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编号:10207826
抗肿瘤坏死因子抗体对胰腺炎时肺组织的保护作用
http://www.100md.com 《江苏医药》 1999年第2期
     作者:罗昆仑 何振平 李昆 段恒春 马宽生

    单位:第三军医大学西南医院肝胆外科(Ⅱ)

    关键词:急性出血坏死性胰腺炎 急性肺损伤 肿瘤坏死因子α单克隆抗体 大鼠

    江苏医药990202 摘要 目的:为了解TNFαMAb对大鼠AHNP时ALI是否具有防治作用。方法:利用AHNP并发ALI大鼠模型,将实验大鼠随机分为三组:假手术组、AHNP组和TNFαMAb预处理组,动态观察大鼠24小时存活情况、PaO2和PaCO2、肺组织MPO活性变化、肺含水量改变以及胰、肺组织的病理改变。结果:TNFαMAb尽管没有明显改变胰腺组织的病变,但能明显降低AHNP大鼠24小时死亡率(TNFαMAb预处理组10%,AHNP组50%,P<0.05),减少肺脏PMN的聚集,减轻肺组织的损伤程度。结论:TNFα是AHNP引起ALI发生的重要炎症介质,TNFαMAb通过阻断TNFα的作用和减少肺内PMN的聚集,对AHNP时肺组织起保护作用。
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    Protective Effects of Tumor Necrosis Factor α Monoclonal Antibody on Lung Tissue with Acute Hemorrhagic and Necrotic Pancreatitis

    Luo Kunlen et al

    Clinical Center of Hepatobiliary Surgery, Southwestern Hospital,the 3rd Military Medical University, Chongqing

    Abstract Objectives: To study the effects of tumor necrosis factor α monoclonal antibody (TNFαMAb) on acute lung injury (ALI) induced by acute hemorrhagic and necrotic pancreatitis (AHNP) in rats. Methods: Adopting an model of rat AHNP-induced ALI, experimental rats were divided into three groups: control group, AHNP group and TNFαMAb group. The changes of 24-hour-rat death rate, PaO2 and PaCO2, pulmonary myeloperoxidase (MPO) activity, lung water contents and pathological changes in lung were examined. Results: Although TNFαMAb didn?t change the injury degree of pancreas, TNFαMAb significantly decreased the 24-hour-rat death rats (TNFαMAb group: 10%, AHNP group: 50%,P<0.05), reduced the pulmonary polymorphonuclear neutrophil (PMN), improved the pulmonary injury degrees. Conclusions: TNFα is an important inflammatory medium for AHNP-induced ALI. TNFαMAb can neutralize TNFα activity and reduce the PMN accumulation in lung tissue, which preserve the lung tissue with AHNP.
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    Key words Acute hemorrhagic and necrotic pancreatitis Acute lung injury Rat Tumor necrosis factor α monoclonal antibody

    急性出血坏死性胰腺炎(AHNP)发病凶险,病死率高达50%,在发病一周内死亡者,多由于急性肺损伤(ALI)所致[1]。可见ALI是影响AHNP患者预后的关键。近年来的研究表明,肿瘤坏死因子α(TNFα)与AHNP时ALI的发生有重要关联,是AHNP时诱导ALI发生的重要介质[2]。本实验应用肿瘤坏死因子α单克隆抗体(TNFαMAb),意在阻断AHNP时TNFα的作用,以期达到防止ALI发生的目的。

    材料与方法

    一、实验动物与分组
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    Wistar大鼠110只,体重200±20g,雌雄不限,由四川省中药研究所提供,随机将大鼠分为:假手术组(Ⅰ):n=30只,AHNP组(Ⅱ):n=40只,和TNFαMAb预处理组(Ⅲ):n=40只,各组动物又随机均分入1、3、6、12、24小时5个时相点,即时活杀取材,检测有关指标。另取Wistar大鼠40只,要求同上,随机均分入两组:AHNP组和TNFαMAb治疗组,动物模型制作后连续观察24小时,计算其动物死亡率。

    二、动物模型制备

    参照Milani等报道的模型稍加改进制作AHNP并发ALI大鼠模型[3]。即大鼠术前12小时禁食,不禁水。10%戊巴比妥钠30mg/kg麻醉动物后,正中切口入腹,于肝十二指肠韧带肝门侧用小动脉夹暂时阻闭胆管,由十二指肠前壁进针,经乳头部插进入胆胰管内,夹闭胆胰管出口,以0.1ml/min匀速注入5%牛磺胆酸钠(0.1ml/kg.Sigma),10分钟后去除动脉夹,关腹。TNFαMAb预处理组:在模型制作前15分钟自鼠尾静脉注入TNFαMAb(5mg/kg,第四军医大学免疫教研室惠赠),其余步骤同AHNP组。假手术组:除胆管内不注入5%牛磺胆酸钠外,余同AHNP组。
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    三、观察指标及方法

