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编号:10205633
奥曲肽对急性坏死性胰腺炎炎症介质的调节作用
http://www.100md.com 《中华内科杂志》 2000年第3期
     王兴鹏 陆琪 吴建新 王冰娴 王国良

     摘要 目的:观察奥曲肽对急性坏死性胰腺炎(ANP)大鼠肿瘤坏死因子α(TNFα)、一氧化氮(NO)和内毒素等炎症介质的影响,并探讨其对ANP大鼠的治疗作用。方法:SD大鼠93只,随机分为3组:ANP生理盐水处理组(ANP+NS组)、ANP奥曲肽治疗组(ANP+奥曲肽组)和假手术组(SO组)。观察各组大鼠的平均存活时间和存活率、血清淀粉酶活性、腹水量、胰腺系数及病理形态变化;测定血浆内毒素、血清TNFα及血清NO2-/NO3-的含量,测定胰腺组织一氧化氮合酶(NOS)的活性变化,并应用还原辅酶Ⅱ黄递酶组织化学方法显示胰腺组织NOS的表达及其分布。结果:奥曲肽治疗组大鼠平均存活时间及存活率均显著高于ANP+NS组(P<0.05);血清淀粉酶活性、腹水量、胰腺系数、血浆内毒素、血清TNFα和NO2-/NO3-水平均明显低于ANP组+NS组(P<0.05);胰腺组织NOS含量较ANP+NS组显著降低;胰腺组织血管内皮细胞和导管上皮细胞NOS表达较ANP+NS组显著下降;胰腺组织病理学改变减轻。结论:奥曲肽对ANP大鼠有肯定的治疗作用,其机制可能与其对内毒素、TNFα和NO等炎症介质的调节作用有关。
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     关键词:胰腺炎,急性坏死性 生长抑素 活素类

    急性坏死性胰腺炎(ANP)的临床经过凶险,病死率高达20%~30%。探讨有效的治疗手段为改善ANP患者预后的关键之一。近年来,基于生长抑素(SS)减少胰酶分泌、抑制胰酶活性的作用,对SS及其衍生物治疗急性胰腺炎(AP)已进行了大量的基础和临床研究,但其结果尚存异议[1]。我们以牛磺胆酸钠诱导大鼠ANP模型,以SS八肽衍生物奥曲肽(octreotide)作治疗干预, 动态观察肿瘤坏死因子α(TNFα)、一氧化氮(NO)及血浆内毒素等炎症介质的变化,旨在探讨奥曲肽的可能作用机制。

    材料和方法

    一、 实验动物与主要试剂

    雄性Spraque-Dawley (SD)大鼠93只,体重300~350 g,购自西普尔-必凯实验动物有限公司。牛磺胆酸钠购自Sigma公司,使用前用无菌注射用水配制成5%溶液。奥曲肽注射液为诺华制药公司产品。淀粉酶测试盒购自上海长征医学科学公司。TNFα测试盒为Endogen公司产品。鲎试剂盒由上海市医学检验所提供。NO试剂盒及一氧化氮合酶(NOS)试剂盒购自南京聚力生物医学工程研究所。
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    二、方法

    1.ANP模型制备:大鼠实验前禁食12 h,自由饮水。2.5%戊巴比妥钠溶液(0.1 ml/100 g)腹腔内注射麻醉,在无菌操作下切开腹腔,以小号血管夹阻闭胰胆管十二指肠端,于肝门处胰胆管近端穿绕丝线,扎紧插入胰胆管内的注射针,继于胰胆管内注入5%牛磺胆酸钠溶液(剂量为0.1 ml/100 g),持续1 min,滞留4 min,然后撤除注射针、丝线及血管夹。假手术组(SO)大鼠仅作剖腹术。

    2.实验分组:大鼠随机分为3组,每组31只:ANP生理盐水处理组(ANP+NS组)、ANP奥曲肽治疗组(ANP+奥曲肽组)和SO组。ANP+奥曲肽组术后2、5、8、11 h 分次于后肢根部皮下注射奥曲肽生理盐水溶液(100 μg/100 ml),剂量为15 μg/kg体重;ANP+NS组注射等容积生理盐水。

