一氧化碳对新生鼠胎粪吸入肺损伤的炎症影响

刘媛 ，谢斌云 ，陈晓

(江西省南昌市第一医院1.NICU；2.EICU，南昌 330006；3.南昌大学一附院儿科，南昌 330006)

胎粪吸入综合征（MAS）是指胎儿在宫内或娩出过程中吸入被胎粪污染的羊水，从而发生气道阻塞、肺内炎症等全身症状，导致胎儿娩出后伴有呼吸窘迫，部分患者可伴有其他脏器损伤[1]。MAS好发于足月儿、过期产儿中，普遍认为与胎粪的排出、吸入、不均匀气道通气、肺动脉高压及化学炎症等有关，而胎粪诱导急性肺损伤是MAS的重要病理基础，常导致不均匀气道阻塞和化学性炎症及持续肺动脉高压[2]。目前，临床上对于MAS治疗以对症支持治疗、高频振荡通气联合吸入NO治疗为主，但是远期预后较差，死亡率较高[3]。既往研究表明[4]：一氧化碳（CO）能与人体内血红蛋白、血红素酶相互结合，从而影响其携带与氧运用能力。传统观念认为CO为有毒气体，应避免吸入。最新研究表明，人体内由于血红素氧合酶（HO）降解血红素、有机物等能氧化产生少许CO，能直接参与人体多种生理、病理过程，对于急性肺损伤具有保护作用。因此，本研究以新生鼠作为对象，探讨一氧化碳在新生鼠胎粪吸入肺损伤中的作用机制，报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择健康新生鼠32只作为对象，随机取新生鼠16只，设为对照组（生理盐水对照组）和D组；剩余16只新生大鼠建立吸入肺损伤动物模型，建模成功后随机分为B组（模型组）、C组。32 只 C57BL/6 小鼠，雌、雄随机，日龄（5-30）d，平均 （12.84±0.58）d； 体质量 （140-170）g， 平均（160±5）g。 动物合格证号：SCXK-2012-0001，所选动物均由医学动物实验中心提供；健康新生SD鼠32只常规饲养，自由摄食、饮水，光照12h，建模前12h禁食。对新生鼠的处理均符合《关于善待实验动物指导下意见》[5]。

1.2 方法 ⑴胎粪制备。取多个足月健康新生儿头次胎粪，真空冷冻干燥，然后用生理盐水稀释成20%胎粪混合物。分装-20℃保存待用。⑵造模及处理方法。根据是否造模、是否吸入一氧化碳干预分为A组、B组、C组与D组，每组新生鼠8只。A组为对照组（生理盐水对照组），B组为MAS模型组，C组为干预组，在制备MAS模型后23h后，予吸入一氧化碳1h干预组；D组为吸入组，即生理盐水组在23h后，予吸入一氧化碳1h。全部用2%戊巴比妥钠40mg/kg腹腔注射麻醉后，仰卧位固定于手术台，气管切开插管，必要时给予注射维库溴铵1mg/kg维持肌松，A组由气管置管注入1ml/kg生理盐水；B组为由气管置管内注入胎粪1ml/kg，续而注入3ml空气；C组干预组为胎粪组造模后，缝合伤口，造模后23h后再由气管置管内给予吸入250ppm一氧化碳1h。D组经气管置管内注入1ml/kg生理盐水，23h后再由气管置管内给予吸入250ppm一氧化碳1h。全部新生鼠清醒时允许动物活动和给其喂奶，CO试剂盒购置于福州迈新生物技术有限公司。

1.3 观察指标 ⑴炎症因子水平。各组小鼠处理完毕后取腹主动脉血 3ml，40min离心，离心力2415g，离心半径40cm，离心后采用酶联免疫吸附试验测定各组TNF-α、白细胞介素-4、10（IL-4、IL-10）水平[6，7]；⑵湿/干重比。 取右上肺组织，称重后置60℃干燥箱内烤48h至恒重，计算湿/干重比，反映肺组织水肿情况。⑶HE染色结果。每组取小鼠8只，以断颈方式处死，取小鼠右上肺组织，制备冰冻切片，采用苏木素完成HE染色[8]。

1.4 统计分析 采用SPSS18.0软件处理，计数资料行χ2检验，采用n（%）表示，计量资料行F检验，采用（±s）表示，P＜0.05 差异有统计学意义。

2 结果

2.1 4组炎症因子水平比较 A组与D组炎症因子水平无统计学意义 （P＞0.05）；D 组 TNF-α、IL-4、IL-10水平低于B组和C组 （P＜0.05）；C组TNF-α、IL-4、IL-10 水平低于 B 组（P＜0.05），见表 1。

