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编号:11203649
持续高流量血液滤过对重症急性胰腺炎猪炎症反应的影响
http://www.100md.com 2006年9月26日 中国危重病急救医学2006;18(3):
     燕晓雯 李维勤 王浩 张震环 黎介寿 李宁

    【摘要 目的 探讨高流量持续血液滤过对重症急性胰腺炎(SAP)时炎症反应的影响。方法 采用胰管内高压力注射牛磺胆酸钠和胰蛋白酶的方法诱导猪SAP模型。将SAP模型动物随机分为3组,每组8只:对照组只行常规支持治疗;低流量持续性静静脉血液滤过(CVVH)组除常规支持治疗外,模型诱导成功后立即行低流量(20 ml•kg-1•h-1)CVVH;高流量CVVH组模型诱导成功后立即行高流量(100 ml•kg-1•h-1)CVVH以及常规支持治疗。于SAP诱导前和诱导成功后6、12、24和36 h间断测定血浆肿瘤坏死因子α(TNFα)、白细胞介素6(IL6)和IL10含量,于SAP诱导后6、12和24 h测定外周血中单核细胞核转录因子κB(NFκB)活性。结果 对照组平均生存时间为41 h,低流量CVVH组平均生存时间为50 h,高流量CVVH组平均生存时间为65 h。早期行CVVH治疗动物生存时间均显著高于对照组(P<0.05和P<0.01),高流量CVVH组的生存时间明显高于低流量CVVH组(P<0.05)。CVVH治疗后TNFα、IL6和IL10均较对照组显著降低,高流量CVVH组的TNFα、IL6和IL10含量均显著低于低流量CVVH组。两个CVVH组动物的外周血单核细胞NFκB活性在6、12和24 h均显著低于对照组,高流量CVVH组更低。结论 早期CVVH能改善SAP猪过度的炎症反应,明显延长生存时间,改善预后,而且高流量CVVH的效果明显优于低流量CVVH。
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    【关键词】 持续高流量血液滤过;胰腺炎,急性,重症;细胞因子;核转录因子κB;猪

    Effects of highvolume continuous hemofiltration on inflammatory reaction in experimental porcine pancreatitis in pig YAN Xiaowen, LI Weiqin, WANG Hao, ZHANG Zhenhuan, LI Jieshou, LI Ning. Surgical Intensive Care Unit, Research Institute of General Surgery, Jinling Hospital, Medical School of Nanjing University, Nanjing 210002, Jiangsu, China

    【AbstractObjectiveTo investigate the effect of highvolume continuous hemofiltration on the inflammatory reaction in experimental severe acute pancreatitis (SAP). Methods SAP was reproduced in pigs by intraductal injection of sodium taurocholate and trypsin, and they were randomly divided into three groups. Control group consisted of animals with SAP running its spontaneous course. Lowvolume continuous venovenous hemofiltration (CVVH) group animals received a low volume (20 ml•kg-1•h-1) CVVH, and highvolume CVVH group animals received a high volume (100 ml•kg-1•h-1) CVVH both started at the onset of SAP. Vital signs were monitored. The serum concentrations of tumor necrosis factorα (TNFα), interleukin6 (IL6), IL10, and activated nuclear factorκB (NFκB) levels of peripheral blood mononuclear cell were determined at 0, 6, 12, 24, and 36 hours after the onset of SAP. ResultsThe median survival time of control, lowvolume and highvolume CVVH groups was respectively 41 hours, 50 hours and 65 hours. Survival time of the latter two groups was significantly higher than that in control group (P<0.05 and P<0.01), and the survival time of animals in highvolume CVVH group was significantly higher than lowvolume CVVH (P<0.05). In the highvolume CVVH group, plasma contents of TNFα, IL6 and IL10 were lower significantly than in the lowvolume CVVH and control groups from the beginning to the end of the experiment. In highvolume CVVH group, the expressions of NFκB activation at 6, 12 and 24 hours were lower than those in the control and lowvolume CVVH groups respectively. Conclusion Early CVVH can blunt the excessive inflammatory reaction in experiment porcine pancreatitis in pigs, obviously prolong survival time, and improve prognosis. Highvolume CVVH is significantly efficacious compared with lowvolume CVVH in these respects.
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    【Key words】 highvolume continuous hemofiltration;severe acute pancreatitis;cytokine;nuclear factorκB;pig