    3.观察项目:3组大鼠各10只观察存活时间,计算各组术后12及24 h存活率。各组其余大鼠于术后3、6、12h分别处死,观察下列指标:(1)腹水量(ml);(2)胰腺系数:取胰腺蘸干后称重,胰腺湿重/鼠重×100,即为胰腺系数;(3)血清淀粉酶活性:抽取腹主动脉血,分离血清,应用酶偶联测定法于全自动生化分析仪上测定,单位为U/L;(4)血浆内毒素含量, 采用偶氮显色法测定,单位 EU/ml;(5)血清TNFα含量,采用ELISA方法测定,单位mg/L;(6)血清NO含量,采用硝酸还原酶法测定血清NO2-/NO3-的含量以间接反映NO的生成量,单位μmol/L;(7)胰腺组织NOS活性测定,采用酶化学反应法,单位U/mg;(8)胰腺组织NOS的分布与表达,采用还原辅酶Ⅱ黄递酶组织化学法;(9)光镜检查:取小块胰组织,固定于10%甲醛溶液中,脱水、石蜡包埋,常规制片,HE染色。(10)电镜观察: 取胰组织固定于2%戊二醛溶液中,包埋、制片、 经醋酸钠和柠檬酸铅染色后于H-500透射电镜下观察。
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    4.统计学处理:采用Student t 检验。

    结果

    1.大鼠存活情况:ANP+NS组大鼠平均存活时间为(14.8±3.5) h,12 h存活率为60%,24 h存活率为0。ANP+奥曲肽治疗组大鼠平均存活时间为(20.3±5.9) h,12 h存活率为90%,24 h存活率为30%。两组间差异有显著性(P<0.05)。SO组大鼠长期存活。

    2.腹水量:大鼠术后3、6、12 h腹水量在ANP+NS组分别为(5.9±1.2) ml、(10.3±1.2) ml、(13.9±2.5) ml,在ANP+奥曲肽组分别为(4.5±0.7) ml、(8.3±1.3) ml、(10.4±2.8) ml,于各时点,ANP+奥曲肽治疗组大鼠腹水量均较ANP+NS组显著减少(P<0.05),两组腹水均为血性。SO组大鼠未见有腹水积聚。

, 百拇医药     3.胰腺系数:术后3、6、12 h时ANP+奥曲肽治疗组胰腺系数分别为0.40±0.04、0.41±0.05、0.46±0.06,较ANP+NS组(分别为0.43±0.04、0.52±0.04、0.63±0.09)显著降低, P<0.05。

    4.血清淀粉酶活性、血浆内毒素及血清TNFα含量变化:ANP+奥曲肽组术后各时点血清淀粉酶活性显著低于ANP+NS组。血浆内毒素水平在ANS+NS组术后3及6 h较SO组无显著增加;术后12 h,ANS+NS组较SO组则明显增加,ANP+奥曲肽组显著低于ANP+NS组。ANP+NS组和ANP+奥曲肽组血清TNFα含量随时间延长而呈动态变化,两组均在术后3 h升高,6 h下降,而在术后12 h再度上升,呈双峰现象。奥曲肽治疗组血清TNFα含量显著低于ANP+NS组。

