本文選題：急性肺損傷 + 全氟異丁烯　； 參考：《中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院》2013年博士論文

【摘要】：作為重要的化工原料和副產(chǎn)物，全氟異丁烯（perfluoroisobutylene，PFIB）是一種常溫下為氣態(tài)的無色無味低分子量的高氟有機(jī)物，能穿透普通防毒面具，且無特效的防治措施，是常見的可引起急性肺損傷/急性呼吸窘迫綜合征（acutelung injury，ALI/acute respiratory distress syndrome，ARDS）的有毒化學(xué)品。 目前，對PFIB所致ALI的發(fā)病機(jī)制研究認(rèn)為直接氧化損傷可能是PFIB致病的重要機(jī)制之一；同時，多形核白細(xì)胞（polymorphonuclear leukocyte，PMN）介導(dǎo)的過度炎癥反應(yīng)可能是PFIB致病的另一重要機(jī)制。同時，肺泡巨噬細(xì)胞（alveolar macrophage，AM）參與PMN介導(dǎo)的PFIB急性吸入性肺損傷，并與PMN在肺內(nèi)的扣押有關(guān)。PFIB急性吸入后可激活肺組織內(nèi)多種細(xì)胞，尤其是間接激活A(yù)M內(nèi)核因子κ B （nuclear factor-ha，NF-κ B），進(jìn)而誘導(dǎo)AM表達(dá)多種致炎因子，這些致炎因子對PMN具有強(qiáng)烈的激活和趨化活性，但有關(guān)PFIB通過何種機(jī)制激活NF-κ B仍不清楚，PFIB急性吸入性肺損傷的機(jī)制研究仍有待完善。一、內(nèi)源性血管緊張素II在PFIB急性吸入性肺損傷中的作用 近年研究發(fā)現(xiàn)，腎素-血管緊張素系統(tǒng)（renin-angiotensin system，RAS）在ALI/ARDS的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用。血管緊張素II（angiotensin Ⅱ，AngⅡ）作為RAS的主要效應(yīng)物質(zhì)不僅是重要的體液調(diào)節(jié)因子參與調(diào)節(jié)血液循環(huán)，而且還是重要的前炎癥因子，可上調(diào)NF-κB活性，增加白介素-8（Interleukin-8，IL-8）、白介素-1β（Interleukin-1beta，IL-1β）、腫瘤壞死因子-α（Tumor necrosisfactor-α，TNF-α）等炎癥因子的表達(dá)釋放，引發(fā)炎癥反應(yīng)。而血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（angiotensin convert enzyme，ACE）/血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（angiotensin convertenzyme2，ACE2）分別作為AngⅡ的正/負(fù)性調(diào)節(jié)酶影響ALI的進(jìn)程。減少AngⅡ的生成或阻斷AngⅡ受體均可減輕多種原因所致的肺損傷。AngⅡ在PFIB急性吸入性肺損傷中的作用如何，它是否作為PFIB急性吸入性肺損傷的始動因素激活NF-κ B進(jìn)而介導(dǎo)PFIB急性吸入性肺損傷，目前尚未見文獻(xiàn)報道。本文的研究目的之一即是對上述問題進(jìn)行初步探討。 1、觀察PFIB吸入染毒后，大鼠肺組織AngⅡ含量及其調(diào)節(jié)酶ACE的蛋白表達(dá)水平、酶活性與肺損傷程度的時間變化關(guān)系：大鼠PFIB急性吸入染毒后，肺系數(shù)、支氣管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）總蛋白含量和肺組織病理學(xué)檢查等指標(biāo)均顯示肺損傷程度逐漸加重，至染毒后16h達(dá)峰值，染毒后24h明顯緩解，因此確定本實驗成功復(fù)制了大鼠PFIB急性吸入染毒病理模型。在此基礎(chǔ)上，采用放射免疫分析方法檢測PFIB染毒后大鼠的血液和肺組織勻漿中AngⅡ含量隨時間的變化：血漿和肺組織中AngⅡ含量均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其中肺組織AngⅡ含量在染毒后16h、24h較空白對照組顯著降低。血漿AngⅡ含量與肺組織中AngⅡ變化趨勢基本一致，但各時間點均無統(tǒng)計學(xué)差異；采用紫外線吸收法檢測肺組織ACE酶活性隨時間的變化：PFIB染毒后肺組織ACE活性在一定范圍內(nèi)波動，但各時間點無統(tǒng)計學(xué)差異。分析結(jié)果，肺組織AngⅡ含量和ACE酶活性的變化與肺損傷程度無明顯的時間關(guān)聯(lián)性，提示AngⅡ在大鼠PFIB急性吸入性肺損傷的發(fā)生、發(fā)展中可能不具有重要的病理學(xué)意義。 2、針對RAS發(fā)揮病理生理作用的最關(guān)鍵成分AngⅡ，選擇AngⅡ的AngⅡ1型受體（angiotensionⅡ type1receptor，AT1-R）阻斷劑氯沙坦，從時間-效應(yīng)和劑量-效應(yīng)兩個方面考察AngⅡ在大鼠PFIB急性肺損傷中的作用：①時間-效應(yīng)關(guān)系，PFIB染毒對照組大鼠的各項肺系數(shù)和BALF總蛋白含量較溶劑對照組顯著升高，說明染毒模型建立成功。