【摘要】：研究背景臨床上,由于結(jié)石、狹窄、腫瘤等原因引起輸尿管梗阻,導(dǎo)致尿液排出受阻,腎盂腎盞等集合系統(tǒng)擴(kuò)張,腎臟發(fā)生間質(zhì)水腫,局灶性炎癥細(xì)胞浸潤,腎小管纖維化等病理變化,腎臟功能受損,即使上尿路梗阻解除,部分病例仍出現(xiàn)患腎逐漸萎縮。許多學(xué)者的研究證實(shí)了細(xì)胞凋亡在單側(cè)輸尿管結(jié)扎模型間質(zhì)纖維化進(jìn)展中的作用,在大鼠單側(cè)輸尿管梗阻(UUO)模型中,梗阻側(cè)腎臟腎小管上皮細(xì)胞在梗阻1周后出現(xiàn)明顯的凋亡細(xì)胞及凋亡小體,氧自由基介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡參與了尿路梗阻后腎臟病理改變。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)輸尿管梗阻后,腎小管和腎間質(zhì)細(xì)胞凋亡均增加,而且凋亡調(diào)控因子Bcl-2和Bax也主要表達(dá)于腎小管上皮細(xì)胞,前者表達(dá)減少、后者表達(dá)增多,提示二者共同調(diào)節(jié)腎小管細(xì)胞凋亡,腎小管細(xì)胞凋亡可能是梗阻性腎萎縮主要原因。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展,分泌性尿路造影(IVU)、增強(qiáng)CT, CTU目前是上尿路梗阻性疾病診斷中的主要影像學(xué)檢查方法,檢查過程中需要使用造影劑,大量的臨床和基礎(chǔ)研究都已經(jīng)證實(shí),造影劑對(duì)腎臟存在潛在損害可能,造影劑急性腎損害(contrast-induced acute kidney injury, CI-AKI)是急性腎損傷的重要原因之一,CI-AKI發(fā)病率報(bào)告不一,從0%～58%不等,預(yù)后差、并發(fā)癥發(fā)生率高、已成為住院患者急性腎衰竭的第三大致病因素。目前普遍認(rèn)為CI-AKI的發(fā)病是多因素所致,其發(fā)病機(jī)制可能在于以下三個(gè)方面：造影劑誘導(dǎo)腎血管收縮、通過氧化應(yīng)激增加氧自由基和直接腎小管毒性。在造影劑相關(guān)性腎損害危險(xiǎn)因素分析中,術(shù)前腎功能異常、術(shù)前合并2型糖尿病、術(shù)前補(bǔ)液量過低及造影劑用量過大等是導(dǎo)致CI-AKI發(fā)生的重要原因。腎功能不全是CI-AKI發(fā)生的最危險(xiǎn)因素,腎功能不全時(shí)腎臟代償能力下降,易致成CI-AKI,其發(fā)病率隨Scr水平上升而增高,Scr水平為106.1256.4umol/L時(shí),CI-AKI的發(fā)病率為4%-20%,有研究表明當(dāng)患者腎小球?yàn)V過率(GFR)小于60m1/min·1.73M2時(shí),CI-AKI發(fā)病率顯著上升。因此,《中國泌尿外科疾病診療指南》中把Scr大于256.4umol/L作為接受造影劑注射的禁忌。對(duì)于單側(cè)輸尿管梗阻引起的腎積水而言,患腎的腎功能屬于不同程度受損的狀態(tài),導(dǎo)致患腎腎小球?yàn)V過率(GFR)明顯下降,根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)理論推測,此時(shí)造影劑的應(yīng)用有可能在其原本腎臟受損的情況下加劇腎小管的細(xì)胞毒性,加速腎小球、腎小管纖維化,甚至對(duì)解除梗阻后的恢復(fù)產(chǎn)生不良的影響：造影劑會(huì)刺激腎臟產(chǎn)生氧自由基,大量證據(jù)表明這些活化的氧自由基是腎損傷的重要因素。臨床上經(jīng)�？吹�,單側(cè)輸尿管完全性梗阻的腎積水患者在進(jìn)行IVU、增強(qiáng)CT、CTU檢查后1-2天再做CT平掃,梗阻腎仍有大量造影劑蓄積,根據(jù)造影劑具有腎損害的特性,推測這種造影劑蓄積在一定程度上可能會(huì)加重造影劑腎損害的病理過程,這種病理過程有可能會(huì)影響解除梗阻后腎臟的預(yù)后,即臨床上常見的腎萎縮。對(duì)于這種損害過程的防治措施,除了在使用造影劑時(shí),應(yīng)嚴(yán)格挑選適應(yīng)證,嚴(yán)格掌握造影劑劑量(包括造影劑種類和減少造影劑劑量)以外,大量研究集中于抗血管收縮作用、增強(qiáng)腎單位血流量或抗氧自由基損傷等；對(duì)于造影劑腎損害的治療方法及藥物主要包括水化療法、血液濾過、預(yù)防性透析、碳酸氫鈉、腺苷受體抑制劑、多巴胺、利尿劑、N-乙酰半胱氨酸(NAC)、鈣離子拮抗劑、內(nèi)皮素受體抑制劑以及心鈉素、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑、L-精氨酸、類胰島素生長因子、前列腺素E1等。