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编号:10271657
杀菌/通透性增强蛋白对腹腔感染脓毒症大鼠的治疗作用
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 2000年第2期
     作者:蒋建新 谢国旗 刘大维 朱佩芳 王正国 何娅妮 周继红 徐红

    单位:(第三军医大学大坪医院野战外科研究所,重庆 400042)

    关键词:腹部;感染;细菌蛋白质类;大鼠

    中国病理生理杂志000207

    [摘 要] 目的:探讨杀菌/通透性增强蛋白(BPI)对腹腔感染脓毒症大鼠的治疗作用及其机制。方法:腹腔感染脓毒症模型采用盲肠结扎穿孔法,分别在盲肠结扎穿孔后即刻和12 h腹腔内注射BPI各2.5 mg/kg或等容量生理盐水,血浆内毒素采用鲎试验显色定量测定法。结果:(1)BPI治疗组动物存活时间明显长于生理盐水组;(2)BPI治疗组动物平均动脉压,左室收缩压,心室等容收缩压,左室压力最大上升和下降速度等虽有一定下降,但均显著高于生理盐水组;(3)BPI组动物血浆GPT、尿素氮水平有一定升高,但明显低于生理盐水组;(4)BPI组血浆内毒素水平无明显变化,而生理盐水组明显升高,两组间有显著性差异。结论:BPI对腹腔感染脓毒症大鼠有明显的治疗作用,其机制与其拮抗内毒素活性有关。
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    [中图分类号] R 364.5 [文献标识码]A

    [文章编号] 1000-4718(2000)02-0120-03

    Protective effect of bactericidal/permeability-increasing protein on sepsis induced by intra-abdominal infection in rats

    JIANG Jian-xin,XIE Guo-qi,LIU Da-wei,ZHU Pei-fang,WANG Zheng-guo,HE Ya-ni,ZHOU Ji-hong,XU Hong

    (Research Institute of Surgery, Daping Hospital, the Third Military Medical University, Chongqing 400042, China)
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    [Abstract] AIM:To investigate the protective effect of bactericidal/permeability-increasing protein (BPI) on sepsis induced by intra-abdominal infection in rats and its mechanism.METHODS:Intra-abdominal infection induced sepsis was reproduced by cecal ligation and puncture (CLP). BPI or equal volume of physiological saline was intra-abdominally given immediately after CLP and 12 hours after CLP respectively (2.5 mg/kg of BPI each time). Plasma endotoxin levels were determined with limulus amebocyte chromogenic assay.RESULTS:(1)The survival time in BPI group was significantly higher than in physiological saline (PS) group. (2)The values of MAP, LVSP, IP, dp/dtmax and -dp/dtmax in BPI group, although decreasing ,were markedly higher than those in PS group. (3) Plasma glutamate-pyruvate transaminase and urea nitrogen levels in BPI group, though increasing, were significantly lower than those in PS group.(4) There was no significant change of plasma endotoxin levels in BPI group, while plasma endotoxin levels were markedly increased in PS group. There was significantly different between two groups. CONCLUSIONS:BPI has an obvious protective effect on intra-abdominal infection induced sepsis, which might be related to its antagonism against endotoxin.
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    [MeSH] Abdomen; Infection; Bacterial proteins; Rats

    多年来,脓毒症/感染性休克的研究一直备受关注,但始终未找到满意的防治方法,其死亡率仍高达50%~80%。杀菌/通透性增强蛋白(bactericidal/permeability-increasing protein, BPI)是近年被发现的参与中性粒细胞内非氧化抗感染防御机制的主要蛋白质之一[1]。我们曾研究发现[2~4],BPI通过灭活体内内毒素分别对大肠杆菌脓毒症、内毒素休克和失血性休克均具有较好的防治作用。本研究采用与临床情况接近的盲肠结扎穿孔脓毒症模型,进一步探讨BPI的抗感染作用,旨在为其临床应用研究提供更充分的实验依据。

    材 料 和 方 法

    一、试剂

    BPI由Incyte公司(美国)赠送:大肠杆菌内毒素(Escherichia coli 026:B6 LPS)购自Difco公司。
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    二、动物模型及分组

    选用Wistar大鼠20只,体重200~250 g。用3%戊巴比妥钠(40 mg/kg i.p)麻醉,腹部正中切口,盐水纱布保护下分离出盲肠,将升结肠内的粪便挤入盲肠,使其充满。在回盲瓣下端用3~0号丝线结扎盲肠。用16号注射针在肠系膜对侧盲肠表面穿5个孔后,将盲肠放回腹腔。动物随机分成

