微球栓塞劑對(duì)Beagle犬腎動(dòng)脈栓塞的病理學(xué)觀察

邱　波，王　艷，英　永，屈卉錦，王韶艷，王鳳乾，胡建廷

(1.山東省藥學(xué)科學(xué)院新藥評(píng)價(jià)中心，濟(jì)南　250101；2.山東英才學(xué)院，濟(jì)南　250104)

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微球栓塞劑對(duì)Beagle犬腎動(dòng)脈栓塞的病理學(xué)觀察

邱波1，王艷2，英永1，屈卉錦1，王韶艷1，王鳳乾1，胡建廷1

(1.山東省藥學(xué)科學(xué)院新藥評(píng)價(jià)中心，濟(jì)南250101；2.山東英才學(xué)院，濟(jì)南250104)

【摘要】目的采用微球栓塞劑建立犬腎動(dòng)脈栓塞模型，評(píng)價(jià)對(duì)犬單側(cè)腎動(dòng)脈栓塞效果及局部組織觀察。方法實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為8條beagle犬，試驗(yàn)分為栓塞后即刻、4周、12周、26周四組，每組2只，選擇自身對(duì)照，分別為微球栓塞組和正常對(duì)照組。首先利用微球栓塞劑全部進(jìn)行左腎動(dòng)脈栓塞，分別于栓塞后即刻、4周、12周、26周腎動(dòng)脈造影與DSA復(fù)查腎臟栓塞后變化， 隨后處死實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，對(duì)腎臟進(jìn)行病理組織學(xué)觀察。結(jié)果肉眼大體病理觀察：被栓塞腎臟的大小與對(duì)側(cè)腎臟相比較，栓塞后4周、12周、26 周的腎臟逐漸變小，隨著被栓塞時(shí)間的延長(zhǎng)，變小的程度越明顯；被栓塞腎臟的顏色變淺、不均勻；被栓塞腎臟的表面逐漸不光滑、凹凸不平，腎被膜不易分離。光鏡觀察表現(xiàn)：栓塞后4周、12周、26 周；弓狀動(dòng)脈小分支內(nèi)仍可見(jiàn)微球充填，動(dòng)脈壁呈玻璃樣變，動(dòng)脈周?chē)w維化；隨著被栓塞時(shí)間的延長(zhǎng)，早期腎組織可見(jiàn)多種退行性變化如萎縮、變性、陳舊性腎梗死表現(xiàn)；后期可見(jiàn)腎組織的多種進(jìn)行性變化如腎小管再生、肉芽組織形成及改建等病理變化。但是，栓塞側(cè)腎臟仍可見(jiàn)近乎正常的腎小球、腎小管結(jié)構(gòu)。 結(jié)論微球栓塞劑對(duì)犬單側(cè)腎動(dòng)脈具有明確的栓塞效果。

【關(guān)鍵詞】微球；栓塞；腎臟；退行性變化；進(jìn)行性變化

介入治療作為現(xiàn)代臨床治療學(xué)中的第三大診療體系，以其微創(chuàng)性、定位準(zhǔn)確、可重復(fù)性強(qiáng)、并發(fā)癥發(fā)生率低和療效高的鮮明特點(diǎn)，得到醫(yī)療學(xué)術(shù)界和廣大患者的認(rèn)同。介入治療中，血管介入栓塞作為導(dǎo)管栓塞術(shù)治療腫瘤的一種方法，正隨著醫(yī)學(xué)影像設(shè)備、導(dǎo)管技術(shù)和栓塞劑的發(fā)展和應(yīng)用引起人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。相比于傳統(tǒng)的化療治療，血管介入栓塞具有明顯的優(yōu)勢(shì)[1]。介入栓塞不僅阻斷了腫瘤的血供，使腫瘤缺少必要的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，也增強(qiáng)了藥物對(duì)腫瘤的殺傷力，化療藥物的緩釋還可降低藥物的系統(tǒng)毒性。

