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      內(nèi)毒素致多臟器功能障礙綜合征綿羊模型的建立

      2011-02-16 14:54:58王春雨凡春玲羅曉紅萬(wàn)東君王紅義牛廷獻(xiàn)
      關(guān)鍵詞:內(nèi)毒素動(dòng)物模型結(jié)果表明

      王春雨,凡春玲,羅曉紅,萬(wàn)東君,李 晶,陸 璐,王紅義,牛廷獻(xiàn)

      (蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院 1.內(nèi)分泌科,2.干部病房,3.動(dòng)物實(shí)驗(yàn)科,蘭州 730050)

      多臟器功能障礙綜合征(MODS)多繼發(fā)于嚴(yán)重感染、創(chuàng)傷、內(nèi)毒素血癥等,治療難度大,死亡率高,國(guó)內(nèi)外迄今沒有突破性進(jìn)展。由于其原發(fā)病因各異、發(fā)病過程不同,發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,加之治療因素的干擾,使得難以全面細(xì)致觀察MODS患者病情變化的全過程。MODS動(dòng)物模型是研究其發(fā)病機(jī)制和臨床防治的基礎(chǔ),因此,建立簡(jiǎn)單有效且符合臨床實(shí)際的MODS動(dòng)物模型一直是是國(guó)內(nèi)外研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。本研究利用LPS誘發(fā)綿羊膿毒血癥,進(jìn)而介導(dǎo)MODS,以探討建立一種簡(jiǎn)單有效且能模擬MODS病理和臨床特征變化的動(dòng)物模型。

      1 材料和方法

      1.1 動(dòng)物與分組

      12只1年期健康杜泊綿羊,雌雄各半,隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)I組和II組,每組各6只,平均體重(18.4±3.5)kg。全價(jià)飼料飼養(yǎng)。

      1.2 模型建立

      實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物均用速眠新Ⅱ號(hào)(1.5mL/kg)(軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院軍事獸醫(yī)研究所,吉獸藥試字(2004)005013)肌內(nèi)注射麻醉。之后,實(shí)驗(yàn)I組和II組分別以3μg/kg和6μg/kg LPS[1](血清型為:O127:B8,批號(hào)為64H4010,美國(guó)Sigma公司)于30min和60min內(nèi)均勻持續(xù)經(jīng)前肢橈靜脈泵入。

      1.3 檢測(cè)指標(biāo)與方法

      血?dú)狻⒀R?guī)和血清生化等指標(biāo)的檢測(cè)均由本院檢驗(yàn)科測(cè)定。

      1.3.1 血?dú)夥治觯篖PS靜注前后,分別于0、1、2、3和6h經(jīng)股動(dòng)脈采血,立即測(cè)定氧分壓(PaO2)。

      1.3.2 血常規(guī)和血清生化指標(biāo)的測(cè)定:LPS靜注前后,分別于0、3、6、12、24、48和72h經(jīng)頸靜脈采血,分別測(cè)定血常規(guī)、生化指標(biāo)(天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、總膽紅素(TBIL)和肌酐(CRE))。

      1.4 MODS的診斷標(biāo)準(zhǔn)

      參照胡森等[2]提出的動(dòng)物發(fā)生MODS時(shí)各個(gè)器官功能障礙分期診斷標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。在注射LPS后出現(xiàn)2個(gè)或2個(gè)以上器官或系統(tǒng)功能障礙判定為MODS。

      1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

      2 結(jié)果

      2.1 體征表現(xiàn)及死亡率

      兩實(shí)驗(yàn)組綿羊靜脈泵入LPS 2h后,呼吸加快且困難,心率快而不齊。7h后腹脹,尿頻,不能站立,運(yùn)動(dòng)障礙。24h后實(shí)驗(yàn)Ⅰ組2只和Ⅱ組3只綿羊因呼吸窘迫、心律失常、血壓下降,繼而心衰而死亡,死亡率分別為33.3%和50%。

      2.2 氣血分析

      靜注LPS后,1~6h實(shí)驗(yàn)Ⅰ組和Ⅱ組綿羊股動(dòng)脈氧分壓(PaO2)(mmHg)與0h相比均明顯下降(P<0.01),氧合指數(shù)[PaO2/FiO2(吸入氧濃度)]均≤26.70kPa(1kPa=7.5mmHg)(表1)。結(jié)果表明,氧合指數(shù)已達(dá)到急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)的診斷標(biāo)準(zhǔn)[3]。

      2.3 血清生化指標(biāo)的變化

      表1 兩實(shí)驗(yàn)組氣血分析Tab.1 Blood gas analysis in the two groups

      靜注LPS前后結(jié)果表明(表2):①AST:兩實(shí)驗(yàn)組均在6h時(shí)開始上升,12h~72h的水平明顯或顯著高于0h(P<0.05或P<0.01)。實(shí)驗(yàn)I組在24h時(shí)達(dá)到峰值,而實(shí)驗(yàn)II組從6h開始以極高的水平不斷上升,直至72h。②ALT:兩實(shí)驗(yàn)組均在24h的水平達(dá)到峰值,之后逐漸下降,但明顯高于0h的水平(P<0.05或P<0.01)。③TBIL:實(shí)驗(yàn)I組的水平在12h和24h時(shí)明顯高于0h(P<0.05),在24h時(shí)達(dá)到峰值,之后不斷下降。而實(shí)驗(yàn)II組12h~72h的水平明顯或顯著高于0h(P<0.05或P<0.01),且保持不斷上升。④CRE:兩實(shí)驗(yàn)組均在24h的水平達(dá)到峰值。但實(shí)驗(yàn)I組只在24h時(shí)的水平明顯高于0h(P<0.05),而實(shí)驗(yàn)II組12h、24h和48h的水平均明顯或顯著高于0h(P<0.05或P<0.01)。以上結(jié)果表明,靜注LPS 24h后成功建立了MODS模型。

