張淑靜 郭小平 黃志堅 蔣蕓

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmoriary disease, COPD)是臨床上常見呼吸系統(tǒng)疾病，其病因與有害氣體或顆粒引起的異常炎癥反應相關，該疾病并發(fā)癥中，糖尿病(diabetic mellitus, DM)發(fā)病率最高[1]。DM合并COPD的發(fā)生和進展受患者肺功能、炎癥反應、致病菌感染的影響，因此需通過對以上因素進行合理控制達到治療目的[2]?？ㄍ衅绽?Captopril)是一種血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑，廣泛應用于心腦血管疾病的治療[3]。相關研究顯示：卡托普利不但可治療糖尿病，還可有效保護糖尿病患者腎功能，還可減輕輻射引起的肺損傷，改善氧化劑-抗氧化劑和促炎因子-抑炎因子的不平衡[4-6]。本研究采用卡托普利對DM合并COPD模型進行干預，通過檢測不同時間點大鼠血清中IL-8和TNF-α的水平從而對其治療效果進行分析。

資料與方法

一、研究對象與分組

雄性Sprague Dawley大鼠(購自昆明醫(yī)科大學實驗動物中心，許可證批號：SCXK(滇)2011-0005)，體重約200±20 g，根據(jù)隨機數(shù)字表法平均分為3組，每組20只，分別為Control組、DM+COPD模型組、Captopril治療組。

二、方法

1 糖尿病模型建立[7]

采用靜脈內(nèi)注射鏈脲佐菌素建立糖尿病模型，采用雄性Sprague-Dawley大鼠，在誘導糖尿病前將研究動物禁食12小時，然后對其腹膜注射溶于檸檬酸鹽緩沖液(pH 4.5)的鏈脲佐菌素(Sigma，USA)(70 mg/kg)，對照組注射等量溶劑檸檬酸鹽緩沖，連續(xù)4 w，從研究動物的尾靜脈收集血液樣品，檢測其血糖濃度≥16.7 mmol/L并維持>2 w時，以證實糖尿病誘導成功。

2 慢性阻塞性肺疾病(COPD)模型建立[8]

將大鼠置于吸煙裝置中接觸香煙煙霧(香煙產(chǎn)生8 mg焦油，0.8 mg尼古丁和10 mg一氧化碳)由石家莊金陽科技有限公司制造(型號：JY-01，中國石家莊)，連續(xù)燃燒20支香煙，并將其與氧氣一起吹入吸煙裝置中，使大鼠與香煙煙霧接觸，每次1小時，每天2次，每周5 d，共70 d。

3 糖尿病合并COPD模型建立

合并模型組大鼠均在糖尿病模型造模成功后進行COPD模型建立。

4 卡托普利干預

造模成功后，根據(jù)實驗設置分別給予各組大鼠生理鹽水溶液或卡托普利溶液(5 mg/kg/d)灌胃，連續(xù)6 w。

三、檢測指標

1 IL-8和TNF-α含量檢測

分別于造模前(干預前1 d)、干預后1 w、2 w、4 w、6 w清晨灌胃前通過尾靜脈取血，室溫下離心15 min取血清，大鼠ELISA試劑盒(購自武漢優(yōu)爾生科技股份有限公司)檢測血清中IL-8和TNF-α的含量，檢測步驟嚴格按照試劑盒說明進行操作；灌胃及取血結束后，斷頸法處死各組大鼠，打開胸腔，各組大鼠取同一部分肺組織，研磨成組織勻漿后，相同方法檢測大鼠肺組織中IL-8和TNF-α的含量。

2 大鼠空腹血糖(fasting plasma glucose, FPG)檢測

分別于造模前、干預前1 d、和治療6 w后，空腹狀態(tài)尾靜脈取血液于抗凝管中，迅速離心，取血漿，血糖儀分別檢測三組大鼠造模前、治療前1 d和治療6 w后FPG值。

3 大鼠肺組織HE染色

灌胃及取血結束后，斷頸法處死各組大鼠后，打開胸腔，取出完整肺組織，取右肺固定，根據(jù)石蠟切片常規(guī)制作步驟依次進行脫水、透明、浸蠟、包埋、切片、染色等，然后在光學顯微鏡下觀察并拍照。

4 肺組織病理學評分

采用雙盲法，由我院病理科2位醫(yī)師按照表1肺組織病理學評分標準獨立對HE染色切片進行評分，每個評分項目取均值?？偡钟嬎愎?A+3(B+C)+D+E(得分范圍：0～26分)(見表1)。

表1 肺組織病理學評分標準[9]