血管介入栓塞中，栓塞劑的選擇及其劑型是血管栓塞化療治療的研究重點(diǎn)[2-4]。近年來(lái)微球作為一種新型的栓塞材料，它在發(fā)揮栓塞作用的同時(shí)，微球內(nèi)的藥物可在病灶局部持續(xù)緩慢釋放，使病灶局部較長(zhǎng)時(shí)期保持較高藥物濃度，具有末梢栓塞、緩釋、靶向的多重功效[5]。日本學(xué)者Dr．Yamada 于1977 年提出該項(xiàng)技術(shù)[1]，最早應(yīng)用于肝癌的治療。同樣，這項(xiàng)技術(shù)也應(yīng)用于腎和腎上腺腫瘤的治療。國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究[6-9]表明，腎動(dòng)脈栓塞可以起到抑制腫瘤、終止血尿、緩解疼痛、提高生存質(zhì)量和延長(zhǎng)患者生存時(shí)間的作用。腎動(dòng)脈栓塞術(shù)作為姑息療法用于治療腎和腎上腺腫瘤是安全有效的。針對(duì)腎動(dòng)脈栓塞術(shù)治療腎臟腫瘤疾病的優(yōu)勢(shì)，本實(shí)驗(yàn)采用微球栓塞劑建立犬腎動(dòng)脈栓塞模型，以評(píng)價(jià)對(duì)犬單側(cè)腎動(dòng)脈栓塞效果及栓塞后各個(gè)時(shí)間內(nèi)腎組織的病理學(xué)觀察。

1材料和方法

1.1試劑及藥品

微球栓塞劑(規(guī)格：500～700 μm)，戊巴比妥鈉，肝素鈉3%，慶大霉素1 mL/kg，碘海醇造影劑，10%福爾馬林溶液。

1.2儀器用品

GEInnova3100IQ血管造影機(jī)，4F動(dòng)脈鞘(帶穿刺針)，4FCobra導(dǎo)管，超滑導(dǎo)絲，高壓注射器等。

1.3實(shí)驗(yàn)分組及手術(shù)方案

普通級(jí)Beagle犬8只，體重10 kg，24月齡，購(gòu)自廣州市醫(yī)藥工業(yè)研究所【SCXK(粵)2010-0007】。動(dòng)物飼養(yǎng)于本中心屏障環(huán)境(普通級(jí))動(dòng)物房【SYXK(魯)2010 0004】。試驗(yàn)分為栓塞后即刻、4周、12周、26周4組，每組2只，選擇自身對(duì)照，分為微球栓塞組和正常對(duì)照組。每組動(dòng)物按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)選定的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行剖殺。麻醉后的動(dòng)物仰臥位固定于GEInnova3100IQ血管造影機(jī)檢查床上， 經(jīng)套管針?lè)謩e注入肝素鈉4000單位對(duì)動(dòng)物行全身肝素化和慶大霉素16萬(wàn)單位預(yù)防感染， 雙側(cè)腹股溝區(qū)常規(guī)備皮消毒鋪巾，以Seldinger技術(shù)穿刺股動(dòng)脈(左右側(cè)不拘)成功后，置入4F導(dǎo)管鞘，引入4F 的Cobra 導(dǎo)管分別行雙腎動(dòng)脈注射碘海醇造影后，選擇左側(cè)腎動(dòng)脈， 在透視下經(jīng)導(dǎo)管緩慢間斷注入微球栓塞劑與碘海醇的混合液對(duì)腎動(dòng)脈進(jìn)行栓塞，以透視監(jiān)視下不產(chǎn)生返流為原則，直至血流明顯減慢或接近停滯。栓塞后再次行左腎動(dòng)脈造影顯示栓塞效果。術(shù)畢， 拔出導(dǎo)管及導(dǎo)管鞘，并局部壓迫止血，將動(dòng)物送回動(dòng)物室自然蘇醒。

