大鼠建立气管异位移植慢性闭塞性细支气管炎模型后的病理变化及白细胞介素-17的表达

吴维栋 黄麟 吴炜焊

[摘要]目的 探討大鼠建立气管异位移植慢性闭塞性细支气管炎模型后的病理变化及不同阶段白细胞介素-17（IL-17）的表达情况。方法 选取24只清洁级SD大鼠，其中SPF级近交系Brown Norway（BN）大鼠6只，Lewis大鼠18只，随机选取12只Lewis大鼠纳入对照组，将剩余的6只Lewis大鼠与6只BN大鼠纳入观察组。观察组BN大鼠提供气管，Lewis大鼠接受气管;对照组的12只Lewis大鼠既是供体也是受体。比较两组大鼠的软骨损伤率、淋巴细胞计数、大鼠闭塞性细支气管炎的发生率以及IL-17水平。结果 移植术后，观察组大鼠闭塞性细支气管炎的发生率为100.00%，高于对照组的0.00%，差异有统计学意义（P<0.05）。两组大鼠移植后第7天的软骨损伤率比较，差异无统计学意义（P>0.05）;观察组大鼠移植后第14、28天的软骨损伤率高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）;观察组大鼠移植第7、14、28天后的淋巴细胞计数多于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。两组大鼠移植后第7、14天的IL-17水平比较，差异无统计学意义（P>0.05）;观察组大鼠移植后第28天的IL-17水平高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。结论 通过建立大鼠异位气管慢性排斥反应模型，提示异位气管移植后，大鼠的IL-17水平升高，有关IL-17导致的闭塞性炎性反应机制还应继续试验与研究。

[关键词]大鼠;异位气管移植;动物模型;闭塞性细支气管炎;白细胞介素-17

[Abstract] Objective To investigate the pathological changes and the expression of IL-17 （IL-17） in different stages of chronic bronchiolitis obliterans model after heterotopic tracheal transplantation in rats. Methods Twenty-four clean-grade SD rats were selected， of which 6 were brown Norway （BN） and 18 were Lewis. Twelve Lewis rats were randomly selected into the control group， and the remaining six Lewis rats and six BN rats were included into the observation group. The BN rats in observation group provided trachea， Lewis rats received trachea; and the 12 Lewis rats in control group were both donor and receptor. The cartilage injury rate， lymphocyte count， incidence of bronchiolitis obliterans and the level of IL-17 were compared between the two groups. Results After transplantation， the incidence of bronchiolitis obliterans in the observation group was 100.00%， higher than that in the control group （0.00%）， with statistically significant difference （P<0.05）. There was no statistically significant difference in the cartilage damage rate between the two groups on the 7th day after transplantation （P>0.05）. On the 14th and 28th days after transplantation， the cartilage damage rates in the observation group were higher than those in the control group， with statistically significant differences （P<0.05）. After 7， 14 and 28 days of transplantation， the lymphocyte counts in the observation group were more than those in the control group， with statistically significant differences （P<0.05）. There were no statistically significant differences in the levels of IL-17 between the two groups on the 7th and 14th days after transplantation （P>0.05）. The level of IL-17 in the observation group was higher than that in the control group on the 28th day after transplantation， with statistically significant difference （P<0.05）. Conclusion Through the establishment of the model of chronic rejection of ectopic trachea in rats， it is suggested that the level of IL-17 in rats increased after the transplantation of ectopic trachea， and the mechanism of occlusive inflammatory response induced by IL-17 should be further studied.

[Key words] Rat; Heterotopic tracheal transplantation; Animal model; Obliterative bronchiolitis; Interleukin-17

随着科技的进步，医学也在不断发展，肺移植治疗技术也慢慢成熟，最初疗效得到了临床肯定，但是该治疗技术存在一定的后期问题，移植手术经过1年和5年的生存率分别为80.0%、50.0%左右[1]。当前面对的难题是有关肺移植手术治疗后所出现的慢性排斥反应，它的主要表现就是闭塞性支气管炎，也就是肺移植治疗后发生的进行性小气道功能紊乱，这种情况具有危险性，严重的会危及生命[2]。针对闭塞性细支气管炎发病的情况还没有统一的定论，还比较局限，所以建立动物模型研究实验是很有必要的。临床对促炎因子的研究比较深入，但是在肺移植之后的慢性排斥反应研究不多，不能证明激活炎性反应的一系列机制，应该继续深入研究[3]。本文构建大鼠气管异位移植慢性闭塞性细支气管炎模型，旨在观察其病理变化及白细胞介素-17（IL-17）的表达情况，现报道如下。

1对象与方法

1.1实验动物

选取24只清洁级SD大鼠，购于华中科技大学动物中心，合格证号：99A032。大鼠均为雄性，重量250～350 g，其中SPF级近交系Brown Norway（BN）大鼠6只，Lewis大鼠18只。随机选取12只Lewis大鼠纳入对照组，将剩余的6只Lewis大鼠与6只BN大鼠纳入观察组。本研究已经动物医学伦理委员会审核批准。

