肺内外感染致急性肺损伤病理改变与激素干预效果差异的研究

【摘要】： 目的:急性肺损伤(acute lung injury , ALI)/急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome , ARDS)是机体在遭受各种侵袭(如创伤、休克、感染、中毒等)后发生的急性肺间质性炎和肺泡-毛细血管膜损伤,导致通透性肺水肿、肺动脉高压、肺内微血栓形成,以进行性呼吸困难和难以纠正的低氧血症为主要表现的临床综合征。ARDS是ALI的严重阶段,二者具有性质相同但程度不同的病理生理改变。 ALI/ARDS病因复杂,按原发病的不同将其分为肺内源性急性肺损伤(ARDSp)和肺外源性急性肺损伤(ARDSexp),其中肺炎是引起ARDSp的最常见原因,败血症是引起ARDSexp的最常见原因。两者肺损伤机制差异并不明确。糖皮质激素(glucocorticoids , GCs)具有强大的抗炎抗免疫作用,可以通过多种机制来抑制炎症反应,改善血管通透性,减轻肺水肿,从而影响ALI的发生和发展。GCs用于ALI的治疗已有很长的历史,但在临床实践中发现不同病因导致的ALI患者对激素治疗的反应存在较大差异。 因此,本研究复制了肺内、外感染两种病因导致的ALI/ARDS的动物模型,分析比较二者在病理改变、炎性介质、激素干预效果等方面的差异,探讨ALI发病机制、激素干预效果与机理,为临床个体化治疗肺内外感染导致的ARDS提供理论依据。 方法:健康雄性SD大鼠48只,随机分为6组,每组8只动物:①正常对照组(NS组):尾静脉注射生理盐水1ml②肺外感染组(LPS组):尾静脉注射LPS(8mg/kg)③肺内感染组(E.coli组):气管内缓慢滴注E.coli混悬液(3ml/kg)④正常对照+地塞米松组(NS+Dex组)⑤肺外感染组+地塞米松组(LPS+Dex组),⑥肺内感染组+地塞米松组(E.coli+Dex组),④、⑤、⑥三组为激素干预组,造模后立即腹腔注射Dex(2mg/kg)。 E.coli组及E.coli+Dex组模型复制24小时后取材,其余各组模型复制4小时后取材。将动物以10%水合氯醛(3ml/kg)腹腔注射麻醉,固定在手术台上。股动脉穿刺采血,收集血液,离心(3000 rpm,4℃,10min),吸取上清,分装,-80℃保存,用于细胞因子测定。开胸处死动物,暴露肺组织,止血钳夹闭右主支气管后,将右肺完整切除,取右肺上叶肺组织用于湿/干重比检测,取右肺中叶肺组织用10%中性福尔马林溶液固定,留做病理及免疫组织化学检查,右后叶用4%戊二醛固定,留做透射电镜检查。分离出气管,经气管插管行左肺支气管肺泡灌洗,取支气管肺泡灌洗液(BALF),离心(1200 rpm,4℃,10min),细胞沉淀用于细胞计数检测,上清液分装,-80℃保存,用于蛋白含量及细胞因子的测定。 结果:(1)LPS组和E.coli组光镜下肺组织病理评分差异无统计学意义(P0.05),但E.coli组主要表现在肺组织结构的毁损,气道上皮坏死脱落,而LPS组主要表现为肺泡间隔的增宽和血管充血。LPS+Dex组病理评分显著低于LPS组(P0.01)。电镜观察显示两模型组均有超微结构的改变,E.coli组重于LPS组,LPS+Dex组超微结构的改变较LPS组明显减轻,而E.coli+Dex组与E.coli组比较无明显差异。(2)E.coli组和LPS组肺W/D、BALF中细胞总数及蛋白含量均高于NS组(P0.01),除肺W/D外,其它两个指标在两模型组之间有显著差异(P0.01)。这三个指标在LPS+Dex组均明显下降(P0.05),而E.coli+Dex组只有BALF中细胞总数及蛋白含量下降(P0.01),E.coli+Dex组均明显高于LPS+Dex组(P0.01)。(3)E.coli组和LPS组血清和BALF中TNF-α及IL-1β的含量均显著高于NS组(P0.01),LPS组血清中TNF-α及IL-1β含量均明显高于E.coli组(P0.05),而E.coli组BALF中TNF-α及IL-1β含量均明显高于LPS组(P0.01),LPS+Dex组血清和BALF中TNF-α及IL-1β含量均低于LPS组(P0.05),E.coli+Dex组血清和BALF中TNF-α及IL-1β含量无明显变化(P0.05)。(4)LPS组和E.coli组NF–κB阳性细胞比值(34.08±3.82,36.33±4.05)明显高于NS组(3.11±1.10,P0.01) , LPS+Dex组NF–κB阳性细胞表达(26.14±3.91)较LPS组明显降低(P0.01),而E.coli+Dex组(35.1±4.22)较E.coli组无明显变化(P0.05)。 结论:1气道内注入大肠杆菌成功的复制了肺炎导致的内源性急性肺损伤模型。 2两模型组虽然在病理损伤程度上相近,但在具体病理表现上存在一定差异,E.coli组主要表现在肺组织结构的毁损,气道上皮坏死脱落,而LPS组主要变现为肺泡间隔的增宽和血管充血,肺组织结构破坏不明显。电镜下E.coli组病变重于LPS组。说明急性肺损伤的发生发展与其致病因素关系密切,不同病因所致的急性肺损伤存在着不同之处。 3糖皮质激素对肺外性感染诱发的ALI有较为明显的改善作用,而对肺炎诱发的ALI作用不明显,这可能与糖皮质激素受体水平,NF–κB的活化程度及肺损伤的原发病因有关。