1.4組織病理學(xué)檢查

血管造影(DSA)檢查后，給予靜脈注射過(guò)量5%戊巴比妥鈉后處死動(dòng)物，開(kāi)腹取出雙側(cè)腎臟，先行肉眼大體病理觀察，隨后取栓塞的腎臟送組織學(xué)檢查：10%福爾馬林溶液固定標(biāo)本，酒精梯度脫水，石蠟包埋，4 μm切片，蘇木素-伊紅(HE)染色，光學(xué)顯微鏡下觀察。

2結(jié)果

2.1肉眼形態(tài)學(xué)觀察

圖1　腎臟的組織病理學(xué)觀察Fig.1　Histopathological observation of the kidney

肉眼觀察，栓塞后即刻，雙側(cè)腎臟體積未見(jiàn)明顯變化。栓塞后4周、12周、26周后，栓塞側(cè)側(cè)腎體積縮小，重量減輕，單側(cè)腎質(zhì)地變硬，表面呈均勻彌漫的細(xì)顆粒狀。切面，腎皮質(zhì)變薄，髓質(zhì)變化較少，腎盂周?chē)窘M織填充性增生。腎的梗死灶呈錐形，顏色灰白，尖端指向血管阻塞的部位，底部位于臟器表面，漿膜面常有纖維素性滲出物被覆。由于機(jī)化和瘢痕收縮，梗死灶表面下陷，呈固縮腎表現(xiàn)。病變較輕區(qū)域尚存的腎小球因功能代償而肥大，所屬腎小管相應(yīng)地代償性擴(kuò)張，向腎表面突起。從而形成肉眼所見(jiàn)腎表面的小顆粒。

2.2光學(xué)顯微鏡觀察

栓塞后即刻：栓塞側(cè)腎臟間質(zhì)內(nèi)可見(jiàn)彌漫性的炎細(xì)胞浸潤(rùn)(圖1A三角形所示 ×10)，部分腎小管萎縮(圖1A 箭頭所示)。栓塞后4周：栓塞側(cè)腎臟，腎組織呈現(xiàn)的為陳舊性梗死灶病理變化。梗死灶呈楔狀，部分腎小管呈蛋白管型，腔內(nèi)充滿(mǎn)嗜酸性蛋白樣物質(zhì)(圖1B三角形所示 ×4)。梗死區(qū)細(xì)胞出現(xiàn)核固縮、核碎裂、核溶解，細(xì)胞質(zhì)呈嗜伊紅顆粒狀，仍能辨認(rèn)腎小球、腎小管和血管的輪廓(圖1C箭頭、三角形所示 ×2)。另外，還可見(jiàn)數(shù)個(gè)腎小球毛細(xì)血管襻內(nèi)有蛋白樣物積聚(圖1D 箭頭所示 ×10)；腎臟皮質(zhì)最外層被膜增厚，被肉芽組織所機(jī)化(圖1D三角形所示 ×10)，部分腎小管再生(圖1E箭頭所示 ×10)以及腎臟髓質(zhì)間質(zhì)內(nèi)纖維組織增生，部分集合管呈囊狀擴(kuò)張(圖1F 三角形所示 ×10)。

栓塞后12周：腎臟皮質(zhì)和髓質(zhì)分界不清。皮質(zhì)變薄(圖1I 雙箭頭所示 ×2)。間質(zhì)纖維結(jié)締組織增生(圖1H 三角形所示 ×10)，少量集合管呈囊狀擴(kuò)張，呈大小不等的小囊或小孔。數(shù)量不等的動(dòng)脈被微球栓塞劑栓塞(圖1G 三角形所示 ×2弧線所示為動(dòng)脈走向)。

栓塞后26周：腎臟皮質(zhì)和髓質(zhì)分界不清。間質(zhì)纖維結(jié)締組織增生(圖1J 雙箭頭所示 ×2)。數(shù)量不等的動(dòng)脈被微球栓塞劑栓塞?？梢?jiàn)被微球栓塞的血管的大體走向(圖1K 弧線所示 ×2)。另外，還可見(jiàn)梗死區(qū)經(jīng)過(guò)修復(fù)最終被瘢痕組織代替。由于機(jī)化和瘢痕收縮，梗死灶表面下陷，以致腎臟表面凹凸不平，呈固縮腎表現(xiàn)(圖1K ×2)。