    重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP)发病急,病情进展迅速,病死率高达30%〔1〕。全身炎症反应综合征(SIRS)和多器官功能障碍综合征(MODS)以及胰腺坏死引起的感染是SAP患者的主要死因。炎性介质释放被认为是引起SAP病程中SIRS相关肺、心血管和肾功能障碍的主要发病机制。研究显示,血液滤过能清除多种血液中游离的促炎和抗炎细胞因子〔2〕。但严重感染患者外周循环血中有大量的游离炎性介质,低强度血液滤过(如滤液置换速度为1 000 ml/h的标准血液滤过)不能满足临床需要。因此,越来越多的研究者认为应该加大感染患者的血液净化治疗强度,但对其疗效、临床可行性和安全性尚不清楚。本研究中对SAP模型猪早期行持续性高流量血液滤过,探讨其对SAP猪炎症反应的影响。
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    1 材料和方法

    1.1 动物模型制备:24只家猪由本院动物实验中心提供,体重21~30 kg。术前禁食12 h,肌肉注射氯胺酮10 mg/kg和阿托品0.06 mg/kg诱导麻醉,硫贲妥钠6 mg•kg-1•h-1持续静脉泵入维持麻醉。麻醉诱导成功后气管插管,呼吸机辅助呼吸。调整呼吸机各项参数以保证动脉血气指标在正常范围内。动物取仰卧位,待麻醉和机械通气指标平稳后,右颈内动脉切开置管用于采集血样和持续监测血压,膀胱穿刺置入14F硅胶管用于检测尿量;腹部正中切口,游离十二指肠,在十二指肠乳头处找到主胰管,插入5 Ch静脉导管,腹腔放置乳胶引流管,在100 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)压力控制下向胰管内注射质量分数为4%的牛磺胆酸钠1 ml/kg(Sigma Chemical,Germany)和胰蛋白酶2 U/kg(Difco Chemical,USA)诱导SAP后逐层缝合关腹。

, 百拇医药     1.2 血液滤过治疗方法:采用持续性静静脉血液滤过(CVVH)方法,由两腔导管(Arrow Company,USA)插入左侧颈内静脉建立血管通路,机器为连续运转性血泵(Baxter BM25,Germany),滤器为聚丙烯腈膜(12 m2,AN69,Hospal,France),置换液为改良Port配方〔3〕,以前稀释法输入,液体平衡为机器零平衡,血流量为80 ml/min,根据需要调整置换液速度。治疗开始时一次性静脉注射100 U/kg低分子肝素以防止滤器凝血,然后在体外循环管路动脉端以8 U•kg-1•h-1的速度持续加用肝素。24 h更换1次滤器。

    1.3 动物分组:SAP模型诱导成功后将实验动物按随机数字表法分为3组:对照组、低流量CVVH组和高流量CVVH组,每组8只。对照组除液体复苏、机械通气、腹腔引流等基本支持治疗外,不给任何特殊治疗。低流量和高流量CVVH组在SAP诱导成功后立即行低流量(20 ml•kg-1•h-1)或高流量(100 ml•kg-1•h-1)CVVH治疗。实验过程中,所有动物以5 ml•kg-1•h-1的速度同时静脉滴注生理盐水和质量分数为5%的葡萄糖。
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    1.4 指标检测