    5.血清NO2-/NO3-含量、胰腺组织NOS活性及组织化学染色的变化:术后12 h,ANP+NS组血清NO2-/NO3-含量为(99.87±28.76) μmol/L,较SO组(39.16±6.19) μmol/L显著增加,ANP+奥曲肽组血清NO2-/NO3-含量为(59.20±6.20) μmol/L,较ANP+NS组显著下降,P<0.05。进一步测定胰腺组织中NOS活性,结果显示术后12 h ANP+NS组NOS活性为(3.79±0.32) U/mg,较SO组的(1.74±0.31) U/mg显著增加,P<0.05;ANP+奥曲肽组NOS活性为(2.61±0.29) U/mg,较ANP+NS组显著下降,P<0.05。应用组织化学方法研究NOS在胰腺组织中表达,提示NOS在ANP+NS组血管内皮细胞、导管上皮、腺泡细胞及炎症细胞中均呈强表达,而在ANP+奥曲肽组胰腺组织表达较低。
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    6.病理学检查:(1)光镜检查 :ANP+NS组大鼠胰腺组织间质水肿明显,大量炎症细胞浸润,微血管充血伴血栓形成,红细胞渗透至间质。腺泡细胞肿胀,部分呈空泡样改变或坏死并融合成大片状;ANP+奥曲肽组大鼠胰腺组织病理改变较轻,表现为胰腺间质充血、水肿,少量炎性细胞浸润及腺泡细胞局灶性坏死。SO组大鼠胰腺组织无上述变化。(2)电镜观察:ANP+NS组大鼠胰腺腺泡细胞粗面内质网变形、肿胀,线粒体嵴模糊、断裂。酶原颗粒增多,胞浆内有大量次级溶酶体形成。部分腺泡细胞胞浆内溶酶体排空,形成空泡样结构。核形状不规则,染色质聚集成块。细胞间隔增宽,微血管内皮肿胀,红细胞淤滞,并可见血栓形成。中性粒细胞、单核细胞黏附于微血管壁并游出至组织间隙。ANP+奥曲肽组大鼠胰腺组织上述病变明显减轻,术后12 h 胰腺腺泡细胞轮廓基本清楚,部分切片可见胰腺腺泡细胞凋亡现象。

    讨论

    1980年Limberg和Kommerell 等首次将SS用于AP的临床治疗,取得了较理想的疗效。但由于天然的SS半衰期短,仅2~3 min,临床应用受到限制。嗣后,人工合成了八肽SS衍生物,即奥曲肽,半衰期延至1~2 h,药理作用亦较天然SS强10~100倍。近年来,对SS及奥曲肽治疗AP作了许多基础和临床研究,其结果各异。多数实验研究结果表明,SS或奥曲肽可提高实验性AP动物的生存率,抑制胰酶活性,减轻胰腺、肺等脏器的损伤[2];但一些实验研究显示SS及奥曲肽对实验性AP并无益处,反而可引起胰腺血流量下降,导致胰腺低灌注,加重胰腺损伤。一些非对照性临床试验提示SS及奥曲肽对AP有一定治疗作用,然而,随后的对照性研究显示SS及奥曲肽虽能减低AP患者并发症、降低病死率、改善生化指标,但其作用无统计学意义[1,3];对5篇关于SS治疗AP的文献作分析,发现5篇文献单独的统计结果显示SS治疗组与对照组间患者病死率无显著差异,但经荟萃分析后,SS治疗组的病死率显著降低[4]。本研究进一步揭示,奥曲肽可提高实验性ANP大鼠的生存率、延长存活时间、减少腹水形成、 降低血清淀粉酶活性、减轻胰腺组织水肿、减轻ANP大鼠胰腺组织损伤,提示奥曲肽对ANP大鼠具有肯定的治疗作用。
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    ANP是1种由多种炎性介质参与的全身炎症反应综合征(SIRS)。TNFα为参与此过程的“一线” 细胞因子,它能刺激活化的炎症细胞产生IL-1β、IL-6和NO等炎性介质,并形成瀑布样连锁放大效应,造成组织损伤。内毒素则为诱导TNFα产生的最强刺激剂。实验研究表明,ANP状态下肠黏膜屏障功能受损,肠道细菌和内毒素可发生移居。一方面,循环中内毒素可直接损伤胰腺和其他脏器,另一方面,它通过刺激单核巨噬细胞和中性粒细胞产生细胞因子,包括TNFα、IL-1β、NO等,引起SIRS,最终发展为多器官衰竭。临床研究业已揭示,ANP患者内毒素血症与多器官衰竭的发生有一定相关性[5]。我们发现,ANP非治疗组血清内毒素水平于术后12 h显著增加,而之前胰腺和其他脏器损伤业已存在,提示内毒素血症在ANP早期并不起重要作用。动态测定血浆TNFα水平,表明其在ANP早期即显著增高,6 h后下降,而于12 h再度增加,且达峰值。这种双峰现象可能与后期增高的内毒素血症的诱导作用有关。内源性NO的产生受NOS的调节,包括神经元型NOS(nNOS)、诱导型NOS(iNOS)、和内皮型NOS(eNOS)3种亚型。生理状态下,NO在nNOS和eNOS作用下产生,参与多种生理过程;而病理状态下,在iNOS作用下NO大量释放,导致组织损伤。本研究结果显示正常胰组织有NOS表达,而ANP状态下血清中反映NO浓度的NO2-/NO3-水平显著增加,胰腺组织NOS活性增加、表达增强。从不同角度揭示ANP时NO过度产生,并参与了胰腺组织损伤。
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    实验研究结果证实,应用特异性的抗脂多糖抗体、抗TNFα抗体阻断循环中的内毒素和TNFα,以及NOS抑制剂可减轻ANP时SIRS的发生,改善胰腺和胰外脏器的病理损害,提高生存率。本实验结果表明,奥曲肽能显著降低ANP大鼠循环中内毒素和TNFα水平,抑制胰腺组织中NOS活性及NOS表达,降低循环中NO的水平,提示奥曲肽对ANP大鼠的治疗作用可能是部分通过下调循环中的炎性介质水平介导的。近年来,不少体内外试验已证实SS及奥曲肽具有免疫调节、抑制炎症反应作用。Jekins等[6]发现SS及奥曲肽能增加肝脾网状内皮系统的活性,降低循环中的内毒素水平;体外试验结果亦表明,一定浓度的奥曲肽能减少腹腔巨噬细胞产生TNFα,并能直接抑制NO的生成[7]。这些作用与奥曲肽作用于单核细胞和淋巴细胞表面SS受体,在C蛋白调节下选择性地抑制电压依从性钙通道,抑制单核巨噬细胞产生TNFα有关。

