胡海燕 劉剛 李剛*
有機(jī)磷農(nóng)藥中毒是發(fā)展中國(guó)家常見(jiàn)的農(nóng)藥中毒之一,全球每年因急性有機(jī)磷農(nóng)藥中毒死亡人數(shù)約為20,000~30,000 例[1]。據(jù)報(bào)道,使用有機(jī)磷農(nóng)藥的自殺率在中國(guó)超過(guò)1/3,在全球超過(guò)1/10[2-3]。2007-2016 年江蘇省報(bào)告約30789 起農(nóng)藥中毒,其中大部分是有機(jī)磷[4],有機(jī)磷中毒可導(dǎo)致多臟器受損,其中急性呼吸衰竭是主要死亡原因。目前臨床常見(jiàn)治療方法包括阿托品、解磷定,輔以洗胃、血液灌流等綜合治療[5-6],但死亡率及預(yù)后效果依然不理想。有研究顯示,脂肪乳可改善急性有機(jī)磷中毒后導(dǎo)致的重要臟器損傷,但對(duì)于肺組織的治療效果存在爭(zhēng)議[7-8]。本研究通過(guò)構(gòu)建有機(jī)磷中毒大鼠模型,探討脂肪乳在急性有機(jī)磷中毒對(duì)肺損傷的治療作用。
1.1 材料 敵敵畏(DDVP,NO.20200813001,荊州),20%靜脈脂肪乳(ILE,蘇州)、阿托品(NO.1811161,上海)、解磷定(PyraloximeMethiodide,PAM,NO.19032701,開(kāi)封)和其他用于本研究的化學(xué)品。
1.2 動(dòng)物飼養(yǎng)及模型建立 Sprague-Dawley 大鼠40 只(SCXK(滬):20170012005541,中國(guó)上海),體質(zhì)量(270±20)g,飼養(yǎng)在浙江省人民醫(yī)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室內(nèi),室內(nèi)溫度維持在溫度20~25℃,相對(duì)濕度40%~70%,在動(dòng)物房飼養(yǎng)2 周后進(jìn)行試驗(yàn)。所有大鼠均注射有機(jī)磷農(nóng)藥(DDVP 7 mg/kg),染毒后,隨機(jī)將大鼠分為4組,根據(jù)不同治療分為4 組,各10 例。對(duì)照組:大鼠僅經(jīng)尾靜脈注射0.9%氯化鈉溶液(5 mL /kg)。脂肪乳組:大鼠經(jīng)尾靜脈注射20%ILE(5 mL/kg)。標(biāo)準(zhǔn)治療組:大鼠經(jīng)肌肉注射阿托品(10 mg/kg)、PAM(40 mg/kg)。脂肪乳治療組:大鼠在標(biāo)準(zhǔn)組基礎(chǔ)上增加20% ILE(5 mL/kg)。所有大鼠均腹腔內(nèi)注射麻醉劑氯胺酮50 mg/kg(Ketalar?,土耳其)和肌松劑甲苯噻嗪5 mg/kg(拜耳,德國(guó)),染毒后的所有大鼠均存活24 h后脫頸處死。該方案由浙江省人民醫(yī)院動(dòng)物保護(hù)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。
1.3 標(biāo)本的處理、病理學(xué)觀察、炎性細(xì)胞因子的檢測(cè)及流式細(xì)胞術(shù) 記錄大鼠死亡時(shí)間,大鼠染毒4 h 后使眼眶下采血1 mL,用 HI-TACHI7170 全自動(dòng)生化儀測(cè)定全血乙酰膽堿(Ach);24 h 后腹腔注射5%水合氯醛(6 mL/kg)麻醉后,取出肺臟,4%甲醛溶液中固定、修塊、脫水、浸蠟、包埋、切片、用蘇木精-伊紅(H&E)染色,電鏡下觀察肺炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、組織水腫及紅細(xì)胞滲出情況,評(píng)價(jià)肺組織的炎癥反應(yīng);應(yīng)用ELISA 技術(shù)檢測(cè)肺組織的IL-6、TNF-α、NF-κB 炎性細(xì)胞因子的分泌及RT-PCR 檢測(cè)炎性細(xì)胞因子 mRNA 表達(dá)。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以(±s)表示,多組比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn),計(jì)數(shù)資料以%表示,以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 4 組大鼠有機(jī)磷中毒前基礎(chǔ)生理指標(biāo) 見(jiàn)表1。
表1 4組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物基礎(chǔ)生理指標(biāo)(±s)
表1 4組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物基礎(chǔ)生理指標(biāo)(±s)
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2.2 死亡率及全血乙酰膽堿 大鼠有機(jī)磷中毒后死亡率為50%,給予標(biāo)準(zhǔn)治療后,大鼠死亡率降低至30%,增加脂肪乳治療后死亡率為20%(見(jiàn)圖1);有機(jī)磷中毒4 h 后大鼠給予不同處理后血清生化顯示,對(duì)照組血清乙酰膽堿最低,標(biāo)準(zhǔn)治療組明顯下降,脂肪乳治療組乙酰膽堿最高(P<0.05),見(jiàn)圖2。
