內(nèi)皮細(xì)胞生物反應(yīng)器在豬膿毒血癥伴多臟器功能障礙綜合征中的應(yīng)用.pdf

1、第一部分內(nèi)毒素致多臟器功能障礙綜合征動(dòng)物模型的研究
　　 背景：
　　 膿毒血癥(sepsis)是一種常見而且致命的疾病，其實(shí)質(zhì)是一種被惡性擴(kuò)大的炎癥反應(yīng)，結(jié)果容易導(dǎo)致多臟器功能障礙綜合征(Multiple Organ DysfunctionSyndrome，MODS)，這是當(dāng)今創(chuàng)傷外科和危重病醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)課題。MODS是一類與休克和感染等應(yīng)激打擊關(guān)系密切，很可能是由失控的全身炎癥和細(xì)胞氧代謝障礙所致的急性器官損

2、傷。因此膿毒血癥和MODS密不可分，長(zhǎng)久以來其發(fā)病率和死亡率一直居高不，尤其是在重癥監(jiān)護(hù)室，膿毒血癥、MODS是引起死亡主要的原因之一，因此有關(guān)于膿毒血癥的研究成了醫(yī)學(xué)界一個(gè)挑戰(zhàn)。目前缺少非常有效治療膿毒癥尤其是伴有MODS的方法，主要是對(duì)膿毒癥發(fā)病機(jī)制還沒有完全了解，因此建立一個(gè)合理的動(dòng)物膿毒血癥模型，有助于了解膿毒血癥的發(fā)生過程，以及發(fā)展成MODS的過程，并為臨床上解決膿毒血癥提供有力的幫助。目前建立膿毒血癥伴MODS的動(dòng)物模型有很

3、多種，本文的目的就是初步探討內(nèi)毒素致膿毒血癥、并發(fā)展成MODS的特點(diǎn)。
　　 方法：
　　 選取5頭健康雜交家豬，雌雄隨機(jī)，年齡3個(gè)月左右，體重在16-21kg。用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)毒素(0.25mg·kg-1)由右側(cè)頸內(nèi)靜脈緩慢注入，分別于注入內(nèi)毒素前及注入后1、2、3、4、5、6 h檢測(cè)血常規(guī)、血?dú)夥治?、血生化、凝血酶原時(shí)間，同時(shí)記錄動(dòng)脈壓及平均動(dòng)脈壓(MAP)、心率(HR)等血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)。同時(shí)留取血清標(biāo)本用于檢測(cè)白介素-1(

4、IL-1)、白介素-10(IL-10)、可溶性血栓調(diào)節(jié)蛋白(sTM)、內(nèi)皮素-1(ET-1)等指標(biāo)。
　　 結(jié)果：
　　 經(jīng)脈輸注內(nèi)毒素后，平均動(dòng)脈壓(MAP)較前顯著下降(p<0.01)，但肺動(dòng)脈壓(PA)則持續(xù)升高。血清肌酐(SCr)和丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)升高，凝血酶原時(shí)間(PT)較前延長(zhǎng)。細(xì)胞因子中白介素-1、白介素-10和內(nèi)皮素-1的變化一致，先有輕度升高，隨后開始下降，而可溶性血栓調(diào)節(jié)蛋白的變化相反。

5、　　 結(jié)論：
　　 內(nèi)毒素輸注能夠誘發(fā)豬膿毒血癥，并在短期內(nèi)成功造成多臟器功能障礙綜合征。
　　 第二部分內(nèi)皮細(xì)胞生物反應(yīng)器在豬膿毒血癥伴多臟器功能障礙綜合征中的運(yùn)用
　　 背景：
　　 由于本文的第一部分已經(jīng)成功構(gòu)建了豬膿毒血癥伴MODS的動(dòng)物模型，而我們實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)建立內(nèi)皮細(xì)胞生物反應(yīng)器(endothelial bioreactor device，EBD)，并對(duì)反應(yīng)器中的內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)行鑒定。由于內(nèi)皮細(xì)胞

6、生物反應(yīng)器中內(nèi)皮細(xì)胞是生長(zhǎng)在反應(yīng)器的外腔，那么血液通過反應(yīng)器時(shí)并不和內(nèi)皮細(xì)胞直接接觸，有效避免了急性排異反應(yīng)。反應(yīng)器的內(nèi)外腔可以進(jìn)行物質(zhì)交換，因此外腔中的內(nèi)皮細(xì)胞可以通過這部分物質(zhì)交換而對(duì)整個(gè)血循環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)。本研究的目的為初步證明內(nèi)皮細(xì)胞生物反應(yīng)器能在豬膿毒血癥伴MODS中的作用。
　　 方法：
　　 將健康雜交家豬10頭隨機(jī)分為內(nèi)皮細(xì)胞生物反應(yīng)器組(EBD組)和假性循環(huán)組(對(duì)照組)，每組各5頭。靜滴內(nèi)毒素(LPS，0.