    奥曲肽治疗ANP可能是通过多种作用机制实现的, 除其抑制胰腺外分泌作用外,抗炎作用是其中的重要作用环节。有兴趣的是,在奥曲肽治疗组大鼠中发现胰腺腺泡细胞凋亡现象。已有实验表明,细胞凋亡是ANP炎症进展过程中的一种保护现象[5]。进一步从细胞信号传导、分子病理等角度研究奥曲肽对炎症细胞的作用,对于进一步揭示奥曲肽治疗ANP的机制有重要意义。
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    作者单位:王兴鹏 (上海市第一人民医院消化科、消化疾病研究室 200080 )

    陆 琪 (上海市第一人民医院消化科、消化疾病研究室 200080 )

    吴建新 (上海市第一人民医院消化科、消化疾病研究室 200080 )

    王冰娴 (上海市第一人民医院消化科、消化疾病研究室 200080 )

    王国良 (上海市第一人民医院消化科、消化疾病研究室 200080 )

    参考文献

    1 Mckay C, Baxter J, Imrie C. A randomized controlled trial of octreotide in the management of patients with acute pancreatitis. Int J Pancreatol, 1997,21:13-19.
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    2 Paran H, Klausner J, Siegal A, et al. Effect of the somatostatin analogue octreotide on experimental pancreatitis in rats. J Surg Res ,1996,62:201-206.

    3 Büchler MW, Binder M, Friess H. Role of somatostatin and its analogues in the treatment of acute and chronic pancreatitis . Gut, 1994,3:S15-S19.

    4 Büchler MW, Binder M, Friess H, et al. Potential role of somatostatin and octreotide in the management of acute pancreatitis. Digestion, 1994, 55:16-19.
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    5 Pozsar J, Schwab R, Simon K, et al. Effect of endotoxin administration on the severity of acute pancreatitis in two experimental models. Int J Pancreatol, 1997,22:31-37.

    6 Jekins SA, Ellenbogen S , Day DW, et al. Effects of SMS 201-995 on reticuloendothelial system(RES) activity in rats with acute pancreatitis. Gut, 1987,28:A1381.

    7 Chao TC, Cheng HP, Walter RJ. Somatostatin and macrophage function modulation of hydrogen peroxide, nitric oxide and tumor necrosis factor release. Regul Pept, 1995,58:1-10., 百拇医药