過氧乙酸對大鼠血清炎性因子水平及肺組織結構的影響*

史向華，薛潤苗，王 美，李百強，柴秋彥

（山西省醫藥與生命科學研究院藥理研究室，山西 太原 030006）

過氧乙酸（PAA）為高效廣譜消毒劑，對各種微生物，包括細菌、病毒、真菌及芽孢等多種微生物均有殺滅作用[1]。目前，PAA常用作屏障環境實驗動物房消毒劑[2]，對實驗動物飼養籠具、耐腐蝕物品及房間進行滅菌消毒。但PAA氧化性、腐蝕性強[3]，可刺激生物機體皮膚、眼睛及呼吸系統[4]，特別是吸入后可使呼吸系統產生明顯的炎性反應。目前，已有文獻報道PAA作消毒劑時的相關急性毒性研究[5-7]，且多為口服染毒給藥，而對屏障環境中PAA噴霧消毒對實驗大鼠血清炎性因子的影響尚未見報道。本研究中檢測了大鼠血清腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素 6（IL-6）含量，觀察肺組織結構，為了解PAA對呼吸系統的毒性提供參考。現報道如下。

1 材料與方法

1.1 動物、儀器與試藥

動物：SPF級SD大鼠72只，雌雄各半，6周齡，體質量200～220 g，購自河北醫科大學實驗動物中心，實驗動物生產許可證號為SCXK（冀）2008-1-003。飼養于山西省醫藥與生命科學研究院藥理研究室屏障級動物房，實驗動物使用許可證號為SCXK（晉）2010-0005。室溫（22.0±2.0）℃，相對濕度（60.0±2.50）%，光照明暗交替12 h/12 h，自由飲水、攝食。

儀器：TL2003型手持式氣溶膠噴霧器（上海隆拓儀器設備有限公司）；BH-2型光學顯微鏡（日本Olympus公司）；2910型全自動生化分析儀（美國ChemWell公司）；BT2202S型電子分析天平（賽多利斯科學儀器＜北京＞有限公司）；R960型半自動酶標儀（長春賽諾生物技術有限公司）。

試劑：PAA消毒劑（北京四環衛生器械廠有限公司，批號為 20121001）；TNF-α，IL-6 酶聯免疫吸附（ELISA）測定試劑盒（批號分別為 20130520，20130523），均購自北京四正柏生物科技有限公司；甲醛為分析純，二甲苯、無水乙醇為優級純。

1.2 方法

分組：將72只SD大鼠隨機分為對照組（A組，0.9%氯化鈉溶液）和PAA低、高劑量（0.2%、0.5%）組（B1組、B2組），每組24只；然后將各組分別分為1周，2周，4周3個亞組，每組8只。

PAA噴霧劑的配制：A、B劑按說明書配制。取配制好的PAA溶液（質量濃度為178.6 g/L）適量，以去離子水稀釋，分別制成0.2%和0.5%PAA噴霧劑，24 h內用完。

給藥方式和時程：將大鼠置離地面1 m密閉空間中，按8 mL/m3劑量以藥物相應體積分數進行噴霧，1 min噴完，30 min后將大鼠轉至屏障動物房中；每日1次，連續2周，然后停藥2周，第4周時結束實驗。

指標測定：觀察大鼠一般情況并稱定體質量。分別于1，2，4周時，以乙醚麻醉大鼠（乙醚倒入內裝脫脂棉球的玻璃鐘罩，讓其揮發，放入大鼠），固定，剪開腹腔，分離腹主動脈，采血，室溫下3000r/min離心15min，分離血清，置4℃保存；以ELISA法測定TNF-α和IL-6含量，嚴格按試劑盒說明書操作。常規石蠟包埋切片，蘇木素-伊紅（HE）染色，光學顯微鏡觀察大鼠肺組織結構。

1.3 統計學處理

采用SPSS19.0統計學軟件進行分析。數據以表示，兩組間比較行t檢驗，多組間比較行方差齊性檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般情況

A組大鼠飲水、進食、活動等正常，毛色順滑、鮮亮，精神狀態良好。與A組比較，B1組大鼠給藥后呈現輕微興奮癥狀，活動加強，部分大鼠出現抓耳撓鼻等不舒適表現，10 min后癥狀緩解甚至消失；B2組大鼠給藥后立即呈現興奮癥狀，活動明顯加強，快速奔跑，均出現抓耳撓鼻等不舒適表現，持續時間達30 min，未見萎靡、瞇眼、流淚、氣促、咳嗽等現象。

