兔后肢骨折后細(xì)胞因子與肺栓塞的關(guān)系研究

梁玉龍 梁健璟 馮文靜 潤(rùn)濤 許家鵬

摘要：目的：探討兔后肢骨折后細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）、腫瘤壞死因子（TNF-α）變化，及與肺栓塞之間的關(guān)系。方法：構(gòu)建肢骨折后肺栓塞模型，采購(gòu)40只新西蘭兔，將其分為對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組，對(duì)其栓塞1、3、7天細(xì)胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α變化進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)觀察各組兔形態(tài)學(xué)改變情況。結(jié)果：對(duì)照組栓塞后第7d血清指標(biāo)IL-1β表達(dá)水平低于栓塞第1d、第3d（P<0.05）;實(shí)驗(yàn)組栓塞第3d血清指標(biāo)IL-1β、TNF-α測(cè)定結(jié)果均高于栓塞第1d，栓塞第7d血清指標(biāo)IL-1β、IL-6、TNF-α測(cè)定結(jié)果均高于栓塞第1d（P<0.05）;實(shí)驗(yàn)組栓塞第1d、第3d、第7d血清指標(biāo)IL-1β、IL-6、TNF-α測(cè)定結(jié)果均高于對(duì)照組（P<0.05）。肺組織病理結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組肺組織聚集了大量致密血栓，同時(shí)表現(xiàn)出肺泡水腫、萎縮等特征，有少量紅細(xì)胞滲出液。對(duì)照組兔肺未觀察到上述變化。結(jié)論：兔后肢骨折后表現(xiàn)出細(xì)胞因子變化，但合并肺栓塞后呈現(xiàn)出較為突出的細(xì)胞因子升高，即表明其可能參與了肺栓塞疾病變化，為臨床研究提供了客觀依據(jù)。

關(guān)鍵詞：動(dòng)物模型;細(xì)胞因子;肺栓塞

【中圖分類號(hào)】R816.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1673-9026（2021）03-068-02

肺栓塞主要是指外源性或者內(nèi)源性栓子堵塞肺動(dòng)脈或者其分支，而導(dǎo)致的肺循環(huán)障礙的臨床疾病，有著較高的致死率和發(fā)病驟急等特點(diǎn)，栓子70%-90%均來(lái)自于盆腔靜脈、下肢深靜脈，多發(fā)生于術(shù)后或者長(zhǎng)期臥床患者[1]。根據(jù)國(guó)外的統(tǒng)計(jì)資料顯示，70年底期間肺栓塞的發(fā)病率大約為0.27%，死亡率為20.0%，而在進(jìn)入到本世紀(jì)以后，發(fā)病率可迅速升高到0.94%，盡管死亡率有所控制，但仍然在4.1%左右[2]。下肢骨折患者因需要較長(zhǎng)時(shí)間的臥床修養(yǎng)，故極易形成盆腔靜脈血栓和下肢靜脈血栓，從而導(dǎo)致其生命安全受到威脅。有研究者表示[3]，肺栓塞是涉及到細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的多種炎癥介質(zhì)，能夠直接參與到病理生理過(guò)程中。但該病的確切機(jī)制并不明確，關(guān)于其發(fā)病機(jī)制也未做深入研究。本研究采取自體血栓回輸處理法對(duì)肺栓塞動(dòng)脈模型進(jìn)行復(fù)制，觀察其細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）、腫瘤壞死因子（TNF-α）變化，旨在為臨床下肢骨折并發(fā)肺栓塞患者的生理病理提供客觀依據(jù)。

1資料與方法

1.1動(dòng)物分組

健康新西蘭兔40只，每只2000-3000g，雌雄不限，體質(zhì)量為（3.2±0.2）kg，月齡在4-6個(gè)月，隨機(jī)分為對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組，各組各有白兔20只。

