全肺灌洗对肺纤维化兔动脉血气的影响

诸纪芬,李光明,曾剑儿,雷建平

(江西省胸科医院呼吸科,南昌330006)

全肺灌洗已广泛应用于尘肺、肺泡蛋白沉着症等疾病的治疗,但还没有用于肺纤维化治疗的报道。本实验用全肺灌洗治疗肺纤维化,通过治疗前后动脉血气的变化来了解治疗的效果。

1 材料与方法

1.1 实验动物与分组

选用3～6个月龄的健康新西兰大白兔25只(由南昌大学医学动物科学部提供),体质量2.0～2.5 kg,雌雄不限,在开放清洁环境下饲养3 d备用。将25只健康新西兰大白兔按随机数字表法分为3组,对照组(n=5)、模型组(n=5)及实验组(n=15)。又将实验组分为3个亚组:7 d组、14 d组及21 d组,每组各5只。

1.2 主要药物和仪器

盐酸平阳霉素(8 mg·支-1,哈尔滨博来制药有限公司,批号:06120201)。小儿用简易呼吸器(江苏泰兴市辉春医疗器械有限公司,YZB/苏0086-2005);新生儿喉镜,片长9.0 cm(上海医疗器械有限公司手术器械厂,YZB/沪0367-05A-2005);灌洗导管(河南省新乡市驼人医疗器械有限公司)[1];硬脊膜外麻醉导管(外径1 mm,常州市乐佳医疗器械有限公司,YZB/国0131-2006);血气酸碱分析仪(南京南分医用实验仪器有限责任公司,DH-1830G型);腰椎穿刺针(上海埃斯埃医械塑料制品有限公司,批号:P20070210);电热恒温水温箱(上海医疗器械七厂,5648型);OLMYPUS显微镜(日本OLYMPUS公司,CH40型)。

1.3 动物模型制备

实验第1天,对照组经气管内注入生理盐水2 mL,模型组和实验组经气管内一次性注入平阳霉素8 mg·kg-1(溶于生理盐水2 mL中)成功制备肺纤维化动物模型[2]。7 d组、14 d组及21 d组分别在动物模型制备后的第7、14、21天进行全肺灌洗治疗[1]。

1.4 动物麻醉及全肺灌洗

将兔放在固定笼中,从耳缘静脉依次注入地西泮1～2 mg·kg-1、氛胺酮10～15 mg·kg-1、阿托品0.05 mg·kg-1,用生理盐水保留静脉通道,注射完毕,兔即进人麻醉状态。将兔平放在手术台上,仰卧,固定上、下肢。术者右手握住兔颈项,示指轻压喉结部,左手持新生儿喉镜从口腔插入,尽量向上拉直颈项,看清声带后,将灌洗导管经口从声门处插入,导管进入气管后动物出现轻度呛咳,即可判定为导管进入气管内。将灌洗导管轻轻推进,手感稍有阻力时停止,稍后退0.5 cm,将套囊充气以封闭右支气管,接通输氧管;封闭灌洗导管外口,同时用听诊器听诊,右肺听不到呼吸音,左肺呼吸音正常,说明灌洗导管是在右支气管内,且封闭良好;反之,灌洗导管在左支气管内。灌洗导管插入左支气管的方法:导管插入气管后,将兔右侧卧位,用手托起右肩5～10 cm,使左支气管与喉轴线夹角变小,易于插入。

全肺灌洗:一只手固定兔头肩部,另一只手持灌洗导管保持固定位置,取侧卧位,灌洗侧在上,用注射器抽取生理盐水10 mL(38℃水浴中恒温),以约5 mL·min-1的速度从灌洗导管外口注入后把兔头稍放低,自然引流至无液体流出,重复注入灌洗。灌洗完毕,用小儿简易呼吸器连接灌洗导管辅助呼吸约1 min,频率20～25次·min-1,然后打开控制气囊阀门放气,拔出灌洗导管,隔日进行另一侧肺灌洗,每次灌洗总量为25～30 mL·kg-1,灌洗后臀部肌内注射普鲁卡因青霉素40万U,2次·d-1,连用3 d。

