论文部分内容阅读
目的:慢性阻塞性肺疾病合并肺间质纤维化(chronic obstructive pulmonary disease combined with pulmonary interstitial fibrosis ,PIF-COPD)与特发性肺间质纤维化有明显的不同,COPD发展过程中肺纤维化是一种极为常见的病理改变。COPD合并肺纤维化主要发生部位在支气管各级分支,特别是VI级以下的支气管分支周围,病变严重的病例累及了呼吸性细支气管和肺泡壁,且以Ⅲ型胶原纤维为主,最终引起持续气道狭窄和通气功能障碍。有人认为肺间质和肺泡纤维化是病变随病程向肺组织深处发展的结果,可能是炎症的一种修复反应,也是造成肺通气和换气功能障碍的原因。临床上,人们发现COPD常合并一定程度的肺纤维化,但对其潜在机理尚未阐明,近年来,国内外许多研究发现,吸烟与反复细菌感染可以加速COPD病情恶化,这对进一步探讨本病的发病机制提供了重要依据。气道炎症和气道重构是COPD的主要病理特征。以胶原为主的细胞外基质在气道壁的过度沉积是引起气道壁纤维化气流阻塞的主要原因。基质金属蛋白酶可降解肺泡壁ECM和基底膜几乎所有的蛋白成分,参与呼吸道重建。本研究旨在观察肺组织中基质金属蛋白酶-9 (matrix metalloproteinase-9 ,MMP-9 )和组织型蛋白酶抑制剂-1(tissue inhibitor of metalloproteinase-1,TIMP-1)在吸烟联合脂多糖致大鼠PIF-COPD模型中的水平并分析其相关性,并通过比较模型组大鼠肺组织中胶原蛋白Ⅲ含量,来探讨COPD合并肺纤维化的可能发病机制,为临床提供预防、诊断及抗炎、抗纤维化治疗的新思路。方法:选取24只雄性SD大鼠(河北医科大学实验动物中心提供),体重250-300g,适应性饲养三天后,随机分成正常对照组(A组)、28天模型组(B组)、42天模型组(C组)。B组和C组大鼠分别置于自制的40cm×50cm×60cm的有机玻璃吸烟箱内吸烟,吸烟量为(5支/次,2次/每天),其中每次吸烟时间为1小时。B组于第1天,第15天气管内注入0.2ml含200ug的脂多糖,C组于第1天,第15天,第28天气管内注入0.2ml含200ug的脂多糖,气管滴脂多糖当日不吸烟,对照组不做任何处理,饲养条件相同。所有操作均在无菌条件下进行。用10%水合氯醛(40mg/kg体重)腹腔注射麻醉,作颈正中切口,充分暴露气管,经环状软骨下气管间隙穿刺向气管内缓慢注入药液,将大鼠直立并轻轻旋转动物,使药液在肺内充分、均匀。各组大鼠分别于造模后28天、42天处死,取材:左肺组织做HE、Masson染色和免疫组化方法测定肺组织中的胶原蛋白III阳性面积比,右肺经气管插管取支气管肺泡灌洗液(BALF),免疫组化方法测肺组织中MMP-9和TIMP-1含量(用OD值来间接反应)。细胞沉淀悬浮于等量生理盐水中,进行细胞计数和分类计数。结果:1 B组和C组细胞总数较对照组有明显升高(P<0.01)。B组巨噬细胞数%较对照组有明显降低(P<0.01),中性粒细胞数%(PMN%)较对照组有明显升高(P<0.01)。C组巨噬细胞数%较对照组有明显降低(P<0.01),淋巴细胞数%有明显增高(P<0.01)。2 HE染色所见:正常对照组均未出现明显的病理变化。B组肺泡腔显著扩大,肺泡壁断裂,肺泡融合,可见明显肺气肿,肺泡间隔水肿增宽,形成严重肺泡炎,成纤维细胞开始增生,小气道平滑肌增殖紊乱,血管腔狭窄。C组肺泡炎逐渐减轻,肺泡壁增厚,仍可见炎性细胞浸润,以巨噬细胞、淋巴细胞等慢性炎症细胞为主,肺纤维组织合成增加,胶原纤维明显增多,部分肺泡间隔明显增宽。3 Masson染色:正常对照组可见淡蓝色的基质胶原较少。模型组基质胶原随造模时间延长而明显增多。4肺组织中胶原蛋白Ⅲ的含量变化:免疫组化结果显示B组和C组肺组织胶原蛋白Ⅲ含量高于正常对照组,两组比较均有显著性差异(P<0.01),C组较B组肺组织胶原蛋白Ⅲ含量也有明显增高,两组比较有显著性差异(P<0.01),模型组胶原蛋白Ⅲ含量随造模时间的延长逐渐增高。5大鼠肺组织中MMP-9含量变化(用OD值来间接反映):B组和C组MMP-9含量分别为0.1970和0.2414较正常对照组含量增高,两组比较均有显著性差异(P<0.01)。C组较B组肺组织中MMP-9含量增高,两组比较有显著性差异(P<0.01),模型组MMP-9含量随造模时间延长逐渐增高。6大鼠肺组织中TIMP-1含量的变化(用OD值来间接反映):B组和C组含量分别为0.1265和0.2171较正常对照组增高,两组比较均有显著性差异(P<0.01 )。C组较B组肺组织中TIMP-1含量增高,两组比较有显著性差异(P<0.01)。模型组TIMP-1含量随造模时间延长逐渐增高。7各组大鼠肺功能变化:B组和C组0.3秒用力呼气容积占用力肺活量比、呼气峰值流速、呼气中期流速较正常对照组降低(P<0.05),B组呼气阻力、吸气阻力较正常对照组增高(P<0.05)。C组呼气峰值流速、呼气中期流速较B组增高(P<0.05),呼气阻力、吸气阻力较B组降低(P<0.05)。结论:1用吸烟联合脂多糖致大鼠COPD合并肺间质纤维化的动物模型的尝试是基本成功的。2吸烟和反复发生的气道慢性炎症可能参与了COPD合并肺间质纤维化的形成过程。3 MMP-9和TIMP-1的表达在肺组织中随造模时间延长而逐渐增高,说明MMP-9和TIMP-1在COPD合并肺间质纤维化中起着重要作用。4胶原蛋白Ⅲ含量和肺纤维化程度随造模延长而逐渐增高。