1.2動(dòng)物模型的制備

實(shí)驗(yàn)組對(duì)兔耳緣實(shí)施常規(guī)消毒處理，采用1mL/kg的3%戊巴比妥鈉實(shí)施麻醉干預(yù)，并對(duì)其呼吸頻率做好相應(yīng)控制，使其能夠達(dá)到18-22次/min范圍內(nèi)。在完成麻醉處理之后，取側(cè)臥位，以右側(cè)俯臥位為例，在平臺(tái)上平放左側(cè)大腿根部，對(duì)左股骨大轉(zhuǎn)子及其下1.8cm之外側(cè)實(shí)施擊打，運(yùn)用專用擊打裝置（海南醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院骨科特制），用位于28cm高度的擊打物進(jìn)行擊打（不直接損傷血管），通過(guò)骨擦感證實(shí)在骨折之后，石膏固定左下肢于屈髖屈膝位，檢查右髖能夠保持自如活動(dòng)之后，俯臥位進(jìn)行石膏固定處理。實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組分別在第1、3、7天建立起相對(duì)應(yīng)的肺栓塞動(dòng)物模型，運(yùn)用150-200mg/kg的奔巴比妥鈉進(jìn)行腹腔麻醉干預(yù)，股靜脈穿刺入導(dǎo)管并深入到心房。經(jīng)由導(dǎo)管內(nèi)取5ml靜脈血，并在體外靜止20-45min，在血液凝固之后做成栓子。每次注入0.5ml的栓子，以生理鹽水進(jìn)行沖注處理，每間隔3min需要重復(fù)注入。經(jīng)由導(dǎo)管注入造影劑以及病理切片之后，即可證實(shí)肺栓塞模型成功復(fù)制。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

每組分別于栓塞1、3、7天取1ml靜脈血，以4℃低溫離心機(jī)，通過(guò)3000r的速度，進(jìn)行持續(xù)10min的離心處理，并實(shí)現(xiàn)對(duì)上清液的收集。運(yùn)用酶聯(lián)免疫吸附法觀測(cè)血清IL-1β，IL-6、TNF-α濃度，酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)試劑盒來(lái)自于上海恒遠(yuǎn)生物科技有限公司，且各項(xiàng)操作均按照說(shuō)明書(shū)要求執(zhí)行。

1.4形態(tài)學(xué)觀察

各組均在第1、3、7天分別取1只實(shí)驗(yàn)兔行解剖處理，觀察其肺臟情況，掌握肺血管分布與肺臟損害病理變化情況。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS22.0行數(shù)據(jù)的分析處理，以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示計(jì)量資料，以t值檢驗(yàn);以率（%）表示計(jì)數(shù)資料，以x2檢驗(yàn)。若P<0.05即表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1各組實(shí)驗(yàn)兔血清指標(biāo)測(cè)定結(jié)果比較

實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)兔血栓第1d、第3d、第7d血清指標(biāo)IL-1β、IL-6、TNF-α測(cè)定結(jié)果與對(duì)照組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）;實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)兔血栓第3d、第7d血清指標(biāo)IL-1β、IL-6、TNF-α測(cè)定結(jié)果與第1d比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。見(jiàn)表1。

2.2各組實(shí)驗(yàn)兔形態(tài)學(xué)觀察結(jié)果比較

對(duì)各組病理組織形態(tài)學(xué)情況進(jìn)行觀察，實(shí)驗(yàn)組可觀察到肺部表面呈現(xiàn)出凹凸?fàn)?，肺膨脹明顯不全，肺部有萎陷，且伴隨有分散的暗紅色灶性出血特征。在肺動(dòng)脈內(nèi)可以觀察到多處均有血栓現(xiàn)象，栓子結(jié)構(gòu)也非常的緊密。肺泡呈現(xiàn)出萎陷特征，呈現(xiàn)出肺不張的特征，部分有肺泡水腫，肺泡腔中可以觀察到有少量紅細(xì)胞滲出液和大量陽(yáng)性細(xì)胞浸潤(rùn)。部分經(jīng)過(guò)鏡檢可以觀察到有肺靜脈淤血現(xiàn)象。而對(duì)照組卻均未出現(xiàn)上述病理特征。見(jiàn)圖1-圖3。

