影响PQ中毒预后因素分析及地塞米松对PQ致小鼠肺上皮细胞毒性保护机制的探讨

来源 :天津医科大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:lcp396526202
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目的:  百草枯(Paraquat,PQ)是一种吡啶类除草剂,具有速效触杀的特性,广泛应用于农业生产中,经误服或自服中毒后,经消化道、呼吸道和皮肤等各类途径吸收进入体内,造成机体不同水平的损伤。由于肺泡I型上皮细胞和肺泡II型上皮细胞对其有主动摄取和蓄积的特殊作用,因此PQ在肺组织中可出现异常高浓度堆积,肺组织中的药物浓度可比血浆浓度高出6-10倍,致使急性呼吸窘迫综合征(ARDS)出现,迅速发展成急性呼吸衰竭,对肺造成永久性无法修复的严重伤害且中毒后病情危重,病死率非常高。即便是存活的病人也会出现严重的肺纤维化,影响患者的生活质量和劳动能力。虽然PQ导致ARDS的研究很多但是具体的机制尚不清楚,目前仍然没有较好的治疗效果,因此PQ中毒后致死致残率极高。  本篇文章首先通过对PQ中毒的临床资料进行分析汇总,对影响PQ中毒患者预后的因素进行分析讨论,加深了对PQ中毒临床特点的认识。同时在细胞学水平上进行实验研究,对激素对抗PQ致小鼠肺上皮细胞损伤的机制方面进行探索,明确PQ致小鼠肺上皮细胞损伤机制和激素抑小鼠肺上皮细胞损伤过程中的作用,以期获得更好的治疗方案,降低致死率,提高患者生活质量。  方法:  第一部分  收集整理武警后勤学院附属医院中毒急救中心自2010年1月1日至2016年5月30日间收治的172例病历资料完整的急性百草枯中毒患者的病历。1.对患者的一般情况,临床表现,治疗经过进行整理,电话随访患者预后。2.收集整理患者的一般检验指标:入院时血、尿中百草枯浓度,血中毒指数,尿中毒指数,入院时血常规,肝功能,肾功能,电解质,入院后血气分析,比较死亡组和存活组上述指标的差异。3.收集进行脉搏指示连续心排出量指标(Pulse-indicated continuous cardiac output,PICCO)监测患者的重要临床指标,例如血管外肺水指数(Extravascular lung waterIndex,EVLWI),肺血管通透性指数(Pulmonary Vascular Permeability Index,PVPI)和胸腔内血容积指数(Intrathoracic Blood Volume Index,ITBVI),探讨其对判断患者预后的价值。4.收集入院后第5日PQ中毒患者重要肺功能指标,包括VT(tidal volume,潮气量),FVC(forced vital capacity,用力肺活量),FEV1(forced expiratory volume in one second,一秒用力呼气容积),FEV1/FVC(1秒率),RV(residual volume,残气量),TLC(todal lung capacity,肺总量),RV%/TLC(残总比),TLCO(一口气弥散量),探讨肺功能对判断百草枯中毒患者预后的价值。  第二部分  探讨TLR4信号通路在地塞米松对PQ致小鼠肺上皮细胞的保护过程中的作用。选取小鼠肺上皮细胞(MLE-12)为研究对象,首先MTT法检测PQ对小鼠肺上皮细胞MLE-12增殖的影响,确定IC50的PQ浓度,然后观察地塞米松DXM对PQ诱导下的小鼠肺上皮细胞细胞(MLE-12)增殖的影响。根据上述两个实验结果对后续实验分为空白对照组(生理盐水),地塞米松(DXM)对照组,PQ组、PQ加低剂量DXM处理组、PQ加中剂量DXM处理组和PQ加高剂量DXM(30μg/ml)处理组。观察在上述分组下,对MLE-12细胞形态的影响;收集细胞培养液,分光光度计法检测上清液中SOD、MDA和HYP表达水平。ELISA检测上清液中TNF-α和IL-6的含量,RT-qPCR检测TLR4、NF-κB1、TNF-α和IL-6的mRNA水平,Western Blot法检测TLR4,IκBα,p-IκBα、NF-κB1、p-NF-κB1、TNF-α和IL-6蛋白表达水平。免疫荧光实验检测NF-κB1的入核情况以及NF-κB1荧光素酶报告实验检测NF-κB1的激活情况,以及下游基因的表达。  结果:  第一部分  共收集到172例病例资料完整的患者信息,其中男:女(100:72),平均年龄40.4±5.8岁。合并肝损伤94例,合并肾损伤119例。平均中毒量73.7±15.6ml,中毒距入院时间10.67±6.08小时,血PQ浓度6.28±3.25mg/l,尿PQ浓度15.75±5.32mg/l,血SIPP67.05±18.98(mg·L-1·h),尿SIPP168.05±34.18(mg·L-1·h)。