修回日期: 2012-08-23
接受日期: 2012-10-08
在线出版日期: 2012-10-18
目的: 检测血必净治疗前、后急性胰腺炎(acute pancreatitis, AP)大鼠血清细胞肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor α, TNF-α)、白细胞介素(interleukin, IL)-1β和IL-6浓度变化、胰腺组织损伤的关系, 以探讨血必净缓解AP大鼠炎症反应的可能机制.
方法: ♂SD大鼠90只分为对照组(A组, n = 30), AP组(B组, n = 30)和血必净治疗组(C组, n = 30); 腹腔注射L-精氨酸制造AP大鼠模型, 观察模型成功制作后6、12及24 h各组大鼠血清细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6浓度变化, 采用酶联免疫吸附剂测定(ELISA)法测定血清细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6的浓度. 胰腺组织病理变化并对胰腺组织损伤进行评分.
结果: 与A组比较, B组大鼠6、12及24 h血清TNF-α、IL-1β和IL-6浓度升高, 各时间点差异有统计学意义(TNF-α: 6 h: t= 17.72, P = 0.00; 12 h: t = 11.19, P = 0.00; 24 h: t = 13.70, P = 0.00; IL-1β: 6 h: t = 9.61, P = 0.00; 12 h: t = 8.69, P = 0.00; 24 h: t = 8.08, P = 0.00. IL-6: 6 h: t = 29.18, P = 0.00; 12 h: t = 18.59, P = 0.00; 24 h: t = 17.14, P = 0.00). B组大鼠6 h、12 h及24 h胰腺病理评分明显升高, 各时间点差异有统计学意义(6 h: t = 17.23, P = 0.00; 12 h: t = 18.72, P = 0.00; 24 h: t = 16.08, P = 0.00). 与B组比较, 血必净注射液可明显降低C组大鼠12、24 h血清TNF-α、IL-1β和IL-6浓度, 12、24 h组间差异有统计学意义(TNF-α: 12 h: t = 7.56, P = 0.001; 24 h: t = 7.30, P = 0.00. IL-1β: 12 h: t = 8.76, P = 0.00; 24 h: t = 8.07, P = 0.00. IL-6: 12 h: t = 7.82, P = 0.00; 24 h: t = 6.72, P = 0.00); 并且明显降低C组24 h大鼠胰腺病理评分分值, 24 h点组间差异有统计学意义(24 h: t = 2.79, P = 0.015).
结论: 血必净在早期能够降低AP大鼠血清细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6的浓度. 通过抑制炎症反应来改善胰腺组织病理损伤, 这可能是血必净治疗AP的作用机制之一.
引文著录: 徐伟松, 范辉, 刘玉峰, 王一平, 李振东. 血必净对急性胰腺炎大鼠血清中TNF-α、IL-1β和IL-6浓度的影响. 世界华人消化杂志 2012; 20(29): 2777-2781
Revised: August 23, 2012
Accepted: October 8, 2012
Published online: October 18, 2012
AIM: To investigate the relationship between serum concentrations of TNF-α, IL-1β, and IL-6 and severity of pancreatic tissue injury and to investigate the possible mechanism by which Xuebijing relieves inflammatory responses in rats with acute pancreatitis (AP).
METHODS: Ninety male SD rats were randomly and equally divided into three groups: control group, AP model group, and treatment group. The rats in the AP model group and treatment group received two intraperitoneal injections of L-arginine (3.2 g/kg body weight) at an interval of 1 h to induce AP. At 6, 12 and 24 h after AP induction, serum levels of TNF-α, IL-1β and IL-6 were determined by ELISA, and pathological changes in pancreatic tissue were scored.
RESULTS: Serum concentration of TNF-α, IL-1β and IL-6 at 6, 12 and 24 h in the AP model group were significantly higher than those in the control group (TNF-α: t = 17.72, 11.19, 13.70, all P = 0.00; IL-1β: t = 9.61, 8.69, 8.08, all P = 0.00; IL-6: t = 29.18, 18.59, 17.14, all P = 0.00). Pathological scores of pancreatic tissue at 6, 12 and 24 h in the AP model group were significantly higher than those in the control group (t = 17.23, 18.72, 16.08, all P = 0.00). Compared to the AP model group , treatment with Xuebijing injection significantly decreased serum levels of TNF-α, IL-1β, and IL-6 at 12 and 24 h (TNF-α: t = 7.56, 7.30, P = 0.001, 0.00; IL-1β: t = 8.76, 8.07; both P = 0.00; IL-6: t = 7.82, 6.72, both P = 0.00) and pathological scores of pancreatic tissue at 24 h (t = 2.79, P = 0.015).
