陳海鳴,李學(xué)明,劉志堅,鄒俊,李江濤,王聯(lián)群
(南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院普外科,南昌330006)
膿毒癥(sepsis)是外科極為常見的一種疾病,無論在發(fā)達國家還是發(fā)展中國家都是最常見的。 膿毒癥病情兇險,病死率高,治療成本高昂,發(fā)病率為每年70-240 人/10 萬[1,2],且呈逐年增長,估計到2020 年將新增約100 萬膿毒癥病例[3,4]。 膿毒癥的發(fā)病機制十分復(fù)雜, 構(gòu)建出理想的臨床相關(guān)性膿毒癥模型也就一直成為膿毒癥研究的難點[5-7]。 本研究采用升結(jié)腸支架置入腹膜炎(colon ascendens stent peritonitis,CASP)模型,為研究膿毒癥的發(fā)病機制提供理想的動物模型。
1.1 實驗動物及分組 健康清潔級Balb/c 雄性小鼠共60 只,6-8 周齡,體重23-27 g/只,實驗前所有小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1 周以適應(yīng)環(huán)境。實驗小鼠分5組,正常對照組,假CASP 組,CASP 組,其中CASP組按照支架的直徑不同分為3 組:CASP 14GA 組[BD14GA(2.0×45mm2, 270 ml/min)],CASP 16GA 組[BD16GA(1.7×45mm2, 180 ml/min)],CASP 18GA 組[BD18GA(1.2×45mm2, 80 ml/min)],每組動物12 只。
1.2 CASP 模型的制作 3 組CASP 模型分別采用靜脈輸液的18GA、16GA 和14GA3 種規(guī)格BD 針做插管支架, 從尖端環(huán)形切掉塑料圓管2mm 距離切端1cm 處用剪刀壓榨一小溝, 但不切破塑料壁管壁備用。 抽取20 g/L 戊巴比妥鈉,按50mg/kg 進行小鼠腹腔麻醉,沿腹中線切開腹腔,用棉簽仔細地將盲腸、末端回腸、升結(jié)腸從腹腔輕輕拔出,距盲腸末端15mm, 用BD 針支架離4-0 薇喬線1-2mm 戳穿升結(jié)腸并進入結(jié)腸1cm, 用4-0 薇喬線縫合固定在升結(jié)腸腸壁上, 用棉簽朝著塑料支架仔細擠出腸內(nèi)容物, 直到支架的末端有一點糞便流出,把內(nèi)臟放回腹腔,腹腔給予37℃的0.5ml 生理鹽水復(fù)蘇,關(guān)閉腹膜、皮膚。假CASP 組將塑料支架用縫線固定在升結(jié)腸系膜后將結(jié)腸回納入腹腔,其余手術(shù)過程同CASP 組。 正常對照組為不做任何操作組。
1.3 觀察指標 (1)術(shù)后一般表現(xiàn);(2)不同管徑支架的CASP 模型的生存時間及生存率;(3)各器官HE染色行組織病理學(xué)的檢測;(4) 腹腔分泌物微生物實驗室檢查。
1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS15.0 軟件包進行統(tǒng)計學(xué)分析,應(yīng)用Kaplan-Meier 方法和Log-rank 檢驗評價各小組生存率,P<0.05 為差異有顯著性。
2.1 術(shù)后一般表現(xiàn) 12h 后CASP 各組均逐漸出現(xiàn)豎毛、蜷縮、少動、少食、呼吸減弱、體溫下降,嚴重者可見眼角分泌物較多及顫抖, 但CASP18GA 組的癥狀出現(xiàn)時間最晚,癥狀最輕, CASP16GA 組的癥狀出現(xiàn)時間其次, 癥狀較重,CASP14GA 組的癥狀出現(xiàn)時間最早,癥狀最重。