3討論

下肢骨折是一種臨床中非常多見(jiàn)的外傷性疾病，其可對(duì)患者運(yùn)動(dòng)功能帶來(lái)非常大的影響，通常需要經(jīng)歷很長(zhǎng)一段時(shí)間的康復(fù)。因受到下肢活動(dòng)的限制，患者需要長(zhǎng)時(shí)間臥床休養(yǎng)，在下肢活動(dòng)減少、心臟輸出量下降等原因的共同影響下，靜脈回流受到較為嚴(yán)重的阻塞，加之骨折后機(jī)體處在應(yīng)激、高凝狀態(tài)下，導(dǎo)致患者極易發(fā)生肺栓塞，嚴(yán)重危及患者的生命健康[4]。有研究者表示[5]，在下肢骨折合并肺栓塞的發(fā)生、發(fā)展中，涉及大量細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的多種炎癥介質(zhì)參與的病理生理過(guò)程，但具體的機(jī)制尚不明確。

有研究者以大鼠進(jìn)行肺栓塞模型構(gòu)建[6]，證實(shí)了肺動(dòng)脈高壓、肺缺血可導(dǎo)致大鼠肺中促炎因子呈現(xiàn)為高表達(dá)，同時(shí)形成較為顯著的促炎癥反應(yīng)環(huán)境。另有研究者也通過(guò)動(dòng)物模型發(fā)現(xiàn)[7]，在血漿與肺組織中血清IL-1、TNF-α表現(xiàn)出非常顯著的高表達(dá)，同時(shí)可以觀察到肺組織中有水腫、充血等反應(yīng)，并且有大量炎細(xì)胞浸潤(rùn)與肺泡塌陷。借助動(dòng)物實(shí)驗(yàn)可以觀察到，肺栓塞后血清IL-1、TNF-α水平均呈現(xiàn)為非常顯著的升高，早期通過(guò)血液凈化干預(yù)能夠改善其炎癥高表達(dá)反應(yīng)，提升肺部的氧合功能。目前，學(xué)界并無(wú)關(guān)于下肢骨折合并肺栓塞作用機(jī)制的相關(guān)報(bào)道，但結(jié)合上述研究成果推測(cè)，下肢骨折后多伴隨有骨折結(jié)構(gòu)遭到破壞以及軟組織受損，這就會(huì)引發(fā)機(jī)體有大量炎癥因子釋放，這些細(xì)胞因子作用于機(jī)體之后會(huì)引發(fā)一系列的反應(yīng)，特別是對(duì)肺臟造成直接損害。根據(jù)本研究所構(gòu)建的動(dòng)物模型來(lái)看，實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)兔血栓第1d、第3d、第7d血清指標(biāo)IL-1β、IL-6、TNF-α測(cè)定結(jié)果均顯著高于對(duì)照組（P<0.05），即表明在后肢骨折合并肺栓塞兔血清中呈現(xiàn)出非常顯著的炎癥因子高表達(dá)。該結(jié)果與文獻(xiàn)結(jié)果一致[8]，其認(rèn)為骨折患者在發(fā)生肺栓塞后其炎癥因子會(huì)迅速升高。提示在下肢骨折合并肺栓塞中，炎癥因子發(fā)揮了非常重要的參與作用。為了進(jìn)一步證實(shí)該觀點(diǎn)，本研究對(duì)實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組實(shí)驗(yàn)兔的肺組織形態(tài)學(xué)進(jìn)行了對(duì)比，觀察發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組肺組織表現(xiàn)出非常明顯的水腫、充血，大量炎細(xì)胞浸潤(rùn)與肺泡塌陷，與本研究實(shí)驗(yàn)組中的血清IL-1β、IL-6、TNF-α水平上升以及肺組織病理變化均相符，進(jìn)一步展現(xiàn)了IL-1β、IL-6、TNF-α在下肢骨折合并肺栓塞的參與作用。

綜上所述，本研究證實(shí)了細(xì)胞因子與兔下肢骨折合并肺栓塞密切相關(guān)，涉及到了多種細(xì)胞介質(zhì)和因子的共同參與，但關(guān)于各種介質(zhì)與細(xì)胞因子的相互作用機(jī)制并不明確，仍然需要我們?cè)诮窈蟮膶?shí)踐中做進(jìn)一步研究探討。

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河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院普通外科 050000