不同烟龄大鼠戒烟后肺病理及炎症介质变化的研究

姜洪芳，颜恒毅，赵立

（中国医科大学附属盛京医院 1.老年病科；2.呼吸内科 沈阳110004）

吸烟是慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）的重要致病因素，而戒烟被认为是改善肺功能、减缓COPD进程的有效手段［1］。然而近期有文献报道，COPD患者在戒烟后其气道炎症反应并不能迅速停止，且可能持续加重［2，3］。这将引发人们的思索，是否某些“健康”吸烟者在戒烟后，病情可发展至COPD；抑或已发展至COPD病情的患者在戒烟后，其病情转归并不如我们所预期的乐观。鉴于此，我们的研究以被动吸烟大鼠为研究对象，制作不同烟龄大鼠模型，观察其戒烟后肺组织病理及炎性介质变化，以期对不同吸烟人群戒烟做出正确指导。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物及分组：选用Wistar雄性大鼠170只，体质量150~230 g（中国医科大学动物中心提供），随机分为吸烟30 d组（80只）、吸烟70 d组（80只）及对照组（10只）。其中吸烟组按戒烟时相0 d、3 d、1周、2周、4周、6周、8周、12周，再次随机分为8个亚组，每亚组均10只大鼠。各组饲料、饮水相同，均予自由饮水和摄食。

1.1.2 吸烟组模型构建：将吸烟组大鼠以120只/m3密度放入100 cm×50 cm×50 cm的有机玻璃制成的染毒箱内。每天被动吸烟2次，每次间隔4 h，每次30 min、吸烟10支，连续吸烟30 d或70 d后戒烟。香烟为沈阳卷烟厂生产的蓝翎牌香烟，焦油量：14 mg，烟气烟碱量：12 mg，烤烟型 84 mm。

1.2 方法

1.2.1 血清IL-8浓度的测定：对照组及吸烟组大鼠分别于实验结束次日，以2%戊巴比妥钠（50 mg/kg）腹腔注射麻醉后，腹主动脉放血致死。血样以3500 r/min离心，取血清，－80℃冻存。采用酶联免疫吸附方法测定血清中IL-8的蛋白质含量。试剂盒购于美国的BioSource Europe S-A公司。

1.2.2 病理学观察：各组大鼠均取左侧靠肺门处组织0.5 cm×0.5 cm大小，10%甲醛溶液固定，石蜡切片常规脱蜡、梯度乙醇下行入水，行HE染色，脱水，透明，树胶封片。光镜观察HE染色切片，按文献［4］所述方法对各组大鼠肺组织炎症进行病理学评分。

1.3 统计学处理

应用SPSS13.0统计软件，数据以x±s表示，组间比较采用方差分析法检验，各组间两两比较用q检验完成。P<0.05为有统计学差异。

2 结果

2.1 对照组及戒烟组大鼠血清IL-8浓度测定及比较

2.1.1 对照组：（26.16±3.00）pg/ml

2.1.2 戒烟组各时相大鼠血清IL-8浓度变化及比较见表1：

表1 戒烟组各时相大鼠血清I L-8浓度变化及比较（pg/ml）T ab.1 Seurm level of I L-8 at each time point after smo k ing cessation in two smo k e exposure groups（pg/ml）

2.2 对照组及戒烟组大鼠肺组织病理变化及炎症评分比较

2.2.1 对照组肺组织形态结构正常，未见明显炎症细胞侵润；吸烟30 d组大鼠多数可见气道上皮细胞纤毛发生粘连、倒伏，上皮细胞空泡变形、坏死、增生，炎性细胞浸润；而吸烟70 d大鼠在此基础上，还可见腺体增生肥大，分泌功能亢进，肺泡壁变薄、胀大、破裂或形成肺大泡等，符合肺气肿病理表现。见图1。

图1 肺组织病理 H E×200Fig.1 L ung pathology H E×200

2.2.2 对照组及戒烟组各时相大鼠肺组织病理炎症评分及比较：

2.2.2.1 对照组：10.50±1.78

2.2.2.2 戒烟组各时相大鼠肺组织病理炎症评分及比较见表2。

由表1、2可见各吸烟组大鼠在戒烟后各时相点较对照组血清IL-8的浓度高，肺组织病理炎症反应重，有统计学意义（P＜0.05）；吸烟30 d组在戒烟后8周血清IL-8的浓度达到高峰，肺组织病理炎症评分最高，随后可见IL-8的浓度有下降趋势，病理炎性反应有所减轻；吸烟70 d组戒烟后，在所观测时间点内，血清IL-8的浓度持续升高，未见肺组织病理炎症反应减轻，且持续加重；吸烟70 d组在戒烟后各时相点可见血清IL-8浓度及肺组织病理炎症反应评分明显高于吸烟30 d组，差异有统计学意义（P ＜0.05）。

表2 戒烟组各时相大鼠肺组织病理炎症评分及比较T ab.2 Inflammation score at each time point after smo k ing cessation in two smo k e exposure groups