    1.4.1 观察各组动物72 h内的生存时间。

    1.4.2 血浆细胞因子测定:于SAP诱导前及诱导成功后6、12、24和36 h采集静脉血,乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝, 离心半径为20 cm,以1 500 r/min离心10 min;血浆置70 ℃冰箱保存。肿瘤坏死因子α(TNFα)、白细胞介素6(IL6)和IL10含量采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定,猪细胞因子试剂盒由美国R&D 公司提供。

    1.4.3 单核细胞核转录因子κB(NFκB)活性测定:于SAP诱导成功后6、12和24 h经中心静脉取血,采用EDTA抗凝。将全血置于淋巴细胞分离液上,以1 500 r/min离心30 min,离心半径为20 cm;收集中间层的单核细胞,使用磷酸盐缓冲液(PBS)洗涤2次,以1 500 r/min离心15 min,离心半径为20 cm。使用凝胶电泳迁移率法(electrophoretic mobility shift assay,EMSA)测定NFκB活性,单克隆抗体购自Promega Madison WI。
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    1.5 统计学分析:平均生存时间以中位数表示,其余计量资料采用均数±标准差(x±s)表示,使用SPSS10.0软件。生存时间曲线采用KaplanMeier分析,组间比较用logrank检验,诱导后参数值与基础值比较用重复计量资料单因素方差分析,两组间比较用t检验。P<0.05为差异有统计学意义。

    2 结果

    2.1 高流量CVVH对生存时间的影响:对照组动物平均生存时间为41 h,低流量CVVH组为50 h,高流量CVVH组为65 h。logrank检验结果显示,早期行CVVH治疗,无论是低流量还是高流量CVVH,动物生存时间均显著高于对照组(P<0.05和P<0.01),而高流量CVVH组的生存时间明显高于低流量CVVH组(P<0.05)。

    2.2 高流量CVVH对血浆细胞因子含量的影响(表1):SAP诱导前,各组间血浆细胞因子含量差异均无显著性(P均>0.05)。SAP诱导成功后,3组动物血浆TNFα、IL6和IL10含量在早期(6 h)即显著增高。CVVH治疗后12 h,TNFα、IL6和IL10含量均较对照组显著降低。高流量CVVH组TNFα、IL6和IL10含量从开始至终末期均显著低于低流量CVVH组。
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    2.3 高流量CVVH对外周血单核细胞NFκB活性的影响(图1):对照组外周血单核细胞NFκB活性在SAP诱导后6 h即开始升高,于12 h达峰值,24 h开始明显减弱。CVVH治疗后NFκB活性在6、12和24 h都显著低于对照组,尤其是高流量CVVH治疗后NFκB活性更低。

    3 讨论

    许多促炎或抗炎介质(包括TNFα、IL1、IL6、IL8和IL10)在SAP发生、发展过程中起重要的作用,其中TNFα和IL1更被认为是SAP时炎性介质级联反应中的核心因子〔4,5〕。SAP早期,大量释放的促炎因子和激活的中性粒细胞会使SIRS进一步发展成为MODS,同时炎性细胞因子的“瀑布式反应”和其后续作用又增加了系统炎症的局部反应,因此,炎性介质就成为症状开始到发展为远端器官损害这段时间的治疗靶点。阻止细胞因子的网络式反应可改善SAP预后,降低病死率。