7、25 mg·kg-1，30min內(nèi)滴完)制造膿毒癥模型后進(jìn)行體外循環(huán)。在實(shí)驗(yàn)的0h、1h、3h和6h分別觀察實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)、血常規(guī)、血生化指標(biāo)和炎癥、凝血指標(biāo)。血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)主要包括平均動(dòng)脈壓(MAP)、血生化指標(biāo)主要包括血清肌酐(SCr)和血鉀(K)。炎癥、凝血指標(biāo)主要包括白介素-1(IL-1)、白介素-10(IL-10)、內(nèi)皮素-1(ET-1)、一氧化氮合酶(NOs)和蛋白C(PC)，最后記錄實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生存時(shí)間。
　

8、　 結(jié)果：
　　 在注射LPS后30min到2h，兩組的平均動(dòng)脈壓(MAP)都開始顯著下降，但內(nèi)皮細(xì)胞反應(yīng)器組此后MAP開始緩慢升高，并能維持一段時(shí)間，而假性循環(huán)組的血壓則持續(xù)下降，沒有升高趨勢(shì)，兩組有明顯差異(p<0.01)。實(shí)驗(yàn)開始后，兩組的腎功能開始有所變化，內(nèi)皮細(xì)胞反應(yīng)器組在實(shí)驗(yàn)的結(jié)束時(shí)，肌酐也沒有明顯升高，但假性循環(huán)組的血清肌酐則明顯升高，兩組有顯著差異(p=0.001)。血鉀的變化和血清肌酐相似，在試驗(yàn)6h，假性循

9、環(huán)組的血鉀明顯高于內(nèi)皮細(xì)胞反應(yīng)器組，p=0.002。IL-1和IL-10在輸注LPS后都開始升高，2小時(shí)后到達(dá)高峰，隨后濃度開始下降，兩組之間沒有差異。內(nèi)皮細(xì)胞生物反應(yīng)器組的內(nèi)皮素-1(ET-1)開始緩慢下降，到3小時(shí)后有所回升，一氧化氮合酶(NOs)則開始升高，2小時(shí)后有所下降，而假性循環(huán)組的變化恰好相反，ET-1先是升高，NOs則是下降，到了2小時(shí)后，ET-1急劇下降，而NOs則升高，兩組相比有顯著差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)治療組和對(duì)照組的生

10、存時(shí)間分別為5.5±0.3天和6.7±0.4天(p<0.05)。
　　 結(jié)論：
　　 內(nèi)皮細(xì)胞生物反應(yīng)器不僅能夠改善豬膿毒血癥的血流動(dòng)力學(xué)，而且能夠維持重要臟器的功能，使得實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的存活時(shí)間延長(zhǎng)。
　　 第三部分內(nèi)皮細(xì)胞生物反應(yīng)器對(duì)豬內(nèi)毒素誘導(dǎo)急性肺損傷中炎癥因子的影響
　　 背景：
　　 在膿毒血癥的發(fā)生和發(fā)展過程中，由于炎癥因子調(diào)節(jié)失控，容易導(dǎo)致多臟器功能不全(MODS)，從而增加死亡率。而在

11、器官損傷中，肺是最早也是最容易出現(xiàn)的。在肺損傷的發(fā)病機(jī)制中，炎癥因子的參與起到了至關(guān)重要，尤其是IL-1、IL-10和TNF等促進(jìn)了炎癥反應(yīng)的進(jìn)一步擴(kuò)大，引起肺組織中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，毀損肺上皮細(xì)胞，導(dǎo)致肺泡毛細(xì)管屏障功能減弱，通透性增加，最終出現(xiàn)急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)。由于本文的第二部分已經(jīng)成功證實(shí)內(nèi)皮細(xì)胞生物反應(yīng)器對(duì)豬膿毒血癥的治療作用，并且這種治療作用是通過調(diào)節(jié)細(xì)胞因子來實(shí)現(xiàn)的。而細(xì)胞因子在內(nèi)毒素誘導(dǎo)的急性肺損傷(ALI)中起

12、到關(guān)鍵作用，因此本文目的就是初步探討內(nèi)皮細(xì)胞生物反應(yīng)器對(duì)內(nèi)毒素誘導(dǎo)的ALI中炎癥因子的影響。
　　 方法：
　　 將健康雜交家豬10頭隨機(jī)分為內(nèi)皮細(xì)胞生物反應(yīng)器組(治療組)和假性循環(huán)組(對(duì)照組)，每組各5頭。靜滴內(nèi)毒素(LPS，0.25 mg·kg-1，30min內(nèi)滴完)制造膿毒癥模型后進(jìn)行體外循環(huán)。在實(shí)驗(yàn)的0h、1h、3h和6h分別留取血清標(biāo)本測(cè)定IL-1和IL-10的濃度，同時(shí)取動(dòng)物肺組織進(jìn)行HE染色，并由病理?？漆t(yī)

13、師進(jìn)行讀片和肺損傷分?jǐn)?shù)的計(jì)算。同時(shí)利用western blot檢測(cè)肺組織中TNF-α、組織因子(TF)等蛋白含量。
　　 結(jié)果：
　　 在注射LPS后30min到2h，兩組的IL-1和IL-10都開始升高，2小時(shí)后到達(dá)高峰，隨后濃度開始下降，兩組之間沒有差異，但在治療組IL-1和IL-10的下降幅度小于對(duì)照組。對(duì)照組的肺組織病理中出現(xiàn)較多的呼吸道上皮增生、肺泡出血和血管血栓形成。而治療組肺組織病理也可見有炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，但