背景及目的肺移植一直被公认是治疗终末期肺病的唯一有效方法。自1963年,美国密西西比大学的James Hardy医生进行了世界上第一例人类肺移植以来到2009年底世界范围内共完成肺移植约32652例。虽然肺移植术手术的成功率每年都在不断上升,但肺移植总数并未得到相应的大幅提升。供体数量短缺制约了肺移植的发展。近年随着肺移植患者数量的不断增加,供体肺短缺的问题日趋严峻。目前大部分国家和地区都以脑死亡供体作为移植手术供体的主要来源。脑死亡供体也成为解决供体紧张的主要途径。然而,脑死亡是一个非常复杂的病理生理过程。脑死亡对机体的影响是一种多器官的不可逆的严重损伤。然而脑死亡对肺的损伤机制还未完全明确。在动物实验及临床研究中发现,在脑死亡过程中机体病理生理改变主要有血流动力学改变、炎症反应、内分泌紊乱等。其中炎症反应的发生是机体器官受损的重要因素之一。研究证实,脑死亡发生后机体的IL-1β、IL-6以及TNF-α分泌增多,并引起异常免疫反应,造成供体器官的损伤。临床上早已将激素应用于抗炎治疗。糖皮质激素具有强大的抗炎作用,能抑制多种原因(如：物理性、化学性、感染性、无菌性等)造成的炎症反应。脑死亡过程属于急性炎症反应,激素可以通过抑制白细胞浸润和吞噬反应,减少多种炎性因子释放,对供体器官进行保护。本实验通过建立猪脑死亡动物模型,测定对照组和激素治疗组血清中IL-1β、IL-6和TNF-a水平及肺组织中炎性因子mRNA的表达量、肺水含量等指标,分析和讨论脑死亡对猪供体肺的影响以及激素对脑死亡供体肺是否具有保护作用。材料和方法版纳小耳猪12头,雌雄不限,体重25±5kg。随机分为2组,即脑死亡对照组(control group, C组)和脑死亡激素治疗组(hormone group, H组),每组6头。各组均静脉全身麻醉后行气管切开插管,呼吸机辅助呼吸颈内动静脉插管,膀胱造瘘术。运用缓慢颅内加压法建立脑死亡模型并维持10小时。C组仅给予林格注射液。H组在此基础上加用甲泼尼龙琥珀酸钠(用量：15mg/kg)。在整个实验中分别记录2组动物的心率(RH)、平均动脉压(MAP);在硬膜外加压建模确认脑死亡后的0h、2h、4h、6h、8h、10h分别抽取静脉血.,测定IL-1β, IL-6、 TNF-α水平。在维持脑死亡模型10h后,取右下肺组织,测定IL-lβ、IL-6、 TNF-α的nRNA表达量。同期各组做常规病理切片。本实验数据采用SPSS17.0软件包处理数据,统计数据采用均数±标准差(X±s)表示,统计学分析采用t检验,显著性检验水准取a=0.05。结果1.C组与H组血清炎症介质水平变化实验过程中抽取了脑死亡后0h、2h、4h、6h、8h10h各时间点的静脉血,并进行血清IL-1β、IL-6、 TNF-α水平的测定。由于C组中有两头猪未能维持到10小时,因此分别做脑死亡后0h、2h、4h、6h和8h、10h时间点的统计学分析。脑死亡后各时间点的血清IL-1β、IL-6、 TNF-α水平,C组明显高于H组,有统计学意义(p<0.05)。2. RT-PCR测定结果C组IL-1β、IL-6、 TNF-α的mRNA明显表达,H组IL-1β、IL-6、 TNF-α的mRNA表达量较C组减少,结果有统计学意义(p<0.05)3.C组与H组肺水含量比较脑死亡后10h两组肺组织含水量变化：C组(n=4)肺含水量明显高于H组(n=6),有统计学意义(p<0.05)4.C组与H组肺组织常规病理学组织切片及电镜下超微结构对比光镜结果显示：C组存在肺泡腔出血,肺泡间隔增宽,局部肺不张,肺泡萎陷,代偿性肺气肿,支气管损坏,微血管内有PMN积聚、付壁,肺组织中有淋巴细胞的浸润。而H组的肺组织病理改变轻微,偶见肺泡腔内有少量渗出液、代偿性肺气肿及肺泡萎陷,但程度较轻,偶见极少量PMN及淋巴细胞。电镜结果示：C组AECII细胞线粒体肿胀,线粒体嵴存在排列紊乱、断裂、消失,板层小体数量减少、结构有破坏、有排空现象；AECI型上皮细胞线粒体肿胀,细胞结构被破坏；毛细血管内皮细胞表面有吞饮小泡。H组AECII细胞线粒体轻度肿胀,板层小体数量稍有减少,结构改变较C组轻。结论1.本次实验中12头实验用猪通过运用缓慢间断颅内加压法建立脑死亡模型,均成功建立模型,虽然有2头实验用猪未能维持脑死亡状态10h,但这使我们对脑死亡状态下机体的不稳定性认识加深,也使我们认识到了血管活性药物联合使用的重要性。为今后成功制作脑死亡模型并维持更长时间提供了实践经验和理论依据。2.实验中,在建立脑死亡模型颅内注水加压的过程中,12只实验用猪均出现短暂的全身抽搞,所以我们认为这有可能是颅内压急剧升高的特征型表现,可以作为判断脑死亡的一个指标。3.C组肺水含量明显高于H组,而且C组肺组织细胞损伤比H组肺组织细胞明显,说明糖皮质激素可以通过对AEC I细胞、AECII细胞、肺血管内皮细胞结构、功能的保护,消除肺水肿。糖皮质激素具有脑死亡供体肺的保护作用。4.从两组炎症因子的血清含量和在肺组织内炎症因子的nRNA表达量的变化来看,糖皮质激素抗炎作用确切,并可通过在肺组织内基因水平对炎症因子进行抑制,从而降低炎症因子在局部组织或器官的表达,减轻脑死亡后的过度免疫反应,提高供体肺质量。
