参附联合白细胞介素10基因转染抑制机械通气肺损伤的实验研究

【摘要】： 目的:机械通气(mechanical ventilation,MV)已广泛应用于手术麻醉、危重病医学、急诊医学、内科学等多个临床领域,但使用呼吸机本身所引起的机械通气肺损伤(ventilator-induced lung injury,VILI),亦成为影响危重病患者预后的重要因素之一。本研究观察参附注射液(shenfu injection,SFI)联合IL-10基因转染对VILI中炎性因子和抗炎因子释放的影响。并采用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)检测肺组织中IL-10、ICAM-1mRNA的表达,同时观察肺组织形态学变化,以对该治疗方法进行评价,为给临床防治机械通气肺损伤提供新的实验性理论依据。 方法:将66只SD雄性健康大鼠随机分为11组,每组6只。A组为空白对照组;L组为低压力组(气道压力设为15cmH_2O),根据通气时间分为2小时组(L_2)和4小时组(L_4);H组为高压力组(气道压力设为25cmH_2O),根据通气时间分为2小时组(H_2)和4小时组(H_4);B组为空白病毒转染组(气道压力设为25cmH_2O),根据通气时间分为2小时组(B_2)和4小时组(B_4);T组为IL-10基因转染组(气道压力设为25cmH_2O),根据通气时间分为2小时组(T_2)和4小时组(T_4);C组为参附联合IL-10基因转染组(气道压力设为25cmH_2O),根据通气时间分为2小时组(C_2)和4小时组(C_4)。处理组大鼠以10%的水合氯醛0.3g/kg行腹腔注射麻醉,于颈部正中气管切开行气管插管,机械通气的条件下于胸骨左缘3、4肋间开胸,于右心室注射进行转染,其中L、H组为乳酸钠林格液,B组为空白病毒,T和C组都为含IL-10的腺病毒(剂量均为0.1ml)。关胸后每日肌肉注射青霉素10万单位预防感染。转染48小时后,重新切开气管插管进行持续机械通气,通气过程中根据体动酌情追加麻醉药。C组在机械通气前30分钟前腹腔注射参附注射液10ml/kg预处理。通气结束后,取三块肺组织,分别待做光镜、电镜和RT-PCR检测。RT-PCR技术检测得到IL-10mRNA和ICAM-1mRNA的表达含量。所有数据均以均数±标准差((?)±s)表示,各组间比较采用独立样本t检验,组内比较采用配对t检验,应用SPSS13.0统计分析软件对实验数据进行统计学处理,P＜0.05为有统计学意义。 结果:(1)光镜检查结果显示:光镜下A组肺泡结构未见异常,L组肺泡腔内略有渗出、血管周围有少量炎症细胞,随通气时间延长病变加重,H、B上述病理变化较重,T、C组上述病理变化较轻;(2)电镜结果显示:A组肺组织中Ⅰ型细胞、Ⅱ型细胞及内皮细胞结构完整,无明显异常;L、H、B、T、C组均可见不同程度的线粒体肿胀、脱落、嵴消失,内质网扩张,细胞核变大,细胞核与细胞质间隙增宽,染色质分布不均匀,板层小体肿胀,微绒毛减少;L组变化较轻,H、B组较为严重,T、C较H、B组减轻。(3)RT-PCR检测结果显示:①A组肺组织中有少量的IL-10和ICAM-1mRNA表达;②肺组织中IL-10和ICAM-1mRNA表达的含量,L组、H组、B组、T、C组均高于A组(P＜0.01);③肺组织中ICAM-1mRNA表达的含量,相同通气压力下,随着通气时间延长,L、H、B、T组肺组织中ICAM-1mRNA表达的含量明显增加(P＜0.05),而C组相反,C_4明显低于C_2(P＜0.01);相同通气时间下,ICAM-1mRNA表达的含量H组较L组明显增多(P＜0.01),T、C组较B组明显减少(P＜0.05或P＜0.01);C组与T组比较,C_2和T_2没有明显差异,而C_4比T_4明显减少(P＜0.01)。④肺组织中IL-10mRNA表达的含量,相同通气压力下,随着通气时间延长,L、H、B、T组肺组织中IL-10mRNA表达的含量明显增加(P＜0.05),而C组相反,C_4比C_2明显减少(P＜0.01);相同通气时间下,肺组织中IL-10mRNA表达的含量H组较L组明显增多(P＜0.05或0.01),B、C组较T组明显较少(P＜0.01);而C组与B组比较,C_2明显高于B_2(P＜0.05),而C_4明显低于B_4(P＜0.01)。 结论:①相同通气压力下,VILI大鼠肺组织中ICAM-1和IL-10的表达随通气时间延长而增加;②相同通气时间下,VILI大鼠肺组织中ICAM-1和IL-10的表达随通气压力升高而增加;③通过IL-10基因转染能够减轻VILI大鼠肺组织水肿及炎性细胞浸润,使VILI大鼠肺组织中ICAM-1表达下调,同时IL-10表达上调,从而可以提高肺组织抗炎能力,减轻肺组织损伤;④通过参附联合IL-10基因转染能够改善VILI大鼠肺组织水肿及炎性细胞浸润,使VILI大鼠肺组织中ICAM-1,抑制抗炎因子IL-10的过度产生,促使促炎和抗炎因子达到平衡,起到免疫调节作用。