不同劑量烏司他丁對百草枯急性肺損傷大鼠肝腎功能的影響

陳文龍 舒維 許靜 湯旭惠 周從陽

（1江西省人民醫院急診科 南昌330006；2江西省胸科醫院內科 南昌330006；3江西省奉新縣人民醫院內科 奉新330700；4南昌大學第一附屬醫院急診科 江西南昌330006）

百草枯（Paraquat，PQ）又名克蕪蹤、對草快等，分子式C12H14N2O12，常用制劑為20%水溶液。1962年作為除草劑上市，由于其與土壤接觸后能快速分解，極少殘留，對周圍環境無害，因而在全球多個國家廣泛應用。然而PQ對人畜有非常強的毒性，誤服、皮膚接觸、呼吸道吸入均能中毒，死亡率高達80%[1]。PQ中毒癥狀、預后與口服劑量相關，口服劑量大于40 mg/kg患者，表現為急性暴發性中毒癥狀；24 h內出現急性肺損傷，并很快發展為多器官功能衰竭。目前PQ中毒的治療尚處于探索階段，大量研究發現UTI對PQ中毒大鼠急性肺損傷有保護作用，本研究通過不同劑量的UTI干預百草枯中毒大鼠，研究不同劑量UTI對大鼠百草枯急性肺損傷的保護作用及對肝腎功能的影響。現報告如下：

1 材料與方法

1.1 動物及分組 健康、清潔級SD大鼠50只，體重（200±20）g，雌雄不限（南昌大學醫學院動物科學部提供），將50只SD大鼠隨機分為正常對照組（A）、PQ 中毒組（B）、小劑量 UTI治療組（C）、中劑量UTI治療組（D）、大劑量 UTI治療組（E）五組，每組10只。

1.2 材料 20%PQ濃縮液（上海先正達有限公司），注射用UTI（天普生化醫藥有限公司）。

1.3 實驗方法 PQ中毒組（B）、UTI治療組（C、D、E）大鼠采用PQ一次性灌胃染毒法（80 mg/kg）復制PQ中毒急性肺損傷模型[2]，對照組采用等量生理鹽水灌胃。灌胃30 min后，C組腹腔注射UTI 10萬U/kg，D組腹腔注射UTI 30萬U/kg，E組腹腔注射UTI 60萬U/kg，A、B組注射等量生理鹽水。24 h時后觀察各組大鼠的一般情況，用10%水合氯醛（4.5 mL/kg）腹腔注射麻醉[3]，麻醉后分離暴露心臟、兩側肺臟，心臟取血5 mL，留取血清用于檢測谷丙轉氨酶（ALT）、谷草轉氨酶（AST）、尿素氮（BUN）、肌酐（Cr）濃度。采血完畢后，剪下整個肺組織觀察肺臟的大體情況，切取左肺置入4%甲醛溶液中固定、石蠟包埋、切片、HE染色等后進行肺組織病理學觀察。按照Mikawa等[4]方法，依據肺泡充血、肺泡出血、肺泡間隙或血管壁的中性粒細胞浸潤和聚集、肺泡間隔增厚或透明膜形成4項指標，4項指標按0～4分半定量評分，累計各項評分而得到肺損傷病理評分。

1.4 統計學處理 實驗數據采用SPSS19.0統計分析，定量指標數據應用均數±標準差（±S）表示，計量資料多樣本均數比較采用單因素方差分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 大鼠血清中 ALT、AST、BUN、Cr濃度變化 B組中ALT、AST、BUN、Cr濃度明顯高于A組（P＜0.01）；C、D、E 組中 ALT、AST、BUN、Cr濃度較 B 組明顯減低（P＜0.01）；C、D、E 組之間比較，ALT、AST、BUN、Cr濃度無顯著差異（P＞0.05）。見表1。

表1 大鼠血清中ALT、AST、BUN、Cr含量變化 （±S）

表1 大鼠血清中ALT、AST、BUN、Cr含量變化 （±S）

注：與 A 組比較，#P＜0.01；與 B 組比較，*P＜0.01；與 C 組比較，△P＞0.05；與D 組比較，▲P＞0.05。

組別nALT（U/L）AST（U/L）BUN（mmol/L）Cr（μmol/L）ABCDE 10 10 10 10 10 38.29±13.96 136.63±26.92#90.02±18.31#*94.64±16.75#*△91.25±16.49#*△▲143.65±22.09 419.13±53.99#299.48±34.90#*303.41±33.53#*△290.60±26.97#*△▲18.87±6.53 49.66±9.46#38.82±5.27#*37.19±5.52#*△36.24±5.13#*△▲75.27±13.25 204.29±24.84#48.67±17.90#*139.15±15.85#*△142.58±13.25#*△▲

2.2 肺臟的大體情況 A組大鼠雙肺表面為均勻粉紅色、無充血、水腫、無出血點、表面光滑，質地柔軟，彈性好；B組大鼠雙肺表面呈不均一暗紅色、明顯充血、水腫、伴大量出血點、表面粗糙、彈性差；C、D、E組雙肺表面呈不均一紅色，見腫脹、充血、少量出血點，無大片出血灶，且C、D、E組隨著UTI劑量遞增，雙肺水腫、充血、出血逐漸減輕。

