外源性胰島素樣生長因子-1對膿毒血癥大鼠肺保護的作用

王合金 陽書坤 許梅妹

1.廣東省深圳市龍崗區(qū)人民醫(yī)院急診科，廣東深圳 518172；2.廣東省深圳市龍崗區(qū)人民醫(yī)院ICU，廣東深圳 518172

膿毒血癥和膿毒性休克每年影響成千上萬患者，其中25%甚至更多患者死亡，且病死不斷升高。急性肺損傷（acute lung injury，ALI）/急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）是一種常見危重癥，病死率極高，嚴(yán)重威脅重癥患者的生命并影響其生存質(zhì)量。研究表明，膿毒血癥和膿毒血癥性休克時ALI的患病率高達25%～50%[1]。盡管對其治療策略進行了廣泛研究，目前尚未找到充分有效的治療藥物，死亡率仍然高達35%～40%[2]。 胰島素樣生長因子-1（insulin-like growth factor-1，IGF-1）是對機體生長發(fā)育起重要調(diào)節(jié)作用的單鏈多肽，近年來因發(fā)現(xiàn)其在細(xì)胞凋亡調(diào)控方面具有重要作用而備受關(guān)注。其在膿毒血癥所致的ALI中的作用研究甚少。筆者通過膿毒血癥大鼠模型研究外源性IGF-1對肺部炎癥反應(yīng)損傷的影響，研究其對膿毒血癥引起ALI的肺保護作用，為臨床診治ALI提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

成年 Wistar大鼠 40 只（清潔級），體質(zhì)量（200±50）g，雌雄不限（深圳市疾病預(yù)防控制中心）；脂多糖（LPS，美國Sigma公司）；胰島素樣生長因子-1（Biovision 公司）；IL-6，IL-8 試劑盒（購置武漢博士得公司），左側(cè)頸動脈插管測量血壓（通過壓力換能器與BL-420E生物機能實驗系統(tǒng)連接以監(jiān)測動脈壓）。

1.2 方法

1.2.1 動物分組及模型制備 將大鼠按照數(shù)字隨機法隨機分為4組：對照組，膿毒血癥模型組，IGF-1治療1組和治療2組，每組大鼠均10只。大鼠膿毒血癥模型參考文獻[3]方法制備：大鼠腹腔注射戊巴比妥鈉40 mg/kg后經(jīng)股動、靜脈分別置入導(dǎo)管測定平均動脈壓和作為靜脈給藥的途徑。以平均動脈壓持續(xù)地較基礎(chǔ)值降低25%～30%作為LPS性休克的標(biāo)準(zhǔn)。除正常對照組外，其余3組給予靜脈注射LPS（15 mg/kg）。注射LPS后1 h，給予IGF-1治療1組和2組分別皮下注射IGF-1（50 μg/kg和 100 μg/kg）。

1.2.2 標(biāo)本收集 靜脈注射LPS后12 h，右心室穿刺采血2 mL離心15 min（3 000 r/min），取上液置于-80℃保存待測?？焖偬幩绖游?，打開胸腔，結(jié)扎右側(cè)肺門，氣管內(nèi)置入18G靜脈套管，緩慢注射生理鹽3 mL，間隔30 s，反復(fù)抽吸2次后收集支氣管肺泡灌洗液，注入置于冰上的試管內(nèi)。重復(fù)此過程3次，共 9 mL，收集的灌洗液離心 15 min（3 000 r/min），取上液置于-80℃保存待測。

1.2.3 檢測指標(biāo)和方法 采用ELISA法檢測各組大鼠血清及肺泡灌洗液IL-6和IL-8水平。IL-6和IL-8試劑盒購置于武漢博士得公司。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用統(tǒng)計軟件SPSS 10.0對實驗數(shù)據(jù)進行分析，計量資料數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，采用單因素方差分析，多組間比較采用Bonferroni檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同組別大鼠血清IL-6和IL-8濃度水平比較

結(jié)果顯示，膿毒血癥模型組大鼠血清IL-6和IL-8濃度水平明顯高于對照組，也高于IGF-1治療1組和2組（均P＜0.05）。同時結(jié)果也顯示，IGF-1治療兩組膿毒血癥大鼠血清IL-6和IL-8濃度水平明顯低于IGF-1治療1組 （均P＜0.05）。 見表 1。

