【摘 要】
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目的:构建可量化的骨科植入物相关的金葡菌骨感染小鼠模型;研究集落刺激生长因子诱导的宿主内源性巨噬细胞在植入物相关的金葡菌性骨髓炎感染发生、发展过程中的转归;明确巨噬细胞对植入物相关的金葡菌骨感染在骨组织、软组织和植入物的菌株的作用。方法:通过选择与培养感染菌株、构建骨髓炎小鼠模型:1)定量分析植入物及其荷载金葡菌的量值;2)基于金葡菌性骨感染小鼠模型、联合注射粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（Gran
【基金项目】
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AO临床优先骨感染AO Clinical Priority Program:Bone Infection 416331-G； 国家自然科学基金,8176090241,金黄色葡萄球菌性创伤性骨髓炎术后高效抗体配伍被动免疫治疗的机制研究；
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目的:构建可量化的骨科植入物相关的金葡菌骨感染小鼠模型;研究集落刺激生长因子诱导的宿主内源性巨噬细胞在植入物相关的金葡菌性骨髓炎感染发生、发展过程中的转归;明确巨噬细胞对植入物相关的金葡菌骨感染在骨组织、软组织和植入物的菌株的作用。方法:通过选择与培养感染菌株、构建骨髓炎小鼠模型:1)定量分析植入物及其荷载金葡菌的量值;2)基于金葡菌性骨感染小鼠模型、联合注射粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（Granulocyte-macrophage colony-Stimulating factor,GM-CSF）/巨噬细胞集落刺激因子（macrophage colony stimulating factor,M-CSF）诱导内源性巨噬细胞体内增殖;3)定量分析小鼠胫骨感染模型不同时段植入物、软组织和骨组织中细菌菌株荷载量变化;4)高分辨率Micro-CT扫描及三维图像重建,明确感染性骨质破坏的体积及骨结构形态学变化;5)利用组织病理形态计量学方法对H＆E染色、免疫组化定量分析,重点观察不同实验组别的感染部位巨噬细胞、破骨细胞的动态变化;6)电镜扫描分析植入物表面金葡菌生物膜形成的特点。结果:小鼠皮下联合注射GM-CSF/M-CSF,外周血液中单核细胞在第14天增多,淋巴细胞第7天增多,白细胞和中性粒细胞无明显改变,骨髓中巨噬细胞细胞第3天增多,持续到第7天,第14天和对照组无统计学差异,第21天时巨噬细胞增多。生物膜未完全形成之前,造模术肢软组织含菌量第7天明显减少,在骨组织中含菌量第5天开始减少直到第7天,而在不锈钢钉表面荷载菌量第7天时,实验组中菌量较对照组的增多,第14天后菌量减少。实验组中,H＆E切片、骨髓TRAP切片未见到破骨细胞的分布,然在对照组中,见皮质骨内膜侧、骨小梁周围出现破骨细胞,破坏骨皮质重塑不锈钢钉周围新编制骨。通过Micro-CT分析,术后第21天时新生骨与对照组中具有统计学意义。结论:本研究成功构建小鼠骨感染可量化模型。建模后评价可诱导内源性巨噬细胞在骨感染发生发展过程中对病原菌的清除和生物膜形成的影响。通过血细胞分类分析、定量影像学、组织病理计量学和扫描电镜分析发现:1)GM-CSF/MCSF联合诱导内源性巨噬细胞增加可由外周血反应其细胞数量水平,诱导后以单核细胞和淋巴细胞增加为主,二者分别于术后第7、14天达峰值、第21天后恢复至对照组水平;2)诱导增加内源性巨噬细胞可以显著降低感染部位的细菌负荷、减少骨质破坏、增加新骨形成;3)GM-CSF/M-CSF联合诱导巨噬细胞可以降低植入物表面生物膜形成量,但不能影响其表面成熟生物膜结构的形成;4)巨噬细胞在感染局部增加是否存在负反馈抑制局部破骨细胞的形成和活性抑制作用尚待进一步研究。
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