程树林,周文浩,李鑫,李雨根,龚志勇
·基础研究·
阿利吉仑对输尿管梗阻所致肾损伤作用实验研究
程树林,周文浩,李鑫,李雨根,龚志勇
目的探讨阿利吉仑对输尿管梗阻所致肾损伤的作用。方法建立新西兰兔左侧输尿管完全梗阻模型,将建模成功的新西兰兔16只随机分为研究组和对照组两组各8只,研究组口服阿利吉仑每日25 mg/kg直至实验结束,对照组单纯观察随访。观察比较两组实验前及实验后2、4、8周左肾肾小球滤过率(glomerular filtration rate, GFR)、血流阻力指数(resistance index, RI)及实验后8周左肾病理检查结果。结果实验前两组左肾GFR及RI比较差异无统计学意义(P>0.05)。实验后2、4、8周两组左肾GFR均较实验前下降;左肾RI均较实验前升高,差异有统计学意义(P<0.05)。实验后2、4、8周,研究组左肾GFR均明显高于对照组,左肾RI均低于对照组,两组实验后2、4、8周左肾GFR及实验后8周左肾RI比较差异有统计学意义(P<0.05)。实验后8周研究组左肾纤维化及炎症反应程度均较对照组轻。结论阿利吉仑能够改善新西兰兔输尿管梗阻所致肾损伤血流灌注,减轻梗阻肾纤维化及炎症反应程度。
阿利吉仑;输尿管梗阻;肾损伤;兔
输尿管结石、狭窄可引起上尿路梗阻,而上尿路长时间梗阻可激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统,最终导致肾纤维化[1-2]。阿利吉仑是近年上市的新型直接肾素抑制剂,目前临床对其的研究主要集中在糖尿病肾病方面[3-4]。本研究构建左侧输尿管完全梗阻新西兰兔模型,在实验前及实验后2、4、8周应用单光子发射计算机断层扫描(SPECT)检测左肾肾小球滤过率(glomerular filtration rate, GFR)、彩色多普勒超声检测左肾血流阻力指数(resistance index, RI)[5],实验后8周取左肾送病理检查,探讨阿利吉仑在输尿管梗阻所致肾损伤中的作用。
1.1材料 新西兰兔由川北医学院实验动物中心提供,批号scxk川2013-18;实验所用手术器械:手术刀、剪刀、血管钳、4-0丝线;药物种类:3%戊巴比妥钠(上海新亚药业有限公司生产,批准文号H31021725),阿利吉仑(瑞士诺华公司生产,批准文号 H20110364);彩色多普勒超声诊断仪为GE公司生产,型号Vivid E9,SPECT仪为GE公司生产,型号Infinia Hawkeye 4。
1.2模型制备 选取健康新西兰兔20只,2~3月龄,体重2.5 kg左右,由耳缘静脉缓慢静脉注射3%戊巴比妥钠1 ml/kg,麻醉满意后将新西兰兔固定于操作台,作腹部偏左旁正中切口,于腰大肌表面充分游离左侧上段输尿管并用4-0丝线结扎,确认无活动性出血后逐层关闭切口,术后立即肌内注射青霉素10万U/kg,术后前3 d每日1次肌内注射相同剂量青霉素预防感染。术后1周依据现有标准[6]评价是否建模成功。本研究共16只新西兰兔建模成功。
1.3分组及方法 将建模成功的16只新西兰兔随机分为研究组和对照组两组各8只,研究组术后1周开始给予口服阿利吉仑每日25 mg/kg直至实验结束,对照组单纯观察随访。
1.4观察指标及方法 两组实验前和实验后2、4、8周均应用SPECT检测左肾GFR,彩色多普勒超声检测左肾RI,并进行比较。左肾GFR检测:经兔留置的耳缘静脉导管弹丸注射99m锝-二乙三胺五乙酸(99mTc-DTPA)1.5 mmCi(约0.2 ml),注射完成后立即采集图像,并以测得的图像绘制双肾感兴趣区(ROI),根据Gates公式推算其左肾GFR。左肾RI检测:调整彩色多普勒超声探头方向,使声束与血流方向不超过30°,于肾门处找到肾动静脉,在新西兰兔呼吸平稳且图像稳定后开始测量,连续出现5个稳定且相似波形后采集数据,经3次测量求平均值。两组均于实验后8周处死所有实验动物取左肾送病理检查,由病理科医生判断肾组织炎症反应及纤维化程度。
2.1实验前后左肾GFR变化 实验前两组左肾GFR比较差异无统计学意义(P>0.05)。实验后2、4、8周两组左肾GFR均较实验前下降,差异有统计学意义(P<0.05)。实验后2、4、8周,研究组左肾GFR均明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),见表1。