但不同時間給予氯沙坦（分別在PFIB染毒前1h、染毒前0.5h、染毒后0.5h、染毒后1h、染毒后2h、染毒后4h和染毒后8h腹腔注射氯沙坦10mg/kg）阻斷AngⅡ受體進(jìn)行預(yù)防或治療，各組大鼠肺系數(shù)和BALF總蛋白含量與染毒對照組比較沒有顯著性差異。②劑量-效應(yīng)關(guān)系，PFIB染毒對照組大鼠的各項肺系數(shù)和BALF總蛋白含量顯著高于溶劑對照組，說明染毒模型建立成功。但給予不同劑量氯沙坦（分別在PFIB染毒前1h腹腔注射氯沙坦1.25、2.5、5、10和15mg/kg）阻斷AngⅡ受體進(jìn)行預(yù)防，各組大鼠肺系數(shù)和BALF總蛋白含量與染毒對照組比較沒有顯著性差異。以上結(jié)果表明，不同給藥時間和不同給藥劑量給予氯沙坦阻斷AT1-R對PFIB急性肺損傷的影響微弱，進(jìn)一步提示AngⅡ在PFIB急性吸入性肺損傷中可能不具有重要意義。 3、比較兩種來源不同的AngⅡ受體阻斷劑對PFIB急性吸入性肺損傷的防治效果：采用大樣本量的小鼠為實驗對象，觀察國產(chǎn)和進(jìn)口兩種不同來源的氯沙坦對小鼠全身暴露吸入PFIB染毒后24h肺系數(shù)和72h死亡率的影響，實驗結(jié)果表明染毒對照組和各個時間給藥組（染毒前0.5h、染毒后0.5h和染毒后1h給藥40mg/kg）比較均無顯著性差異。這說明國產(chǎn)和進(jìn)口來源的氯沙坦對小鼠PFIB急性吸入性肺損傷均無明顯的防治作用。結(jié)果提示，AngⅡ在PFIB急性吸入性肺損傷中病理學(xué)意義有限。 綜合分析，大鼠PFIB急性吸入性肺損傷過程中肺組織AngⅡ及其調(diào)節(jié)酶ACE與肺損傷程度無明顯的時間相關(guān)性。時間-效應(yīng)和劑量-效應(yīng)關(guān)系研究揭示AT1-R阻斷劑氯沙坦對大鼠PFIB急性肺損傷無明顯影響。選擇多個時間點腹腔注射兩種不同來源的氯沙坦對小鼠PFIB急性吸入性肺損傷均無明顯的改善作用。結(jié)果表明，AngⅡ在PFIB急性吸入性肺損傷中的病理作用微弱，RAS在PFIB急性肺損傷的發(fā)生、發(fā)展過程中可能不發(fā)揮主要作用，PFIB通過AngⅡ激活NF-κB啟動炎癥級聯(lián)的通路可能并不存在。以上結(jié)果可能與不同ALI模型對RAS的影響不同有關(guān)，也可能與RAS復(fù)雜的生物學(xué)作用有關(guān)，其具體機(jī)理有待進(jìn)一步研究。 二、PFIB對PMVEC功能的影響 肺氣血屏障（blood-gas barrier）的結(jié)構(gòu)和功能受損在各種原因所致ALI中居中心地位。其中，肺毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞（pulmonary microvascular endothelialcell，PMVEC）作為各種致病因素作用的靶細(xì)胞首先受到攻擊，也是PMN扣押和游出血管時首先接觸的細(xì)胞，所以PMVEC在ALI時的結(jié)構(gòu)和功能變化受到越來越多的學(xué)者關(guān)注。 研究表明，肺損傷時氣血屏障的細(xì)胞連接破壞、細(xì)胞骨架重排是炎性細(xì)胞滲出的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，結(jié)果導(dǎo)致液體、蛋白、炎性介質(zhì)等進(jìn)入肺泡，這些構(gòu)成了ALI的主要病理基礎(chǔ)。PFIB染毒除了引起肺氣血屏障主要細(xì)胞的結(jié)構(gòu)發(fā)生病理改變，還影響細(xì)胞的分泌功能。一般情況下，血管內(nèi)皮細(xì)胞受到炎癥刺激時其胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子NF-κB被激活，促使多種炎性介質(zhì)mRNA表達(dá)，進(jìn)而誘發(fā)合成并釋放腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α），同時誘導(dǎo)細(xì)胞間粘附分子-1（intercellular adhension molecular-1，ICAM-1）、血管細(xì)胞粘附分子-1（vascular celladhesion molecule-1，VCAM-1）、E-選擇素等粘附分子的表達(dá)，促進(jìn)PMN趨化和聚集，分泌基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）如基質(zhì)金屬蛋白酶-2（matrix metalloproteinase-2，MMP-2）、基質(zhì)金屬蛋白酶-9（matrixmetalloproteinase-9，MMP-9）等降解基底膜、破壞正常肺泡結(jié)構(gòu)，并引發(fā)更多的炎性細(xì)胞聚集和活化。 