BO小鼠模型的建立及儿童感染后BO的前瞻性分析

发布时间：2019-01-30 12:40

【摘要】：第一部分:BO小鼠模型的建立闭塞性细支气管炎(BO)是呼吸系统一种少见且病情较为严重的小气道阻塞性疾病。临床上以咳嗽、喘息、活动后呼吸困难为特点,病理上主要表现为小气道及其周围组织的炎症及纤维化,进而导致管腔狭窄和/或完全闭塞。BO可继发于重症下呼吸道感染、移植、有毒气体吸入、药物、结缔组织病等多种情况,可以说是多种原因引起的严重下呼吸道损伤的一种终末状态。然而,目前为止BO的发病机制尚未阐明,亦无有效的治疗方案,一旦患病,往往呈不可逆的临床经过,给患者、家庭和社会造成巨大困扰。因此,进一步阐明BO的机制,寻找有效的治疗措施具有重要医学和社会意义。适宜的动物模型是疾病机制研究的重要手段。目前针对BO的基础研究多采用移植后BO动物模型做为研究对象,包括同种异体原位肺/气管移植,异位气管移植(如大网膜下、皮下、肺内)等。移植后BO模型的建立对阐明BO发病机制中的免疫机制具有重要作用,但BO其他方面发病机制往往被此种模型过强的免疫反应所掩盖。因此,开发一种简单可靠的非移植后BO动物模型对深入探索非移植因素导致的BO的发病机理具有重要意义。硝酸溶液是一种具有腐蚀性的强氧化剂,既往研究显示硝酸气道注入后可以严重灼伤气道粘膜,诱发BO。小鼠价格较低廉、繁殖周期短、易于饲养和操作、与人类基因组具有高度同源性,并具备大量商业化抗体和成熟的基因修饰技术。作为机制研究的载体,小鼠具有其他实验动物无法比拟的优势。由此,本研究第一部分致力于开发一种硝酸诱发的小鼠BO模型。我们通过空气压缩雾化泵,将10%硝酸溶液转化为直径3-5微米的气雾状态,并将实验组小鼠暴露于硝酸气雾剂中持续吸入3小时。对照组则采用蒸馏水替代硝酸溶液。结果发现,实验组小鼠很快出现了气促、呼吸困难、发绀等乏氧症状,毛发卷曲、晦暗无光,活动减少,体重进行性下降。分别采用无创和有创小动物肺功能仪检测增强呼气间歇(Penh)、每分通气量(MV)、吸气峰流量(PIF)、呼气峰流量(PEF)、肺阻力(RL)和动态肺顺应性(Cdyn)。结果实验组小鼠Penh明显增高,MV、PIF、PEF明显降低,RL显著增高而Cdyn明显减低。临床症状和肺功能改变符合BO特点。以上表现在吸入后1周内最为严重,死亡率达18.67%。一周之后,上述症状逐渐减轻,直至与对照组相比无明显差异。与此同时,我们进行了小鼠支气管肺泡灌洗液(BALF)细胞计数和分类。结果显示实验组小鼠吸入后1周内,气道炎症渗出明显,各类炎症细胞(中性粒细胞、淋巴细胞、巨噬细胞)均显著增高。肺组织HE染色显示:实验组小鼠吸入后第3天、第7天主要表现为呈灶状分布的急性坏死性细支气管炎的病理改变(气道上皮细胞坏死脱落,气道完整性被破坏,大量炎症细胞浸润至细支气管管腔及细支气管周边区域,周围肺泡充血水肿,伴远端肺实质不张);吸入后第14天,可见细支气管周围胶原沉积;吸入后第28天、56天,可见典型的BO病理改变(细支气管管腔迂曲变形、上皮细胞层折叠、管腔狭窄、管壁增厚及纤维化形成,周围小动脉管壁增厚、管腔变狭窄)。此外,我们检测了小鼠BALF和肺组织匀浆中基质金属蛋白酶-2、9,金属蛋白酶组织抑制剂-1,8-异构前列腺素和髓过氧化物酶的表达水平,结果发现实验组小鼠上述检测指标在不同时间点均存在不同程度增高,提示组织的不当修复和氧化应激可能参与了BO的发病。综上所述,在这部分实验中,我们通过雾化吸入硝酸溶液的方式建立了一种简单易行且经济可靠的非移植后小鼠BO模型。除了BO的病理特征,我们还在实验动物上获得了BO的临床表现、气道炎症特点、肺功能改变,以及一些重要因子在BO病程中的变化趋势。基于小鼠这种实验动物的优越性及建模方法的可行性,这一模型或将成为BO机制研究的有利工具,广泛应用于BO日后的研究工作中。第二部分:儿童感染后BO的前瞻性分析在儿童,BO主要由感染诱发,又称感染后BO(PIBO)。最常见的病原为腺病毒,其次还包括呼吸道合胞病毒、麻疹病毒、肺炎支原体等。PIBO主要表现为重症下呼吸道感染后持续咳嗽、喘息、呼吸困难,运动耐受性差,肺部喘鸣音和细湿Up音。肺高分辨CT(HRCT)可见马赛克灌注征、细支气管壁增厚、呼气相气体潴留等征象。肺功能表现为固定的阻塞性通气功能障碍,肺顺应性下降。儿童PIBO缺乏特异有效的治疗方案,预后不良。目前经验用药主要包括小剂量阿奇霉素、激素、急性感染时支气管扩张剂的应用,然而病情改善并不显著。为进一步了解儿童PIBO的临床特征和评估目前常用治疗方案的疗效,本部分研究前瞻性分析了2011年1月——2015年12月期间在吉林大学第一医院小儿呼吸一科确诊为PIBO的42例病例的临床特征、影像学特点、肺功能变化、治疗反应及预后。结果提示:腺病毒和肺炎支原体引起的重症下呼吸道感染可能是中国大陆地区PIBO发病的高危因素,男性患儿和农村患儿居多,根据典型病史、HRCT征象和肺功能检测结果可对绝大多数患儿做出及时正确的临床诊断。在短期内,肺功能较HRCT对PIBO患儿的病情评估更具优势。口服激素+口服阿奇霉素+雾化吸入糖皮质激素或将对PIBO的病情改善起到一定作用。
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【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R725.6;R-332

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