表1 采用不同处理方式的左侧输尿管完全梗阻新西兰兔模型两组不同时间点左肾肾小球滤过率比较
注:研究组为给予口服阿利吉仑处理的左侧输尿管完全梗阻新西兰兔模型,对照组为单纯观察随访的左侧输尿管完全梗阻新西兰兔模型;与本组实验前比较,aP<0.05
2.2实验前后左肾RI变化 实验前两组左肾RI比较差异无统计学意义(P>0.05)。实验后2、4、8周两组左肾RI均较实验前升高,差异有统计学意义(P<0.05)。实验后2、4、8周,研究组左肾RI均低于对照组,但仅实验后8周两组左肾RI比较差异有统计学意义(P<0.05),见表2。
表2 采用不同处理方式的左侧输尿管完全梗阻新西兰兔模型两组不同时间点左肾血流阻力指数比较
注:研究组为给予口服阿利吉仑处理的左侧输尿管完全梗阻新西兰兔模型,对照组为单纯观察随访的左侧输尿管完全梗阻新西兰兔模型;与本组实验前比较,aP<0.05
2.3实验后8周左肾病理学改变 实验后8周,对照组左肾小管消失、肾小球萎缩、部分肾血管闭塞、残存肾单位极少、肾间质纤维化,而研究组左肾纤维化及炎症反应程度均较对照组轻,见图1。
图1 采用不同处理方式的左侧输尿管完全梗阻新西兰兔模型两组实验后8周左肾病理学改变(HE×200)
上尿路发生梗阻后,尿液外渗及肾血流动力学改变等因素都会引起肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活,而血管紧张素水平升高是引起肾脏纤维化的关键环节[7-8];同时,肾组织间肾素的表达增高也会加重肾纤维化[9]。
梗阻性肾病药物治疗是近年临床研究的热点。血管紧张素转换酶抑制剂或血管紧张素受体阻滞剂通过负反馈使体内肾素和血管紧张素代偿性增加,限制了其肾脏保护作用[10]。阿利吉仑是近年上市的新型直接肾素抑制剂,可从源头上阻断肾损伤,已有少量研究通过组织学方法发现阿利吉仑对糖尿病肾病有良好的保护作用[11-12],但通过构建动物模型定量研究阿利吉仑对输尿管梗阻所致肾损伤的作用尚未有报道。本研究构建左侧输尿管完全梗阻新西兰兔模型,观察比较两组实验前及实验后2、4、8周左肾GFR、RI以及实验后8周左肾病理检查结果,探讨阿利吉仑在输尿管梗阻所致肾损伤中的作用。
SPECT由于辐射小、无创伤、测量准确度高,已成为临床评价肾功能的首选检查,本研究选择SPECT对两组左肾GFR进行检测比较。本研究结果显示,实验前两组左肾GFR比较差异无统计学意义;实验后2、4、8周两组左肾GFR均较实验前下降,研究组左肾GFR均明显高于对照组,差异有统计学意义。提示阿利吉仑能够改善新西兰兔输尿管梗阻所致肾损伤的血流灌注情况。
肾脏RI是通过肾血管收缩期最快血流速度及舒张期最低血流速度计算而来,为反映肾血流灌注的指标[5]。因肾脏RI无创且测量方法简便,现成为临床最为常用的评估肾血流灌注的指标。有学者进行动物实验证实,输尿管梗阻侧肾脏RI>0.7,而非梗阻侧肾脏RI<0.7,若在一定时间内解除梗阻后RI会有所下降[13]。本研究结果显示,实验后2、4、8周两组左肾RI均高于实验前,符合输尿管梗阻的特点;实验后2和4周两组左肾RI比较差异无统计学意义,这可能与机体代偿有关;实验后8周研究组左肾RI低于对照组,差异有统计学意义,这可能与阿利吉仑抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统,舒张肾血管及减轻肾间质炎症作用相关。另外,本研究结果还显示,实验后8周研究组左肾纤维化及炎症反应程度均较对照组轻,提示阿利吉仑能显著减轻新西兰兔输尿管梗阻所致肾损伤纤维化及炎症反应程度,有效保护肾功能。
总之,本研究结果提示阿利吉仑能够改善新西兰兔输尿管梗阻所致肾损伤血流灌注,减轻梗阻肾纤维化及炎症反应程度,这为临床梗阻性肾病的药物治疗提供了新的思路和选择。
[1] 侯凡凡,谢迪.慢性肾脏病应用肾素-血管紧张素系统阻断剂的治疗目标[J].中华高血压杂志,2007,15(Z1):32-34.
[2] 孙阳,郑法雷.血管紧张素Ⅱ与肾脏间质纤维化[J].中华内科杂志,1999,38(3):202-204.