由于NAC具有較強(qiáng)的抗氧化作用,成為了目前比較公認(rèn)的造影劑腎損害的保護(hù)性藥物。本研究是基于上述臨床中所發(fā)現(xiàn)的問題和推測,通過動(dòng)物模型、藥物干預(yù)和臨床觀察等三個(gè)方面,探討造影劑對(duì)單側(cè)輸尿管梗阻腎臟的損害機(jī)制,研究中選擇血清中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白(NGAL)水平評(píng)估腎臟損害程度。第一章造影劑對(duì)單側(cè)輸尿管梗阻大鼠腎臟的影響目的：本部分利用可復(fù)性完全性單側(cè)輸尿管梗阻的動(dòng)物模型模擬臨床上的單側(cè)腎積水病理生理變化,尾靜脈注射碘海醇模擬臨床實(shí)踐中影像學(xué)檢查時(shí)使用的造影劑,選擇公認(rèn)的早期腎損害的敏感指標(biāo)NGAL來評(píng)估腎損害情況,再以腎小管細(xì)胞凋亡率和Bax mRNA表達(dá)情況初步探討這種腎損害的可能機(jī)制。方法：SPF級(jí)SD大鼠42只,隨機(jī)分為假手術(shù)組(14只)與模型組(28只),模型組使用“V管”法制備可復(fù)的完全性左側(cè)輸尿管梗阻動(dòng)物模型,假手術(shù)組只行切開、分離,不夾閉輸尿管；3周后動(dòng)物模型成熟,將模型組動(dòng)物隨機(jī)再分為造影劑組(14只)與對(duì)照組(14只),在第22天,造影劑組大鼠尾靜脈注射碘海醇(3000mg/kg體重),對(duì)照組注射等量生理鹽水(NS),假手術(shù)組不注射藥物,1天后(即第23天)三組分別取7只大鼠抽血分離血清檢測血清NGAL水平,處死后取材檢測腎臟形態(tài)學(xué)及病理變化、腎小管細(xì)胞凋亡率及腎組織BaxmRNA的表達(dá)；各組剩余7只大鼠,模型組手術(shù)解除梗阻,假手術(shù)組仍只切開、分離、縫合；解除梗阻后3周執(zhí)行上述的檢測項(xiàng)目。統(tǒng)計(jì)學(xué)處理：采用IBM SPSS Statistics 21.0軟件分析處理。計(jì)量資料統(tǒng)計(jì)描述用均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差(mean、SD)表示。造影劑對(duì)不同分組和不同時(shí)間點(diǎn)大鼠左右腎的影響采用重復(fù)測量方差分析法檢驗(yàn),造影劑對(duì)不同分組和時(shí)間點(diǎn)大鼠的影響采用析因設(shè)計(jì)的方差分析法檢驗(yàn),單獨(dú)效應(yīng)分析基于析因分析后均數(shù)LSD校正的結(jié)果,方差不齊時(shí)使用Welch檢驗(yàn)結(jié)果,P0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果：模型組大鼠(造影組和對(duì)照組)在用藥后第1天(造模后第23天)左腎體積比右腎顯著增大(P0.05),左腎實(shí)質(zhì)厚度較右腎顯著變薄(P0.05),提示復(fù)制模型成功；模型組大鼠解除梗阻3周后左腎體積解除梗阻前比較明顯縮小(P0.05),說明梗阻解除成功。病理變化方面,大鼠右側(cè)腎臟鏡下未見明顯異常,大鼠左側(cè)腎臟鏡下見腎臟皮質(zhì)變��；腎小球萎縮、數(shù)目減少；部分腎小管擴(kuò)張,腎小管上皮細(xì)胞扁平化,少量腎小管內(nèi)見蛋白管型、細(xì)胞管型；部分腎小管管腔塌陷,腎小管上皮細(xì)胞空泡化；腎間質(zhì)炎細(xì)胞浸潤；腎間質(zhì)纖維化加重,與模型組比較造影組大鼠腎臟皮質(zhì)損傷無顯著性差別；模型組、造影組大鼠左腎腎小球數(shù)目均較右腎顯著減少；造影組在注射造影劑后第1天、解除梗阻后3周左腎腎小球數(shù)目分別與模型組比較未見差異。造影組大鼠在用藥后第1天、解除梗阻后3周血NGAL水平與對(duì)照組比較顯著升高(P0.05)。在用藥后第1天、解除梗阻后3周造影組和對(duì)照組大鼠左腎細(xì)胞凋亡率及Bax mRNA表達(dá)量均較右腎增高(P0.05)；解除梗阻后3周造影組大鼠左腎細(xì)胞凋亡率及BaxmRNA表達(dá)量均較對(duì)照組增高(P0.05)。