免疫因素在大鼠肺缺血再灌注损伤中的作用

倪程耀 陈 新 吴胜军

(浙江大学医学院附属第一医院心胸外科，浙江 杭州 310053)

肺缺血再灌注(I/R)损伤(LIRI)常发生在体外循环手术、肺移植、肺栓塞治疗恢复血液供应后，再灌注引起的组织及器官的损伤〔1〕，临床症状多表现为不减轻反而加重。LIRI是个复杂的病理过程，其机制至今不明，研究〔2〕发现其与氧自由基、炎性因素、肺部组织细胞损伤有密切相关。LIRI后，出现炎性细胞聚集，细胞因子大量表达，并且免疫因子基因敲除鼠的梗死面积明显减少，进一步提示免疫因素在LIRI中存在重要作用。本研究观察LIRI模型鼠中白细胞及相关细胞因子的变化，来探讨免疫因素在LIRI中的作用。

1 对象与方法

1.1实验动物及分组 选取90只健康雄性Wistar大鼠，体重200～300 g，随机分为3组，每组30只。I/R组，行左肺I/R；Sham组(假手术组)，只开胸而不行左肺I/R；C组，对照组，不采取任何干预措施，只放血处死大鼠。

1.2动物模型建立 经耳缘静脉注射30 mg/kg的苯巴比妥钠麻醉，气管切开后插管，接动物呼吸机控制呼吸，呼吸频率60次/min，潮气量单侧肺通气8～10 ml/kg，双侧肺通气15～20 ml/kg，呼吸比1∶2。然后经胸骨右缘第3～5肋间开胸，离断周围组织，游离左肺门，呼气末时结扎右肺门，60 min后开放行再灌注120 min，制成体外肺I/R模型。

1.3标本采集及检测方法 各组于缺血30 min、再灌注60、120 min时采集标本。采集支气管肺泡灌洗液(BALF)，采用考马斯亮蓝染色法对其总蛋白(TP)的测定，收集支气管肺泡灌洗液沉渣，白细胞计数(WBC)，并采用瑞氏染色进行白细胞分类，计算中性粒细胞(PMN)的百分比；取一定的肺组织，应用天平称量其湿质量(W)，置于70℃烤箱烘烤48 h后，测量其干质量(D)，W与D比值即为肺组织的湿/干重比(W/D)；取肺组织配制成10%的组织匀浆，肿瘤坏死因子(TNF)-α，IL-1，IL-6，IL-8含量采用ELISA检测。

1.4统计学方法 应用SPSS17.0统计学应用软件对各数据的组间比较进行t检验。

2 结 果

2.1BALF中蛋白含量、炎性细胞计数及W/D比值的变化 对应时间点W/D比值、WBC、PMN所占比值及TP含量在C组，Sham组及I/R组中的缺血30 min组不存在统计学差异(P>0.05)；I/R组再灌注60及120 min时，W/D比值、WBC、PMN所占比值及TP含量明显高于C组及Sham组的对应时间点(P<0.05)；I/R组再灌注120 min时，W/D比值、WBC、PMN所占比值及TP含量明显高于I/R组中再灌注60 min(P<0.05)。见表1，表2。

表1 各组W/D比值及BALF中WBC比较±s,n=30)

2.2肺组织匀浆TNF-α、IL-1、IL-6及IL-8含量的变化 对应时间点肺组织匀浆TNF-α、IL-1、IL-6及IL-8含量在C组、Sham组不存在统计学差异(P>0.05)；I/R组中缺血30 min，肺组织匀浆TNF-α含量明显高于C组及Sham组(P<0.05)，肺组织匀浆IL-1、IL-6及IL-8含量与C组及Sham组无明显差异(P>0.05)；I/R组再灌注60及120 min时，肺组织匀浆TNF-α、IL-1、IL-6及IL-8含量明显高于C组及Sham组(P<0.05)；I/R组中再灌注120 min时，肺组织匀浆TNF-α、IL-1、IL-6及IL-8含量明显高于I/R组中再灌注60 min(P<0.05)。见表3。

表2 各组BALF中PMN、TP水平比较±s,n=30)

