急性胰腺炎大鼠血和组织中降钙素原水平的变化

李红昌 雷若庆 许志伟 王庆刚 柴春宇 邓漾 吴旭波 武钧 陈胜 韩天权 汤耀卿 张圣道

·论著·

急性胰腺炎大鼠血和组织中降钙素原水平的变化

李红昌 雷若庆 许志伟 王庆刚 柴春宇 邓漾 吴旭波 武钧 陈胜 韩天权 汤耀卿 张圣道

目的观察急性胰腺炎(AP)大鼠血和组织中降钙素原(procalcitonin，PCT)水平的变化，并探讨其意义。方法将102只雄性Wistar大鼠按数字表法随机分为正常对照组(6只)、脂多糖(LPS)组(24只)、急性水肿性胰腺炎(AEP)组(24只)、急性坏死性胰腺炎(ANP)组(24只)和ANP+LPS组(24只)。皮下注射雨蛙素制备AEP模型，逆行胆胰管注射牛磺胆酸钠制备ANP模型。术后3、6、18、24 h分批处死动物，胰腺组织常规病理检查并评分；取血检测PCT水平；取肝、肺、脾、胰腺、小肠及大肠组织检测PCT含量。结果AEP和ANP模型制备成功。术后6 h时，对照组、LPS组、AEP组、ANP组和ANP+LPS组血PCT水平分别为(0.0144±0.0082)ng/ml、(0.1722±0.0449)ng/ml、(0.4751±0.0572)ng/ml、(0.7070±0.1040)ng/ml和(1.1960±0.8644)ng/ml，各组间相差显著(P<0.05)。正常大鼠肝、肺、脾、胰腺、小肠及大肠组织均检测到PCT。与之相比，ANP组肝和胰腺PCT含量无明显变化；肺、脾及大肠PCT含量显著降低[分别为(5.63±0.62)ng/ml对(6.85±0.46)ng/ml，(4.73±1.27)ng/ml对(6.88±0.31)ng/ml，(1.08±0.52)ng/ml对(4.12±1.02)ng/ml，P值均<0.01]，而小肠组织明显升高[(2.51±0.90)ng/ml对(0.98±0.20)ng/ml，P<0.01]。结论血清PCT水平与AP的严重程度及感染相关，AP时各组织PCT含量的不同变化可能与器官功能的改变有一定的关系。

胰腺炎； 降钙素原； 坏死； 组织水平

急性胰腺炎(AP)的发病机制是一个复杂的、多因素参与的病理生理过程，至今尚未完全阐明，但炎症细胞因子参与AP的发生和发展已是共识。降钙素原(procalcitonin,PCT)是一种对感染的炎性反应具有放大效应的继发介质[1]，其在AP中的应用已受到国内外学者的广泛关注。本文观察AP大鼠血清和组织PCT的变化，并探讨其意义。

材料和方法

一、动物分组

102只健康雄性Wistar大鼠，体重200～250 g，SPF级，由上海交通大学医学院附属瑞金医院实验动物中心提供。按数字表法随机分为正常对照组(6只)、脂多糖(LPS)组(24只)、急性水肿性胰腺炎(AEP)组(24只)、急性坏死性胰腺炎(ANP)组(24只)和ANP+LPS组(24只)。连续4次皮下注射雨蛙素20 μg/kg体重(1次/h)的方法制备AEP模型；胰胆管逆行推注5%牛磺胆酸钠1 ml/kg体重的方法制备ANP模型；LPS组向胰胆管推注LPS 2 mg/kg体重；ANP+LPS组在ANP建模后即刻加注LPS 2 mg/kg体重。术后3、6、18、24 h分批处死动物，取血，并留取肝脏、肺脏、脾脏、胰腺、小肠及大肠标本。

二、检测项目及方法

1．血清PCT：采用酶联免疫吸附试验(ELISA)法，试剂盒购自美国R&D公司。

2．组织PCT：各组织按0.1 g组织加300 μl生理盐水的比例制作组织匀浆，离心后取上清液，测定方法同血清PCT。

3．胰腺组织病理变化：行常规病理检查，并按Schmidt等[2]的标准进行评分。

三、统计学方法

结 果

一、一般情况

AEP组大鼠造模后活动减少，无其他异常，10 h左右基本恢复正常活动；ANP组大鼠精神萎靡，蜷曲，活动少，反应差；ANP+LPS组大鼠，精神极度萎靡，嗜睡，反应极差；LPS组大鼠无明显异常表现。