結(jié)論：造影劑對(duì)腎臟的作用主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：其一：改變腎臟血流動(dòng)力學(xué),造影劑對(duì)腎臟血流改變呈雙相反應(yīng),開始腎血流短暫擴(kuò)張,血流增加,繼而出現(xiàn)持續(xù)的進(jìn)行性血管收縮,引起血流從髓質(zhì)到皮質(zhì)的重新分布,使髓質(zhì)血流減少,出現(xiàn)缺血表現(xiàn)；其二：缺血缺氧損傷發(fā)生時(shí),組織灌注不足產(chǎn)生的活性氧自由基(ROS),超過了機(jī)體的抗氧化儲(chǔ)備,進(jìn)一步加劇缺血性腎損傷；其三,直接損害腎小管上皮細(xì)胞,降低腎小管三磷酸腺苷、總腺嘌呤核苷酸及鉀離子的含量,同時(shí)提高腎小管細(xì)胞內(nèi)的鈣離子,從而使腎小管的基礎(chǔ)及解耦合呼吸率減少,損害腎小管細(xì)胞線粒體,影響細(xì)胞色素釋放和質(zhì)膜破壞。所有這些病理過程共同結(jié)果是腎髓質(zhì)缺血,缺血性損傷上調(diào)了NGAL蛋白的表達(dá),并且在大鼠血清表現(xiàn)出NGAL含量的升高；腎小管上皮細(xì)胞BaxmRNA的表達(dá)上調(diào)介導(dǎo)了過度的細(xì)胞凋亡,這可能是造影劑對(duì)單側(cè)腎積水大鼠腎臟損傷的重要機(jī)制之一。第二章N-乙酰半胱氨酸對(duì)單側(cè)腎積水大鼠造影劑腎損害的保護(hù)作用目的：本部分在前期研究基礎(chǔ)上,使用具備抗氧自由基作用的N-乙酰半胱氨酸(NAC)對(duì)單側(cè)腎積水模型大鼠造影劑腎損害過程進(jìn)行藥物干預(yù),仍以早期腎損害的敏感指標(biāo)NGAL來評(píng)估腎損害變化情況,再以腎小管細(xì)胞凋亡率和Bcl-2mRNA表達(dá)情況初步探討NAC對(duì)造影劑腎損害保護(hù)的可能途徑。方法：雄性SD大鼠68只,同法制備可復(fù)性完全性左側(cè)輸尿管梗阻動(dòng)物模型,3周后模型成熟,然后模型動(dòng)物隨機(jī)均分為3組,NAC組(24只),生理鹽水組(NS組,24只)與對(duì)照組(20只),前兩組分別以NAC、等量的NS灌胃3天,對(duì)照組不灌胃。3天后NAC組和NS組模型大鼠注射碘海醇(3000mg/kg體重),對(duì)照組注射等量NS；注射藥物1天后,各組取半數(shù)大鼠處死取材檢測腎臟形態(tài)學(xué)變化、血清NGAL、腎小管細(xì)胞凋亡率及腎組織Bcl-2 mRNA表達(dá)；剩余大鼠手術(shù)解除輸尿管梗阻,3周后處死,同樣作上述項(xiàng)目檢測。統(tǒng)計(jì)學(xué)處理：采用IBM SPSS Statistics 21.0軟件分析處理。計(jì)量資料統(tǒng)計(jì)描述用均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差(mean、SD)表示。造影劑對(duì)不同分組和不同時(shí)間點(diǎn)大鼠左右腎的影響采用重復(fù)測量方差分析法檢驗(yàn),造影劑對(duì)不同分組和時(shí)間點(diǎn)大鼠的影響采用析因設(shè)計(jì)的方差分析法檢驗(yàn),單獨(dú)效應(yīng)分析基于析因分析后均數(shù)LSD校正的結(jié)果,方差不齊時(shí)使用Welch檢驗(yàn)結(jié)果,P0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果：注射造影劑的NAC組和NS組用藥后第1天,血清NGAL含量均較對(duì)照組顯著升高(P0.05), NAC組大鼠血清NGAL水平低于NS組(P0.05),三組左腎腎小管細(xì)胞凋亡率及Bcl-2 mRNA表達(dá)比較無顯著性差異(P0.05)；解除梗阻后3周,各組NGAL水平較前均無顯著性變化(P0.05), NAC組左腎腎小管細(xì)胞凋亡率及Bcl-2 mRNA表達(dá)均高于對(duì)照組,但低于NS組(P0.05)。