矽肺血清生物标志物的筛选与诊断指纹研究

发布时间：2020-07-02 17:19

【摘要】： 矽肺是因长期吸入大量含游离二氧化硅(SiO2)的粉尘而导致的以肺间质胶原沉积为特征的职业病,据我国第十届职业性呼吸系统疾病国际会议(10th ICORD)新闻发布会公布的数字:尘肺病发病数占2003年全国报告各类职业病发病数的80%,矽肺所致的直接经济损失超过90亿元。近年来矽肺病的流行呈现出群发性、低龄化以及致残率高的新特点,这给矽肺的防治工作带来了新的挑战。目前发现肺脏特异性的KL-6、cc-16、表面活性蛋白家族蛋白,以及细胞外基质在矽尘暴露后有显著的变化,但作为诊断指标仍存在敏感性、特异性不足等缺点,不同类型的肺间质病之间这些指标重叠较大;而支气管肺泡灌洗液的化学及细胞学检查仅能补充或排除影像学诊断。运用新技术手段筛选高特异性、敏感性的标志物将对矽肺的防治起重要的推动。表面激光增强解吸离子化飞行时间质谱(SELDI-TOF-MS)技术的检测灵敏度可达匹克级,其与蛋白诊断指纹理论的结合在肿瘤、感染性疾病的诊断、生物标记物与药物靶点筛选,病理生理机制阐述等领域已有较多的文献报道,本研究采用SELDI-TOF-MS技术筛选矽肺大鼠模型的血清生物标志物,建立诊断指纹判别模型并探讨其应用价值。研究目的应用表面增强激光解吸离子化飞行时间质谱技术,筛选大鼠矽肺模型早期诊断血清生物标志物,并建立矽肺早期诊断(筛检)的血清蛋白指纹。研究方法本研究采用清洁级Wistar大鼠128只,体重200-240克。随机将大鼠分为对照组、染矽尘组。染矽尘组采用气管暴露法每只大鼠气管内注入浓度为50mg/ml的矽尘混悬液1ml,对照组注入0.9%NaCl注射液。分别在7d、14d、28d、60d自腹主静脉取血并分离血清、处死大鼠取肺脏器标本。以HE染色观察大鼠肺组织矽结节,用组织芯片仪制作组织芯片微阵列,以天狼猩红染色法结合偏振光显微镜观察Ⅰ、Ⅲ型胶原,用Image-Pro Plus Version 4.5 for windowsTM图象分析系统进行定量分析胶原含量;以SELDI-TOF-MS技术检测矽肺纤维化模型大鼠在CM10芯片上的血清蛋白指纹图谱,以Ciphergen公司专用生物软件分析处理质谱数据,筛选出潜在生物标志物并建立矽肺纤维化模型大鼠的分类树状图。研究结果: 染矽尘组大鼠各时间点肺组织脏器系数均高于对照组,在14d、28d、60 d有显著性差异(P0.01)。与对照组比较,Ⅰ型胶原呈直线上升趋势,在各个时间点均有显著性差异(P0.05),而Ⅲ型胶原仅在7d、14d时有显著性差异(P0.05),在28d后上升陡然趋缓。 14d时,分子量为4968.66 Da的蛋白或多肽在染矽尘模型组达到高峰,随后渐降,在28 d与60 d时与对照组没有显著差异,而该蛋白在对照组则始终在基线上下漂移,该蛋白具有指示早期矽尘刺激后的炎症反应性能;分子量为9511.19 Da、9312.29 Da蛋白或多肽是28 d后模型组出现的升高峰,在染矽尘大鼠模型组呈渐增趋势,而在对照组始终维持在基线水平,与Ⅰ型胶原在染矽尘大鼠肺切片表达含量呈显著相关,是反映进行性肺纤维化的潜在生物标志物。用对照组和染矽尘大鼠模型组28 d、60 d的样本作为学习样本,作二分类诊断树图分析,诊断模型的敏感性与特异性分别为100%、83.33%;采用交叉验证策略验证的特异性与敏感性分别为81.26%和95%。研究结论矽肺纤维化模型大鼠血清中4968.66 Da的蛋白或多肽展现了矽尘刺激后的早期炎症反应,而9511.19 Da和9312.29 Da的蛋白或多肽则具有指示进行性肺纤维化的作用,对这些蛋白身份鉴定与功能研究并应用于人类矽肺研究,将加速矽肺早期诊断方法的发展与病理生理机制的理解。大鼠血清蛋白指纹分类树状图对诊断分类具有良好的敏感性与特异性。
【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：R135.2
【图文】：

微阵列,矽尘,肺组织,对照组

图 1 组织芯片微阵列图Fig . 1 . The tissue microarray for immunotissuechemistry staining2.2 不同时间点大鼠肺组织标本肉眼观与大鼠肺系数的变对照组，各个时间点双肺组织呈粉红色，灌洗时弹性回缩良好。染7d 时，双肺弥漫性出血、肿胀，以左下、右上肺较为严重，切面有泡沫出。14d 时，双肺海绵样改变，肺包膜紧张，体积增大，有片状出血。2可见较大的不规则形结节，肺组织硬度增加，灌洗时弹性减弱。60d 时结肺表面，并有融合病灶，肺组织硬度进一步增加。如表 1 所示，染矽尘组大鼠各时间点肺组织脏器系数均高于对照组性差异（P＜0.01）。表 1 对照组与染矽尘大鼠模型组不同时间点肺系数比较（ x ±S）Tab 1. The lung coefficient on four time-point between model and control gr7d 14d 28d 60对照组 6.61±0.87 6.06±1.22 6.86±0.42 5.26±

HE染色,肺组织,时间点,对照组

肺泡隔仍有较多的淋巴细胞、巨噬细胞及少数中性粒细胞侵润，伴有较多的成纤维细胞和平滑肌细胞增生并平行排列，肺泡壁增厚，可见胶原纤维积聚，肺泡结构破坏，出现斑片状纤维化。细胞结节数量多，体积大。28d 时，肺泡壁显著增厚，肺泡结构大部遭到破坏，部分肺泡腔消失，由胶原纤维和成纤维细胞占据，肺组织广泛纤维化，可见纤维性结节。60d 时纤维组织明显增生，形成巨大的纤维性矽结节。表明大鼠的矽肺模型建立成功（见图 2）。

【相似文献】