四、統(tǒng)計學方法

結 果

一、各組大鼠不同時間點血清中IL-8的水平比較

卡托普利干預前1 d，與Control組相比，DM+COPD模型組和Captopril治療組大鼠血清中IL-8的水平均顯著增加(P均<0.05)，而后兩組相比差異無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)；卡托普利干預1 w～6 w后，與Control組相比，DM+COPD模型組和Captopril治療組大鼠血清中IL-8的水平均顯著增加(P均<0.05)，而與DM+COPD模型組相比，Captopril治療組上述指標顯著均降低(P均<0.05)；Control組和DM+COPD模型組大鼠血清中IL-8的水平與時間無顯著相關性(rc=0.617，Pc=0.115；rD+C=0.018，PD+C=0.789)，而Captopril治療組則IL-8的水平則隨時間延長而逐漸降低，呈顯著負相關(r=-0.901，P=0.014)(見表2)。

表2 各組大鼠不同時間點血清中IL-8的水平比較

二、各組大鼠不同時間點血清中TNF-α的水平比較

卡托普利干預前1 d，與Control組相比，DM+COPD模型組和Captopril治療組大鼠血清中TNF-α的水平均顯著增加(P均<0.05)，而后兩組相比差異無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)；卡托普利干預1 w～6 w后，與Control組相比，DM+COPD模型組和Captopril治療組大鼠血清中TNF-α的水平均顯著增加(P均<0.05)，而與DM+COPD模型組相比，Captopril治療組上述指標顯著均降低(P均<0.05)；Control組和DM+COPD模型組大鼠血清中TNF-α的水平與時間無顯著相關性(rC=0.476，PC=0.197；rD+C=0.037，PD+C=0.757)，而Captopril治療組則IL-8的水平則隨時間延長而逐漸降低，呈顯著負相關(r=-0.991，P=0.0004)(見表3)。

表3 各組大鼠不同時間點血清中TNF-α的水平比較

三、三組大鼠血糖指標檢測結果比較

造模前三組大鼠FPG水平比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，治療前1 d，與Control組相比，DM+COPD對照組和Captopril治療組FPG水平均顯著上升(P<0.05)，而后兩組相比差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；治療后6 w，DM+COPD模型組和Captopril治療組FPG水平仍較Control組上升(P<0.05)，而Captopril治療組FPG水平較DM+COPD模型組顯著下降(P<0.05)(見表4)。

表4 三大鼠血糖指標檢測結果比較

四、各組大鼠肺組織中IL-8和TNF-α含量比較

與Control組相比，DM+COPD模型組和Captopril治療組大鼠肺組織中IL-8和TNF-α含量均顯著增加(P<0.05)，且DM+COPD組也分別較DM對照組和COPD對照組顯著增加(P<0.05)，而經(jīng)Captopril治療后，治療組大鼠肺組織中IL-8和TNF-α含量較DM+COPD模型組顯著降低(P<0.05)(見表5)。

表5 各組大鼠肺組織中IL-8和TNF-α含量比較

五、三組大鼠肺組織病理學評分結果比較

DM+COPD模型組和Captopril治療組大鼠肺組織病理學評分分別為(13.91±2.07)分和(8.46±1.13)分，均較對照組(0分)顯著增加(P<0.05)；而經(jīng)Captopril治療后，治療組大鼠肺組織病理學評分(8.46±1.13)分較DM+COPD模型組(13.91±2.07)分,顯著降低，以上差異均具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

六、肺組織和血清中炎性因子變化相關性分析

相關性分析結果顯示：大鼠肺組織中炎癥因子IL-8、TNF-α變化與血清中炎性因子變化均呈顯著正相關(rIL-8=0.517，PIL-8=0.033；rTNF-α=0.643，PTNF-α=0.014)。

討 論

慢性阻塞性肺疾病是臨床呼吸系統(tǒng)多發(fā)疾病，易發(fā)于男性吸煙者、粉塵、煙霧、有害氣體環(huán)境作業(yè)者以及污染環(huán)境長期接觸者，其發(fā)病率及死亡率均較高,且呈逐年上升趨勢[10-11]。隨著病程的增加，該疾病患者肺部受到嚴重損害，功能逐漸喪失，另外，該疾病還可引發(fā)多種常見全身性疾病的發(fā)生，如：其常見合并癥——糖尿病[12]。相關研究提出，慢性阻塞性肺疾病的發(fā)病原因與慢性異常炎癥反應密切相關，該疾病患者炎癥不僅體現(xiàn)在肺部，極易引發(fā)全身炎癥[13]。因此，可有效控制炎癥的治療方式則極大可能是治療COPD合并DM疾病的有效方式。

