外源性胰岛素样生长因子-1对脓毒血症大鼠肺保护的作用

王合金 阳书坤 许梅妹

1.广东省深圳市龙岗区人民医院急诊科，广东深圳 518172；2.广东省深圳市龙岗区人民医院ICU，广东深圳 518172

脓毒血症和脓毒性休克每年影响成千上万患者，其中25%甚至更多患者死亡，且病死不断升高。急性肺损伤（acute lung injury，ALI）/急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是一种常见危重症，病死率极高，严重威胁重症患者的生命并影响其生存质量。研究表明，脓毒血症和脓毒血症性休克时ALI的患病率高达25%～50%[1]。尽管对其治疗策略进行了广泛研究，目前尚未找到充分有效的治疗药物，死亡率仍然高达35%～40%[2]。 胰岛素样生长因子-1（insulin-like growth factor-1，IGF-1）是对机体生长发育起重要调节作用的单链多肽，近年来因发现其在细胞凋亡调控方面具有重要作用而备受关注。其在脓毒血症所致的ALI中的作用研究甚少。笔者通过脓毒血症大鼠模型研究外源性IGF-1对肺部炎症反应损伤的影响，研究其对脓毒血症引起ALI的肺保护作用，为临床诊治ALI提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验动物

成年 Wistar大鼠 40 只（清洁级），体质量（200±50）g，雌雄不限（深圳市疾病预防控制中心）；脂多糖（LPS，美国Sigma公司）；胰岛素样生长因子-1（Biovision 公司）；IL-6，IL-8 试剂盒（购置武汉博士得公司），左侧颈动脉插管测量血压（通过压力换能器与BL-420E生物机能实验系统连接以监测动脉压）。

1.2 方法

1.2.1 动物分组及模型制备 将大鼠按照数字随机法随机分为4组：对照组，脓毒血症模型组，IGF-1治疗1组和治疗2组，每组大鼠均10只。大鼠脓毒血症模型参考文献[3]方法制备：大鼠腹腔注射戊巴比妥钠40 mg/kg后经股动、静脉分别置入导管测定平均动脉压和作为静脉给药的途径。以平均动脉压持续地较基础值降低25%～30%作为LPS性休克的标准。除正常对照组外，其余3组给予静脉注射LPS（15 mg/kg）。注射LPS后1 h，给予IGF-1治疗1组和2组分别皮下注射IGF-1（50 μg/kg和 100 μg/kg）。

1.2.2 标本收集 静脉注射LPS后12 h，右心室穿刺采血2 mL离心15 min（3 000 r/min），取上液置于-80℃保存待测。快速处死动物，打开胸腔，结扎右侧肺门，气管内置入18G静脉套管，缓慢注射生理盐3 mL，间隔30 s，反复抽吸2次后收集支气管肺泡灌洗液，注入置于冰上的试管内。重复此过程3次，共 9 mL，收集的灌洗液离心 15 min（3 000 r/min），取上液置于-80℃保存待测。

1.2.3 检测指标和方法 采用ELISA法检测各组大鼠血清及肺泡灌洗液IL-6和IL-8水平。IL-6和IL-8试剂盒购置于武汉博士得公司。

1.3 统计学方法

采用统计软件SPSS 10.0对实验数据进行分析，计量资料数据以均数±标准差（x±s）表示，采用单因素方差分析，多组间比较采用Bonferroni检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同组别大鼠血清IL-6和IL-8浓度水平比较

结果显示，脓毒血症模型组大鼠血清IL-6和IL-8浓度水平明显高于对照组，也高于IGF-1治疗1组和2组（均P＜0.05）。同时结果也显示，IGF-1治疗两组脓毒血症大鼠血清IL-6和IL-8浓度水平明显低于IGF-1治疗1组 （均P＜0.05）。 见表 1。

表1 各组大鼠血清IL-6和IL-8浓度水平比较（x±s，ng/mL，n=10）

2.2 不同组别大鼠肺泡灌洗液IL-6和IL-8浓度水平比较

结果显示，脓毒血症大鼠肺泡灌洗液IL-6和IL-8浓度水平明显高于对照组，也高于IGF-1治疗1组和2组（均P＜0.05）。同时结果也显示，IGF-1治疗2组脓毒血症大鼠肺泡灌洗液IL-6和IL-8浓度水平明显低于IGF-1治疗1组（均 P＜0.05）。 见表 2。

3 讨论

脓毒血症和脓毒性休克是目前重症监护室（ICU）内主要的死亡原因，也是目前重症医学研究的难点和热点。脓毒血症极易导致患者并发ALI，并且与SIRS和MODS密切相关。目前对脓毒血症导致的ALI的具体机制尚不明确，但大多数学者认为：在致病因素的作用下，炎症细胞和多种炎症细胞因子相互作用下，经过启动、放大和损伤等炎症“级联瀑布效应”过程，导致失控性炎症反应，从而导致全身多器官损害。现有的研究表明，IL-6和IL-8是上述级联瀑布效应的关键炎症因子，与脓毒性血症的病死率密切相关，同时可以敏感地反应组织损伤程度[4]，同时也是反应脓毒血症导致的ALI的敏感指标。

表2 各组大鼠肺泡灌洗液IL-6和IL-8浓度水平比较（x±s，ng/mL，n=10）

胰岛素生长样因子-1（IGF-1）是一种肽类激素，IGF-1具有调控细胞分化和增殖的功能，也具有抑制细胞凋亡功能。现有的研究表明，外源性IGF-1在重症胰腺炎，心肌梗死及脑缺血性疾病中均有较好的抑制炎症的作用[5]。因此，可推测外源性IGF-1对脓毒血症所致的ALI也可能具有较好的肺保护作用。

动物模型成功后笔者发现，脓毒血症大鼠肺泡灌洗液IL-6和IL-8浓度水平与其血清水平同时上升，均高于对照组。这表明，脓毒血症大鼠可以导致急性肺损伤，其与文献报道相一致[5]。在给予IGF-1干预后发现，与未行干预组比较，干预组大鼠血清及肺泡灌洗液IL-6和IL-8浓度均低于未治疗组，且浓度水平与治疗剂量成负相关。这一研究表明，外源性IGF-1能够对脓毒血症大鼠ALI有着较好的肺保护作用。

炎症反应、氧化应激等作用途径最终导致肺泡毛细血管屏障损害，最终发展成呼吸衰竭是ALI的主要机制。而研究表明，IL-6和IL-8在这一系列的炎症反应过程中起着重要的作用。外源性IGF-1对脓毒血症大鼠肺保护作用的具体机制目前尚不明确。Warzecha等[6]研究发现，外源性IGF-1能够减轻急性胰腺炎时胰腺组织白细胞的浸润和减少白细胞介素的产生而减轻胰腺的损害。国内学者研究发现IGF-1能够通过抑制细胞凋亡而减少重症胰腺炎大鼠肺泡损害而起到肺保护的作用[7]。结合本研究，笔者推测外源性IGF-1通过抑制大鼠组织和肺泡细胞IL-6和IL-8分泌表达，同时也可能抑制脓毒血症大鼠肺泡细胞凋亡，减轻肺组织的损伤起到肺保护作用。

综上所述，脓毒血症大鼠确实存在着ALI，外源性IGF-1能够减轻脓毒血症大鼠的肺损伤。虽然其具体的机制尚有待于进一步研究，但为将来临床治疗因脓毒血症所导致ALI的药物研究提供了一定的理论基础。

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