓毒症AKI细胞模型;同时建立TCMK-1-J774A.1巨噬细胞共培养模型,运用外源性铁调素直接或间接处理TCMK-1细胞,利用Realtime-PCR检测细胞裂解液中肾损伤标志物（NGAL、KIM-1）基因表达,ELISA法测定上清液中炎症细胞因子水平,荧光探针检测活细胞内Fe2+含量,通过吞噬荧光颗粒的方法采用共聚焦显微镜和流式细胞术观察巨噬细胞的吞噬功能,Western Blot检测巨噬细胞内铁转运蛋白（ferroportin,FPN）和重链-铁蛋白（ferritin heavy chain,FTH）表达等,从细胞水平初步探讨外源性铁调素在脓毒症AKI中的直接和间接作用,并探索其可能的机制。最后,采用盲肠结扎穿孔（cecal ligation and puncture,CLP）手术诱导建立小鼠脓毒症AKI动物模型,利用野生型小鼠（wildtype,WT）和铁调素基因敲除（Hamp-/-）小鼠为工具鼠,比较外源性铁调素与溶媒组干预对小鼠生存状态、细菌感染程度、血清炎症细胞因子,肾功能、肾组织病理学改变,肾脏氧化应激和炎性细胞浸润等。另外,还通过检测血清铁和肝、脾、肾脏非血红素铁水平,以及脾脏FPN和FTH蛋白表达的变化,进一步探讨外源性铁调素在脓毒症AKI中的作用及其可能的机制。研究结果（1）脓毒症总队列和脓毒症AKI亚队列患者的60天全因死亡分别为61例（45.8%）和26例（60.5%）。与健康志愿者相比,脓毒症或脓毒症AKI患者血清铁调素、铁蛋白均明显升高,血清铁则显著下降。与存活组比较,死亡组患者血清铁、铁蛋白更高,而血清铁调素更低（均P＜0.05）。多因素Cox回归和Kaplan-Meier分析显示,校正了年龄、性别、充血性心力衰竭既往史,以及疾病的严重程度（APACHEII评分、SOFA评分、休克和机械通气）等混杂因素后,血清铁（临界值9.50μmol/l）仍是影响脓毒症患者全因死亡的危险因素（HR=2.359,95%CI 1.349-4.127,P=0.003）。较低浓度的铁调素（临界值62.03 ng/mL）和较高浓度的血清铁（临界值9.50μmol/l）均与脓毒症AKI患者增高的60天全因死亡风险独立相关（分别是HR=0.520,95%CI 0.319-0.847,P=0.009;HR=2.162,95%CI 1.044-4.477,P=0.038）。（2）与对照组或单用铁调素处理的TCMK-1细胞相比,LPS处理组细胞24小时后,细胞活力明显减低,细胞释放的乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase,LDH）显著增加,差异均有统计学意义（均P＜0.0001）;但是,用铁调素预处理不能使细胞活力恢复、LDH水平下降,也不能使细胞中NGAL和KIM-1 mRNA水平降低,差异均无统计学意义（均P＞0.05）。但是,在TCMK-1和J774A.1巨噬细胞共培养模型中,经铁调素预处理巨噬细胞可以明显减少LPS诱导的培养基上清液中炎症细胞因子TNF-α、IL-6和IL-1β水平,TCMK-1细胞活力明显增加,上清液LDH释放、KIM-1和NGAL基因表达显著下降。与PBS相比,经铁调素处理后的J774A.1巨噬细胞内Fe2+发出的红色荧光明显变弱,荧光强度定量更低,其吞噬的大肠杆菌颗粒的数量和荧光强度均明显增高。同时,经铁调素预处理的巨噬细胞FPN蛋白表达显著降低,抗炎蛋白FTH的表达水平明显增高。（3）CLP诱导脓毒症AKI导致全身性铁稳态发生明显改变。在WT小鼠中其主要表现为铁调素明显升高,诱导肝脾铁潴留,血清铁降低,机体启动低铁血症对抗病原微生物,而且外源性铁调素治疗可进一步加强这一营养免疫机制。但在Hamp-/-小鼠中,由于铁调素的缺乏导致脾脏组织全身性铁动员,血清铁升高和肾脏铁积聚,进一步加剧CLP诱导的AKI。铁调素治疗通过降解脾脏巨噬细胞膜铁输出蛋白FPN、诱导FTH的产生,有效的肝脾铁封存来恢复铁稳态,减轻全身性炎症反应,降低血清铁,增加脾脏巨噬细胞数量,抑制菌血症,消退肾脏铁沉积（Hamp-/-小鼠）,从而改善肾脏局部炎症、氧化应激、线粒体损伤,有效发挥对脓毒症AKI的保护作用。研究结论（1）铁稳态失调是影响脓毒症和脓毒症AKI危重患者预后的重要因素。较低浓度的铁调素和较高浓度的血清铁与脓毒症AKI患者增高的60天病死率独立相关。补充外源性铁调素或者降低血清铁浓度的策略或许可以为该患者群体提供治疗益处。（2）外源性铁调素不能直接作用于肾小管上皮细胞来改善LPS诱导的AKI。补充外源性铁调素主要通过调节全身性和细胞内铁稳态,间接地保护脓毒症AKI,提高其生存率。（3）机制上,铁调素治疗主要通过靶向网状内皮系统FPN-FTH信号途径,调节铁代谢,恢复铁稳态,减轻全身性炎症反应,增加巨噬细胞数量和吞噬功能,抑制细菌播散,从而发挥对脓毒症AKI的间接保护作用。但在Hamp-/-小鼠中,铁调素的重建不但可以恢复全身铁稳态,而且有助于减轻肾脏铁沉积,对肾脏发挥直接的保护作用。