表1 各組大鼠血清IL-6和IL-8濃度水平比較（x±s，ng/mL，n=10）

2.2 不同組別大鼠肺泡灌洗液IL-6和IL-8濃度水平比較

結(jié)果顯示，膿毒血癥大鼠肺泡灌洗液IL-6和IL-8濃度水平明顯高于對照組，也高于IGF-1治療1組和2組（均P＜0.05）。同時結(jié)果也顯示，IGF-1治療2組膿毒血癥大鼠肺泡灌洗液IL-6和IL-8濃度水平明顯低于IGF-1治療1組（均 P＜0.05）。 見表 2。

3 討論

膿毒血癥和膿毒性休克是目前重癥監(jiān)護室（ICU）內(nèi)主要的死亡原因，也是目前重癥醫(yī)學(xué)研究的難點和熱點。膿毒血癥極易導(dǎo)致患者并發(fā)ALI，并且與SIRS和MODS密切相關(guān)。目前對膿毒血癥導(dǎo)致的ALI的具體機制尚不明確，但大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為：在致病因素的作用下，炎癥細(xì)胞和多種炎癥細(xì)胞因子相互作用下，經(jīng)過啟動、放大和損傷等炎癥“級聯(lián)瀑布效應(yīng)”過程，導(dǎo)致失控性炎癥反應(yīng)，從而導(dǎo)致全身多器官損害。現(xiàn)有的研究表明，IL-6和IL-8是上述級聯(lián)瀑布效應(yīng)的關(guān)鍵炎癥因子，與膿毒性血癥的病死率密切相關(guān)，同時可以敏感地反應(yīng)組織損傷程度[4]，同時也是反應(yīng)膿毒血癥導(dǎo)致的ALI的敏感指標(biāo)。

表2 各組大鼠肺泡灌洗液IL-6和IL-8濃度水平比較（x±s，ng/mL，n=10）

胰島素生長樣因子-1（IGF-1）是一種肽類激素，IGF-1具有調(diào)控細(xì)胞分化和增殖的功能，也具有抑制細(xì)胞凋亡功能?，F(xiàn)有的研究表明，外源性IGF-1在重癥胰腺炎，心肌梗死及腦缺血性疾病中均有較好的抑制炎癥的作用[5]。因此，可推測外源性IGF-1對膿毒血癥所致的ALI也可能具有較好的肺保護作用。

動物模型成功后筆者發(fā)現(xiàn)，膿毒血癥大鼠肺泡灌洗液IL-6和IL-8濃度水平與其血清水平同時上升，均高于對照組。這表明，膿毒血癥大鼠可以導(dǎo)致急性肺損傷，其與文獻報道相一致[5]。在給予IGF-1干預(yù)后發(fā)現(xiàn)，與未行干預(yù)組比較，干預(yù)組大鼠血清及肺泡灌洗液IL-6和IL-8濃度均低于未治療組，且濃度水平與治療劑量成負(fù)相關(guān)。這一研究表明，外源性IGF-1能夠?qū)δ摱狙Y大鼠ALI有著較好的肺保護作用。

炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激等作用途徑最終導(dǎo)致肺泡毛細(xì)血管屏障損害，最終發(fā)展成呼吸衰竭是ALI的主要機制。而研究表明，IL-6和IL-8在這一系列的炎癥反應(yīng)過程中起著重要的作用。外源性IGF-1對膿毒血癥大鼠肺保護作用的具體機制目前尚不明確。Warzecha等[6]研究發(fā)現(xiàn)，外源性IGF-1能夠減輕急性胰腺炎時胰腺組織白細(xì)胞的浸潤和減少白細(xì)胞介素的產(chǎn)生而減輕胰腺的損害。國內(nèi)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)IGF-1能夠通過抑制細(xì)胞凋亡而減少重癥胰腺炎大鼠肺泡損害而起到肺保護的作用[7]。結(jié)合本研究，筆者推測外源性IGF-1通過抑制大鼠組織和肺泡細(xì)胞IL-6和IL-8分泌表達，同時也可能抑制膿毒血癥大鼠肺泡細(xì)胞凋亡，減輕肺組織的損傷起到肺保護作用。

綜上所述，膿毒血癥大鼠確實存在著ALI，外源性IGF-1能夠減輕膿毒血癥大鼠的肺損傷。雖然其具體的機制尚有待于進一步研究，但為將來臨床治療因膿毒血癥所導(dǎo)致ALI的藥物研究提供了一定的理論基礎(chǔ)。

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