CONCLUSION: Xuebijing injection is effective in attenuating pancreatic tissue injury in rats with AP via mechanisms possibly associated with decreasing serum levels of TNF-α, IL-1β and IL-6.
- Citation: Xu WS, Fan H, Liu YF, Wang YP, Li ZD. Treatment with Xuebijing injection decreases serum concentrations of TNF-α, IL-1β and IL-6 in rats with acute pancreatitis. Shijie Huaren Xiaohua Zazhi 2012; 20(29): 2777-2781
- URL: https://www.wjgnet.com/1009-3079/full/v20/i29/2777.htm
- DOI: https://dx.doi.org/10.11569/wcjd.v20.i29.2777
急性胰腺炎(acute pancreatitis, AP)是临床常见的急腹症. 在早期, 其本质是全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome, SIRS). 在SIRS发生、发展过程中以及其后并发的多器官功能不全(multiple organs dysfunction, MODS)、多器官衰竭(multiple organs failure, MOF)过程中炎症介质起了重要作用. 本研究通过血必净对大鼠AP模型治疗前、后血清细胞肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor α, TNF-α)、白细胞介素(interleukin, IL)-1β和IL-6浓度的变化检测以及病理学的改变进行评分, 来探讨血必净治疗AP患者炎症反应的可能机制, 现将观察结果报道如下.
♂健康SD大鼠90只, 体质量200-250 g, 由南通大学实验动物中心提供. L-精氨酸(250 g/L)购自上海第一生化制药厂产品(国药准字H31020517). 血必净注射液, 天津红日药业股份有限公司(国药准字: Z20040033).
1.2.1 AP模型制作: 将90只清洁级SD大鼠随机分为3组, 分为正常对照组(A组, n = 30), AP模型组(B组, n = 30)和血必净治疗组(C组, n = 30), 实验前禁食12 h, 自由饮水. B、C组造模按照文献介绍方法给予腹腔注射250 g/L浓度L-精氨酸(剂量3.2 g/kg质量)2次, 间隔1 h[1,2], B组于第2次注射L-精氨酸后1 h按照文献报道[3]予以肌注血必净注射液2 mL/(kg•d), 分2次, 间隔3 h. 对照组动物肌注等量的生理盐水. 每组于注射L-精氨酸制作AP模型术后6、12、24 h 3个时间点采用断颈法处死各组存活大鼠, 采集胰腺标本, 血液离心后血清-80 ℃下保存.
1.2.2 实验室和形态学检查: 按照常规方法制作胰腺组织病理切片(HE), 应用Schmidt[4]评分标准对胰腺评分. 血液标本置于抗凝试管内, 摇匀, 常温离心3 000 r/min, 离心15 min, 分离血清放置于-80 ℃冰箱内保存. 测定前室温下复苏, 用同一批号试剂测定, 双抗体夹心酶联免疫吸附试验(ELISA)测定血清TNF-α、IL-1β和IL-6浓度(TNF-α、IL-1β和IL-6试剂盒由上海西唐生物科技有限公司提供, 美国A&D公司生产), 实验操作步骤严格按照说明书进行.
统计学处理 所有数据以mean±SD表示, 用SPSS13.0统计软件包统计, 计量资料数据采用组间比较t检验, 对各组均数进行显著性检验, 取P<0.05差异有统计学意义.
对照组大鼠全部存活, AP模型大鼠6 h组存活10只, 12 h组存活8只, 24 h组存活7只; 治疗组6 h组存活10只, 12 h组存活10只, 24 h组存活9只.
对照组大鼠胰腺组织结构正常, 无炎症细胞浸润. AP组胰腺腺泡细胞肿胀、坏死, 间质有充血、水肿, 有不同程度的炎症细胞浸润. AP组6、12、24 h各时间点与对照组组间胰腺组织学评分差异有统计学意义(6 h: t = 17.23, P= 0.00; 12 h: t = 18.72, P = 0.00; 24 h: t = 16.08, P = 0.00). C组病理改变明显减轻, 胰腺细胞轻度变性水肿, 间质血管扩张、充血、小叶间隔增宽, 少许炎症细胞浸润, 24 h与模型组间胰腺组织学评分差异有统计学意义(24 h: t = 2.79, P = 0.015, 图1, 表1).
