腹腔穿刺置管引流对重症急性胰腺炎机体脂质代谢的作用研究

发布时间：2018-01-27 17:03

本文关键词： 重症急性胰腺炎早期腹腔置管引流脂肪坏死游离脂肪酸不饱和游离脂肪酸油酸　出处：《第三军医大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：背景和目的急性胰腺炎是一种以胰腺腺泡细胞损伤和胰腺实质炎症为病理特征的常见急腹症。长期以来,依据病情的严重程度,人们将急性胰腺炎分为轻症急性胰腺炎(mild acute pancreatitis,MAP)和重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP)两种类型。不同于MAP,SAP在病情进展过程中常伴有胰腺周围继发感染及多器官功能衰竭(multisystem organ failure,MOF)等严重并发症,这使得其病情更为复杂化、重症化,并导致此类病人的死亡率高达15-30%。因此,如何提高SAP患者的临床治疗效果一直是腹部外科领域亟待解决的难题。在SAP病情发展的早期(通常为1-2周),患者通常合并有全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)。在此期间,由于机体毛细血管通透性的增加,血管内液体成分可进入腹腔内形成胰腺炎相关性腹水(pancreatitis-associated ascitic fluid,PAAF)。研究证实,PAAF中内常富含多种毒性成分如胰酶、脂质代谢产物及大量炎症因子等,可进一步损伤肠道、肺及肾脏等重要器官,加重患者的病情严重程度。如,损伤肠粘膜屏障,可造成肠道细菌移位至胰腺周围,引发后期的胰周感染。此外,若大量的PAAF聚集于腹腔内还可加重患者的腹胀程度,进而影响呼吸及循环功能。基于以上认识,若能在早期通过微创外科技术,及时将这种有害的PAAF清除至体外,有望能够减轻SAP患者的重要器官损伤程度、降低死亡率、减少并发症的发生。针对此,我们在前期的临床研究中发现,早期接受腹腔穿刺置管引流(abdominal paracentesis drainage,APD)的SAP患者,其全身炎症状态及器官衰竭等相关指标都能得到明显的改善。并且,与未接受APD治疗的患者比较,接受APD治疗的SAP患者,其在治疗期间出现导管逆行感染的几率并无明显升高。这些研究提示,对于SAP患者,早期的APD是一种安全、有效的治疗措施,也可能成为SAP患者治疗过程中不可缺少的重要环节。那么,对于含有PAAF的SAP患者,APD有效性的机制是什么?亦即,早期及时的APD为什么能够显著地减轻患者重要器官功能损伤程度、减少并发症发生、降低死亡率?目前尚不清楚。业已证实,在SAP的发生、发展过程中,机体脂肪组织尤其是腹腔内脂肪可出现广泛性、持续性加重的代谢紊乱。而在脂肪代谢紊乱的过程中可产生大量的代谢产物——游离脂肪酸(free fatty acid,FFA)。进一步研究发现,血液中过量的FFA可加重患者全身炎症反应及氧化应激损伤,并导致机体重要器官功能损伤。例如,Boden等发现,血液循环中高浓度的FFA可以通过诱导肝细胞产生胰岛素抵抗,从而通过激活核因子KB信号通路,促使肝kuffer细胞释放大量的IL-1β、IL-6及TNF-α等毒性物质。Zeng的研究也证实,FFA可以通过破坏线粒体复合物、细胞膜完整性等方式诱导细胞出现凋亡并释放大量氧自由基。可见,SAP的严重程度与机体内的FFA浓度异常有内在的关联。同时,血液中的FFA可通过扩张的毛细血管壁进入腹腔,积聚于PAAF中。有研究发现,这种积聚于PAAF中的FFA,一方面可被吸收入血,再次参与对机体重要器官的损伤;另一方面在腹腔内可加重腹腔脂肪如大网膜的变性甚至坏死。综上不难推测,APD能够显著地提高SAP患者的临床治疗效果,可能与通过APD及时清除了腹腔内过量的FFA密切相关。为了验证上述推测,本研究首先通过临床数据库采集了5年内我中心收治的132名伴有脂质代谢紊乱的SAP患者临床数据及生物标本,试图通过队列研究,观察APD对该类患者病情转归的干预结果,以及对SAP患者血清FFA等脂质代谢产物浓度的影响,并分析脂质代谢产物变化情况对病情转归的影响。此外,我们拟通过SAP大鼠模型验证APD对血清脂质代谢紊乱的改善作用,并观察其对腹腔脂肪坏死程度的影响。