比较死亡组和存活组相关化验指标,结果显示PQ中毒量、血PQ浓度、尿PQ浓度、血SIPP、尿SIPP、白细胞计数(WBC)、Lac及血PQ清除时间在两组间存在显著差异。行血液净化患者95例(生存48例),未行血液净化患者77例(生存15例),两者间患者生存率存在统计学差异。  采取PICCO监测的86例,存活组38例,死亡组48例。入院后12h的PVPI在死亡组(1.63±0.46)高于生存组(1.50±0.42),入院后24h的EVLWI在死亡组(9.15±3.03ml/kg)高于生存组(6.53±1.11ml/kg);将12小时PVPI,24小时EVLWI,血PQ浓度,血SIPP进行logistic回归分析,结果显示24小时EVLWI,血PQ浓度,血SIPP是影响PQ患者预后的独立预测因子。  入院后第5日进行肺功能检查患者79例,存活组54例,死亡组25例。死亡组FVC、TLC和TLCO低于死亡组,死亡组的RV%TLC高于存活组。将上述指标做进行logistic回归分析,结果显示RV%TLC是影响PQ患者预后的独立预测因子。  随访:死亡109人,存活63人,死亡率为63.37%。死亡原因:多脏器衰竭45.50%,呼吸衰竭54.50%。  第二部分  小鼠肺上皮细胞MLE-12在含有不同浓度的PQ培养液中培养24h后,随PQ浓度不断增加MLE-12的生存率逐渐降低。小鼠肺上皮细胞MLE-12经不同组别DXM处理24h,当DXM的浓度从10.0μg/ml增加至30.0μg/ml时,细胞的生存率逐渐增加。当DXM的浓度加到30.0μg/ml时,细胞生存率最高(72%±2.87)。当DXM的浓度超过30.0μg/ml时,细胞的生存率开始降低。  为研究DXM处理对PQ诱导下的鼠肺上皮细胞MLE-12的影响,设计实验分组为:NS组,PQ组(1000μmol/L),DXM组(30μg/ml),PQ+DXM-L组(1000μmol/LPQ+10μg/ml DXM),PQ+DXM-M组(1000μmol/L PQ+20μg/ml DXM),PQ+DXM-H组(1000μmol/L PQ+30μg/ml DXM)。  1.观察对细胞形态的影响,当PQ组联合加入不同剂量的DXM后,PQ+DXM-L和PQ+DXM-M组细胞形态仍不正常,均为近圆形,细胞状态差,生长缓慢,部分细胞出现死亡;当PQ+DXM-H加入高剂量DXM后,细胞形态接近正常,生长受到一定限制,但较PQ组,PQ+DXM-L和PQ+DXM-M组的细胞生长更接近于正常细胞。  2.检测MLE-12细胞培养上清液中SOD、MDA和HYP的表达水平。与PQ组比较,加入不同浓度的DXM后,肺上皮细胞分泌SOD明显增多,而MDA和HYP的表达水平显著降低。  3.ELISA法检测了TNF-α和IL-6的表达水平。与PQ组比较,随着DXM剂量的增加,TNF-α和IL-6的表达水平也在逐渐得降低。  4.RT-qPCR结果显示,与PQ组比较,在PQ诱导的同时添加不同浓度的DXM处理,TLR4和NF-κB1的表达水平较PQ组均有不同程度的降低,TNF-α和IL-6的表达水平较PQ组均有不同程度的降低。  5.通过Western Blot实验检测蛋白水平的变化。与PQ组比较,在PQ诱导的同时添加不同浓度的DXM处理,TLR4的表达水平较PQ组均有不同程度的降低;IκB-α的表达水平基本没有变化,与NS组比较,PQ处理后导致p-IκB-α的表达水平,NF-κB1和p-NF-κB的蛋白水平也都显著增加,p-NF-κB增加可能会导致其下游的一些炎性因子如TNF-α和IL-6的表达。PQ诱导的细胞经不同浓度的DXM处理以后,随着DXM的浓度增加,TLR4-NF-κB通路的活性逐渐降低,下游炎性因子TNF-α和IL-6的表达水平也逐渐减少。  6.通过荧光共聚焦显微镜来证明DXM处理PQ诱导的MLE-12细胞中NF-κB1的入核情况,结果显示,与NS组比较,PQ处理细胞以后,核内NF-κB1的表达水平增加,而PQ+DXM-H组的核内NF-κB1的水平较PQ组显著减少。  结论:  口服PQ剂量、血PQ浓度、尿PQ浓度、血SIPP、尿SIPP、白细胞计数(WBC)、Lac、血PQ清除时间在PQ中毒存活组和死亡组间存在差异。给予血液净化治疗可以提高PQ中毒患者生存率。早期进行PICCO监测、肺功能检查对PQ中毒患者预后有较好的提示作用。入院时血PQ浓度、血SIPP、入院后24小时EVLWI、入院后第5日RV%TLC是评价PQ中毒患者预后的独立预测因子。  DXM是通过TLR4-NF-κB信号通路来减轻PQ中毒致小鼠上皮细胞损伤的,其浓度超过一定值后其减轻肺损伤的效果会逐渐降低。
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