AP大鼠血清TNF-α浓度快速升高, 6 h即升至最高值, B组大鼠6、12、24 h血清TNF-α浓度较A组显著升高, 各时间点差异有统计学意义(6 h: t = 17.72, P = 0.00; 12 h: t = 11.19, P = 0.00; 24 h: t = 13.70, P = 0.00). 经过治疗, C组大鼠12、24 h血清TNF-α浓度较B组显著降低, 差异有统计学意义(12 h: t = 7.56, P = 0.001; 24 h: t = 7.30, P = 0.00, 表2).
A组大鼠血清IL-1β浓度处于较低水平, 和对照组相比较, B组大鼠血清IL-1β浓度在发病6、12及24 h显著升高, 各时间点差异有统计学意义(6 h: t = 9.61, P = 0.00; 12 h: t = 8.69, P = 0.00; 24 h: t = 8.08, P = 0.00). C组大鼠12、24 h血清IL-1β浓度较B组显著降低, 差异有统计学意义(12 h: t = 8.76, P = 0.00; 24 h: t = 8.07, P = 0. 00, 表3).
和对照组相比, AP大鼠血清IL-6浓度在发病6、12及24 h快速升高, 各时间点差异有统计学意义(6 h: t = 29.18, P = 0.00; 12 h: t = 18.59, P = 0.00; 24 h: t = 17.14, P = 0.00). C组大鼠12、24 h血清IL-6浓度较B组显著降低, 差异有统计学意义(12 h: t = 7.82, P = 0.00; 24 h: t = 6.72, P = 0.00, 表4).
AP的发病机制与其后发生的SIRS密切相关, 由于胰腺局部炎症触发而激活了炎症细胞, 激活的炎症细胞产生一系列炎症性介质, 包括TNF-α、IL-1β、IL-6等炎症细胞因子, 这些炎症细胞因子反过来进一步激活炎症细胞, 从而引起正反馈式的炎症级联反应, 促进和加重由AP诱发的SIRS[5], 如果SIRS进一步失控, 将导致肝、肺、心、脑导尿管等器官受损, 部分或大部分功能丧失[6-8], 最终发生MODS及MOF的发生. 因此, 在炎症反应的早期控制其发展和恶化, 避免SIRS的发生, 将有利于缩短病程及缓解病情, 对于改善患者的预后具有重要的临床价值. 血必净注射液是以血府逐瘀汤为基础, 精炼出的静脉使用制剂, 其主要成分为赤芍、川芎、丹参、红花和当归等, 具有活血化瘀、清热凉血、溃散毒邪等功效, 是对抗细菌、毒素, 降低内毒素水平, 调节免疫功能, 抑制炎症介质的释放, 改善微循环, 保护血管内皮细胞的有效药物．
TNF-α是最重要的炎症细胞因子, 同时还是众多细胞因子的重要启动因子. 在AP发生后, TNF-α可以被诱导, 其表达快速上调, 高浓度的TNF-α导致中性粒细胞向发生炎症的病变胰腺局部黏附、聚集, 引起局部炎症的扩大, 加速胰腺局部坏死并同时引起SIRS[9,10]. TNF-α可以通过刺激其他血管活性物质的合成、增加血管内皮细胞的通透性和诱导其他炎症介质的表达, 从而介导微循环障碍、恶化的病理过程[11,12]. 在本研究中, AP大鼠血清TNF-α浓度在发病后快速上升, 6、12及24 h时间点较对照组明显升高, 差异有统计学意义(P<0.05). 在AP发生的早期(24 h内), AP患者血清TNF-α浓度持续处于高水平状态, 持续高浓度TNF-α的对局部胰腺组织及全身其他脏器的炎症反应产生严重的影响. 经血必净注射液治疗后, C组大鼠第12 h、24 h血清TNF-α浓度较模型组大鼠显著降低, 差异有统计学意义(P<0.05). 本研究结果提示, 血必净注射液对AP患者急性炎症反应有一定缓解作用, 其作用机制之一可能通过减少TNF-α的生成而发挥作用.