    1.血气分析

    动物活杀前抽取腹主动脉血,立即在AVL-990自动分析仪(美国)进行测定。

    2.肺组织髓过氧酶(MPO)活性测定

    各组动物活杀后,取肺组织0.1g,按罗武生等建立的方法测定[4]

    3.肺含水量的测定

    动物活杀后,取左肺组织用分析天平称湿重,置90℃的电热干燥箱(武汉)内烘烤72小时,再称干重,结果以肺组织湿/干比重=(肺湿重-肺干重)÷肺干重来表示肺含水量变化。

    4.病理观察

    按时相点活杀动物,取胰腺及右肺下叶各1块组织,10%甲醛固定,脱水,石腊包埋,切片,光镜下观察。
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    5.统计学处理

    实验数据均以0.gif (83 bytes)±s表示。采用华西医大PEMS医用统计程序包处理,再根据不同情况分别采用χ2检验、单因素方差分析及线性相关分析。

    结 果

    一、动脉血气分析

    AHNP组模型制作后PaO2呈进行性下降,至24小时达最低点,与假手术组比较差异非常显著(P<0.01)。PaCO2则在6、12和24小时升高,较假手术组差异非常显著(P<0.01)。TNFαMAb预处理组能明显抑制PaO2的下降和PaCO2的升高。结果见表1、2。
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    表1 动脉血PaO2的变化(mmHg) 组别

    模型制作后时相点(小时)

    1

    3

    6

    12

    24

    Ⅰ

    98.9±5.7

    94.3±4.8

    95.6±8.5

    96.2±5.5
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    95.0±7.8

    Ⅱ

    89.7±2.9**

    85.6±6.1**

    80.8±5.2**

    75.5±7.8**

    62.2±6.2**

    Ⅲ

    95.6±3.5△△

    96.1±3.9△△
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    87.9±5.3**△

    85.9±7.2**△

    77.1±7.6**△△

    *(**):与Ⅰ组比较P<0.05(P<0.01);△(△△):与Ⅱ组比较P<0.05(P<0.01)表2 动脉血PaCO2的变化(mmHg) 组别

    模型制作后时相点(小时)

    1

    3

    6

    12
, 百拇医药
    24

    Ⅰ

    41.6±3.1

    40.1±4.5

    41.2±2.7

    40.3±3.3

    39.5±2.2

    Ⅱ

    42.3±4.4

    41.8±4.1

    48.7±2.8**

    57.1±5.1**
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    59.3±4.5**

    Ⅲ

    39.2±2.8

    40.2±2.6

    44.4±3.2**△

    50.2±4.4**△

    51.0±3.5**△△

    *(**)与Ⅰ组比较P<0.05(P<0.01);△(△△)与Ⅱ组比较P<0.05(P<0.01)

    二、肺组织MPO活性变化
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    AHNP组肺组织中MPO活性呈逐渐升高趋势,12小时达高峰,较假手术组差异非常显著(P<0.01)。TNFαMAb预处理组肺中MPO活性升高幅较AHNP组显著降低(P<0.01),结果见表3。

    表3 肺组织MPO活性的变化(u) 组别

    模型制作后时相点(小时)

    1

    3

    6

    12

    24

    Ⅰ

    1.42±0.62
, 百拇医药
    1.31±0.58

    1.43±0.71

    1.68±0.50

    1.47±0.57

    Ⅱ

    2.05±0.79*

    2.14±0.60**

    4.22±0.80**

    7.71±0.73**

    7.62±1.05**
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    Ⅲ

    1.13±0.62

    1.18±0.63

    2.98±1.04**△

    3.43±1.13**△

    3.31±1.02**△△

    *(**)与Ⅰ组比较P<0.05(P<0.01);△(△△)与Ⅱ组比较P<0.05(P<0.01)

    三、肺组织含水量变化

    AHNP组模型制作后,肺含水量呈逐渐增加趋势,以12小时最为显著,与假手术组比较差异非常显著(P<0.01)。TNFαMAb预处理组仅在模型制作后6小时肺含水量开始明显增加,至12小时达高峰,随后下降,但到24小时仍显著高于假手术组(P<0.05),但较AHNP组的升高幅度明显降低。结果见表4。
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    表4 肺含水量的变化 组别

    模型制作后时相点(小时)

    1

    3

    6

    12

    24

    Ⅰ

    3.37±0.22

    3.42±0.19

    3.45±0.14

    3.46±0.20

, 百拇医药     3.40±0.15

    Ⅱ

    3.58±0.18

    3.69±0.26*

    3.86±0.13**

    4.05±0.18**

    3.89±0.17**

    Ⅲ

    3.43±0.22

    3.48±0.33

    3.62±0.16*△
, 百拇医药
    3.80±0.12**△

    3.66±0.21*

    *(**)与Ⅰ组比较P<0.05(P<0.01);△(△△)与Ⅱ组比较P<0.05(P<0.01)

