不同濃度乙醇霧化治療大鼠金黃色葡萄球菌肺炎的效果

尚莉莉,劉 凱,全愛君,蔡國鋒,梅花·尼合買提,胡才寶

(1.黑龍江中醫(yī)藥大學附屬第二醫(yī)院重癥科，哈爾濱 150001；2.新疆維吾爾自治區(qū)阿勒泰地區(qū)哈薩克醫(yī)院重癥科，新疆 阿勒泰 836500；3.浙江醫(yī)院重癥科，杭州 310013)

金黃色葡萄球菌肺炎是由金黃色葡萄球菌引起的一種急性化膿性肺炎，在臨床中一般采用甲氧西林、萬古霉素等抗生素進行治療[1-3]?？股匾话阋圆【械哪撤N必需物質為靶向，對病菌的代謝進行干擾，從而達到殺死病菌的目的[4-5]。但隨著抗生素類藥物使用時間的增加，金黃色葡萄球菌在生存壓力下，其耐藥性也不斷增強，對抗生素的敏感性不斷下降，抗生素治療金黃色葡萄球菌肺炎的效果也逐漸降低[6-7]。有研究表明，金黃色葡萄球菌對醇類物質依然保持較高的敏感性，用濃度為70%的乙醇可以在1 min內殺死幾乎全部的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌[8]。這就為使用乙醇治療金黃色葡萄球菌肺炎提供了可能。但使用乙醇治療細菌性肺炎也會受到諸多條件的限制，如使用濃度、給藥方式等均會影響到乙醇治療金黃色葡萄球菌肺炎的效果[9]。因此，本研究采用10%、40%和70%的乙醇對感染金黃色葡萄球菌肺炎大鼠進行霧化吸入治療，對其生存狀態(tài)和外周血指標進行分析，以期為乙醇治療肺炎提供科學參考。

1 材料與方法

1.1實驗材料 選取無特定病原體級雄性實驗大鼠100只，體重235～245 g，8～9周齡，黑龍江中醫(yī)藥大學提供(合格證號：SCK黑2015007)。將大鼠按照窩別、體重相近原則分組，其中空白組20只，剩余80只在造模后隨機分為模型組、低濃度組、中濃度組和高濃度組，每組20只。

1.2實驗方法

1.2.1金黃色葡萄球菌肺炎大鼠模型的建立 用4%戊巴比妥腹腔注射麻醉大鼠，將其仰臥位固定于實驗臺上，顯露聲門，用鈍頭針插入氣管，將0.2 mL金黃色葡萄球菌懸液緩慢注入氣管，保持頭高腳低位20 min，并左右旋轉體位，使菌液均勻分布于大鼠的兩肺。

本實驗根據謝泳超等[9]的研究建立研究模型。各組隨機取10只大鼠處死并分離出肺組織，用血平板做肺組織勻漿的菌落計數，以證實肺炎模型是否成功建立。

1.2.2實驗設計 實驗從造模第1天即進行霧化治療，共7 d，具體處理方法如下?？瞻捉M：氣管插管注入蒸餾水0.2 mL，第1～7天將大鼠四肢固定于長方形平板，置于相對密閉塑料箱中，用霧化管對準其鼻面部固定，霧化蒸餾水，每次2 min，每日1次，共7 d。模型組：給模型大鼠給予霧化蒸餾水，每次2 min，每日1次，共7 d。霧化方法同上。低濃度組、中濃度組、高濃度組分別給模型大鼠給予霧化10%、40%、70%的乙醇，每次2 min，每日1次，共7 d。

1.3檢測指標 ①生存狀態(tài)觀察：每日對5組大鼠的活動狀況、精神狀態(tài)、飲水進食、毛發(fā)色澤進行觀察。在實驗第1天給藥前1 h及第7天給藥后1 h對各組大鼠的呼吸頻率、心率和體溫進行測量。②外周血指的檢測：在實驗第7天給藥后1 h，將每組大鼠尾靜脈采血獲得外周血，血細胞分析儀(美國安捷倫Seahorse XF)檢測其血液中白細胞計數、中性粒細胞百分比變化、紅細胞計數及血紅蛋白等指標變化。

2 結 果

2.1感染模型的評價 空白組取樣大鼠的肺組織勻漿菌落計數中未檢出金黃色葡萄球菌，而模型組取樣大鼠的肺組織勻漿中細菌數量為1.78×103CFU/μL，大于1×103CFU/μL，符合模型建立標準。

2.2大鼠狀態(tài)觀察 每日定時觀察大鼠狀態(tài)。空白組大鼠的飲食正常、皮毛有光澤、無呼吸困難、反應靈敏、精神狀態(tài)良好。模型組大鼠在造模第2天，即出現食欲下降、弓背蜷縮、呼吸困難、反應遲鈍、精神狀態(tài)萎靡等現象，在造模7 d后，模型組大鼠進一步出現活動明顯減少、皮毛干枯無光澤、呼吸急促、身體消瘦等現象；低濃度組活動雖有所增加，但呼吸仍然較急促。中濃度和高濃度組在進行實驗第7天食欲有所增加、皮毛逐漸恢復光澤、呼吸比較平穩(wěn)、精神狀態(tài)良好。