最后,通过腹腔注射脂肪坏死产物FFA,进一步探讨脂质代谢紊乱在胰腺炎重症化过程中的作用。第一部分:APD对伴有TG升高的非脂源性SAP患者的治疗作用研究目的:观察APD对伴有TG升高的非脂源性SAP患者病情转归的影响,并探讨其治疗机制方法:收集2010年5月至2015年5月我中心收治的132名伴有腹水及血清TG升高的SAP患者临床数据、血清及腹水标本,并将其根据是否进行APD分为APD组(n=68)及保守治疗组(n=64)。通过回顾性队列研究,分析两组之间的病情转归数据包括死亡率、住院天数、治疗进阶几率(包括腹膜后穿刺置管引流(PCD)及开腹手术)及进阶时间;血清学检测包括炎症相关指标如肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-alpha,TNF)-α、白介素(interleukin,IL)-1β以及C反应蛋白(C-reaction protein,CRP)等;脂质代谢相关指标如血清TG、FFA、脂肪酶和胆固醇浓度,以及血清FFA谱;动态病情程度指标包括器官衰竭和感染相关指标,及病情严重程度评分。结果:与保守治疗组比较,APD组内患者死亡率、住院天数以及进阶治疗比例显著降低。在接受进阶治疗(PCD)的患者中,APD组患者手术进阶时间点(距发病时间)比保守治疗组患者明显推迟,且PCD治疗持续时间亦有一定程度缩短。在治疗14天后,APD组患者的器官衰竭持续时间和再次衰竭几率比保守治疗组患者明显改善;在感染相关指标方面,APD组患者在发生脓毒血症后的治疗持续时间上显著短于保守治疗组患者;在全身炎症状态相关指标方面,APD组血清CRP、IL-1β、IL-10及TNF-α浓度均显著低于保守治疗组;通过比较两组间的病情严重程度评分,发现APD组患者治疗后的APACHE II,Ranson,Marshall and CTSI评分均显著优于保守治疗组患者;在脂质代谢产物检测中,发现APD组在治疗后的血清TG及总FFA浓度明显低于保守治疗组,此外,通过分析血清FFA谱,发现APD组内血清不饱和游离脂肪酸(UFA)比例明显低于保守治疗组,其中以油酸(OA)、亚油酸(LA)、花生四烯酸(AA)下降最为显著。最后,通过单因素及多因素logistic回归分析得出,在治疗14天后,血清总FFA浓度下降幅度高于0.835 mmol/L是临床病情改善的独立保护因素。结论:1、APD能明显改善伴有TG升高的非脂源性SAP患者的预后,同时APD能显著降低SAP患者血清升高的FFA浓度,并降低在总FFA中的UFA比例。2、血清总FFA浓度降低(△0.835 mmol/L)是SAP患者在治疗期间病情改善的独立保护因素。3、APD可能通过降低血清FFA浓度以改善SAP患者病情。第二部分:APD对SAP大鼠脂质代谢的影响及其在病情进展中的作用目的:在动物模型上验证APD对SAP大鼠脂质代谢水平异常的影响,观察不同治疗手段下SAP大鼠病情发展过程中腹腔脂肪坏死程度的改变情况,并探讨血清FFA与腹腔脂肪坏死程度之间的相关性。方法:将102只Sprague-Dawley大鼠按随机数字表法分为SAP组、APD组以及假手术对照组,每组分配大鼠34只。各组分别在术后8h、16h、24h、32h四个时相点各分配6只大鼠。分组及实验方法如下,SAP组:麻醉后将大鼠固定于手术台,开腹后将肝门部胆管用动脉夹进行夹闭,使用头皮针经十二指肠乳头进行胰胆管逆行穿刺并使用微量输液泵注射5%牛磺胆酸钠(1 ml/kg,注射速度为3ml/h),通常在注射期间即可见胰腺组织沿胰管走形出现区域性的充血、水肿甚至出血等征象,注射后用动脉夹夹闭胰胆管近十二指肠端约10分钟以防止牛磺胆酸钠遗漏至腹腔,关腹。APD组:在SAP造模成功后,于大鼠右下腹部放置16Fr引流管,并覆盖以肠组织。于正中切口附近戳孔引出引流管并荷包缝合以固定于腹部体表,采用负压引流器连接引流管以持续负压引流腹水。假手术对照组:开腹后用无齿镊轻微翻动胰腺及十二指肠后随即关腹。三组大鼠均采用背部注射室温生理盐水的方式进行术后补液治疗(间隔12h)。分别于术后各时相点处死大鼠,穿刺腹主动脉采血,通过1800r/min离心后取上层清液;收集引流袋内腹水,并在处死大鼠后用针筒仔细抽吸腹腔腹水,离心后取上清并放置于-40℃冰箱保存;取胰腺组织经液氮冷冻后,于-80℃冰箱保存。