    血液净化(如血浆置换、红细胞吸附、血液滤过)能非选择性地去除炎性细胞因子,使临床上有效的抗炎治疗成为可能。其中,血液滤过作为一项人工支持手段已证明对SAP诱发的组织器官损害具有保护作用〔6〕。用于持续性血液滤过的聚丙烯腈膜孔径为30~50 ku,可去除许多分子质量小于50 ku的炎症介质,例如TNF、IL1、IL6、可溶性IL2受体(sIL2R)、IL8、IL2和IL10等越来越多地用于治疗SAP引起的SIRS和MODS。本实验结果显示,两个CVVH治疗组动物SAP诱导后6 h血浆TNFα、IL6和IL10含量虽较诱导前有所增加,但明显低于同期未行CVVH的对照组,其作用机制可能主要是“峰浓度假说”(the peak concentration hypothesis),即血液滤过的对流和滤膜吸附作用抑制了炎性细胞介质的峰浓度。另外,CVVH(包括高流量CVVH)治疗过程中动物生命体征等指标都比较稳定,说明早期应用高流量CVVH治疗SAP安全而且有效。
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    NFκB是调节细胞因子、黏附分子及其他炎性介质的转录表达,在感染、急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和MODS时起重要作用的转录因子〔7〕,并可能调控SAP的启动,触发炎症介质的瀑布样级联反应〔8,9〕。Gukovsky等〔8〕研究发现,胰腺炎动物模型建立后30 min,NFκB即有强烈表达。Ethridge等〔10〕研究发现,急性胰腺炎3~6 h NFκB表达出现第2个高峰,指出NFκB的早期高表达在诱发急性胰腺炎的炎性反应中至关重要,它使得胰腺炎易于从局部病变发展成为SIRS、ARDS和MODS。因此,抑制NFκB的激活可能是阻止SAP发展的重要环节〔11,12〕。本研究结果表明,NFκB的激活与血浆TNFα等细胞因子水平的变化一致,进一步证实了NFκB活化引起炎性介质的释放,导致SIRS和MODS的发生。CVVH组NFκB活性较对照组明显减弱,尤其在诱导后12 h,这可能是因为CVVH能维持内环境稳定,保持良好的水、电解质平衡,降低体温和代谢率,从而抑制NFκB的激活,减轻SIRS的程度,有利于MODS的防治。

    Rogiers等〔13〕的研究结果显示,在置换液速度为3 000 ml/h(相当于临床上置换液速度为7 000~8 000 ml/h)的情况下,内毒素感染狗才能达到临床上较稳定和满意的血流动力学。Lonnemann等〔14〕证实,高流量血液滤过可通过改善和恢复巨噬细胞活性,分泌TNF对内毒素产生应答反应,第1次证实了高流量CVVH能改善机体细胞功能。本实验结果显示,高流量CVVH在清除炎性介质和改善预后等方面明显优于低流量CVVH,与其他实验研究结果相符〔15〕。在SAP的保守治疗中,机体免疫功能和抗生素合理应用是防止胰腺感染的两个重要因素。SAP早期给予高流量CVVH可清除过度释放的炎性介质,使感染机会大大降低,而感染发生时间延迟则提示机体免疫功能上调。此外,高流量CVVH还能改善肺间质水肿,改善微循环、内脏灌注和组织氧代谢,改善器官功能,如肺功能〔16〕和胃肠道屏障功能〔17〕,在维持水、电解质、酸碱平衡以及内稳态方面起重要作用,特别是当机体肾功能受损时。
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    采用高流量CVVH治疗SAP还需注意:①通过持续性血液滤过,细胞因子的“瀑布效应”被早期阻断,阻止了次级趋化因子和细胞因子释放的恶性循环,因此强调早期行CVVH。CVVH开始得越早,患者预后越好。②SAP合并MODS时,不断释放的细胞因子相互作用,产生“瀑布效应”。在CVVH治疗过程中,使用新滤器时细胞因子清除效果好;CVVH后期,当滤器的吸附作用饱和时清除能力下降,因此,频繁更换滤器可增加细胞因子的清除〔18〕。所以我们采用24 h常规更换1次新滤器。尽管如此,由于目前临床上采用血液滤过治疗SAP时间不长,其治疗机制十分复杂且尚未完全阐明,因此还不能代替其他的治疗手段。

    参考文献

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    基金项目:江苏省社会发展基金资助项目(BS2000051)

    作者单位:210002南京大学医学院临床医院(南京军区南京总医院)普通外科研究所ICU

    作者简介:燕晓雯,女,博士研究生,医师,主要从事外科危重病的研究。, 百拇医药