    BPI组和生理盐水对照组,每组10只,分别在盲肠结扎穿孔后即刻和12 h腹腔内注射BPI各2.5 mg/kg(共5 mg/kg)或等容量生理盐水。分别行股动脉插管和经右颈动脉作左心室插管,插管经三通连接于DATA SCOPE生理记录仪,同步记录血压和左心室压。动物全身肝素化(500 U/kg)。然后分别在穿孔后12 h、 18 h、和21 h,各采血1 mL,并同时补充1 mL生理盐水。分离血浆,-70℃保存。

    三、检测指标和方法
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    (一)左心室功能测定 采用我室自编“心功能采集分析系统”软件,计算左室收缩压(LVSP)、左心室压力最大上升和最大下降速度(dp/dt max和-dp/dt max)、心室等容收缩压(IP)。(二)血浆谷丙转氨酶(GPT)、尿素氮测定 采用常规生化法。(三)血浆内毒素水平测定 采用鲎试验显色定量测定法[2]

    四、统计分析

    实验数据以±s表示。采用Student t检验判断差异显著性。

    结 果

    一、血压及存活率

    盲肠结扎穿孔后,两组动物动脉血压均逐渐下降,但生理盐水组血压值在整个实验期间均明显低于BPI组(图1)。动物24 h存活率分别为:BPI组:40%(4/10),生理盐水组:10%(1/10),两组间无明显差异(P>0.05)。但在盲肠结扎穿孔后24 h内死亡动物的平均存活时间分别为:BPI组:(19.8±2.1) h,生理盐水组:(16.4±2.2) h,两组间差异显著(P<0.01)。
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    二、心功能

    结果见表1。

    三、血浆GPT、UN水平

    盲肠结扎穿孔12 h后,BPI组和生理盐水对照组血浆GPT、UN水平均有明显升高,但生理盐水组血浆GPT、UN水平升高更甚,在整个实验期间均显著高于BPI组(P<0.01,表2)。

    四、血浆内毒素水平

    如表2所示,盲肠结扎穿孔后,生理盐水组血浆内毒素水平高于BPI组(P<0.01),而BPI组血浆内毒素水平无明显升高。

    表1 BPI对腹腔感染脓毒症大鼠心功能的影响

    Tab 1 Effect of BPI on cardiac function in rats after sepsis induced by intra-abdominal infection(±s,n=10) Time
, 百拇医药
    (h)

    LVSP(kPa)

    dp/dt max(kPa/s)

    -dp/dt max(kPa/s)

    IP(kPa)

    BPI

    NS

    BPI

    NS

    BPI

    NS

    BPI

, 百拇医药     NS

    12

    15.9±2.9

    13.2±2.3*

    1495±197

    1233±170*

    859±103

    784±112*

    14.5±2.2

    13.4±1.5*

    15
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    13.2±2.1

    10.4±2.1*

    1365±200

    1185±169*

    811±101

    695±103*

    13.2±1.9

    12.1±2.4*

    18

    12.9±1.8

    9.5±1.9*
, 百拇医药
    1253±186

    1097±165*

    742±103

    612±102*

    12.7±2.2

    11.2±1.7*

    21

    11.7±1.5

    9.1±2.0*

    1204±145

    1017±111*
, 百拇医药
    708±107

    577±93*

    11.8±1.4

    9.5±1.8*

    P<0.05, vs BPI group; NS:normal saline; BPI:bactericidal/permeability-increasing protein; LVSP: left ventricular systolic pressure; IP:isovolumic ventricular pressure表2 BPI对腹腔感染脓毒症大鼠血浆GPT、UN、内毒素水平的影响

    Tab 2 Effect of BPI on plasma GPT, UN and endotoxin levels in rats after sepsis induced by intra-abdominal infection (±s,n=10) Time
, 百拇医药
    (h)

    GPT(U/L)

    UN (mmol/L)

    ET (pg/mL)

    BPI

    NS

    BPI

    NS

    BPI

    NS

    12

    259±19

    353±48*
, 百拇医药
    6.9±0.5

    8.9±0.9*

    23.7±4.2

    114.4±13.0*

    18

    341±40

    454±34*

    8.2±0.5

    9.7±0.6*

    28.4±4.4

, http://www.100md.com     170.0±17.8*

    21

    385±51

    492±6*

    8.7±0.6

    11.3±1.2

    33.5±5.6

    185.4±49.7

    P<0.01 vs BPI group; #P<0.01 vs 12 h group; ET: endotoxin; NS: normal saline; GPT: glutamate-pyruvate transaminase; UN: urea nitrogen
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    Fig 1 Effect of BPI on mean arterial blood pressure (MAP) in rats after sepsis induced by intra-abdominal infection