胰腺组织通过HE染色观察病理变化并进行病损评分,采用脂肪坏死灶计数法评估腹腔脂肪坏死情况。血清总FFA浓度用酶法测定,血清及腹水中IL-1β和TNF-α含量用酶联免疫法测定,氧化应激程度采用硫代巴比妥酸反应法(thiobarbiturate acid reacting substances,TBARS)测定。血清FFA脂肪谱采用气相色谱法进行分析。结果:与SAP组大鼠比较,APD组大鼠术后32小时累积死亡率显著降低。在SAP组中,腹腔脂肪坏死程度随时间推移呈上升趋势,值得指出的是,从术后24h开始,腹腔脂肪坏死速度显著增快。与此相反,在APD组中,大鼠腹腔脂肪坏死程度在各时相点明显低于SAP组大鼠,且未发现术后24h有显著恶化的趋势。同时,与SAP组相比,APD组大鼠血清各时相点炎症因子如IL-1β和TNF-α浓度、氧化应激水平(血清TBARS浓度)均有不同程度降低,且均在术后第32h两组差异显著。在APD组及SAP组中,血清FFA浓度均随时间呈上升趋势,但APD组大鼠在术后24h和32h血清FFA浓度明显低于SAP大鼠,进一步通过脂肪谱分析发现APD组血清UFA比例明显低于SAP组,其中以油酸比例(OA)相差幅度最为显著。最后,通过spearman相关性分析发现,大鼠腹腔脂肪坏死程度与血清FFA浓度呈正相关。结论:1、APD能改善SAP大鼠的病情转归,主要表现在降低死亡率,缓解腹腔脂肪坏死程度及胰腺病理性损伤,以及降低全身炎症状态及氧化应激水平;2、SAP大鼠造模后血清及PAAF中FFA浓度呈时间依赖性增高趋势,血清高浓度FFA与腹腔脂肪坏死程度呈正相关关系;3、APD能降低SAP大鼠血清中高浓度的FFA,这可能与APD将含有高浓度FFA的PAAF排出体外,以及缓解脂肪坏死程度有关。第三部分:游离脂肪酸导致急性胰腺炎重症化的机制探讨目的:观察腹腔高浓度的FFA对MAP大鼠病情转归的影响,并进一步探讨FFA与腹腔脂肪坏死之间的相互作用关系。方法:将24只Sprague-Dawley大鼠按随机数字表法分为MAP组、OA组及阴性对照组,每组分配大鼠8只。三组动物模型制备方法如下,MAP组:采用雨蛙素间断腹腔内注射的方法,使用20μg/kg的剂量,间隔12h注射一次,1次/h,共注射6次。OA组:参照Vijay等所使用的方法,在采用雨蛙素制作MAP大鼠的基础上,于首次注射雨蛙素后2h进行OA腹腔经皮注射,OA浓度为1200μmol/L,剂量为8ml。阴性对照组:将OA更替为0.9%的生理盐水,其余与OA组步骤类似。注射前,OA及生理盐水均在温育箱内温育10分钟。造模后24h处死大鼠,采集胰腺、血液及腹水标本并评估腹腔脂肪坏死程度,检测血清炎症因子水平包括TNF-α,IL-1β,以及氧化应激程度(血清TBARS浓度),同时检测血清FFA浓度及分析FFA谱,以上检测方式同第二部分研究。结果:在MAP组及阴性对照组中,两组大鼠在实验观察的24h内全部存活,与此相反,OA组大鼠24h存活率仅为50%,明显低于MAP组及阴性对照组。与MAP组比较,OA组24h血清TNF-α和IL-1β水平明显增高,差异具有统计学意义;同时,OA组血清TBARS水平亦明显高于MAP组。更值得注意的是,24h各组腹腔脂肪坏死程度亦存在明显不同:MAP组及空白对照组大鼠腹腔内并未发现明显的脂肪坏死灶,但在OA组大鼠腹壁、肠腔及胰腺周围可见明显的、散在的、厚薄不均的白色皂化膜形成。此外,与MAP组及阴性对照组比较,OA组大鼠血清FFA浓度也显著增高。并且通过分析FFA谱发现,在OA组大鼠血清中,UFA及OA比例亦明显上升。结论:1、腹腔注射OA可以加重MAP大鼠病情,主要表现在加重炎症反应及提高氧化应激反应水平;2、腹腔注射OA可以诱导MAP大鼠腹腔出现脂肪坏死,从而使得血清脂质代谢产物FFA及OA浓度升高。全文结论1、APD能明显改善伴有TG升高的非脂源性SAP患者的预后,这与APD降低患者血清FFA浓度有关;2、APD可改善SAP大鼠伴发的脂质代谢紊乱,特别是显著降低了血清FFA浓度及改善了腹腔脂肪坏死程度。3、腹腔高浓度的OA,可通过诱导脂肪坏死、提高炎症反应及氧化应激水平,促使MAP大鼠病情重症化。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R576

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