早期戒煙大鼠肺病理及炎性介質變化

姜洪芳，蔡存偉，趙 立

（1.中國醫科大學附屬盛京醫院老年病科，沈陽 110004； 2.遼寧省腫瘤醫院病理科，沈陽 110042；3.中國醫科大學附屬盛京醫院呼吸內科，沈陽 110004）

吸煙可誘發肺部炎癥反應，是慢性支氣管炎、肺氣病等疾病的重要致病因素［1］。但目前有報道稱，戒煙并不能緩解氣道炎癥，尤其是在肺氣腫病情形成以后［2-3］。這將引發人們思索，是否某些“健康”吸煙者在戒煙后，其病情轉歸并不如我們所預期的樂觀。鑒于此，我們的研究以早期戒煙大鼠為研究對象，觀察其戒煙后肺組織病理及炎癥介質變化，以期對戒煙人群做出正確指導。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

1.1.1 實驗動物及分組：實驗動物選用Wistar雄性大鼠80只，體重150～230 g，由中國醫科大學動物中心提供（SCXK［軍］2007-004），隨機分為對照組及早期戒煙0天、1周、2周、4周、6周、8周、12周組，每組均10

只。各組飼料、飲水相同，均予自由飲水和攝食。

1.1.2 早期戒煙組模型制備：將吸煙組大鼠以120只/m3密度放入100 cm ×50cm ×50 cm的有機玻璃制成的染毒箱內。每天被動吸煙2次，每次10支，每次間隔4 h，每次30 min，連續吸煙30 d后戒煙。香煙為沈陽卷煙廠生產的藍翎牌香煙，焦油量：14 mg、煙氣煙堿量：12 mg、烤煙型84 mm。

1.2 實驗方法：

1.2.1 血清 IL-8濃度的測定：各組大鼠分別于實驗結束次日，以2％戊巴比妥鈉（50 mg/噸）腹腔注射麻醉后，腹主動脈放血致死。血樣以3500 r/m in離心，取血清，-80℃凍存。采用酶聯免疫吸附方法測定血清中 IL-8的蛋白質含量。試劑盒購于美國BioSource Europe S-A公司。

1.2.2 NF-κBp65的表達：取相同部位肺組織，4％多聚甲醛常規灌注固定、蠟塊制作，切片，貼片。采用S-P免疫組化學方法，試劑盒購于武漢博士德生物工程有限公司。每張切片于光鏡下隨機選取10個視野，利用美國 Universal Imaging Porporation圖像分析系統，應用Meta Morph軟件，測定平均光密度值以表示陽性產物的強度。

1.2.3 病理學觀察：各組大鼠均取左側支氣管旁肺組織，光鏡觀察HE染色切片，按文獻［4］所述方法對各組大鼠氣道炎癥進行病理學評分。

1.3 統計學處理：

2 結果

2.1 早期戒煙組大鼠肺組織標本HE染色切片

光鏡下觀察，多數大鼠可見氣道上皮細胞纖毛發生粘連、倒伏，上皮細胞空泡變形、壞死、增生，炎癥細胞浸潤。

2.2 對照組及早期戒煙組血清 IL-8濃度、肺組織NF-κB的表達、肺組織病理評分變化及比較結果

見表1及彩插1圖1（肺組織HE染色）、彩插1圖2（肺組織NF-κB的表達）。

表1 對照組及早期戒煙組血清IL-8濃度、肺組織NF-κB的表達、病理評分變化及比較Tab.1 Changes and comparison among control group and early quitting smoke groups in serum level of IL-8，lung tissue expression of NF-κB and pathological score

早期戒煙組大鼠血清IL-8濃度、肺組織NF-κB的表達及氣道炎癥病理評分在戒煙后各時相點較未吸煙對照組明顯升高，有統計學意義（P＜0.05）。早期戒煙組大鼠血清IL-8的濃度、肺組織NF-κB的表達及肺組織病理炎癥評分在戒煙后略有上升、且在戒煙后8周達到高峰，但隨后在戒煙12周時可見IL-8的濃度有下降趨勢，肺組織病理炎癥反應有所減輕。