目前卡托普利作用于COPD和DM單一疾病的治療的相關研究較多，其作用劑量不固定(1.5mg/kg～15mg/kg)，本研究經(jīng)預實驗確定采用劑量為5 mg/kg卡托普利對糖尿病合并慢性阻塞性肺疾病模型大鼠進行干預治療，結果顯示：經(jīng)Captopril治療1 w～6 w后，與DM+COPD模型組相比，治療組大鼠血清中IL-8和TNF-α含量均較DM+COPD對照組顯著降低(P<0.05)，表明：卡托普利可顯著改善大鼠血清中炎癥反應相關指標，其對COPD合并DM疾病具有顯著治療效果。另外，Control組和DM+COPD模型組大鼠血清中IL-8和TNF-α的水平在不同時間點變化均不顯著，Captopril治療組從第1 w～6 w血清中IL-8和TNF-α的水平隨時間延長呈降低趨勢，表明隨著卡托普利作用時間的延長，其對COPD合并DM疾病的治療效果也逐漸增強。治療結束后，Captopril治療組大鼠肺組織中IL-8和TNF-α含量和肺組織病理學評分均較DM+COPD對照組顯著降低，差異均具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，表明卡托普利可顯著改善大鼠肺組織中炎癥反應相關指標以及病理學狀況。相關研究認為：糖尿病患者通常伴隨著全身炎癥反應的發(fā)生，而COPD的發(fā)病也不只是單純的氣道炎癥，也與全身炎癥反應的發(fā)生密切相關[12，14]。結合相關研究結論，我們推測：卡托普利作為一種血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑，可通過減緩氣道平滑肌與肺血管的收縮作用，抑制微血管滲透，降低炎癥反應水平，從而對COPD的合并DM疾病具有顯著臨床干預效果[15-16]。

目前卡托普利應用于改善糖尿病、高血壓患者血糖、血壓水平以及對糖尿病患者發(fā)揮心、腎保護作用等相關研究已較為成熟，尤其是卡托普利與其他藥物聯(lián)用對糖尿病相關疾病的作用效果分析為該藥物的熱點研究內(nèi)容。本研究中卡托普利對DM合并COPD大鼠血糖影響結果顯示：治療前1 d，與Control組相比，DM+COPD對照組和Captopril治療組FPG水平均顯著上升(P<0.05)，而治療后6 w，DM+COPD模型組和Captopril治療組FPG水平仍較Control組上升(P<0.05)，而Captopril治療組FPG水平較DM+COPD模型組顯著下降(P<0.05)，表明：應用卡托普利治療后，DM合并COPD大鼠血糖水平改善顯著，與前人研究結果一致。但可能由于作用時長有限，Captopril治療組DM合并COPD大鼠血糖水平與正常大鼠血糖水平仍存在較大差距，因此卡托普利是否可以將DM合并COPD大鼠降至或接近正常水平，仍需進一步研究。相關研究認為：糖尿病患者通常伴隨著全身炎癥反應的發(fā)生，而COPD的發(fā)病也不只是單純的氣道炎癥，也與全身炎癥反應的發(fā)生密切相關[15-16]，結合上述結果我們推測：卡托普利可能通過中斷血管緊張素Ⅰ轉(zhuǎn)換為Ⅱ的過程，從而減緩了血管緊張素Ⅱ?qū)M合并COPD疾病惡化的促進作用，并一定程度上抑制了大鼠全身炎癥反應水平，從而改善DM合并COPD大鼠的血糖水平及肺組織病理學狀態(tài)，其相關作用通路及調(diào)控的分子機制仍需進一步分析。另外，相關性分析結果顯示：肺組織和血清IL-8和TNF-α的變化均呈顯著正相關(P均<0.05)，表明可通過觀察DM合并COPD患者血清中炎性因子的變化趨勢，從而對患者病程進行初步評估和診斷或?qū)υ摷膊⌒滤幬镒饔眯ЧM行評價。

本研究不足之處在于所設置研究時長較短，在所研究時間范圍內(nèi)卡托普利作用效果呈遞增趨勢，未獲得其作用效果趨于穩(wěn)定(即最佳效果)的時間點，將在后續(xù)研究展開進一步實驗。綜上所述，DM合并COPD模型大鼠經(jīng)卡托普利治療后，其血清及肺組織IL-8和TNF-α含量降低且血糖水平和肺組織病理狀況改善，且在本研究時間范圍內(nèi)，其療效隨作用時間延長而增加。