表3 各组肺组织匀浆TNF-α、IL-1、IL-6及IL-8含量的变化±s，pg/ml,n=30)

3 讨 论

近年来，心肺置换术、心肺转流术已经成为医治晚期心肺疾病的重要手段，然而因LIRI的存在，导致临床治疗情况不减轻反而加重，成为患者术后恢复健康的重要障碍，肺移植术后因LIRI导致死亡的概率高达16%～25%〔3〕。关于LIRI的发病机制至今不明，多数研究认为其与以下因素有关，氧自由基的释放及脂质过氧化反应，钙稳态的失衡，炎性物质的浸润及免疫因素的干扰，细胞凋亡，其中免疫作用在其中占举足轻重的地位。

免疫因素可通过以下途径参与LIRI的发病机制中：①炎性细胞因子与相应受体结合，激活溶酶体使其溶解消化肺组织；②刺激血管内皮细胞分泌黏附分子，增加白细胞的黏附作用及聚集作用；③刺激巨噬细胞分泌趋化性因子，加重炎症反应，可使PMN大量聚集，导致细胞坏死，释放过氧化物和溶酶体酶等，加剧了免疫反应，从而导致肺组织的损伤〔4～6〕。已有研究表明，在LIRI后的肺泡灌洗液中，TNF-α、IL-1、IL-6及IL-8细胞因子含量显著高于血浆中水平，提示了免疫反应在LIRI的重要性〔7〕。本研究说明在再灌注中确实存在肺组织的损伤，且随再灌注时间的推移，损伤呈加重趋势；在LIRI损伤部位，存在较多的白细胞以及PMN的聚集，且这种聚集作用随疾病进展逐渐加剧。TNF-α、IL-1、IL-6及IL-8均参与LIRI的发病机制中。炎性细胞因子含量随疾病的进程存在着相对应的变化。这一研究结果与国内相关研究基本吻合〔8，9〕，提示免疫因素在LIRI疾病中起着重要作用。

综上所述，LIRI主要病理改变为肺组织内皮的广泛破坏，肺毛细血管通透性的增加，从而导致肺泡和间质的水肿和损伤，其机制复杂，早期给予干预措施，可以大大提高治愈率和预后恢复。免疫因素，尤其是炎性细胞因子，在LIRI的疾病进展中发挥重要作用，因此针对病情应用抗炎性药物可能减轻LIRI对组织器官的损伤。

4 参考文献

1董 辉,王素玲,李易明，等.PrxⅥ、SOD、CAT在肝脏缺血再灌注损伤大鼠模型脑内的表达〔J〕.中国老年学杂志,2013；33(16)：3904-6.

2王 赫,李晓倩,马 虹，等.鞘内注射右美托咪啶预处理在兔脊髓缺血再灌注损伤的保护作用〔J〕.中国医师杂志,2013；15(8)：1032-6.

3田 杰.HSP22在肺缺血再灌注损伤中作用研究〔D〕.中南大学,2012.

4刘国岩,荚卫东,许戈良，等.肝脏缺血再灌注损伤的机制及防治进展〔J〕.国际外科学杂志,2013；40(1)：50-3.

5鲍瑞军,张 茜,张佩军，等.重复高压氧预处理对大鼠脊髓缺血再灌注损伤保护中环氧合酶-2表达的影响及机制〔J〕.中国老年学杂志,2013；33(13)：3134-6.

6赵 晶,毕旭东,穆长征，等.高渗盐水对大鼠肝脏缺血再灌注损伤的保护作用及其机制〔J〕.中国老年学杂志,2013；33(5)：1096-100.

7李鹏程,白育庭.肺缺血再灌注损伤分子机制的研究进展〔J〕.临床外科杂志,2014；22(3)：215-7.

8黄 飞,李亚男,尹 飞，等.脊髓缺血再灌注损伤对大鼠水通道蛋白4表达的影响〔J〕.中国免疫学杂志,2013；29(5)：495-8.

9李郭锦,张 路,穆长征，等.大鼠肾缺血再灌注损伤程序性坏死的形态学观察〔J〕.解放军医学杂志,2013；39(10)：792-5.