肺減容術對肺氣腫兔肺組織結構和小氣道炎癥影響的研究.pdf

1、慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種常見的氣流受限不完全可逆、呈進行性發(fā)展的疾病。由于其患病人數多，死亡率高，社會經濟負擔重，己成為重要的公共衛(wèi)生問題之一。當前，COPD己在全球范圍內居死亡原因的第四位。COPD與慢性支氣管炎和肺氣腫密切相關。肺氣腫在病理學上表現為肺部終末細支氣管遠端氣腔出現異常持久的擴張，并伴有肺泡壁和細支氣管的破壞而無明顯纖維化。但其發(fā)病機制目前尚未完全明了。構建肺氣腫動物模型有助于肺氣腫發(fā)病機制的研究。肺減容術(1

2、ungvolumereductionsurgery,LVRS)是近來興起的重度肺氣腫外科治療方法，臨床研究證明這種方法可改善患者的呼吸困難癥狀并提高生活質量。但以往的研究多集中于對肺實質本身或呼吸肌、胸壁以及心血管功能的臨床觀察，缺乏客觀的應用基礎研究。許多問題目前尚有爭議，如LVRS是單側還是雙側更佳?對重度肺氣腫患者施行肺葉切除是否應歸入LVRS?LVRS需切除多少肺容量療效最佳?而且，對LVRS后小氣道炎癥與結構重塑的變化研究甚少

3、。目前認為LVRS只是一種姑息減狀手術，如何鞏固LVRS的療效，阻止LVRS后肺氣腫的繼續(xù)發(fā)展是當今醫(yī)學界面對的新課題與研究熱點。根據肺氣腫發(fā)病的可能機制，阻斷氣道炎癥反應、逆轉氣道結構重塑和促進肺泡的修復是治療肺氣腫的重要途徑。近年來不少學者開展了視黃酸(retinoicacid，RA)治療肺氣腫的實驗和臨床研究，但其療效尚存在爭議，而且具體的作用機制尚不清楚，尤其是RA對LVRS后肺氣腫小氣道炎癥及結構重塑作用如何，目前尚未見相關的

4、研究報告。 為探討LVRS對肺組織結構和小氣道炎癥的影響及LVRS術后小氣道炎癥的繼續(xù)治療方法，本課題以LVRS治療肺氣腫為中心，從以下幾個方面進行深入研究：1.分別采用煙熏、氣管內滴注木瓜蛋白酶以及聯合煙熏加氣管內滴入木瓜蛋白酶的方法建立兔肺氣腫動物模型，從影像學、功能學和組織病理學等方面進行評價，篩選出有效、穩(wěn)定并接近人類肺氣腫的動物模型，以滿足LVRS等肺氣腫外科應用基礎研究的需要；2.對肺氣腫兔施行單側、雙側LVRS和肺

5、葉切除術，通過動脈血氣分析、肺功能、肺組織病理學分析，探討LVRS對肺氣腫的療效及肺切除量對療效的影響，重點考察LVRS后肺功能和肺泡形態(tài)學的變化。同時比較單側、雙側LVRS和肺葉切除術的療效；3.采用組織病理學(HE和Masson染色)的方法，評價雙側LVRS對肺氣腫兔肺內小氣道炎癥與結構重塑的影響。4.通過酶聯免疫吸附實驗、免疫組化、逆轉錄PCR、Western免疫印跡分析和凝膠電泳遷移率分析法(electrophoreticmob

6、ilityshiftassay，EMSA)檢測血清、支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveolarlavagefluid，BALF)和肺組織內炎癥細胞因子白介素(IL)-1β、IL-8、腫瘤壞死因子(TNF)-α和轉化生長因子(TGF)-β1的表達以及轉錄因子核因子(NF)-κB和活化蛋白(AP)-1的活性；5.初步探討全反式視黃酸(all-trans-retinoicacid，ATRA)對LVRS后肺氣腫小氣道炎癥與結構重塑以及前述

7、炎癥細胞因子表達和轉錄因子活性的影響。 本課題的主要結果及結論如下：1.聯合應用煙熏加氣管內滴注木瓜蛋白酶的方法，不但可使兔小氣道和肺泡結構受到破壞，氣道阻力增加、有效氣體交換減少，導致氣流阻塞和肺功能降低的典型的阻塞性肺氣腫變化(P＜0.01)，而且縮短了肺氣腫形成的時間。采用聯合煙熏加氣管內滴注木瓜蛋白酶的方法可成功構建類似于人類吸煙的兔實驗性肺氣腫模型，供LVRS等肺氣腫的外科治療相關實驗研究。 2.通過術后血氣分

8、析、肺功能檢測、病理觀察和肺泡形態(tài)定量分析，表明假手術及切除小量(12.5％)或大量(37.5％)肺組織的LVRS均不能明顯改善肺氣腫兔的肺功能及組織結構(P＞0.05)；適量(25％)的單側LVRS、肺葉切除術和雙側LVRS均可有效地改善實驗肺氣腫兔的肺功能及肺泡形態(tài)學(P＜0.05，P＜0.05，P＜0.01)；雙側LVRS的療效優(yōu)于單側LVRS(P＜0.05)，肺葉切除術與單側LVRS療效相似(P＞0.05)。 3.肺氣腫

9、氣道長期慢性炎癥和修復可引起小氣道結構重塑，二者同時導致肺功能降低(P＜0.01)；肺氣腫兔小氣道管腔內以單核巨噬細胞(AM)和中性粒細胞(PMN)為主，而管壁以AM和淋巴細胞浸潤為主(P＜0.01)；雙側LVRS可顯著緩解小氣道炎癥及小氣道結構重塑，使肺功能得以改善(P＜0.01)。4.肺氣腫兔IL-1β、IL-8、TNF-α和TGF-β1蛋白和mRNA表達水平非常顯著增高(P＜0.01)，說明IL-1β、IL-8、TNF-α和TGF

10、-β1等細胞因子網絡參與了肺氣腫的發(fā)生發(fā)展過程。LVRS后IL-1β、IL-8、TNF-α和TGF-β1表達水平顯著降低(P＜0.01)。肺氣腫兔肺組織內NF-κB和AP-1轉錄活性明顯增強(P＜0.01)，說明NF-κB和AP-1等轉錄因子也參與了肺氣腫的發(fā)生發(fā)展過程，LVRS可使NF-κB和AP-1轉錄活性顯著減弱(P＜0.01)。細胞因子表達下調和轉錄因子活性減弱，可能是術后肺氣腫小氣道炎癥與結構重塑部分逆轉的另一原因。