本課題的研究目的是，擬在前期PFIB染毒對肺氣血屏障形態(tài)學(xué)研究的基礎(chǔ)上，觀察體外培養(yǎng)的PMVEC經(jīng)PFIB染毒后分泌功能的變化特點，重點觀察細(xì)胞因子（TNF-α、IL-1β）、粘附分子（ICAM-1）和基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP-2、MMP-9）的表達(dá)情況，探討PMVEC在PFIB急性吸入性肺損傷過程中形態(tài)結(jié)構(gòu)改變與功能變化的關(guān)聯(lián)性，以豐富對PFIB染毒后氣血屏障結(jié)構(gòu)和功能的變化規(guī)律及PFIB急性吸入性肺損傷發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識，為更有效和針對性地防治PFIB急性吸入性肺損傷提供重要依據(jù)。 實驗結(jié)果如下：①PFIB刺激PMVEC染毒后0.5h即迅速合成大量TNF-α，至2h達(dá)峰值。PMVEC合成大量TNF-α的同時緩慢釋放到細(xì)胞外，，至染毒后4h培養(yǎng)上清液中TNF-α含量才達(dá)峰值。②PFIB染毒后2h內(nèi)刺激PMVEC合成大量的IL-1β，至2h達(dá)峰值，2h后伴隨著PMVEC細(xì)胞凋亡數(shù)的增多合成的IL-1β也慢慢減少，但合成的IL-1β始終未釋放到細(xì)胞外。③PFIB染毒后迅速促進(jìn)PMVEC大量合成ICAM-1，但始終未有ICAM-1大量釋放到細(xì)胞外。④染毒后PMVEC的培養(yǎng)上清液中MMP-2含量漸升高，至染毒后2h顯著性增高，然后漸降低。PFIB染毒刺激PMVEC培養(yǎng)上清液中MMP-2迅速表達(dá)生物學(xué)活性。⑤PFIB染毒并未刺激PMVEC生成和釋放大量MMP-9，提示PFIB急性吸入性肺損傷時PMVEC可能不是MMP-9的主要來源。 綜合前期研究結(jié)果分析，一方面PFIB染毒促進(jìn)PMVEC大量凋亡，使肺氣血屏障的完整性遭到破壞；另一方面刺激存活的PMVEC合成并釋放大量TNF-α，表達(dá)ICAM-1。在上述因子與其它因素的綜合作用下，PMN激活并粘附于PMVEC，釋放活性氧自由基（reactive oxygen species，ROS）與蛋白酶類，對PMVEC及其基底膜造成進(jìn)一步損傷。此外，PFIB染毒刺激PMVEC迅速釋放大量MMP-2，后者可加速肺泡微血管內(nèi)皮細(xì)胞連接的破壞、細(xì)胞骨架的重排，并破壞細(xì)胞外基質(zhì)。以上因素綜合作用的結(jié)果是肺氣血屏障完整性受到破壞，失去對大分子的屏障作用，血漿蛋白漏出形成滲透梯度，血漿水分也隨之進(jìn)入血管外造成水腫，炎癥介質(zhì)等進(jìn)入肺泡內(nèi)，這些也是ALI主要的病理基礎(chǔ)。
[Abstract]:As an important chemical raw material and by - product , perfluoroisobutylene ( PFIB ) is a colorless , odorless , odorless , odorless , odorless , odorless , odorless , odorless , odorless , odorless , odorless , low - molecular weight high - fluorine organic substance that can penetrate conventional gas masks and has no special effect . It is a common toxic chemical that can cause acute lung injury / acute respiratory distress syndrome ( ARDS ) .

At present , the pathogenesis of ALI caused by PFIB is considered to be one of the important mechanisms of PFIB .
At the same time , the hyperinflammatory response mediated by multiple leukocyte ( PMN ) may be another important mechanism for the pathogenesis of PFIB . At the same time , alveolar macrophage ( AM ) is involved in PMN - mediated acute lung injury of PFIB and is related to the arrest of PMN in the lung .

Angiotensin converting enzyme ( ACE ) / angiotensin - converting enzyme ( ACE ) / angiotensin - converting enzyme 2 ( ACE2 ) plays an important role in the pathogenesis and development of ALI / ARDS .

1 . After the inhalation of PFIB inhalation , the level of Ang 鈪

本文編號：2002269