1.5 标本采集及项目观察

于实验第1天和第5周末,经兔右耳背动脉抽取动脉血1.0 mL行动脉血气检查,观察pH和动脉血氧分压(PaO2)、二氧化碳分压(PaCO2)的变化。

1.6 统计学方法

2 结果

实验第1天各组pH、PaO2、PaCO2检测结果见表1,其比较差异无统计学意义(P＞0.05)。实验第5周末各组动脉血气分析结果比较见表1。

表1 各组兔实验第1天、第5周末动脉血气检测结果比较±s

表1 各组兔实验第1天、第5周末动脉血气检测结果比较±s

*P＜0.05,**P＜0.01与对照组比较;#P＜0.05,##P＜0.01与模型相比较;△P＜0.05与7 d组比较。1 mm Hg=0.133 kPa。

组别n实验第1天pHPaO2/mm HgPaCO2/mm Hg实验第5周末pHPaO2/mm HgPaCO2/mm Hg对照组57.37±0.05103.5±7.836.6±2.77.40±0.0396.5±7.9 35.8±3.9模型组57.43±0.07100.1±7.734.7±3.67.28±0.06*66.9±5.4**37.4±5.1 7 d组57.37±0.0598.5±7.835.6±3.77.32±0.0385.2±6.7*##31.5±4.8 14 d组57.35±0.0495.6±8.132.1±3.27.31±0.0576.2±6.4*#34.4±6.0 21 d组57.43±0.0797.1±7.732.3±3.67.34±0.0670.9±4.4**△35.4±5.6

3 讨论

在临床上全肺灌洗已广泛应用于尘肺、肺泡蛋白沉着症、重症感染等疾病的治疗,但尚未用于肺纤维化的治疗。本研究中模型组和实验组采用平阳霉素一次性气管内注入的方法成功制备肺纤维化模型,在此基础上,实验组中的7 d组、14 d组及21 d组分别在动物模型制备后的第7、14、21天行全肺灌洗治疗,通过观察动脉血气来了解治疗的效果。

已有研究证实,气管内注入平阳霉素复制肺纤维化模型后,病理观察发现,14 d前以细胞浸润为主,相当于肺纤维化的早期;21 d为细胞浸润与纤维增生共存,相当于肺纤维化的中期;28 d以纤维增生为主,相当于肺纤维化的晚期[3]。

本实验第1天各组动脉血气结果比较差异无统计学意义(P＞0.05)。在第5周末,对照组PaO2高于其他各组(P＜0.05或P＜0.01);7 d组和14 d组PaO2高于模型组(P＜0.05或P＜0.01);7 d组PaO2高于21 d组(P＜0.05)。上述结果表明,全肺灌洗治疗可提高肺纤维化兔的PaO2,尤其是在肺纤维化的早期,PaO2压改善更明显。

肺纤维化发病机制至今尚未完全清楚,大量临床及实验研究结果表明:在肺纤维化的肺泡灌洗液中,巨噬细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、噬酸性粒细胞等炎性细胞增加,细胞活性增强,血小板衍生生长因子(PDGF)、转化生长因子β(TGF-β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、成纤维细胞生长因子(FGF)、白介素(IL-1、6、8)等细胞因子明显增多,这些细胞和细胞因子相互作用,形成一个复杂的细胞-细胞因子网络,在肺泡炎的发生、发展及肺纤维化的形成中起着重要的作用[4-10]。全肺灌洗可清除肺泡内的炎症细胞和细胞因子等物质[10],改善肺的弥散功能及通气血流比例失调,提高PaO2;阻断细胞-细胞因子网络的形成,恢复肺泡细胞正常的微环境,从而减轻肺泡炎的发生、发展,延缓肺纤维化的形成。在肺纤维化晚期,肺泡中的炎症细胞和细胞因子明显减少,肺纤维化已经形成,全肺灌洗不能改善兔的PaO2。

PaO2是肺换气功能的一个客观指标,在一定程度上反映了肺纤维化的严重程度。本研究表明,早期全肺灌洗将有助于改善肺纤维化的进展,明显提高兔的PaO2,但是否有助于改善兔的生存期,有待进一步研究。

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