1.2仪器与试剂

冰箱、手术显微镜、手术所用的一些器械均由上海医疗器械提供;手术所需要的针线、试剂等均由上海医用缝合针厂提供。

1.3方法

实验的整个过程都需要在无菌的条件下进行，实验前大鼠禁食6 h，并且相关所有共组需要全部消毒。

1.3.1观察组  ①供体手术：BN大鼠以10%水合氯醛（青岛宇龙海藻有限公司，生产批号：20180126，规格：4 ml/kg）腹腔麻醉，颈胸部消毒，正中切口暴露气管，取下整段主气管，剥除气管外膜组织，断端修剪平整，5环1段为供体，4℃生理盐水冲洗干净后浸泡备用[4]。②受体手术：Lewis大鼠麻醉消毒后暴露颈段气管，环状软骨下第4、5环间为中心上下各分離两环气管，充分游离气管后间隙，小心剥离并保护喉返神经[5]。于第4、5环间切开气管，留膜部1/5部段。吸净气管内分泌物后植人入供体气管。先吻合尾侧，膜部对膜部，软骨部对软骨部，于12点处以7-0尼龙线缝合1针，打结后剪断膜部，再于3、9点处各缝合1针，最后缝合6点处[6]。吻合头侧时先缝合膜部，最后缝合12点处完成气管移植。术后60 d形成OB模型。③术前准备：消毒，选择和胸骨间隔0.5 cm且支出距离为2.0 cm的切口，将气管和周围的组织进行分离，然后下移支气管，再进行缝合工作，最后消毒，消毒是至关重要的，一切操作都要在无菌条件下进行，为了防止在手术中感染[7]。

1.3.2对照组  Lewis大鼠既是供体也是受体，所有操作与观察组相同。

1.4观察指标

比较两组大鼠的软骨损伤率、淋巴细胞计数、大鼠闭塞性细支气管炎的发生率以及IL-17水平。

1.5统计学方法

采用SPSS 19.0统计学软件对数据进行分析，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，采用t检验，计数资料以率（%）表示，采用χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1两组大鼠闭塞性细支气管炎发生率的比较

移植术后，观察组大鼠闭塞性细支气管炎的发生率为100.00%（12/12），高于对照组的0.00%（0/12），差异有统计学意义（P<0.05）。

2.2两组大鼠移植后不同时间软骨损伤率、淋巴细胞计数的比较

两组大鼠移植后第7天的软骨损伤率比较，差异无统计学意义（P>0.05）;观察组大鼠移植后第14、28天的软骨损伤率高于移植后第7天，淋巴细胞计数多于移植后第7天，差异有统计学意义（P<0.05）;对照组大鼠移植后第14天的软骨损伤率高于移植后第7天，差异有统计学意义（P<0.05）。观察组大鼠移植后第14、28天的软骨损伤率高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）;观察组大鼠移植第7、14、28天后的淋巴细胞计数多于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）（表1）。

2.3两组大鼠移植后不同时间IL-17水平的比较

两组大鼠移植后第7、14天的IL-17水平比较，差异无统计学意义（P>0.05）;两组大鼠移植后第14、28天的IL-17水平高于移植后第7天，差异有统计学意义（P<0.05）;观察组大鼠移植后第28天的IL-17水平高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）（表2）。

3讨论

闭塞性细支气管炎常发生于肺移植后，是进行性小气管功能紊乱疾病，该病的特点是咳嗽、肺功能下降、呼吸困难等，延缓疾病的发展是治疗该病的主要方法，不能彻底根治[8-10]。引起闭塞性支气管炎的原因没有统一定论，目前临床认为是由非免疫性损伤、同种异体损伤等造成管腔里纤维细胞增生所致[7]。国外在闭塞性细支气管炎的有关研究中，将大鼠气管移植分成3个阶段予以研究，与人类肺移植非常相似：①在缺血期做人体肺移植手术时很容易发生出血所导致的缺血症状，同时伴随着上皮细胞死亡，黏膜水肿等症状;②出现淋巴细胞性支气管炎症状，主要是由于淋巴细胞被感染导致的;③闭塞性气道疾病，即上皮细胞死亡消失后，纤维组织将管腔阻塞，人类也是以同样的方式发生肺移植后的闭塞性支气管炎[11-13]。

IL-17主要是经过诱导效应细胞，让其分泌炎性因子，对中性粒细胞产生刺激，从而细胞再生，在炎性反应过程中起到非常重要的作用[14-16]。除此以外，对支气管泡腔、肺内等不同地方的中性粒细胞也起到一定效果，让细胞大量地聚集在一起，同时对气道内皮生长因子起到一定作用，IL-17不仅促进肺移植后气道的愈合，还能够增强机体免疫功能[17];同时起到增强中性粒细胞蛋白酶、增强髓过氧化酶等效果。相关研究显示，控制IL-17分泌能够减轻肺移植治疗中导致的闭塞性支气管纤维化程度[18-20]。本研究结果显示，两组大鼠移植后第7、14天的IL-17水平比较，差异无统计学意义（P>0.05）;观察组大鼠移植后第28天的IL-17水平高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）;移植术后，观察组大鼠闭塞性细支气管炎的发生率为100.00%，高于对照组的0.00%，差异有统计学意义（P<0.05）。提示异位气管移植后，IL-17水平不断发生变化，但是其导致的闭塞性炎性机制还要进一步的研究和实验来证实[15]。

综上所述，建立气管异位移植慢性闭塞性细支气管炎模型后，大鼠的IL-17水平升高，有关IL-17导致的闭塞性炎性反应机制还有待进一步试验与研究。

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（收稿日期：2019-06-05  本文编辑：闫  佩）