3 討論

吸煙誘發的肺部炎癥反應機制復雜。在吸煙者中可發展為有明顯癥狀的COPD患者占15％～20％，有慢性呼吸道癥狀而無氣流受限者占50％，約30％的吸煙者無慢性呼吸道癥狀及氣流受限，即所謂的“正常吸煙者”［5］。既往的研究多是以前兩者為研究對象，其研究結果已告訴我們，通過單純戒煙，并不能逆轉COPD病情。因此，本研究通過觀察及檢測早期戒煙大鼠戒煙后不同時相肺組織病理及炎性介質的表達，探討“正常吸煙者”在戒煙后病情能否繼續發展，與吸煙合并COPD者間戒煙后肺組織病理和炎癥反應變化是否一致，關于此類研究在國內外尚鮮有報道。

香煙煙霧中的氧化劑可增加肺泡上皮細胞粘液的產生，損傷支氣管纖毛功能，增加內皮細胞通透性，從而有利于炎癥細胞向病變部位滲出［6］。肺泡巨噬細胞、上皮細胞在吸煙、細菌、病毒感染等刺激下釋放 IL-8增加，IL-8可以趨化中性粒細胞、淋巴細胞等導致炎癥反應的放大。Sarah等［7］發現吸煙伴肺氣腫的患者肺泡灌洗液中巨噬細胞釋放IL-8水平較正常人群升高5倍以上，應用香煙溶液刺激肺氣腫患者肺泡灌洗液中的巨噬細胞，其釋放IL-8的增加量也明顯高于健康吸煙組增加量。Nogueraa等［8］研究表明吸煙伴肺氣腫患者支氣管上皮細胞及痰液細胞培養上清液中IL-8水平明顯高于非吸煙健康對照及吸煙無肺氣腫組，證明了IL-8是肺氣腫患者氣道內的主要炎性介質。

近來的研究提示NF-κB在炎癥刺激后上調一系列特定的細胞因子及粘附分子基因的轉錄中起重要作用［9］。NF-κB是一具有基因轉錄調控作用的DNA結合蛋白，對未受刺激的細胞，NF-κB與其抑制劑IκB相結合存在于胞漿中，覆蓋了NF-κB的核定位信號區，阻滯了NF-κB活化進入胞核發揮作用，所以IκB與NF-κB的解離是NF-κB活化的首要條件。而煙霧刺激作為NF-κB激活的誘導劑，常與IκB的去磷酸化相關。動物實驗曾證實急性暴露香煙后可使肺泡巨噬細胞中NF-κB活性持續增強，導致IL-8等炎癥介質基因及粘附分子基因的過度表達，誘導中性粒細胞進入氣道，而引起炎癥反應的持續［10］，這一機制可能與肺氣腫氣道炎癥作用機制相關。

由于IL-8、NF-κB等細胞因子是構成肺氣腫氣道炎癥的復雜的炎癥細胞、細胞因子網絡的重要組成成份，能相互促進，加速局部炎癥的發生發展，在肺氣腫發病中起著十分重要的作用。因此，本實驗在觀察戒煙大鼠肺組織病理變化的同時，檢測血清IL-8濃度及肺組織 NF-κB因子表達。研究結果表明，與吸煙合并 COPD者不同，早期戒煙大鼠在戒煙早期雖可見炎癥反應略有加重，但隨戒煙時間延長，仍可見炎癥反應有所減輕。

吸煙所致肺部疾病病變過程十分復雜，戒煙后肺組織的炎癥介質和炎癥細胞發揮作用的路徑和機制還需要深入研究。目前已有報導提出，COPD患者戒煙后持續存在的炎癥反應可能是一個綜合性部分維修過程，炎癥介質及炎癥細胞的增多可能起到運輸和消除炎癥反應的作用［11］。因此，建議以后的研究應該注重于觀察戒煙者更長時間炎癥介質及肺組織病理變化，進一步將炎癥介質及炎癥細胞分類，探討其發揮作用的機制。

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