二、胰腺病理改变

正常组和LPS组大鼠胰腺大体及镜下无明显变化。AEP组在造模后6 h胰腺明显水肿，镜下见腺泡、间质水肿，少量炎细胞浸润；18 h后基本恢复正常。ANP组腹腔内有淡黄色至深褐色腹水，胃肠扩张明显，胰腺重度肿胀，有点、片状出血，肠系膜、网膜、胰腺表面等处可见皂化斑；镜下见胰腺小叶结构模糊，间质充血、出血，胰腺组织坏死，大量炎细胞浸润。ANP+LPS组与ANP组变化相似。AEP组、ANP组及ANP+LPS组的胰腺病理评分分别为4.83±0.88、11.08±0.97和13.92±1.24。

三、血清PCT水平变化

正常大鼠血清PCT水平极低；LPS组、AEP组、ANP组和ANP+LPS组在制模后3 h血清PCT水平较正常组显著升高(P<0.01)，18 h达峰值，24 h时仍维持在较高水平，各组间差异显著(P<0.05，表1)。

四、组织PCT含量的变化

正常大鼠肝、肺、脾、胰腺、小肠及大肠中PCT含量分别为(4.34±0.36)ng/ml、(6.85±0.46)ng/ml、(6.88±0.31)ng/ml、(1.11±0.23)ng/ml、(0.98±0.20)ng/ml、(4.12±1.02)ng/ml；ANP组大鼠6 h时各组织PCT含量分别为(4.44±0.72)ng/ml、(5.63±0.62)ng/ml、(4.73±1.27)ng/ml、(1.33±0.35)ng/ml、(2.51±0.90)ng/ml、(1.08±0.52)ng/ml。与正常组比较，ANP组PCT水平在肝和胰腺中无明显变化，在肺、脾及大肠中显著减少(P<0.01)，而在小肠中明显升高(P<0.01)。

表1 各组大鼠血清PCT水平的变化

注：与正常组比较，aP<0.01，与LPS组比较，bP<0.05；与AEP组比较，cP<0.05；与ANP组比较，dP<0.05

讨 论

PCT是由116个氨基酸组成的蛋白质，是降钙素的前体物质。PCT可能是一种继发介质，对感染的炎性反应具有放大效应，在调控细胞因子网络中发挥重要作用。文献报道[3-4]，血PCT在AEP、无菌性ANP和感染性ANP中均显著升高，且感染性胰腺坏死时PCT的升高较无菌坏死时更显著，因此检测血PCT水平是判断AP发生、病情严重程度、胰腺坏死感染的一个十分有价值的指标。本实验结果显示，血清PCT水平在成模后3 h明显升高，18 h达峰值，且ANP组的升高较AEP组更显著，提示血清PCT水平可以较早地评估AP的严重程度。ANP的感染主要来源于肠道，血内毒素水平的升高提示肠源性感染的存在。因为内毒素是刺激LPS升高的一个重要因素，故本实验增设一个LPS对照组。结果显示，单纯给予LPS可使血PCT水平升高，但其程度有限，而在ANP基础上给予LPS，则血PCT水平升高极为明显，说明PCT也可以较早地反映内毒素的水平。

PCT的组织来源还不是很清楚。正常生理状况下血PCT主要来源于甲状腺C细胞，也可由其他内分泌细胞内的前降钙素原水解产生。正常人不同的组织均存在PCT，以肝、胰腺、肾和睾丸中含量最高。在病理状态下，肝、肺、肾、肾上腺、脑和胰腺等多种组织器官都可能是PCT的生成场所。本实验结果显示，正常大鼠的肝、肺、脾、胰腺、小肠及大肠组织均可检测到PCT，而在ANP大鼠，肝和胰腺的PCT含量无明显变化，但肺、脾及大肠组织的PCT含量显著减少，小肠的PCT含量明显升高。Ammori等[5]曾报道过血PCT与AP肠屏障损伤的关系，提示血PCT水平与肠屏障损害的关联性较其与全身炎症还要好。由此我们推想，ANP大鼠早期血清、小肠PCT的变化与肠功能的改变存在一定的关系。

[1] Meisner M,Lohs T,Huttemann E,et al.The plasma elimination rate and urinary secretion of procalcitonin in patients with normal and impaired renal function.Eur J Anaesthesiol,2001,18:79-87.

