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高容量血液滤过对多器官功能障碍综合征动物肺脏的保护作用

王冰  
【摘要】:多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)是危重患者死亡的主要原因之一。根据目前较为全面和被广泛接受的“双相预激”和“炎症失控” MODS发病机理假说,认为两次打击所致的“失控的炎症反应”可能是MODS最重要的病理学基础和形成的根本原因。当机体的炎性细胞受到外界刺激时,可启动细胞内多种信号转导过程,进一步导致炎症介质基因的复制与转录,最终引起多种炎症介质的超量释放。阐明MODS的确切发病机制,提高MODS患者的生存率一直是危重病医学中的一个重要课题。 细胞因子的作用在MODS的发病机制中的重要性是肯定的,其中代表性的有TNF-α、IL-6、IL-8等。越来越多的研究成果表明,这些细胞因子在MODS的发生过程中均有过量表达,可能起中心环节作用。若能有效的清除或减少炎性细胞因子,阻断全身炎症反应综合征的形成或使全身炎症反应综合征减轻,将有助于改善MODS患者的预后,采用连续性血液净化(CBP)就可达到这一目的。 血液净化治疗的应用已经取得了很大进展,治疗范围已从单一的急性肾功能障碍扩展到多器官功能障碍,采用恰当的血液净化手段可以提高MODS患者的生存率。本实验在建立猪MODS模型的基础上,采取了连续性静脉-静脉血液滤过(CVVH)中高容量血液滤过(HVHF)的方法,观察HVHF对MODS动物脏器功能的影响及保护作用,并尝试从细胞因子水平初步探讨其机制,从而为临床防治MODS探索新的方法和途径。 第一部分 MODS动物模型的成功建立 利用首次打击(失血性休克+复苏再灌注损伤)和二次打击(内毒素)复合因素,成功建立模型。方法:雄性家猪15只(体重25~30kg),给予失血性休克+复苏再灌注+内毒素。放血至平均动脉压40~50mmhg,维持2h,然后回输60%所失血液和两倍于所失血液容积的 WP=7 平衡液予以复苏,12h后给予人大肠杆菌内毒素(1mg/kg,静脉滴入)。以自动分析仪检测AST、Cr、BUN、动脉血氧分压(PO2),主要器官观察病理形态学变化(大体、光镜)。结果:模型组外周血AST、Cr、BUN均明显升高,动脉血氧分压(PO2)明显下降。病理学改变主要表现为以炎症为主的非特异性改变。88.9%符合MODS标准,其中77.8%肺、 66.7%胃肠道、 55.6%肝、 33.3%肾、33.3%凝血系统、22.2%心发生功能障碍;发生2个器官功能障碍的有2例(22.2%),发生3个器官功能障碍的有4例(44.4%),发生4个或以上器官功能障碍的有3例(33.3%)。死亡率77.8%。结果显示:利用二次打击方法,可以成功复制出猪MODS模型,且模型MOF发生率较高,死亡率高,可重复性好,简单易行,致伤因素、发病过程、临床特征及诊断标准与临床典型的MODS相似。 第二部分 HVHF对MODS的防治作用 如何提高MODS患者的生存率一直是危重病医学中的一个难题。采用恰当的CRRT可以提高MODS患者的生存率。本实验选用HVHF方法干预,观察HVHF 前后MODS动物各项指标的变化。方法:实验方法同前,HVHF滤过组采用BP-21型自弹式血泵驱动血流、F50聚砜膜滤器,治疗持续时间为12小时,共3天。同时间取血,比较模型组与滤过组之间各脏器功能有关指标水平的差异。结果显示,滤过组各脏器功能有关指标水平均有不同程度的改善。肺功能PaO2 、PaCO2滤过第4天后较模型组差异显著(p0.05);滤过前后AST、BUN、Cr等水平较滤过组明显升高(p0.05)。单个器官衰竭发生率、MODS发生率及动物死亡率滤过组与模型组均有显著差异(p0.05)。 我们的研究表明,采用高通透性、高生物相容性的合成膜行HVHF在治疗MODS过程中对心血管功能影响少,血流动力学稳定,能有效纠正液体平衡,便于积极的营养和支持治疗,有效地纠正电解质紊乱,降低BUN、Cr。实验结果说明HVHF可以减低SIRS始动后的后续效应,降低创伤后的过度免疫反应,从而减轻脏器损伤。 第三部分 HVHF对MODS猪的肺脏功能的保护作用 MODS常常最先表现ARDS。在本实验MODS模型组所观察的器 WP=8 官中,肺衰竭的发生率最高(77.8%),表现为损伤发生早、损伤重。TNF-α的分泌可诱发IL-6、IL-8等的释放,TNF-α为始动因素,IL-8可以视为MODS的危险性指标。选用实时荧光定量RT-PCR技术测定细胞因子的表达水平,可以对mRNA水平进行实时定量分析,可信度高。方法:采用双夹心ELISA法完成血清IL-6浓度的测定;以动物肺脏的液氮冷冻标本,制备总RNA,反转录合成cDNA第一链,进行实时荧光定量RT-PCR检测,测定组织中TNF-αmRNA、IL-6 mRNA及IL-8 mRNA的表达水平。结果血清IL-6浓度测定结果显示,滤过组比模型组水平有显著差异;通过定量测定肺脏组织中mRNA水平发现,对照组TNF-αmRNA、IL-6 mRNA、IL-8 mRNA表达水平很低,模型组显著增高,滤过组也有增高,但较之模型组明显降低,两者相差显著,其表达水平与动物肺损伤的程度和肺衰竭发生率相关。提示严重创伤可以造成循环中IL-6升高及肺脏中TNF-α、IL-6、IL-8基因的表达水平升高,最终发生MODS,而采用HVHF可以明显改善创伤造成的IL-6升高及肺TNF-α、IL-6、IL-8基因的表达水平升高。本研究结果提示,早期给予HVHF干预,可以有效的清除血液循环中IL-6,并可降低创伤引起的肺组织细胞因子基因表达升高,因此达到对肺脏功能的保护作用。肺脏为炎症损伤的最先靶器官,MODS常最先表现ARDS,可以认为,早期给予HVHF干预,动物前炎症介质产生显著减


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