[F]FDG microPET在大鼠急性肺损伤中的应用及雷洛昔芬对其保护作用的研究

摘要

急性肺损伤(acute lung injury，ALl)和急性呼吸窘迫综合征(acute respiratorydistress syndrome，ARDS)是由心源性以外各种肺内外致病因素所导致的急性、进行性缺氧性呼吸衰竭，是全身炎症反应综合征(systemic inflammatory responsesyndrome，SIRS)在肺部的表现。常见的原因包括脓毒症，肺炎，胃内容物误吸，胰腺炎，创伤，吸入伤以及药物过量等。大量中性粒细胞在肺内的过度聚集、大量炎症介质的产生以及肺泡上皮和肺泡内皮表面的过度损伤是其显著特点。 尽管既往很多动物实验表明脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)和盐酸(hydrochloric acid，HCL)单一致伤因素都可以导致肺损伤，但是临床上ALI的发病复杂，其发生往往是多种致伤因素相互作用的结果，肺内直接病变如肺炎、胃酸返流及肺挫伤和肺外病变如感染、严重创伤等都是常见的相互影响因素。 基于此，本文第一部分对“一次打击”和“二次打击”进行深入的对比研究，并且应用18氟-氟脱氧葡萄糖(Fluorodeoxyglucose，FDG)小动物正电子断层扫描仪(micro positron emission tomography，microPET)对肺内的炎症反应进行评价，探讨“二次打击”和“一次打击”ALI模型的优劣。 雷洛昔芬是一种非类固醇的选择性雌激素受体调节剂(selective estrogenreceptor modulator，SERM)，可选择性地激活或抑制不同组织中的雌激素受体(estrogen receptor，ER)ER α或ER β，从而通过不同的信号途径，发挥不同的生物学效应。雷洛昔芬对骨骼表现为雌激素受体激动作用，对子宫和乳腺则表现为雌激素受体拮抗作用。临床上，雷洛昔芬在预防骨质疏松症中的疗效肯定，能上调骨组织中ER α基因及护骨素的表达，阻止IL-6，抑制核因子(nuclear factor kappa B，NF-kB)受体激动因子配体(receptor activator of nuclear factor kappa B ligand，RANKL)活性，并且抑制巨噬细胞集落刺激因子(macrophage colony stimulating factor，M-CSF)的分化来发挥对骨质疏松症的预防作用。另外，雷洛昔芬还具有抗炎作用，在LPS诱导的鼠类小神经胶质细胞的炎症反应中，雷洛昔芬通过抑制白细胞介素-6(interleukin-6，IL-6)及NO的分泌来表现出抗炎作用，对角叉藻聚糖诱导的胸膜炎有明显的抗炎效果。临床上，雷洛昔芬经胃肠道给药后可被迅速吸收，广泛分布于肝脏、肺脏、肾脏和血清中，并且，人体内雌激素受体分布范围广泛，ER α不论是在肺实质还是肺血管内都呈高表达，因此，我们推断，雷洛昔芬在肺组织也可通过与ER α相互作用，降低NF-kB的活性，减轻炎症反应来对ALI起到保护作用。 目前，[18F]FDG PET在感染、炎症疾病中的应用日趋广泛，临床上可以应用[18F]FDG PET定位不明原因发热的部位，在ALI的研究中，[18F]FDG PET可以判断中性粒细胞动力学，评价肺内的炎症反应。本文国内首次应用[18F]FDG microPET来判断ALI动物模型中肺内的炎症反应，以及评价药物的治疗效果，并对定量ALI时中性粒细胞的其它指标也进行深入的对比研究。本论文主要包括两部分内容：1)[18F]FDG microPET对脂多糖和盐酸二次打击所致大鼠急性肺损伤的评价；2)雷洛昔芬对大鼠急性肺损伤保护作用的研究。 第一部分：[18F]FDG microPET对脂多糖和盐酸所致大鼠急性肺损伤的评价 将33只SD雄性大鼠随机分为四组。在盐酸或生理盐水气道滴入前，所有大鼠戊巴比妥钠腹腔注射麻醉，行股动脉插管，连续监测平均动脉压(mean arterial pressure，MAP)，并于盐酸或生理盐水滴入后0.5h，1.5h及4h后抽血，查动脉血气分析，HCL IT后44,时行[18F]FDG micro PET胸部扫描，然后处死动物，取肺组织进行W／D测定和组织病理学观察。