栓塞后4周、12周、26周，各時(shí)間點(diǎn)的未栓塞側(cè)腎臟未觀察到病理變化，腎臟皮髓分界清晰，腎小球主要由毛細(xì)血管組成，球囊腔清晰可見(jiàn)。腎小管無(wú)變性壞死，間質(zhì)無(wú)纖維化(圖1L ×10)。

3討論

腎動(dòng)脈栓塞術(shù)是一種微創(chuàng)手術(shù)，作為姑息療法用于治療腎和腎上腺腫瘤。微球作為栓塞劑的治療效果更加安全有效，它具有獨(dú)特的球形外觀和良好的栓塞性能，是目前最常用的栓塞劑。本實(shí)驗(yàn)中，Beagle犬腎動(dòng)脈經(jīng)栓塞后即刻、4周、12周、26周后血管造影及鏡下觀察，弓狀動(dòng)脈小分支內(nèi)仍可見(jiàn)顆粒均勻的微球充填，體內(nèi)未見(jiàn)非靶器官被誤栓，說(shuō)明該微球的栓塞效果、生物組織相容性較好。栓子周?chē)軗p傷較小，適合作血管內(nèi)栓塞材料。腎動(dòng)脈微球栓塞模型的研究可為后期微球聯(lián)合靶向分子藥物所進(jìn)行的經(jīng)導(dǎo)管動(dòng)脈化學(xué)栓塞(TACE)的建立打下良好的基礎(chǔ)。

另外，我們從腎臟的解剖學(xué)、腎功能及病理學(xué)角度來(lái)分析腎臟內(nèi)各部位的血流改變、腎功能代償及腎組織的病理組織學(xué)改變。從腎臟的解剖學(xué)分析，腎臟重量小于身體重量的1%，血流量卻占心輸出量的25%，進(jìn)入腎臟的90%血液到達(dá)皮質(zhì)，髓質(zhì)血流量少，小于腎血流量的0.8%，易受缺血缺氧的損傷。而又因每支小葉間動(dòng)脈供應(yīng)一個(gè)皮質(zhì)迷路。所有腎動(dòng)脈分支都是終末動(dòng)脈，沒(méi)有明顯的側(cè)支供應(yīng)。所以，經(jīng)微球栓塞劑栓塞腎動(dòng)脈后，可見(jiàn)小葉間動(dòng)脈阻塞的后果所形成的皮質(zhì)楔形壞死區(qū)。長(zhǎng)時(shí)間缺血(超過(guò)2 h)導(dǎo)致皮質(zhì)梗死，進(jìn)而閉塞靜脈回流，導(dǎo)致髓質(zhì)梗死。