結(jié)論：前期研究已初步證實(shí)造影劑會(huì)引起腎髓質(zhì)缺血性變化,缺血損害產(chǎn)生大量氧自由基,氧自由基損傷介導(dǎo)了細(xì)胞凋亡,細(xì)胞凋亡是造影劑影響細(xì)胞活性的主要原因,基于這種機(jī)制,作為抗氧化劑的NAC含巰基(-SH),可以滅活活性氧簇(ROS),直接發(fā)揮抗氧化作用,可以促進(jìn)谷胱甘肽合成,通過后者間接發(fā)揮抗氧化作用,還可通過NO和S-亞硝基硫醇發(fā)揮血管擴(kuò)張作用、抑制血管緊張素轉(zhuǎn)化酶的生成和穩(wěn)定NO等機(jī)制來減少造影劑對(duì)腎功能的影響；使用造影劑前應(yīng)用NAC的大鼠減輕了腎損傷的程度,NGAL指標(biāo)較NS組降低,而且在解除梗阻3周后,NAC組左側(cè)腎小管上皮細(xì)胞Bcl-2 mRNA表達(dá)高于NS組,而細(xì)胞凋亡率低于NS組,提示NAC對(duì)單側(cè)腎積水大鼠中造影劑引起的腎損害的具有一定的保護(hù)作用,這一過程可能是通過上調(diào)Bcl-2 mRNA表達(dá)抑制腎小管細(xì)胞凋亡來實(shí)現(xiàn)的。第三章造影劑對(duì)單側(cè)輸尿管梗阻患者血清NGAL水平的影響及意義目的：利用之前基礎(chǔ)研究中使用的早期腎損害敏感指標(biāo)NGAL檢測臨床上接受造影劑注射的單側(cè)輸尿管完全梗阻患者腎損害情況,試圖觀察基礎(chǔ)研究中發(fā)生在模型大鼠血清NGAL含量變化是否同樣在人體得到驗(yàn)證,進(jìn)而初步探討造影劑對(duì)患者腎臟損害的機(jī)制。方法：臨床單側(cè)輸尿管完全梗阻(ⅣU或CTU證實(shí))患者36例；對(duì)照組為同期住院病人,無輸尿管梗阻25例；兩組患者均排除高血壓、糖尿病、高尿酸血癥、近期體外碎石治療史等其他腎損害因素；兩組患者均在使用造影劑前、使用造影劑后2小時(shí)留取血清,檢測腎功能Cr及NGAL。統(tǒng)計(jì)學(xué)處理：采用IBM SPSS Statistics 21.0軟件分析處理。計(jì)量資料統(tǒng)計(jì)描述用均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差(mean、SD)表示。計(jì)量資料統(tǒng)計(jì)描述用均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差(mean、SD)表示�；颊咴煊扒昂蟮慕M內(nèi)比較采用配對(duì)t檢驗(yàn),同一狀態(tài)下的組間均衡性比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。結(jié)果：單側(cè)輸尿管梗阻患者注射造影劑前血清NGAL含量較對(duì)照組增高(P0.05),使用造影劑后2小時(shí)血清NGAL含量較注射前增高(P0.05)；對(duì)照組患者用藥前、后血清]NGAL含量比較無顯著性差異(P0.05)。結(jié)論：單側(cè)輸尿管完全梗阻造成腎盂壓力增高,一系列病理生理變化最終引起腎臟缺血改變,缺血性損傷導(dǎo)致NGAL蛋白在腎單位多處表達(dá)上調(diào),NGAL蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)鐵到近端腎小管細(xì)胞,在鐵作用下血紅素加氧酶-1表達(dá)上調(diào),進(jìn)而發(fā)揮保護(hù)作用,且NGAL蛋白的量與缺血程度、缺血持續(xù)時(shí)間成正比,因此在單側(cè)輸尿管完全梗阻患者使用造影劑前就表現(xiàn)出早期腎損害的敏感指標(biāo)血清NGAL水平升高,而注射常規(guī)劑量的造影劑加劇了這一損害的程度,與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。但這種損害并沒有引起綜合腎功能的變化,可能與對(duì)側(cè)腎臟強(qiáng)大的代償功能有關(guān)。造影劑對(duì)積水腎的這種損害是一過性抑或是持續(xù)性?是否會(huì)對(duì)解除梗阻后患腎的轉(zhuǎn)歸產(chǎn)生影響?動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中的腎損害保護(hù)性藥物N-乙酰半胱氨酸(NAC)對(duì)這一過程是否也有作用?這些問題都有待進(jìn)一步的深入研究。
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【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R693
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本文編號(hào)：2381275