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【研究目的】观察染尘大鼠早期肺组织病理改变,分析炎性细胞和炎性因子的变化规律,探讨其与病理改变的关系,确定矽肺早期炎性生物标志物。【研究方法】选择Wistar雄性大鼠168只,随机分成对照组、15、30、60 mg/ml染尘剂量组,采用非气管暴露法建立矽肺模型。染尘后1、3、7、14、21、28d每组分别取7只处死,取其肺组织做HE染色,观察其病理改变;同时收集支气管肺泡灌洗液(BALF),计数BALF中炎性细胞的总数及分类比例,采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定细胞因子(TNF-α、IL-1、IL-6、IL-16、MIP-1α、MCP-1、TGF-β)及一氧化氮及其衍生物(硝酸盐/亚硝酸盐、硝化酪氨酸)的含量。【研究结果】1.染尘后大鼠体重及其脏器系数的变化染尘前各组大鼠体重差异无统计学意义(P>0.05),染尘后第7d开始染尘组大鼠较对照组下降,至28d各染尘剂量组大鼠体重明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),而高、中、低剂量组间差异无统计学意义。染尘后大鼠肺脏器系数在各时间点均高于对照组(P<0.05),在7d、14d、21d,28d肺脏器系数随染尘剂量的增加而增加,存在较好的剂量反应关系。2.肺组织的病理改变观察对照组肺组织,1-3d出现充血、水肿,炎性细胞增多,7d炎症逐渐消失,14d后肺组织基本恢复正常。染尘剂量组肺组织,1-3d出现充血,炎性细胞浸润;7d肺泡间隔增宽水肿明显,炎性细胞聚集,主要表现为巨噬细胞和中性粒细胞;14d部分肺组织结构破坏;21d肺泡结构大部分破坏,炎性细胞主要为淋巴细胞;28d肺泡结构破坏严重,偶见成纤维细胞。3.染尘大鼠炎性细胞变化大鼠BALF中白细胞总数,在1、3、21、28d染尘组较对照组明显增高,高剂量组差异显著,有统计学意义(P<0.05);在7d、14d染尘组白细胞总数较对照组降低。染尘大鼠BALF中各剂量组各时间点BALF中巨噬细胞数低于对照组,但均无统计学意义;各剂量组中性粒细胞在17d较对照组明显增高(P<0.05),而1428d较对照组略有下降,但差异无统计学意义;淋巴细胞17d与对照组之间无差异,在1428d较对照组明显增高(P<0.05);各剂量组各时间点尘细胞数均较对照组明显增高(P<0.05),且随着染尘剂量的增加尘细胞有增加的趋势。4. BALF中炎性因子变化细胞因子(TNF-α、IL-1、IL-6、IL-16、MIP-1α、MCP-1、TGF-β)和一氧化氮及其衍生物(NO2-/NO3-和硝化酪氨酸)浓度在各时间点各剂量组较对照组均有不同程度的增高,差异有统计学意义(P<0.05),均在14d均达到高峰值。IL-1、TNF-α早期差异变化显著,剂量反应关系明显,IL-6、IL-16、TGF-β后期差异变化显著,MCP-1与炎性细胞变化趋势一致,MIP-1α与其他细胞因子相关性显著(P<0.01);NO2-/NO3-剂量反应关系明显,硝化酪氨酸剂量反应关系不明但两者相关性显著。【研究结论】1.在染尘大鼠早期(128d),大鼠肺组织病理改变主要表现为:炎性细胞浸润聚集,肺泡间隔增厚,纤维组织开始增生,肺泡正常组织发生改变。2.染尘大鼠早期主要表现为炎症反应,炎症细胞(巨噬细胞、中性粒细胞、淋巴细胞和尘细胞)呈规律变化,且尘细胞具有较好的剂量-反应关系。3. IL-1、TNF-α早期变化明显,主要参与早期的炎症反应;IL-6、IL-16、TGF-β后期变化明显,促进肺组织纤维化的发展;MCP-1和MIP-1α2种趋化因子与炎性细胞及其他细胞因子有很好的相关性,在矽肺的发生发展中发挥了重要作用。以上细胞因子作为矽肺早期检测生物标志物具有可行性。NO2-/NO3-含量变化与矽肺炎症过程有很好的同步性,且有较好的剂量反应关系,可作为矽肺早期炎性标志物;硝化酪氨酸含量变化晚于NO2-/NO3-,剂量-反应关系不明显,可以作为矽肺早期炎症反应的参考生物标志物。