圖1 大鼠有機(jī)磷中毒的生存時(shí)間(h)
圖2 各組大鼠乙酰膽堿的變化
2.3 肺病理學(xué)改變 有機(jī)磷中毒大鼠分別給予不同治療后,肺組織病理顯示,對(duì)照組:肺泡間隔變寬,同時(shí)伴有組織明顯充血水腫,炎性細(xì)胞浸潤(rùn)明顯,紅細(xì)胞滲出。脂肪乳組:炎性細(xì)胞浸潤(rùn),血管周圍疏松水腫、紅細(xì)胞滲出。標(biāo)準(zhǔn)治療組;肺泡間隔明顯改善,組織充血及炎性細(xì)胞浸潤(rùn)明顯改善;脂肪乳治療組:肺泡間隔略增寬,可見(jiàn)少量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)及紅細(xì)胞滲出。見(jiàn)圖3。
圖3 有機(jī)磷中毒后大鼠24 h肺組織病理(HE ×100)
2.4 炎性細(xì)胞因子表達(dá) 有機(jī)磷中毒后,對(duì)照組血清炎性細(xì)胞因子IL-6、TNF-α、NF-κB 明顯升高,脂肪乳組炎性細(xì)胞因子略下降,標(biāo)準(zhǔn)治療組炎性細(xì)胞明顯下較大,脂肪乳治療組下降明顯(P<0.05),見(jiàn)表2。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),對(duì)照組肺組織炎性細(xì)胞因子mRNA 炎性細(xì)胞因子IL-6、TNF-α、NF-κB 與炎性細(xì)胞因子保持一致,見(jiàn)圖4。
圖4 各組大鼠炎性細(xì)胞因子(A.IL-6、B.TNF-α、C.NF-κB)mRNA在肺組織的表達(dá)
表2 4組大鼠炎性細(xì)胞因子比較
當(dāng)有機(jī)磷中毒發(fā)生時(shí),發(fā)病急、病情進(jìn)展迅速、病情兇險(xiǎn),具有較高的致殘率、致死率,且主要損傷肺組織,出現(xiàn)呼吸衰竭,危及生命[9]。目前關(guān)于有機(jī)磷中毒導(dǎo)致急性肺損傷的機(jī)制:(1)有機(jī)磷與乙酰膽堿酯酶結(jié)合,乙酰膽堿酯酶失活,乙酰膽堿大量堆積而出現(xiàn)膽堿能神經(jīng)持續(xù)興奮,呼吸道分泌物增加、支氣管平滑肌收縮,從而呼吸阻力明顯增大、通氣功能受限;(2)肺泡內(nèi)及組織間隙的分泌物增多,彌散功能障礙[10-13]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示:當(dāng)大鼠有機(jī)磷中毒后氣道嚴(yán)重狹窄、呼吸阻力增加,血氧飽和度下降,肺泡灌洗液中的炎性細(xì)胞聚集明顯,肺組織炎性細(xì)胞因子TNF-α、 IL 及IFN-γ明顯升高[14]。
脂肪乳是臨床實(shí)踐中常用藥物之一,由大豆油,蛋磷脂和甘油組成,濃度可分為10%、20%和30%[15]。20%脂肪乳主要用作圍術(shù)期、慢性消化道疾病等不能正常經(jīng)胃腸道吸收營(yíng)養(yǎng)患者的能量補(bǔ)劑[16]。文獻(xiàn)報(bào)道,脂肪乳能夠改善細(xì)胞能量代謝、抑制炎癥反應(yīng)、促進(jìn)毒物排泄等,對(duì)急性藥物中毒有較好的療效[17-18]。由于有機(jī)磷屬于難逆性抗膽堿酯酶藥,在體內(nèi)大量累積后可出現(xiàn)中毒癥狀,與單獨(dú)使用阿托品、解磷定標(biāo)準(zhǔn)治療相比,增加靜脈給予脂肪乳,可明顯改善癥狀[19-20];聯(lián)合脂肪乳治療后有機(jī)磷中毒大鼠肝臟,胰腺損傷明顯減少[8],證實(shí)脂肪乳聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)治療對(duì)有機(jī)磷中毒具有保護(hù)作用,但對(duì)于肺的治療作用報(bào)道較少,尚未形成共識(shí)。
在本研究中,有機(jī)磷中毒后大鼠死亡率明顯增加,乙酰膽堿明顯下降,炎性細(xì)胞因子IL-6、TNF-α、NF-KB 及其mRNA 明顯升高,肺組織病理結(jié)構(gòu)破壞;當(dāng)給予阿托品及解磷定標(biāo)準(zhǔn)治療后,乙酰膽堿上升、炎性細(xì)胞因子下降,肺組織炎細(xì)胞浸潤(rùn),組織間充血;但標(biāo)準(zhǔn)治療基礎(chǔ)上增加脂肪乳后,肺病理情況明顯改善,炎性細(xì)胞因子明顯下降,證實(shí)脂肪乳在阿托品、解磷定的標(biāo)準(zhǔn)治療基礎(chǔ)上聯(lián)合應(yīng)用,可以減輕有機(jī)磷中毒的癥狀,加快乙酰膽堿酯酶恢復(fù),減輕急性有機(jī)磷中毒肺臟的損傷。
綜上所述,脂肪乳在急性有機(jī)磷中毒過(guò)程中對(duì)肺具有輔助治療作用,一旦發(fā)生有機(jī)磷中毒后,應(yīng)盡早在標(biāo)準(zhǔn)治療基礎(chǔ)上加用脂肪乳,改善肺功能,降低死亡率及改善預(yù)后。