[2] Schmidt J,Rattner DW,Lewandrowshi K,et al.A better model of acute pancreatitis for evaluating therapy.Ann Surg,1992,215:44-56.

[3] Yonetci N,Sungurtekin U,Oruc N,et al.Is procalcitonin a reliable marker for the diagnosis of infected pancreatic necrosis?ANZ J Surg,2004,74:591-595.

[4] Makay R,Issekutz A,Banga P,et al.Role of procalcitonin rapid test in the differential diagnosis of uninfected and infected forms of acute pancreatitis.Makay Seb,2003,56:31-33.

[5] Ammori BJ,Becker KL,Kite P,et al.Calcitonin precursors：early markers of gut barrier dysfunction in patients with acute pancreatitis.Pancreas,2003,27:239-243.

2010-02-10)

(本文编辑：吕芳萍)

Levelsofprocalcitonininbloodandtissueofacutepancreatitisrats

LIHong-chang,LEIRuo-qing,XUZhi-wei,WANGQing-gang,CHAIChun-yu,DENGYang,WUXu-bo,WUJun,CHENSheng,HANTian-quan,TANGYao-qing,ZHANGSheng-dao.

DepartmentofSurgery,RuijinHospital,MedicineSchool,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200025,China

Correspondingauthor:LEIRuo-qing,Email:ruoqinglei@yahoo.com.cn

ObjectiveTo investigate the variation of procalcitonin(PCT) in blood and tissue level of acute pancreatitis rats and probe its significant.MethodsOne hundred and two male Wistar rats were randomly divided into control group (n=6), lipopolysaccharide group (LPS,n=24), acute edematous pancreatitis (AEP) group (n=24), acute necrotizing pancreatitis (ANP) group (n=24), ANP+LPS group (n=24). Subcutaneous injection of cerulein was used for AEP induction, while ANP model was induced by retrograde injection of sodium taurocholate into the biliary and pancreatic duct. The rats were sacrificed at 3, 6, 18 and 24 hours after model induction. Pancreatic tissue was harvested and the pathological scores were assessed. Levels of PCT in serum, liver, lung, spleen, pancreas, small intestine, large intestine tissue was harvested and tissue levels of PCT were determined.ResultsAEP and ANP models were established successfully. At 6 h, the serum levels of PCT in control group, LPS group, AEP group, ANP group and ANP+LPS group were (0.0144±0.0082) ng/ml, (0.1722±0.0449) ng/ml,(0.4751±0.0572) ng/ml, (0.7070±0.1040) ng/ml and (1.1960±0.8644) ng/ml, respectively; and the difference was statistically significant (P<0.05). PCT could be detected in liver, lung, spleen, pancreas, small intestine and large intestine tissue of normal rats. PCT levels in liver and pancreas of ANP group were not statistically different, but the PCT levels in lung, spleen, and large intestine tissue significantly decreased, and the corresponding values were (5.63±0.62) ng/ml vs. (6.85±0.46) mg/ml, (4.73±1.27) mg/ml vs.(6.88±0.37) ng/ml, (1.08±0.52) ng/ml vs. (4.12±1.02) ng/ml (P<0.01). However, the PCT levels in small intestine significantly increased, which were (2.51±0.90) ng/mlvs(0.98±0.12) ng/ml (P<0.01).ConclusionsSerum PCT level was associated with the severity of AP and infection; the changes of PCT levels in different tissues may be related with the changes of organ′s function.

Pancreatitis; Procalcitonin; Necrosis; Tissue level

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2010.03.013

200025 上海，上海交通大学医学院附属瑞金医院胆胰外科

雷若庆，Email：ruoqinglei@yahoo.com.cn