從腎功能分析，腎臟對(duì)腎功能喪失有很強(qiáng)的補(bǔ)償能力。微穿刺實(shí)驗(yàn)表明單側(cè)腎切除后，剩余腎的GFR增加了大約40%～60%。這一效應(yīng)與腎小球血流速率和液體壓力在早期的代償性增加有關(guān)[10]。用標(biāo)準(zhǔn)的臨床試驗(yàn)檢測(cè)總體腎功能是正常的。因此，腎功能改變?cè)谀I單位損失和/或損傷超過(guò)這些代償機(jī)制之前是檢測(cè)不到的。從病理學(xué)角度分析，腎組織受栓塞的損傷較為嚴(yán)重，栓塞后4周，鏡下可見(jiàn)腎組織呈現(xiàn)陳舊性梗死灶病理變化。針對(duì)損傷，腎組織以非完全再生的形式，栓塞后12周、26周，肉芽組織最終被瘢痕組織代替。由于機(jī)化和瘢痕收縮，梗死灶表面下陷，以致腎臟表面凹凸不平，呈固縮腎表現(xiàn)。栓塞側(cè)腎臟還可見(jiàn)正常的腎組織，是因?yàn)槟I臟對(duì)于損傷有許多細(xì)胞和分子水平的反應(yīng)。當(dāng)腎臟內(nèi)大量細(xì)胞死亡和損失，腎單位功能喪失時(shí)，受損的細(xì)胞最終通過(guò)脹亡和凋亡過(guò)程死亡。未致死的細(xì)胞可進(jìn)行修復(fù)和適應(yīng)。未受損的細(xì)胞以及與受損區(qū)域鄰近的細(xì)胞可能發(fā)生去分化、增殖、遷移和分化，未受損的細(xì)胞可通過(guò)代償性增生對(duì)細(xì)胞喪失和損傷產(chǎn)生反應(yīng)。這有助于腎單位結(jié)構(gòu)和功能的恢復(fù)。另外，還有一些細(xì)胞沒(méi)有受到損傷，這些細(xì)胞可能經(jīng)歷代償性的肥大、細(xì)胞適應(yīng)和細(xì)胞增殖。細(xì)胞的增殖和代償性肥大有助于腎單位結(jié)構(gòu)和功能的恢復(fù)。這也解釋了為什么試驗(yàn)中未栓塞側(cè)腎臟的體積和重量之所以增大的緣故。

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〔修回日期〕2015-10-21

[作者簡(jiǎn)介]邱波(1983-)男，碩士生，研究方向：藥物的毒性病理學(xué)。E-mail: qiubo.1983@163.com。 [通訊作者]胡建廷(1979-)男，碩士，副研究員，研究方向：藥物的毒性病理學(xué)。E-mail: jiantinghu@126.com。

【中圖分類(lèi)號(hào)】R-332

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1671-7856(2016) 01-0065-04

doi:10.3969.j.issn.1671.7856. 2016.001.012

Histopathological observation of renal arterial embolization with microspheres in beagle dog

QIU Bo1，WANG Yan2，YING Yong1，QU Hui-jin1,WANG Shao-yan1,WANG Feng-qian1,HU Jian-ting1

(1.Center for New Drug Evaluation of Shandong Pharmaceutical Academy，Jinan 250101；2. Shan Dong Ying Cai University，Jinan 250104，China)

【Abstract】ObjectiveTo evaluate the efficacy and renal histopathological observation, microsphere was used as an embolic agent for unilateral renal artery. MethodsEight beagle dogs are included in this study. According to the experimental design, eight beagle dogs were randomly divided into 4 groups with each group 2 dogs. At the first, fourth, twelfth and twenty-sixth week after embolization, Each dog was divided into embolization group and normal control group by self-control. The left renal arteries were selected as the target organs for embolization with microspheres. Two dogs were chosen for the examination of angiography and DSA to observe the change of the embolized kidneys，respectively. Then the dogs were sacrificed and histological evaluation of the embolized kidneys was performed. ResultsGross examination showed the size of the kidney was gradually smaller than the contralateral kidney at the fourth，twelfth and twenty-sixth week after embolization. The kidney was light colored, uneven. The surface of the kidney was gradually rough, uneven. Renal capsule was hard to separated from the kidney. Light microscopy showed that microspheres may still be seen in the small branches of arcuate artery at the fourth, twelfth and twenty-sixth week after embolization. Arterial wall hyaline, peripheral arterial fibrosis. With the time of embolism extended, A variety of degenerative changes such as atrophy, degeneration, renal infarction can be seen in the early stage; Many progressive changes such as renal tubule regeneration, granulation tissue and remodeling and other pathological changes can be seen in later stage. There is almost normal glomerulus and renal tubule structure in the embolismic kidney.ConclusionsMicrosphere has an specific effect of embolization on unilateral renal artery.

【Key words】Microsphere; Embolization; Kidney; Degenerative changes; Progressive changes