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研究背景光气是无色,具有烂干草味的窒息性气体,是重要的化工原料,广泛用于橡胶,塑料,染料,农药,医药等化工原料生产。在第一次世界大战期间,曾被用作军用毒剂。因此,联合国裁军委员会将光气定为“双用途毒剂”。由于光气用途广泛,接触机会多,经常因防护不当或意外泄漏发生人员中毒,导致急性肺损伤(acute lung injury,ALI),甚至发展成急性呼吸窘迫综合征(acute respiratorydistress syndrome,ARDS),危及生命。但目前中毒机制尚不清,也无特效疗法,病死率较高,故研究光气中毒机制具有重要意义。光气毒作用主要是对呼吸系统的损害,其临床特点是迟发性肺水肿甚至急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。光气毒作用与吸入浓度和时间有关。空气中最高容许浓度约0.5mg/m~3。在较低浓度(20mg/m~3,1min)时,无明显局部刺激作用,须经一段症状缓解期后才出现肺泡毛细血管膜的损害,导致肺水肿。光气中毒后可引发机体的早期保护性炎症反应,但过度或失控的炎症反应则可引起全身难以控制的“瀑布式炎症级联反应”,从而发生急性肺损伤(ALI),进而发生全身炎症反应综合征(systemicinflammatory response syndrome,SIRS),进展成急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)。迄今光气中毒机制假说颇多,包括酰化作用、直接作用、盐酸作用、神经反射作用、肺血流动力学改变等等,但任何一种假说都不能完满地解释肺水肿发生与发展过程。基质金属蛋白酶-9(MMP-9)又称明胶酶B,是基质金属蛋白酶家族中的一种,可由多种炎性细胞产生,包括中性粒细胞、肺泡巨噬细胞以及结缔组织细胞等。MMP-9直接参与肺脏炎症、损伤过程中的细胞外基质的分解和重塑,在急性肺损伤中发挥重要作用,但其在光气吸入性肺损伤中的作用尚未见报道。目前多项实验研究证明基质金属蛋白酶-9(MMP-9)在肺损伤中发挥着重要作用。Fligiel对28例ALI/ARDS患者支气管肺泡灌洗液进行分析,结果显示MMP-9,MMP-8,MMP-2均增高。张向峰等建立小鼠高氧环境下急性肺损伤模型,RT-PCR方法证明MMP-9mRNA在高氧引起的肺损伤中表达增多。KIM等发现在博来霉素引起的肺损伤中发现肺组织和支气管肺泡灌洗液(BALF)中MMP-9和MMP-2均升高,MMP-9升高更明显,早期主要起肺损伤作用,晚期肺组织中MMP-9和MMP-2也升高,起肺组织损伤修复作用,导致肺纤维化。我们假设光气引起的肺损伤可能和其他因素引起的肺损伤存在由MMP-9介导的共同通路。本实验拟建立大鼠光气吸入性肺损伤的模型,采用分子生物学方法探讨MMP-9在光气吸入性肺损伤中的表达及意义。目的建立大鼠光气吸入性肺损伤动物模型,观察基质金属蛋白酶-9(MMP-9)在大鼠光气吸入性肺损伤中的表达并动态监测MMP-9随光气染毒后时间延长的变化。方法雄性SPF级SD大鼠(180-220g)50只,以随机数字表法分为2个大组,五个亚组。即随机分为空气对照组和光气暴露组,光气暴露组又随染毒后时间延长分为染毒后2,4,6,8h组。首先建立大鼠光气吸入性肺损伤动物模型,模型制备按照参考文献的方法进行,并有所改进。光气染毒组置于动态染毒柜中,通入浓度为8.33mg/L的光气(光气纯度为100%,由2g固体三光气溶于5ml环己烷,在N,N-二甲基甲酰胺作用下产生,染毒方法根据文献略做改动)染毒5min,对照组动物置于染毒柜内,除通入的是同样流量的空气之外,其余条件与染毒组完全相同。并分别于光气染毒后2、4、6、8h采用免疫组化和实时定量逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)方法测定MMP-9在肺组织中的表达含量,同时动态对肺湿/干重比,支气管肺泡灌洗液(BALF)中蛋白含量,中性粒细胞数以及肺组织病理学改变进行监测和对比分析。结果与空气对照组相比,光气暴露组肺组织出现水肿、出血、炎性细胞浸润,随时间延长进一步加重。光气暴露组肺湿/干重比值,BALF中蛋白含量,中性粒细胞计数均明显高于空气对照组(P＜0.05);光气暴露四组间肺湿/干重比值,BALF中蛋白含量,中性粒细胞计数应用单因素方差分析比较,差别有统计学意义,随时间延长肺损伤明显加重(P＜0.05)。免疫组化结果证明光气染毒组MMP-9表达含量较空气对照组增高(P＜0.05),随时间延长,MMP-9表达含量增高。光气暴露各组MMP-9mRNA表达水平明显高于空气对照组(P＜0.01)。光气暴露组应用单因素方差分析比较,MMP-9mRNA表达含量差别有统计学意义,随时间延长,MMP-9mRNA表达含量明显增高(P＜0.01)。结论MMP-9的过度激活和表达及其与炎症因子相互影响在光气肺损伤过程中发挥重要的作用。