2.3 肺組織損傷的病理評分 B組肺損傷評分顯著高于 A 組（P＜0.01）；UTI治療組（C、D、E）肺損傷評分明顯低于B組（P＜0.01）；C、D、E組之間比較也存在顯著差異（P＜0.01），隨著UTI劑量的遞增，肺損傷評分逐漸下降。見表2。

表2 肺組織損傷病理評分 （±S） 分

表2 肺組織損傷病理評分 （±S） 分

注：與 A 組比較，#P＜0.01；與 B 組比較，*P＜0.01；與 C 組比較，△P＜0.01；與 D 組比較，▲P＜0.01。

組別 n 肺組織病理評分ABCDE 10 10 10 10 10 0.40±0.52 14.30±1.34#11.20±1.23#*8.90±1.45#*△6.40±1.17#*△▲

3 討論

PQ經皮膚、呼吸道、消化道等吸收入人體，對多系統組織具有毒性作用，較大劑量中毒常引起肺、心、肝、腎等多臟器功能損傷，導致多臟器功能衰竭而迅速死亡。PQ中毒主要機制：（1）氧自由基損傷：PQ體內吸收后，經氧化還原反應導致大量活性氧產生和NADH及其還原當量耗盡。機體的抗氧化防御活性酶受到影響，誘導脂質過氧化反應，通過氧化反應直接損害各臟器主要細胞成份，這是多系統損傷的基礎。因PQ異常聚集于肺組織中，故肺損傷最為嚴重。（2）過度炎癥反應：PQ中毒早期有大量炎性細胞和免疫細胞浸潤，分泌多種遞質。其釋放的致炎細胞因子增加，導致多系統炎性損傷。目前已證實腫瘤壞死因子 -α（TNF-α）、干擾素 -γ（IFN-γ）、轉化生長因子-β1（TGF-β1）等在PQ中毒損傷中起了重要作用[5]。（3）線粒體功能障礙，啟動和加重細胞凋亡[6]。（4）對基因表達的影響及酶失衡：最新研究顯示PQ對器官損傷尤其是肺可能與多細胞因子、多基因有關；膠原酶和金屬蛋白酶的組織抑制物之間的不平衡共同參與了急性肺損傷及肺纖維化的產生。目前PQ中毒的治療尚處于探索階段，至今尚無特效解毒劑清除百草枯，同時也沒有特效螯合劑可以結合血液組織中的百草枯。

UTI系從健康成年男性尿液中分離純化而得的一種糖蛋白，由肝臟分泌，屬于Kunitz型蛋白酶抑制劑的一種。能夠抑制多種蛋白質、糖和脂類水解酶的活性。具有抑制炎癥介質的釋放、抑制細胞因子產生、清除自由基的作用，能穩定溶酶體膜、抑制溶酶體酶的釋放。當發生感染、急性炎癥、慢性炎癥、腫瘤時，均可在尿液中檢測到UTI含量升高。國外已將烏司他丁廣泛用于治療急性胰腺炎、ALI、ARDS、MODS、休克，還用于手術、體外循環、腫瘤化療和肝、腎移植過程中重要臟器的保護[7]。

本實驗發現，較大劑量UTI對急性百草枯中毒大鼠急性肺損傷具有較強的保護作用。相關臨床實踐及實驗已經探討了烏司他丁的藥物效應與劑量的相關性。彭娜等[8]通過對膿毒癥大鼠研究，發現大劑量UTI通過抑制心肌TNF-α、內皮素-1的表達對膿毒癥心肌損傷具有一定的保護作用，小劑量UTI對膿毒癥心肌損傷無保護作用。王小康等[9]發現較大劑量應用烏司他丁可以減輕體外循環過程中誘發的全身炎癥反應，尤其是腦組織缺氧缺血所致的炎癥反應，從而產生腦保護作用。苗鋒等[10]對大鼠肺臟的缺血-再灌注損傷研究，發現烏司他丁對缺血-再灌注損傷有一定的保護作用，劑量和效應呈正相關。余靜等[11]研究發現烏司他丁40 000 U/kg可減輕嚴重燙傷致大鼠心肌損傷，80 000 U/kg烏司他丁可加重嚴重燙傷致大鼠心肌損傷。目前UTI已經廣泛應用于PQ中毒臨床治療，但最合適劑量仍有待于進一步探討。

本實驗所選擇的低、中、高UTI用量作用于百草枯中毒大鼠證實：UTI對百草枯急性肺損傷大鼠肝腎功能具有保護作用；低、中、高UTI用量組肝腎功能無顯著差別，說明較大劑量UTI對PQ中毒大鼠肝腎功能無毒副作用，而具有一定的保護作用。關于是否隨著UTI劑量增加，對PQ中毒急性肺損傷的保護作用逐漸增強還有待進一步地研究；隨著UTI劑量繼續增加，UTI對PQ中毒肝腎功能的影響以及更長時間點對各臟器保護作用也需要進一步地觀察。

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