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急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是由各种致病因素(包括肺内和肺外)所导致的急性弥漫性肺损伤以及进而发展的急性呼吸衰竭,主要病理特征是肺内或全身炎症失控致肺微血管通透性增高,肺泡渗出富含蛋白质的液体,进而肺水肿及透明膜形成,常伴肺泡出血。已有研究发现,ARDS患者血清氨基末端脑钠肽前体(N-terminal pro-brain natriuretic peptid,NT-proBNP)明显升高,由于NT-proBNP与脑利钠肽(Brain Natriuretic Peptide,BNP)是等摩尔分泌的,NT-proBNP水平的升高在一定程度上可以反映BNP的升高。近年来越来越多的研究发现,肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensin system,RAS)在ARDS的发生发展过程中发挥着重要的作用,而BNP是RAS的天然拮抗剂。我们首先研究ARDS患者血清NT-proBNP水平改变及其意义,并通过建立脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)介导的大鼠ARDS模型,探讨重组人脑利钠肽(recombinant human brain natriuretic peptide,rhBNP)对ARDS大鼠的干预作用及其机制。目的探讨ARDS患者血清NT-proBNP水平改变及其意义,并进一步研究rhBNP对LPS介导的ARDS大鼠的干预作用及其机制。方法第一部分:选取36名入住广西中医药大学第一附属医院ICU的ARDS患者。以患者入住综合ICU作为研究起点,入院28天内患者痊愈好转出院、转出ICU或死亡作为研究终点,剔除放弃治疗或自动出院的病例。根据转归将ARDS患者分为存活组和死亡组。各组患者入住ICU后行脉搏指示性连续心输出量(pulse-indicated continuous cardiac output,PICCO)监测血流动力学,记录各组患者入住ICU时,入住ICU24h,入住ICU24h时的血管外肺水指数(extravascular lung water index,EVLWI),肺血管通透性指数(pulmonary vascular permeability index,PVPI)值。检测各组患者入住ICU时,入住ICU24h,入住ICU24h时的血清NT-pro BNP、C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)。同时检测各组患者入住ICU时的血气分析。比较存活组和死亡组患者NT-pro BNP,CRP,EVLWI及PVPI,并釆用双变量Pearson相关分析法分析NT-pro BNP与氧合指数(oxygenation index,OI)、CRP和EVLWI的相关性。第二部分:利用腹腔注射LPS复制ARDS大鼠模型,观察不同剂量的rh BNP对ARDS大鼠6h及12h生存率以及肺组织湿/干重比的影响。分别利用苏木素-伊红染色(hematoxylin-eosin staining,HE)及电镜观察不同剂量的rh BNP对ARDS大鼠肺组织病理改变以及超微结构改变的影响。采用末端脱氧核苷酸转移酶介导的缺口末端标记法(terminal-deoxynucleoitidyl transferase mediated d UTP nick end labeling,TUNEL)检测不同剂量的rh BNP对ARDS大鼠肺细胞凋亡的影响。分别采用实时定量聚合酶链反应(real-time quantitative-PCR,RT-PCR)及酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测不同剂量的rh BNP对ARDS大鼠肺组织炎症因子白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)以及肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)基因及蛋白表达的影响。采用ELISA检测不同剂量的rh BNP对ARDS大鼠肺组织血管紧张素II(Angiotensin II,Ang II)及血管紧张素1-7(Angiotensin1-7,Ang1-7)蛋白水平的影响。采用免疫组织化学法(immunohistochemistry,IHC)观察rh BNP对ARDS大鼠肺组织血管紧张素转化酶(angiotensin-converting enzyme,ACE)及血管紧张素转化酶2(angiotensin-converting enzyme2,ACE2)蛋白表达的影响。结果第一部分:各时间点死亡组NT-pro BNP水平均显著高于存活组(P<0.01),但两组间CRP水平没有显著性差异(P>0.05)。PICCO监测结果显示,ARDS患者入ICU时EVLWI及PVPI均高于正常;死亡组在入ICU时、入ICU48h时EVLWI均显著高于存活组(P<0.01,P<0.01);死亡组在入ICU48h时PVPI明显高于存活组(P<0.05)。ARDS患者在入住ICU时血清NT-pro BNP水平与OI(r=-0.228,P>0.05)及血清CRP水平(r=0.085,P>0.05)均没有直线相关性,但与EVLWI成正相关(r=0.774,P<0.01)。第二部分:低剂量及高剂量rh BNP均能显著减轻ARDS大鼠肺水肿(P<0.01,P<0.01),降低ARDS大鼠12h病死率(P<0.05)。HE染色及电镜结果显示,低剂量及高剂量rh BNP均显著改善肺组织的病理损伤。同时,低剂量及高剂量rh BNP均显著降低ARDS大鼠肺细胞的凋亡率(P<0.01,P<0.01)。低剂量及高剂量rh BNP不仅可以抑制LPS诱导的ARDS大鼠肺组织炎症因子IL-1β(P<0.01,P<0.01)及TNF-α(P<0.01,P<0.01)基因的表达,还降低了肺组织匀浆IL-1β(P<0.01,P<0.05)及TNF-α(P<0.01,P<0.01)蛋白的水平。虽然低剂量及高剂量rh BNP对肺组织IL-6基因表达的影响均没有统计学意义(P>0.05,P>0.05),低剂量rh BNP对肺组织匀浆IL-6蛋白水平的影响也没有统计学意义(P>0.05),但高剂量rh BNP可以明显降低肺组织匀浆IL-6蛋白的水平(P<0.05)。尽管低剂量rh BNP对LPS诱导的ARDS大鼠肺组织匀浆Ang II及Ang1-7蛋白水平的影响没有统计学意义,但高剂量rh BNP可以明显抑制ARDS大鼠肺组织匀浆Ang II蛋白的水平(P<0.05),并显著上调Ang1-7蛋白的水平(P<0.05)。此外,低剂量及高剂量rh BNP均可以显著抑制LPS诱导的ARDS大鼠肺组织ACE蛋白的表达(P<0.01,P<0.01),同时明显上调ACE2蛋白的表达(P<0.05,P<0.05)。结论(1)ARDS患者血清NT-pro BNP水平与肺水肿程度具有正相关性,早期动态联合监测血清NT-pro BNP、EVLWI及PVPI对评估ARDS患者的预后具有一定的价值。(2)LPS介导的ARDS大鼠存在肺组织RAS的局部稳态失衡,rh BNP能通过调节ARDS大鼠肺组织RAS的局部稳态失衡以改善肺组织的炎症损伤以及肺细胞凋亡,从而减轻ARDS大鼠的肺水肿。