紫杉醇在自体动静脉内瘘局部血管投递部位病理变化的研究*

周智勇,李 莹,赵升艳,包洪靖

(1.兴安盟人民医院血管外科,内蒙古乌兰浩特 137400;2.兴安盟人民医院超声科)

终末期肾病血液透析治疗的需求近十年来不断增长[1],在我国以每年10 %的速度增加[2],自体动静脉内瘘(arteriovenous fistula,AVF)是长期血液透析通路的最佳治疗方案[3]。随着透析技术的不断提高及透析龄逐年增加,如何延长血管通路使用效能成为临床面临的新挑战。紫杉醇(paclitaxel,PTX)药物涂层球囊应用于下肢血管疾病近期疗效显著[4],也有报道紫杉醇应用于尿毒症患者动静脉内瘘人工血管狭窄介入治疗,但PTX在动静脉内瘘术中局部投递的文献较少。因此,本研究采用动物实验局部投递紫杉醇,观察吻合端静脉血管病理变化情况,探讨紫杉醇对静脉的影响机制。

1 材料与方法

1.1研究对象 将大耳白兔36只随机分为2组,18只/组,雌雄不限,体质量为1.62～1.89 kg。左右双侧共36处动静脉内瘘,观察组术中将紫杉醇直接应用于动静脉内瘘,浓度为8 μg/mL紫杉醇混合液,对照组术中动静脉内瘘处仅用生理盐水喷涂。

1.2实验步骤 观察组与对照组均将大耳白兔仰卧位四肢外展固定。耳缘静脉注射戊巴比妥钠(3 %,30 mg/kg)麻醉。双侧腹股沟区备皮、碘伏消毒、铺巾,在腹股沟韧带的下方行4 cm的斜行切口,至股管分离皮下组织、筋膜、肌层,游离并暴露股动脉、股静脉。先将股静脉离断,结扎其远心端,游离近心端,观察组将8 μg/mL紫杉醇与20 %、1 mL生物蛋白胶混合,喷涂在动静脉瘘口缝合处及瘘口动脉、静脉血管周围,进行股动脉、静脉头侧缝合;对照组仅用生理盐水喷涂在动静脉瘘口缝合处及瘘口动脉、静脉血管周围,之后进行股动脉、静脉头侧缝合。

1.3观察指标及方法 动物模型制作完成后在不同时间点(2、4、6、8、10、12周),在内瘘的吻合口附近手术取出静脉血管组织,3只/组,2处/只。取材后置入中性福尔马林溶液(10 %)中固定,行苏木精-伊红(HE)染色,应用滨松数字病理切片扫描仪标记内皮细胞层至内弹力膜的距离,测量静脉内膜厚度。免疫组化法检测静脉血管壁Beclin-1、LC3Ⅱ及PDGF-bb因子表达情况。光学显微镜下观察Beclin-1、LC3Ⅱ和PDGF-bb染色,阳性染色显示为棕黄色。随机采集6个无重叠视野拍摄图片,应用图像分析软件对阳性染色区域进行光密度分析。

2 结果

2.1组织形态学改变 对照组内膜与中膜均有不同程度增厚,以内膜增厚更明显。对照组静脉结构,内膜和中膜细胞数量明显增多,增殖的内膜可见大量肌成纤维细胞、细胞外基质,并可观察到炎症细胞浸润。观察组在不同时间点静脉内膜厚度小于对照组(P<0.05)。见图1、表1。

表1 不同时间点静脉内膜厚度比较

图1 内瘘吻合口附近静脉血管图像(40×)注:A为对照组,A1:术后2周,A2术后4周,A3:术后6周,A4:术后10周,A5:术后12周;B为观察组,B1:术后2周,B2:术后4周,B3术后6周,B4:术后10周,B5:术后12周

2.2免疫组化结果 两组各时间点静脉血管壁均可见Beclin-1、LC3Ⅱ及PDGF-bb因子少量表达,观察组略低于对照组(P>0.05),差异无统计学意义。见表2。

表2 静脉管壁Beclin-1、LC3Ⅱ、PDGF-bb阳性表达区的平均光密度值比较

3 讨论

自体AVF建立即动静脉吻合后,动脉血流入静脉,高血流量、高血压共同作用导致吻合口狭窄,尤其是吻合口静脉端。正常生理状态下,单层内皮细胞组成静脉血管内膜,血管平滑肌细胞和细胞外基质组成静脉中膜,成纤维细胞和细胞外基质共同组成静脉的外膜。AVF造成的主要病理改变是进行性的外膜、中膜细胞增殖,并迁移到内膜。对自体动静脉内瘘的局部进行积极干预是提高长期通畅率的可行途径。

紫杉醇(PTX)是天然抗癌药物,能够抗肿瘤细胞增殖,临床主要用于癌症的化学治疗。近年研究表明,PTX具有良好的抗血管生成、抗内膜增生和抗血管再狭窄活性,并且具有疏水性,能够集中于动脉壁产生持久的生理影响等特性,因此近年被逐渐应用于心血管领域,被认为是治疗血管增生疾病的有效方法之一。Li等[5]研究表明,有效浓度的PTX可以抑制静脉平滑肌细胞增殖,减少支架内再狭窄。宋涛等[6]研究证实,支架内再狭窄应用PTX可提升靶血管的通畅率。Horie等[7]报道,接受紫杉醇治疗的患者,5年后支架内再狭窄的发生率明显降低。本研究结果与之类似,在自体动静脉内瘘成形术时局部投递紫杉醇可有效抑制静脉内膜、中膜增生,延长自体动静脉内瘘有效使用时间。同时,紫杉醇呈脂溶性,易通过细胞膜,所以非常适用于局部用药,大大减低了全身用药的副作用。

紫杉醇抑制平滑肌细胞增殖的机制与其抗肿瘤细胞的机制有明显不同[8]。在病理状态下,静脉平滑肌细胞的迁移异常旺盛,PTX可抑制人血管平滑肌细胞迁移。武晓静等[9]发现,低浓度紫杉醇可显著抑制兔主动脉平滑肌细胞迁移。平滑肌细胞的表型转换受多种分子及细胞外环境的影响,如生长因子、血管紧张素、细胞因子、细胞外基质以及机械作用力等。研究表明,PTX通过上调肺动脉平滑肌细胞FoxO1,抑制α-SMA表达,有效缓解肺血管中膜增厚[10];AVF建立后受损的内瘘内膜细胞释放PDGF-bb增加,上调Beclin-1与LC3Ⅱ表达,细胞自噬表达上调,细胞的分裂增殖能力增加,内瘘吻合口附近静脉管壁增厚[11]。本实验结果发现,低浓度紫杉醇干预后静脉血管壁Beclin-1、LC3Ⅱ及PDGF-bb因子表达略下调,可提示非细胞毒浓度PTX可能通过调节自噬,逆转表型由合成型向收缩型转换,减慢了细胞的增殖及迁移。

综上所述,紫杉醇在自体动静脉内瘘局部血管投递可降低静脉内膜异常增生,为AVF狭窄提供了新的治疗思路。