[3] 周光宇,苏雪松,杜丰,等.阿利吉仑对2型糖尿病db/db小鼠肾脏损伤的保护作用[J].中华肾脏病杂志,2011,27(11):844-849.
[4] 伍巧源,廖蕴华,杨桢华,等.肾素抑制剂阿利吉仑对阿霉素肾病小鼠肾损伤及足细胞nephrin表达的影响[J].西安交通大学学报:医学版,2014,35(5):665-668,713.
[5] 姚颐,张杰,陈孝义,等.彩色多普勒血流成像与核素肾动态显像评估重度积水不显影肾脏功能的对比研究[J/CD].中华医学超声杂志:电子版,2009,6(4):56-59.
[6] 石世华,卢建新,宋竖旗,等.可复性单侧输尿管部分梗阻动物模型的建立[J].现代泌尿外科杂志,2011,16(1):21-30.
[7] 赵雅妮,李惊子,王海燕.血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂与血管紧张素转换酶抑制剂抗大鼠肾脏纤维化的作用及机制探讨[J].中华老年多器官疾病杂志,2002,1(1):36-40.
[8] Gross O, Girgert R, Rubel D,etal. Renal protective effects of aliskiren beyond its antihypertensive property in a mouse model of progressive fibrosis[J].Am J Hypertens, 2011,24(3):355-361.
[9] Gross O, Girgert R, Rubel D,etal. Renal protective effects of aliskiren beyond its antihypertensive property in a mouse model of progressive fibrosis[J].Am J Hypertens, 2011,24(3):355-361.
[10] Karakus S C, Turkyilmaz Z, Sonmez K,etal. The effect of enalapril on renal resistive index, urine electrolyte levels and TGF-beta1 levels of kidney tissues in rats with unilateral partial ureteropelvic junction obstruction[J].Eur J Pediatr Surg, 2011,21(6):356-361.
[11] 李健芝,庾江东,胡丽,等.阿利吉仑对大鼠肾纤维化TGF-β1/Smad信号通路的影响[J].中南医学科学杂志,2015,43(1):26-30,38.
[12] 韩蕊,叶志斌.直接肾素抑制剂(DRI)阿利吉仑在慢性肾脏疾病(CKD)中的应用进展[J].复旦学报:医学版,2012,39(4):422-427.
[13] Gradman A H, Schmieder R E, Lins R L,etal. Aliskiren, a novel orally effective renin inhibitor, provides dose-dependent antihypertensive efficacy and placebo-like tolerability in hypertensive patients[J].Circulation, 2005,111(8):1012-1018.
ExperimentalStudyofEffectofAliskireninTreatmentofRenalDamageInducedbyUreteralObstruction
CHENG Shu-lin, ZHOU Wen-hao, LI Xin, LI Yu-gen, GONG Zhi-yong
(Department of Urology, Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College, Nanchong, Sichuan 637000, China)
ObjectiveTo investigate effect of Aliskiren in treatment of renal damage induced by ureteral obstruction.MethodsAnimal models of complete left ureteral obstruction were established in New Zealand rabbits, and then 16 successful animal models were randomly divided into experimental group (n=8) and control group (n=8). Experimental group was treated with 25 mg/kg/d Aliskiren orally, while control group was followed up only. Glomerular filtration rates (GFR) and renal blood flow resistance index (RI) of left kidney before and in the 2nd, 4thand 8thweeks after the experiment, and pathological results of left kidney 8thweeks after the experiment were observed and compared respectively in two groups.ResultsThere were no significant differences in GFR and RI of left kidney before experiment in two groups (P>0.05). In the 2nd, 4thand 8thweeks after experiment, the GFR values were significantly lower, while RI levels were significantly higher than those before experiment than those before experiment in two groups (P<0.05); in experimental group, GFR value of left kidney was significantly higher, while RI level of left kidney was significantly lower than those in control group, and there were significant differences in GFR values of left kidney in the 2nd, 4thand 8thweeks after experiment and RI level in 8thweeks after experiment between the two groups (P<0.05). Degrees of fibrosis and inflammatory reaction of left renal in 8thweeks after experiment in experimental group were significantly slighter than those in control group.ConclusionAliskiren may improve blood flow perfusion of renal damage induced by ureteral obstruction GFR and decrease degrees of fibrosis and inflammatory reaction in New Zealand rabbits.
Aliskiren; Ureteral obstruction; Kidney injury; Rabbit
四川省医学会青年创新课题(Q16025)
637000 四川 南充,川北医学院附属医院泌尿外科
龚志勇,E-mail:gzy0404@sina.cn
R-332;R693.2
A
1002-3429(2017)11-0106-03
10.3969/j.issn.1002-3429.2017.11.031
2017-08-12 修回时间:2017-09-10)