2.2 不同管徑支架的CASP 模型的生存時間 術(shù)后18h 開始觀察到小鼠死亡,CASP 各組小鼠的生存時間取決于置入支架的管徑, 置入支架管徑越小生存時間越長, 其中CASP14GA 組小鼠平均存活時間為(28.800±2.752)h,CASP16GA 組小鼠平均存活時間為(84.200±21.758)h,CASP18GA 組小鼠平均存活時間為(113.200±21.270)h。 應(yīng)用Log-rank檢驗進行生存分析顯示不同管徑CASP 實驗組間有 顯 著 性 差 異 (n=10,P=0.009,χ2=9.531),CASP 14GA 組、CASP16GA 組、CASP18GA 組與假CASP組和正常對照組有顯著性差異(n=10,P<0.001,χ2=74.524)。 見表1。
表13 種管徑支架的CASP模型的生存時間比較
2.3 CASP 實驗組各器官HE 染色 (1)肺臟:CASP實驗組肺間隔明顯增寬,肺泡壁小血管擴張充血,多灶出血,炎細胞浸潤;(2)肝臟:肝臟匯管區(qū)增寬,小葉間血管擴張,炎性細胞浸潤;(3)腸:CASP 實驗組小腸粘膜可見回腸黏膜糜爛壞死, 腸腔內(nèi)大量的炎性滲出物和脫落壞死的腸黏膜上皮, 絨毛明顯萎縮,間質(zhì)血管擴張,大量的炎性細胞浸潤;(4)腎臟:腎小球毛細血管袢擴張充血,球囊腔狹窄。腎小管上皮細胞空泡及顆粒變性。 腎間質(zhì)水腫,血管擴張充血;(5)脾臟:脾竇增寬,擴張充血,炎細胞浸潤,局部灶性出血。 白髓淋巴組織增生,淋巴濾泡形成;(6)心臟:心肌片狀水腫,心臟間質(zhì)炎性細胞浸潤,間質(zhì)血管充血。
2.4 腹腔分泌物微生物實驗室檢查 假CASP 組、正常對照組均未檢測到細菌生長,CASP 實驗組腹腔內(nèi)分泌物培養(yǎng)均檢測到典型的腸道細菌如革蘭陰性大腸埃希氏菌、桿菌種、腸球菌等。
盡管近十年來膿毒癥實驗與臨床研究方興未艾,但膿毒癥的致病機制仍未闡明[5,7]。 膿毒癥的動物模型的構(gòu)建大大促進了人們對膿毒癥發(fā)病機制的認識。 其中盲腸結(jié)扎穿孔術(shù)模型(cecal ligationperforation,CLP) 被認為是進行膿毒癥研究的金標準[8-9]。 自1978 年以來得到廣泛的應(yīng)用,然而研究發(fā)現(xiàn)該模型仍具有自身的缺陷, 主要表現(xiàn)為CLP模型在穿孔后包裹感染灶,使得感染局限化,有的甚至完全恢復(fù), 從而不會進展到膿毒癥及膿毒癥休克。 為此,本研究采用升結(jié)腸支架置入至腹膜炎的膿毒癥動物模型。
CASP 模型構(gòu)建是將一個固定管徑的支架植入鼠的升結(jié)腸, 使糞便持續(xù)滲漏到腹膜腔中并形成腸道細菌感染,導(dǎo)致腹腔膿腫和彌漫性腹膜炎,病理變化與臨床上腸瘺的病理變化過程相似,都是破壞宿主屏障, 造成細菌易位, 引發(fā)炎癥的模型。 本研究分別采用3 種不同管徑的支架構(gòu)建CASP 模型,小鼠均表現(xiàn)明顯的膿毒癥及膿毒性休克的癥狀,出現(xiàn)豎毛、蜷縮、呼吸減弱、體溫下降等癥狀,小鼠腹腔有明顯的炎癥征象,小腸部分壞死發(fā)黑,腹腔炎癥嚴重,明顯滲液,腹腔內(nèi)分泌物培養(yǎng)出腸道細菌, 進一步組織病理切片結(jié)果顯示小腸黏膜明顯壞死脫落,絨毛萎縮,心、肺、腎、脾臟有大量的炎性細胞浸潤等炎癥表現(xiàn),CASP 模型各組小鼠的生存時間及炎癥程度取決于置入支架的直徑, 支架直徑越大炎癥越重。 本研究結(jié)果顯示CASP 模型可以彌補CLP 模型持續(xù)性腹腔內(nèi)感染不足的缺點,重現(xiàn)了急性多細菌性膿毒癥腹膜炎的發(fā)生、發(fā)展過程,對于探討膿毒癥的病理生理學(xué)及機制的研究無疑具有重要意義。 本實驗操作簡單,具有可重復(fù)性,可以模仿人類彌漫性腹膜炎疾病過程, 適用于外科膿毒癥的研究。
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