3 讨论

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一种具有气流受限特征的肺部疾病，与慢性支气管炎及肺气肿疾病密切相关。在吸烟者中可发展为有明显症状的COPD患者占15%～20%，有慢性呼吸道症状而无气流受限者占50%，约30%的吸烟者无慢性呼吸道症状及气流受限，即所谓的“正常吸烟者”，后两者随着烟龄和烟量的与日俱增，也极有可能发展为COPD患者［5］。本实验中设计吸烟30 d组及吸烟70 d组大鼠，可分别代表不同烟龄所致的严重程度不同的病情，其中吸烟30 d组大鼠肺脏可见明显的炎症反应，病理类似人类慢性支气管炎表现，而吸烟70 d组大鼠肺组织病理已符合典型肺气肿表现。COPD的主要特征是气道阻塞和气道炎症。中性粒细胞可通过释放各种蛋白酶参与气道壁的受损和肺组织的破坏，是影响COPD病程的主要炎症细胞。而IL-8对中性粒细胞具有趋化活性［6］，可在感染、污染等因素刺激时由巨噬细胞、中性粒细胞和上皮细胞产生，在气道炎症中起着直接的介导作用，并与气流受限程度相匹配。因此，本实验通过监测不同烟龄大鼠在戒烟后血清IL-8及肺组织病理变化，可了解不同烟龄患者在戒烟后病情的进展和预后。

目前有研究报导认为戒烟后肺部症状可以得到缓解，肺功能下降速度有所减缓［7］，但这是否与肺部炎症病情缓解有关，尚不清楚。同时也有其它的研究认为戒烟不能逆转COPD病情，且随戒烟时间延长，气道内炎症细胞数增多［8］。因此，关于戒烟如何影响炎症进程及戒烟时间点的选择，目前还不十分清楚。本实验通过探讨不同累积量的烟草吸入对肺脏及全身的炎症后遗效应，以此对不同吸烟人群的戒烟指导和干预治疗提供理论依据。研究结果表明，累计吸烟时间越长，戒烟后肺组织及全身炎性反应越重，持续时间越长。而病情发展至COPD严重阶段，单纯戒烟不能逆转病情。戒烟益处的体现明显决定于戒烟时病情的严重程度，这与国外一些研究结论相同［9］。轻-中度COPD患者戒烟可以明显提高生存率，减少入院率，减缓肺功能的下降［10］。因此，要提倡及早戒烟，唯有早期戒烟可以将COPD的发病风险降低，同时延缓肺功能的损害。

吸烟所致COPD病变过程十分复杂，戒烟后肺组织的炎性介质和炎性细胞发挥作用的路径和机制还需要深入研究。目前已有报导提出，COPD患者戒烟后持续存在的炎性反应可能是一个综合性部分维修过程，炎性介质及炎性细胞的增多可能起到运输和消除炎性反应的作用［11］。因此，建议以后的研究应该注重于观察戒烟者更长时间炎性介质及肺组织病理变化，进一步将炎性介质及炎性细胞分类，探讨其发挥作用的机制。

［1］Andreas S，Hering T，Mühlig S，et al.Smoking cessation in chronic obstructive pulmonary disease：an effective medical intervention［J］.Dtsch Arztebl Int，2009，106（16）：276－282.

［2］Gamble E，Grootendorst DC，Hattotuwa K，et al.Airway mucosal inflammation in COPD is similar in smokers and ex-smokers：a pooled analysis［J］.Eur Respir J，2007，30（3）：467－471.

［3］Willemse BW，ten Hacken NH，Rutgers B，et al.Effect of 1-year smokingcessation on airway inflammation in COPDand asymptomatic smokers［J］.Eur Respir J，2005，26（5）：835－845.

［4］Vernooy JH，Dentener MA，van Suylen RJ，et al.Long-term intratra－cheal lipopolysaccharideexposurein mice resultsin chronic lunginflammation and persistent pathology［J］.Am JRespir Cell Mol Biol，2002，26（1）：152－159.

［5］Rutgers SR，Poster DS，Hachen NH，et al.Ongoing airway inflammation in patientswith COPDwho do not currently smoke［J］.Thorax，2000，55（1）：12－18.

［6］Beeh KM，Kornmann O，Buhl R，et al.Neutrophil chemotactic activity of sputum from patients with COPD：role of interleukin 8 and leukotriene B4［J］.Chest，2003，123（4）：1240－1247.

［7］Godtfredsen NS，Lam TH，Hansel TT，et al.COPD-related morbidity and mortality after smokingcessation：status of the evidence［J］.Eur Respir J，2008，32（4）：844－853.

［8］Lapperre TS，Postma DS，Gosman MM，et al.Relation between duration of smoking cessation and bronchial inflammation in COPD［J］.Thorax，2006，61（2）：115－121.

［9］Decramer M，Cooper CB.Treatment of COPD：the sooner the better?［J］.Thorax，2010，65（9）：837－841.

［10］Scanlon PD，Connett JE，Waller LA，et al.Smoking cessation and lung function in mild-to-moderate chronic obstructive pulmonary disease.The Lung Health Study ［J］.Am JRespir Crit Care Med，2000，161（2 pt 1）：381－390.

［11］Erjef覿lt JS，Uller L，Malm-Erjef覿lt M，et al.Rapid and efficient clearance of airway tissue granulocytes through transepithelial migration［J］.Thorax，2004，59（2）：136－143.