IL-1β是一种有多种生物学功能的细胞因子, 对炎症反应具有重要的调节作用. AP发生时, IL-1β由胰腺内浸润的中性粒细胞和巨噬细胞产生的淋巴细胞激活因子及单核细胞因子, IL-1β可直接刺激胰酶的产生、诱发其他促炎细胞因子的产生; 还可促进白细胞在发生炎症反应的胰腺局部聚集, 并激活中性粒细胞使之参与MODS及MOF的发展. 血清IL-1β水平可作为AP早期诊断、判断发展趋势及防止多器官衰竭的指标之一, AP患者血清IL-1β的检测有助于判断病情的严重程度[13-16]. 研究表明, 通过控制TNF-α、IL-1β及IL-6等炎性介质的血清浓度对降低AP的死亡率非常重要[17]. 在本研究中, AP模型制作成功后, 大鼠在6 h内血清IL-1β浓度快速升高, AP发病后24 h内, 患者血清IL-1β浓度较对照组明显升高, 6、12及24 h各时间点差异有统计学意义(P<0.05). 经血必净治疗后, C组大鼠第12、24 h血清IL-1β浓度较模型组明显下降, 差异有统计学意义(P<0.05).
IL-6具有多种生物活性的细胞因子. 生理状态下, 低浓度的IL-6具有中枢免疫介导、神经修复和抗炎症反应的作用. 在炎症状态下, 血清IL-6浓度异常增高, 其激活补体及C-反应蛋白的表达, 产生细胞损害; 还可诱导产生黏附因子、激活星形胶质细胞、血管内皮细胞、引起淋巴细胞活化, 进一步导致炎性反应的加剧[18]. 在本研究中, 在AP发生第6、12及24 h, 大鼠血清IL-6浓度快速上升, 明显高于对照组, 差异有统计学意义(P<0.05)．经过血必净治疗后, C组大鼠12、24 h血清IL-6浓度显著降低, 和模型组相比, 差异有统计学意义(P<0.05). 本研究结果提示, 血必净通过降低AP患者血清IL-6浓度改善急性炎症反应程度, 主要在病变早期降低血清IL-6浓度.
为了改善AP患者的预后, 研究人员探索了多种药物[19,20]或治疗方法[21,22]来缓解AP早期全身性炎症反应, 并取得了一定的实验结果或临床经验. 传统中药在这方面体现了一定的优势, 为临床治疗AP积累了宝贵的经验[23,24]. 血必净在临床上主要用于治疗急危重病, 如由感染引发的MODS, 以及由于细菌感染引起的脓毒症(sepsis)[25,26]. 本研究中, 血必净治疗组病理改变较AP模型组大鼠病理损伤明显减轻, C组大鼠24 h与模型组间胰腺组织学评分差异有统计学意义(P<0.05). 本研究结果表明, 使用血必净治疗AP, 可以在发病早期降低大鼠血清炎症性细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6的浓度, 缓解AP级联反应中炎症反应的程度, 降低局部胰腺组织损伤程度, 促进早期恢复. 降低血清TNF-α、IL-1β和IL-6的浓度是血必净治疗AP可能的作用机制之一.
背景资料 急性胰腺炎(AP)是临床常见的危重急症, 具有较高的致死、致残率. 系统性炎症反应(SIRS)是AP早期的病理生理过程, 如果炎症失控, 常导致多器官功能不全、多器官衰竭. 在系统性炎症反应期, 如何采取有效的干预措施、减轻炎症反应程度, 以缩短病程、改善预后, 目前临床实践中尚无系统的研究, 需要进一步研究、探索.
同行评议者 谭晓东, 副教授, 中国医科大学附属盛京医院
研发前沿 血清TNF-α、IL-1β及IL-6等炎性介质的浓度被认为是AP早期诊断、判断发展趋势的标志物. 药物治疗能否缓解炎症损伤程度、能否降低TNF-α、IL-1β及IL-6等炎性介质的血清浓度, 是临床治疗过程中的热点、重点和难点问题, 明确药物的作用机制的可以让我们对AP的治疗过程有新的认识, 并更好地指导临床治疗.
创新盘点 本文研究了使用血必净注射液治疗后大鼠胰腺形态学改变与血清相关炎症介质浓度变化, 探讨血必净缓解炎症反应的防治作用.
应用要点 本研究采用血清炎症介质浓度测定和组织病理学等手段阐明急性胰腺炎早期炎症介质的作用机制, 血必净注射液对降低血清炎症介质浓度的影响, 对临床医师采取有效治疗措施有一定指导意义.
同行评价 本文立题具有一定的创新性, 实验设计合理, 具有一定的科学性, 实验结果对临床具有一定指导意义.
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编辑: 田滢 电编:鲁亚静