    P<0.01, vs BPI group; #P<0.05, ##P<0.01, vs 12 h group; NS: normal saline

    图1 BPI对腹腔感染脓毒症大鼠平均动脉血压的影响

    讨 论

    脓毒症仍是目前临床危重病人所面临的最大威胁,由其引发的休克和多器官功能不全已成为危重病人死亡的最主要原因。因此,脓毒症发病机理及其防治的研究已成为近年来临床与基础医学研究的重要课题。现已研究表明[5],内毒素是诱发脓毒症或感染性休克的关键因素。近年来,先后报道了多粘菌素B、类脂-X、内毒素单克隆抗体等内毒素拮抗剂治疗脓毒症,虽取得了一定效果,但由于各自的毒性作用,使其临床应用受到限制[5]。BPI是近年来发现的一种天然的中性粒细胞抗菌蛋白质,具有很强的杀菌和灭活内毒素的活性,但对哺乳动物细胞并无毒性作用,被誉为“超级抗生素”。因此,自70年代末Weiss等[6]首次报道以来,BPI的研究即引起广泛关注。
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    为了深入探讨BPI的抗感染作用,本研究采用与临床情况接近的腹腔感染脓毒症模型,进一步探讨BPI对全身感染的防治作用。结果显示,BPI治疗可提高脓毒症大鼠24 h存活率,明显延长动物存活时间;BPI组动物血压、心、肝、肾脏功能虽在整个观察期间仍显著高于生理盐水对照组,但在盲肠结扎穿孔18 h后均有明显下降。说明BPI对腹腔感染脓毒症大鼠具有一定的防治作用。

    内毒素是革兰阴性细菌的主要致病因素,腹腔感染脓毒症时血浆内毒素水平明显升高[7]。本研究发现,在整个观察期间,BPI组血浆内毒素水平非常显著地低于生理盐水对照组,而且与其它实验大鼠伤前值相比无明显变化[2,3],提示本研究中盲肠结扎穿孔后即刻和12 h后腹腔内注射BPI(总量5 mg/kg)可完全中和循环血中内毒素活性。因此,BPI对腹腔感染脓毒症大鼠的治疗作用与其灭活体内内毒素有关。本研究中,BPI组动物死亡率仍较高,动物心、肝、肾功能均有一定损害,这可能与以下因素有关:
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    (1)盲肠结扎穿孔脓毒症为混合感染,除革兰阴性细菌感染外,也有革兰阳性细菌和真菌感染;(2)所复制的脓毒症模型可能偏重;(3)左心室内插管可能会加重脓毒症病情。若与广谱抗菌素伍用,BPI对脓毒症的治疗作用可能更佳。

    [基金项目] 国家自然科学基金资助项目(39470678)

    [参 考 文 献]

    [1] Marra MN, Wilde CG, Collins MS, et al. The role of bactericidal/permeability-increasing protein as a natural inhibitor of bacterial endotoxin [J]. J Immunol, 1992, 148:532~537.

    [2] 蒋建新,田昆仑,刁有芳,等.杀菌性通透性增强蛋白对大肠杆菌脓毒症小鼠的保护作用[J].中国病理生理杂志,1997, 13:236~239.
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    [3] 蒋建新,陈惠孙,田昆仑,等.杀菌性通透性增强蛋白对失血性休克的保护作用及其机制[J].中国药理学与毒理学杂志,1997,11:47~49.

    [4] 蒋建新,朱佩芳,王正国,等.杀菌性通透性增强蛋白对内毒素休克大鼠重要器官功能的保护作用[J]. 中华外科杂志,1999, 37:120~122.

    [5] Van Dervort AL, Danner RL. Antiendotoxin approaches to septic shock therapy [J]. Crit Care Med, 1994, 22:539~541.

    [6] Weiss J, Franson RC, Beckerdite S, et al. Partial characterization and purifiction of a rabbit granulocyte factor that increase permeability of Escherichia coli[J]. J Clin Invest, 1975, 55:33~42.

    [7] 顾 军,黎介寿,李维勤,等.重组生长激素对严重感染后蛋白质代谢影响的实验研究[J].中华外科杂志, 1997, 35:104~106.

    [收稿日期] 1998-11-10 [修回日期] 1999-04-14

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