      表2 兩實(shí)驗(yàn)組血清生化指標(biāo)的變化Tab.2 The changes of serum biochemical indexes in sheep of the two groups

      2.4 血常規(guī)的變化

      血常規(guī)結(jié)果表明(圖1),靜注LPS后,實(shí)驗(yàn)Ⅰ組2h~4h WBC的數(shù)目與0h相比明顯下降(P<0.01),12h時(shí)開始上升,至48h~72h又明顯高于0h(P<0.05或P<0.01)。實(shí)驗(yàn)Ⅱ組2h~12h WBC的數(shù)目明顯下降(P<0.01),24h時(shí)開始上升,72h又明顯高于0h(P<0.05)。

      圖1 兩實(shí)驗(yàn)組WBC的變化趨勢(shì)Fig.1 The changes of WBC counting in the two groups

      3 討論

      膿毒血癥是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的病理生理過程,有其特殊的血流動(dòng)力學(xué)特征,還存在失控的炎癥反應(yīng)、持續(xù)高代謝以及最終出現(xiàn)多器官功能障礙綜合征(MODS)等特點(diǎn)[4,5]。一般認(rèn)為,感染后器官功能障礙分為2類[6]:一類為原發(fā)性器官損傷(臨床稱單相速發(fā)型),占10%~20%,患者受到嚴(yán)重創(chuàng)傷感染和休克時(shí)可以很快發(fā)生器官功能障礙;另一類是繼發(fā)性器官損傷(雙相遲發(fā)型),占70%~80%,創(chuàng)傷、休克等作為第1次打擊,其后感染或非感染性損害構(gòu)成第2次打擊誘發(fā)了全身炎癥反應(yīng)(SIRS)或膿毒血癥(sepsis),此即二次打擊模型。很多學(xué)者認(rèn)為二次打擊模型(既雙相遲發(fā)型)能夠更好的模擬人體內(nèi)疾病的發(fā)生和發(fā)展過程,但此類模型制作復(fù)雜,復(fù)制困難。內(nèi)毒素介導(dǎo)的MODS模型具有致傷因素單一、造模方法簡(jiǎn)便快捷、結(jié)果便于分析等優(yōu)點(diǎn)。大小鼠、兔、綿羊和犬等動(dòng)物均可用于建立MODS模型[7-10],大鼠、小鼠雖然價(jià)格低,但對(duì)內(nèi)毒素敏感性較差,解剖結(jié)構(gòu)與人差別較大;兔對(duì)內(nèi)毒素敏感性強(qiáng),死亡率過高;小香豬模型接近人的發(fā)病過程,但成本過高;綿羊與其他動(dòng)物比較,對(duì)LPS敏感性較高,在小劑量LPS作用下就能誘發(fā)SIRS,繼而進(jìn)展至MODS[11];另一方面,綿羊?yàn)榇笮蛣?dòng)物,便于實(shí)驗(yàn)觀察血流動(dòng)力學(xué)、氧代謝和肺機(jī)械力學(xué)的改變,而且其病理生理變化與人相近[12]。因此,本研究選擇靜脈泵入小劑量LPS建立綿羊MODS模型。

      本研究結(jié)果表明,靜注LPS后,1~6h實(shí)驗(yàn)I組和II組PaO2均明顯下降(P<0.01),氧合指數(shù)已達(dá)到急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)的診斷標(biāo)準(zhǔn);AST、ALT、TBIL和CRE兩實(shí)驗(yàn)組均在不同時(shí)點(diǎn)明顯或顯著升高(P<0.05或P<0.01),但AST升高的時(shí)間較早(6h)。這表明在MODS的形成過程中,LPS對(duì)肝臟的損傷早于心臟和腎臟。血常規(guī)結(jié)果表明,靜注LPS后,兩實(shí)驗(yàn)組WBC數(shù)目在2h時(shí)均顯下降(P<0.01),之后又明顯升高(P<0.01)。此結(jié)果與有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道一致[13,14]。這提示LPS靜注后,首先對(duì)WBC具有急劇殺傷的作用,之后形成SIRS,使得WBC數(shù)目急劇升高。上述結(jié)果表明,本研究利用兩種劑量的LPS均成功建立了MODS模型。但兩實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果表明,6μg/kg的LPS對(duì)機(jī)體的損傷程度和死亡率大于3μg/kg。因此,作者認(rèn)為,若對(duì)MODS的發(fā)病機(jī)制研究,利用3μg/kg的LPS較理想。這樣,既節(jié)約時(shí)間,又節(jié)省試劑。若對(duì)MODS的干預(yù)研究,利用6μg/kg的LPS較理想,這樣可以更好地驗(yàn)證藥物的防治效果。

      [1]郭鳳梅,邱海波,周韶霞,等.急性呼吸窘迫綜合征綿羊模型的建立[J].中國(guó)危重病急救醫(yī)學(xué),2001,13(2):95-98.

      [2]胡森,盛志勇,周寶桐,等.雙相遲發(fā)多器官功能不全綜合征(MODS)動(dòng)物模型的研究[J].中華創(chuàng)傷雜志,1996,12:102-106.

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