    四、病理观察结果

    胰腺:光镜下,AHNP组各时相点动物胰腺组织均可见出血坏死灶、间质水肿、炎细胞浸润和胰腺及胰周组织脂肪坏死,呈典型的AHNP病理改变;TNFαMAb预处理组胰腺病理改变较AHNP组无明显变化。

    肺脏:光镜下,AHNP组随时相点延长,肺脏病理改变逐渐加重,呈不同程度的肺泡和肺间质出血、水肿,灶性或大片肺不张,大量炎细胞浸润,肺组织结构紊乱等典型的ALI病理改变。TNFαMAb预处理组模型制作6小时开始出现轻度肺水肿,肺组织有少量PMN浸润,12~24小时仅见局灶性肺泡腔出血、少量炎细胞浸润、灶性肺不张,病变较AHNP组相应各时间点明显减轻。
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    五、动物死亡率

    假手术组长期存活。AHNP组24小时动物死亡率为50%(10/20);TNFαMAb预处理组则为10%(2/20),两组差异显著(P<0.05)。

    六、线性相关分析

    AHNP组肺组织MPO活性与肺损伤性指标PaO2和肺含水量分别呈显著负、正相关(r=-0.8799,P<0.05;r=0.9019,P<0.05);TNFαMAb组MPO活性与PaO2和肺含水量分别呈显著负、正相关(r=-0.8787,P<0.05;r=0.9735,P<0.01)。

    讨 论

    AHNP并发ALI是AHNP患者死亡的主要原因之一,其机理十分复杂。新近的实验研究提示[5]:可能与其它疾病如休克、脓毒症、缺血再灌注所引起的肺损伤的发病机制相似,也是由炎症介质参与并介导的多步骤的继发性损伤过程:①损伤或炎症部位释放的前炎症介质如血小板活化因子、细胞因子等启动和激活中性粒细胞;②增加中性粒细胞在肺内的聚集;③激活的中性粒细胞与血管内皮细胞相粘附;④粘附的中性粒细胞释放损伤性介质如弹性蛋白酶和氧自由基;⑤损伤血管内皮细胞导致肺微血管壁通透性增加;⑥肺水肿进一步增加。
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    我们利用牛磺胆酸钠诱导的AHNP并发ALI大鼠模型,观察发现随模型制作后时相延长,大鼠PaCO2、肺含水量以及作为中性粒细胞聚集程度指标的髓过氧化酶(MPO)活性均逐渐增加,肺脏病理改变明显,PaO2逐渐下降。肺内中性粒细胞的聚集程度与肺损伤严重程度呈显著正相关。结果表明:AHNP时肺脏大量聚集的中性粒细胞是引起ALI发生的重要原因。

    TNFα主要由单核巨噬细胞产生,是一类重要的炎症、免疫调节物,具有双重作用:适量释放可提高白细胞对病原体清除能力,促进组织的修复;但过量释放对机体具有强烈的毒性作用[6]。Guice等在急性胰腺炎动物模型中首先发现:在胰腺炎诱发的早期即有血浆TNFα水平的升高[7]。Bank等发现急性胰腺炎病人血浆TNFα的升高与胰外器官功能失常密切相关。由此,人们认为:TNFα是AHNP诱发胰外器官功能失调的重要启动介质,阻断TNFα作用途径可能能防治胰腺炎时肺组织的损伤[2]
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    本实验预先应用TNFαMAb后,发现:胰腺病变变化不明显,但能明显降低PaCO2、肺含水量以及MPO活性的升高幅度,减缓PaO2的下降,明显减轻肺脏病理改变,同时也明显减少肺内中性粒细胞的聚集,动物24小时死亡率从AHNP组的50%降至10%。结果表明:TNFαMAb对AHNP时肺组织具有保护作用,其机理可能是,TNFαMAb通过阻断TNFα的作用和减少肺内PMN的聚集,以及PMN所释放的氧自由基等损伤性介质,对AHNP肺组织起保护作用[8]

    邮政编码:400038

    参考文献

    [1] Steinberg W, et al. N Engl J Med 1994;330(17):1198.
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    [2] Formela LJ, et al. Br J Surg 1995;82:6.

    [3] Milani R, et al. Crit Care Med 1995;23:1882.

    [4] 罗武生,等.中国药理学通报 1990;6:264.

    [5] Yamanaka K, et al. Am J physiol 1997;(1ptl):G23.

    [6] Weiss SJ. N Engl J Med 1989;320:365.

    [7] Guice KS, et al. Ann Surg 1989;210(6):740.

    [8] Tsujimoto M, et al. Biochem Biophys Res 1986;137:1094.

    (1998年3月24日收稿 同年6月25日修回), http://www.100md.com