內毒素致多臟器功能障礙綜合征綿羊模型的建立

王春雨，凡春玲，羅曉紅，萬東君，李 晶，陸 璐，王紅義，牛廷獻

（蘭州軍區蘭州總醫院 1.內分泌科，2.干部病房，3.動物實驗科，蘭州 730050）

多臟器功能障礙綜合征（MODS）多繼發于嚴重感染、創傷、內毒素血癥等，治療難度大，死亡率高，國內外迄今沒有突破性進展。由于其原發病因各異、發病過程不同，發病機制復雜，加之治療因素的干擾，使得難以全面細致觀察MODS患者病情變化的全過程。MODS動物模型是研究其發病機制和臨床防治的基礎，因此，建立簡單有效且符合臨床實際的MODS動物模型一直是是國內外研究的難點和熱點。本研究利用LPS誘發綿羊膿毒血癥，進而介導MODS，以探討建立一種簡單有效且能模擬MODS病理和臨床特征變化的動物模型。

1 材料和方法

1.1 動物與分組

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

1.2 模型建立

實驗組動物均用速眠新Ⅱ號（1.5mL/kg）（軍事醫學科學院軍事獸醫研究所，吉獸藥試字（2004）005013）肌內注射麻醉。之后，實驗I組和II組分別以3μg/kg和6μg/kg LPS［1］（血清型為：O127：B8，批號為64H4010，美國Sigma公司）于30min和60min內均勻持續經前肢橈靜脈泵入。

1.3 檢測指標與方法

血氣、血常規和血清生化等指標的檢測均由本院檢驗科測定。

1.3.1 血氣分析：LPS靜注前后，分別于0、1、2、3和6h經股動脈采血，立即測定氧分壓（PaO2）。

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

1.4 MODS的診斷標準

參照胡森等［2］提出的動物發生MODS時各個器官功能障礙分期診斷標準和評分標準。在注射LPS后出現2個或2個以上器官或系統功能障礙判定為MODS。

1.5 統計學方法

2 結果

2.1 體征表現及死亡率

兩實驗組綿羊靜脈泵入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，運動障礙。24h后實驗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實驗Ⅰ組和Ⅱ組綿羊股動脈氧分壓（PaO2）（mmHg）與0h相比均明顯下降（P＜0.01），氧合指數［PaO2/FiO2（吸入氧濃度）］均≤26.70kPa（1kPa=7.5mmHg）（表1）。結果表明，氧合指數已達到急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）的診斷標準［3］。

2.3 血清生化指標的變化

表1 兩實驗組氣血分析Tab.1 Blood gas analysis in the two groups

靜注LPS前后結果表明（表2）：①AST：兩實驗組均在6h時開始上升，12h～72h的水平明顯或顯著高于0h（P＜0.05或P＜0.01）。實驗I組在24h時達到峰值，而實驗II組從6h開始以極高的水平不斷上升，直至72h。②ALT：兩實驗組均在24h的水平達到峰值，之后逐漸下降，但明顯高于0h的水平（P＜0.05或P＜0.01）。③TBIL：實驗I組的水平在12h和24h時明顯高于0h（P＜0.05），在24h時達到峰值，之后不斷下降。而實驗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：兩實驗組均在24h的水平達到峰值。但實驗I組只在24h時的水平明顯高于0h（P＜0.05），而實驗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）。以上結果表明，靜注LPS 24h后成功建立了MODS模型。

表2 兩實驗組血清生化指標的變化Tab.2 The changes of serum biochemical indexes in sheep of the two groups

2.4 血常規的變化

血常規結果表明（圖1），靜注LPS后，實驗Ⅰ組2h～4h WBC的數目與0h相比明顯下降（P＜0.01），12h時開始上升，至48h～72h又明顯高于0h（P＜0.05或P＜0.01）。實驗Ⅱ組2h～12h WBC的數目明顯下降（P＜0.01），24h時開始上升，72h又明顯高于0h（P＜0.05）。

圖1 兩實驗組WBC的變化趨勢Fig.1 The changes of WBC counting in the two groups

3 討論

膿毒血癥是一個相當復雜的病理生理過程，有其特殊的血流動力學特征，還存在失控的炎癥反應、持續高代謝以及最終出現多器官功能障礙綜合征（MODS）等特點［4，5］。一般認為，感染后器官功能障礙分為2類［6］：一類為原發性器官損傷（臨床稱單相速發型），占10％～20％，患者受到嚴重創傷感染和休克時可以很快發生器官功能障礙；另一類是繼發性器官損傷（雙相遲發型），占70％～80％，創傷、休克等作為第1次打擊，其后感染或非感染性損害構成第2次打擊誘發了全身炎癥反應（SIRS）或膿毒血癥（sepsis），此即二次打擊模型。很多學者認為二次打擊模型（既雙相遲發型）能夠更好的模擬人體內疾病的發生和發展過程，但此類模型制作復雜，復制困難。內毒素介導的MODS模型具有致傷因素單一、造模方法簡便快捷、結果便于分析等優點。大小鼠、兔、綿羊和犬等動物均可用于建立MODS模型［7-10］，大鼠、小鼠雖然價格低，但對內毒素敏感性較差，解剖結構與人差別較大；兔對內毒素敏感性強，死亡率過高；小香豬模型接近人的發病過程，但成本過高；綿羊與其他動物比較，對LPS敏感性較高，在小劑量LPS作用下就能誘發SIRS，繼而進展至MODS［11］；另一方面，綿羊為大型動物，便于實驗觀察血流動力學、氧代謝和肺機械力學的改變，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。

本研究結果表明，靜注LPS后，1～6h實驗I組和II組PaO2均明顯下降（P＜0.01），氧合指數已達到急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）的診斷標準；AST、ALT、TBIL和CRE兩實驗組均在不同時點明顯或顯著升高（P＜0.05或P＜0.01），但AST升高的時間較早（6h）。這表明在MODS的形成過程中，LPS對肝臟的損傷早于心臟和腎臟。血常規結果表明，靜注LPS后，兩實驗組WBC數目在2h時均顯下降（P＜0.01），之后又明顯升高（P＜0.01）。此結果與有關文獻報道一致［13，14］。這提示LPS靜注后，首先對WBC具有急劇殺傷的作用，之后形成SIRS，使得WBC數目急劇升高。上述結果表明，本研究利用兩種劑量的LPS均成功建立了MODS模型。但兩實驗組的結果表明，6μg/kg的LPS對機體的損傷程度和死亡率大于3μg/kg。因此，作者認為，若對MODS的發病機制研究，利用3μg/kg的LPS較理想。這樣，既節約時間，又節省試劑。若對MODS的干預研究，利用6μg/kg的LPS較理想，這樣可以更好地驗證藥物的防治效果。

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