结果显示：1)血气分析：PO2整个试验过程中PO2在生理盐水对照组和LPS组中保持正常，但在HCL组和二次打击LPS-HCL组中PO2都显著降低，LPS-HCL组中平均PO2为58.67±7.77mmHg，而HCL组中为70.68±8.67mmHg，并且在试验结束时，HCL组PO2已上升到77.29±7.15mmHg，但在二次打击LPS-HCL组中仍维持在较低水平，为58.81±10.27 mmHg，两组比较有显著差异(P<0.05)；PCO2 PCO2在二次打击LPS-HCL组显著高于HCL组(P<0.05)和LPS组(P<0.05)，整个试验过程中，动脉血pH都维持在正常以下，显著低于HCL组(P<0.01)和NS组(P<0.01)，但与LPS组相比，无显著差异(P>0.05)； 2)平均动脉压：气道内滴入盐酸或生理盐水前，平均动脉压在各组中都无差异，但是在滴入盐酸后，LPS-HCL组中RAP较其他三组显著降低，且差异有显著性，(P<0.01)；3)microPET：感兴趣区(regions of interest，ROI)在右肺与右上肢肌肉之间的比值进行比较，显著高于LPS组和HCL组；4)w／D W／D值在LPS-HCL组中显著高于HCL组(P<0.01)和LPS组(P<0.01)。但在HCL组、LPS和NS组中两两比较都无显著性差异；5)病理评分：组织病理学检查发现在LPS组、HCL组和LPS-HCL组中都有不同程度的肺损伤，在三组中都可见到中性粒细胞浸润和出血，但是在LPS-HCL组中更为明显，透明膜在LPS组和LPS-HCL组中均较为常见，但在HCL组中却罕见，肺水肿和呼吸道上皮的坏死在HCL组和LPS-HCL组中常见，但在LPS组中轻微，总之，肺损伤病理评分在LPS-HCL组中显著高于HCL组(P<0.01)和LPS组(P<0.01)。 第二部分：雷洛昔芬对大鼠急性肺损伤保护作用的研究 30只SD雄性大鼠，重量为180-210g，随机分为3组，Raloxifene-LPS-HCl组(n=10)，LPS-Raloxifene-HC1组(n=10)和placebo组(n=10)，所有大鼠腹腔注射5 mg／kg LPS，分别于LPS腹腔注射前1h和注射后14h对Raloxifene-LPS-HCI组和LPS-Raloxifene-HCL组用雷洛昔芬30 mg／kg灌胃，LPS IP后16h，所有大鼠均用戊巴比妥钠40mg／kg腹腔注射麻醉，行股动脉插管，监测平均动脉压，外科手术暴露气管，滴入PH=1.2，0.5ml／kg盐酸。盐酸IT前及IT后0.5h，1.5h及4h后抽血，查动脉血气分析，4小时后对每组中随机选取5只大鼠行[18F]FDG microPET胸部扫描，然后股动脉插管处抽血2ml，行流式细胞仪CDIIb表达检测，处死动物，取肺组织进行W／D测定、组织病理学观察及MPO测定。3)PCO2在LPS-Raloxifene-HC1组大鼠，PCO2是40.07±7.79 mmHg，但在placebo组为50.75±13.03 mmHg，显著高于LPS-Raloxifene-HC1组大鼠(P<0.05)；4)MAP三组中最开始MAP比较无显著性差异，然而，盐酸滴入后MAP在LPS-Raloxifene-HCl组大鼠维持稳定，另外两组大鼠MAP均显著降低；5)micro PET：ROI在右肺和肌肉之间的比值在placebo组显著高于LPS-Raloxifene-HCl组大鼠，但在placebo组和Raloxifene-LPS-HCl组大鼠之间比较，差异无显著性；6)W／D W／D值在placebo组中为5.89±0.26，在LPS-Raloxifene-HCl组中为5.34±0.20， Raloxifene-LPS-HCl组为5.77±0.20，LPS-Raloxifene-HCl组显著低于placebo组(P<0.01)；7)组织病理评分三组中HE染色都显示出不同程度的肺损伤，但在placebo组更为明显，肺损伤评分在安慰剂组显著高于LPS-Raloxifene-HCl组大鼠，在Raloxifene-LPS-HCl组大鼠为11.4±1.65，与安慰剂组比较无显著性差异：8)相关性分析ROI在右肺和肌肉之间的比值与组织病理评分程显著相关性(R=0.824，P<0.001)；9)MPO在LPS-Raloxifene-HCl组大鼠为(2.22±0.52)U／g，显著低于placebo组大鼠(3.31±0.52)U／g(P<0.01)；10)CDllb的表达在LPS-Raloxifene-HCl组大鼠显著低于placebo组大鼠(P<0.01)。 结论： 1：LPS腹腔注射能显著增加HCL气道内滴入所致的炎症反应，二次打击可使机体肺内产生剧烈而且持久的炎症反应，比一次打击更容易诱发ALI，更接近临床ALI病人的实际发病情况； 2：[18F]FDG microPET作为一种无创的检测手段，能很好的评价ALI时肺内的炎症反应，并且其结果与组织病理评分呈显著相关性； 3：雷洛昔芬对LPS腹腔注射和盐酸气管内滴入诱导的大鼠急性肺损伤具有明显保护作用。

目录

论文说明：英文缩略语表

前言

实验动物、设备、材料与试剂

第一部分：[18F]FDG microPET对脂多糖和盐酸二次打击所致大鼠急性肺损伤的评价

材料及方法

结果

讨论

参考文献

第二部分：雷洛昔芬对大鼠急性肺损伤保护作用的研究

材料及方法

结果

讨论

参考文献

结论、不足及展望

综述：急性肺损伤的药物治疗进展

发表论文

致谢