表1 4组炎症因子比较（±s）

表1 4组炎症因子比较（±s）

与 A、D 组比较，aP＜0.05；与 C 组比较，bP＜0.05；与 B 组比较，cP＜0.05

组别 只数 TNF-α（pg/ml） IL-4（pg/ml） IL-10（pg/ml）A组B组C组D组8 8 8 8 F P 22.14±2.55 75.67±5.45a 45.32±3.23c 23.59±2.53abc 5.392 0.000 14.69±3.12 21.54±4.37a 16.33±3.42c 14.71±3.13abc 6.735 0.000 24.39±2.43 54.35±2.53a 36.73±2.49c 26.12±2.46abc 4.096 0.000

2.2 4组湿/干重比比较 D组与A组湿/干重比无统计学意义 （P＞0.05），D组与A组湿/干重比低于B 组与 C 组（P＜0.05）；C 组湿/干重比低于 B 组（P＜0.05），见表 2。

表2 4组湿/干重比比较（±s）

表2 4组湿/干重比比较（±s）

与 A、D 组比较，aP＜0.05；与 C 组比较，bP＜0.05；与 B 组比较，cP＜0.05

组别 只数 湿/干重比1.04±0.23 3.67±0.84a 2.11±0.46c 1.08±0.24abc 4.396 0.000 A组B组C组D组8 8 8 8 F P

2.3 4组HE染色结果比较 A组与D组肺组织无明显病理学改变，肺组织结构清晰，肺泡壁薄，肺泡内未发生出血、水肿，肺泡间隔正常；B组模型组病理改变明显，肺泡壁增厚，肺泡腔内可见红细胞，伴有大量炎症细胞聚集；C组组织病理学改变不明显，肺泡间隔具有一定程度增厚，炎症细胞减少，见图1。

图1 4组HE染色结果（×200）

3 讨论

胎粪吸入肺损伤发生率较高，好发于足月儿、过期产儿中，常见原因为胎粪的排出和吸入、不均匀气道通气及化学性炎症导管，导致胎儿在宫内或分娩过程中缺氧，引起肠系膜血管经验，使得肠蠕动增加、肛门括约肌松弛而排出。同时，缺氧能引起胎儿出现喘息性呼吸，并发生气道阻塞、肺内炎症，且将混有胎粪的羊水吸入气管、肺内，娩出后初始呼吸将会进一步加重胎粪阻塞作用。本研究B组模型组显示新生鼠胎粪吸入肺损伤的肺组织病理改变明显，肺泡壁增厚，肺泡腔内可见红细胞，伴有大量炎症细胞聚集支持肺内炎症的观点。CO是一种由碳、氧组成的双原子气体分子，其分子量相对较小，在血液容易与血红蛋白结合，从而形成一氧化碳血红蛋白。同时，低浓度的CO干预治疗能够起到良好的抗炎效果，这可能与CO能抑制血管内皮细胞的凋亡有关。既往研究表明：CO能抑制前炎症介质，有助于减少脏器实质性细胞、血管内皮细胞凋亡，有助于减轻肺损伤[10]。本研究结果显示：C组干预组的TNF-α、IL-4、IL-10水平低于B组模型组（P＜0.05）；D 组 TNF-α、IL-4、IL-10 水平低于 B 组模型组和C组干预组（P＜0.05），说明CO用于新生鼠胎粪吸入肺损伤中有助降低炎症因子水平的作用，利于新生鼠肺损伤的恢复。

目前研究表明外源性CO能弥补内源性不足，本身不是氧自由基，除与血红蛋白结合外，并不会发生任何生物膜或其他分子发生反应，包括氧化剂与自由基；亦不会在病原体内入侵炎症、细胞毒过程中诱导自由基，产生细胞损伤[9]。同时，CO能通过激活可溶性尿苷酸环化酶，关闭电压依赖性钙离子通道，能降低细胞中钙离子浓度，发挥血管扩张作用。同时，血小板聚集过程中需要钙的参与，而CO则抑制血小板中钙浓度，阻止血小板在肺循环中内聚集，有助于改善通气血流。本研究中D组吸入组与A组对照组湿/干重比低于B组模型组与C组干预组 （P＜0.05）；C组干预组湿/干重比低于B组模型组（P＜0.05），说明CO吸入能降低胎粪吸入肺损伤新生鼠肺组织的湿/干重比而减轻胎粪吸入肺损伤。

综上所述，一氧化碳用于新生鼠胎粪吸入肺损伤时有助于降低炎症因子水平，在一定程度上减轻肺泡出血、水肿，改善新生鼠肺损伤。