2.3呼吸頻率、心率、體溫變化 模型組在實驗第7天，呼吸、心率、體溫均顯著高于空白組和低、中、高濃度組(P<0.05)。低濃度組呼吸頻率顯著高于空白組(P<0.05)，中、高濃度組則與空白組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；各治療組心率與空白組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；低、中濃度組體溫顯著高于空白組(P<0.05)，高濃度組則與空白組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 乙醇霧化治療對大鼠生存狀態(tài)情況的影響

a與空白組比較，P<0.05；b與模型組比較，P<0.05；c與低濃度組比較，P<0.05

2.4外周血指標 在實驗第7天，各組外周血白細胞計數和中性粒細胞百分比比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。其中空白組及中、高濃度組造模大鼠的外周血白細胞計數和中性粒細胞百分比顯著低于模型組和低濃度組(P<0.05)，空白組及中、高濃度組造模大鼠的外周血白細胞數和中性粒細胞百分比比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。模型組和高濃度組大鼠的外周血白細胞數和中性粒細胞百分比比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。各治療組的血紅細胞計數和血紅蛋白與空白組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 實驗第7天乙醇霧化治療對大鼠外周血指標的影響

a與空白組比較，P<0.05；b與模型組比較，P<0.05；c與低濃度組比較，P<0.05

3 討 論

金黃色葡萄球菌是一種廣泛分布于自然環(huán)境中的革蘭陽性菌，也是一種高致病性卻又難以徹底消除的微生物，在上呼吸道感染患者中的帶菌率可達80%[10]。在本實驗感染模型的建立過程中，大鼠在注入菌液第2天就出現了食欲下降、弓背蜷縮、呼吸困難、反應遲鈍、精神狀態(tài)萎靡等現象，這與已報道的動物肺炎感染模型的癥狀比較相似[11]。大鼠金黃色葡萄球菌肺炎感染模型建立與評估實驗表明，肺組織勻漿中金黃色葡萄球菌濃度在1 000 CFU/μL以上，即可以說明模型建立成功。在本實驗中，對大鼠肺組織勻漿進行菌落計數后，金黃色葡萄球菌濃度達1.78×103CFU/μL，說明實驗模型可以用于后續(xù)研究。

臨床研究表明，患者感染金黃色葡萄球菌肺炎后會出現呼吸窘迫、心跳加速、體溫升高和體重下降等多種癥狀[12-15]。本實驗模型組大鼠呼吸、心率、體溫和體重等體征也出現異常，并且感染時間越長與空白組之間差異越明顯。在經過不同濃度的乙醇進行治療后，中、高濃度乙醇的霧化治療效果較明顯，低濃度組治療效果并不顯著，但可以在一定程度上緩解癥狀的惡化現象。有研究表明，20%濃度的乙醇霧化吸入可以有效降低肺泡內泡沫的表面張力，改善肺水腫現象[16]。這說明低濃度的乙醇霧化雖然不能有效抑制金黃色葡萄球菌生長，但可以通過降低肺泡內泡沫表面張力的方式緩解肺部化膿對肺功能造成的不良影響。體外研究表明，40%～70%的乙醇在1 min內就可以有效殺死金黃色葡萄球菌[17-18]。因此，本實驗為防止高濃度的乙醇造成大鼠乙醇中毒，只對大鼠進行了2 min的霧化治療。即使在如此短的時間內，中、高濃度組乙醇霧化后感染大鼠的生理體征已明顯改善，說明40%和70%的乙醇可以通過霧化的方式對金黃色葡萄球菌肺炎進行霧化治療。

臨床調查結果表明，外周血白細胞和中性粒細胞的數量與肺炎程度強相關，因此可以作為判斷患者是否出現肺炎或判斷肺炎嚴重程度的標準[19-20]。本實驗中，中、高濃度的乙醇霧化可顯著降低大鼠外周血中白細胞計數和中性粒細胞百分比，并在實驗第7天時與空白組比較差異無統(tǒng)計學意義，進一步證明了40%和70%乙醇可以通過霧化的方式對金黃色葡萄球菌肺炎進行治療。而低濃度組的外周血指標與模型組比較差異無統(tǒng)計學意義，也再次證明了低濃度的乙醇對感染大鼠無明顯治療的作用?？傊?，中、高濃度的乙醇則主要通過對病菌細胞內的蛋白變性來殺死病菌，病菌對乙醇的敏感性始終較高，而霧化的方式又使得乙醇直接進入肺內殺死病菌成為可能。本實驗研究證明，40%和70%的乙醇霧化可以治療大鼠的金黃色葡萄球菌肺炎。