2.2 體質量及炎性因子水平

結果見表1和表2。

表1 各組大鼠體質量比較（X ± s，g）

表2 各組大鼠血清TNF-α及IL-6含量比較（±s）

表2 各組大鼠血清TNF-α及IL-6含量比較（±s）

注：與A組比較，*P＜0.05。

組別給藥1周（n=12） 給藥2周（n=8） 停藥2周（n=4）TNF-α（μg/mL）IL-6（pg/mL）TNF-α（μg/mL）IL-6（pg/mL）TNF-α（μg/mL）IL-6（pg/mL）A組B1組B2組21.37±5.69 19.11±5.53 22.69±6.24 65.86±27.88 97.68±60.91*113.10±53.58*22.14±5.24 24.75±8.06 21.94±7.08 90.24±38.56 116.99±39.67 109.72±36.06 22.64±9.04 24.39±9.78 23.22±12.42 104.96±54.45 109.24±62.85 94.68±12.42

2.3 大鼠肺組織結構

A組大鼠肺組織結構清晰、完整，肺泡大小、間隔正常，肺組織間質無增厚，間質細胞正常，間質無炎性細胞浸潤。B1組和B2組大鼠肺組織結構紊亂，肺泡隔增厚，間質細胞增多，且隨著藥物濃度增加而加重；恢復2周后，仍未正常，與A組比較差異顯著。詳見圖1。

3 討論

屏障系統動物實驗室適用于飼養清潔級動物和SPF級實驗動物，溫度、濕度、噪音、粉塵及病原菌等都可影響動物的生理機能，通過設備可對諸多因素進行控制，但各級別的動物室都存在通過人、物及實驗動物帶進的病毒、細菌等。清洗、消毒后，靜態下幾乎檢測不出空氣中的病菌，但飼養實驗動物后環境中以大腸桿菌為主的微生物污染顯著增加。屏障實驗室在運行過程中經常要進行動物消毒，以嚴格控制環境中的微生物。

圖1 PAA對大鼠肺組織結構的影響（HE，×20）

PAA具有高效、低毒、價廉、使用方便的優點，對控制細菌及病毒污染有顯著作用[1-2]，多用于空氣、環境及預防消毒，可殺滅大腸桿菌、白色葡萄球菌、白色念珠菌、金黃色葡萄球菌等，實踐中主要用于食品凍庫、肉聯廠、食品加工廠、畜禽圈舍、醫療場所、衣物、工具、物體表面、棚架等消毒。屏障環境動物實驗室主要采用熏蒸、浸泡和擦拭等方式對地面、墻壁、門窗、動物飼養籠具和房屋空間等消毒。但PAA具有強烈的刺激性和腐蝕性，對眼睛、皮膚、呼吸道有強烈的刺激作用，吸入會導致化學性肺炎，接觸后可引起燒灼感、咳嗽、喘息，且對儀器設備也有一定腐蝕作用。PAA消毒劑在以0.2%～0.5%的體積分數進行空氣噴霧、熏蒸消毒時，會對消毒區域中人群的呼吸道、眼睛、皮膚等產生非常明顯的刺激作用[8]。PAA吸入可強烈刺激動物呼吸道，不僅使其出現明顯的炎性反應，并可使肺組織間質明顯增厚，嚴重時可導致急性肺水腫、眼部損傷等[9-10]。

炎性反應是具有血管系統的活體針對損傷因子所產生的以防御為主的反應，病理檢查可發現有大量炎性細胞（巨噬細胞、粒細胞）浸潤和組織壞死。在這一過程中，IL-1，IL-6，IL-8，TNF-α 炎性細胞因子等均可促進炎性細胞聚集、活化和炎性介質的釋放[11]。

參與炎性反應和肺組織損傷中的炎性細胞因子中，TNF-α 和 IL-6與肺組織損傷的程度緊密相關[12-13]。因此本研究中以這兩者為評價指標。本研究結果顯示，B1組和B2組大鼠血清TNF-α含量略有增加，但在各個時間點無明顯變化；大鼠血清IL-6含量在PAA給藥1周時與A組比較均明顯增加；給藥2周時與A組比較，仍有增加，但程度有所降低；停藥2周后，與A組比較無明顯差異（P＞0.05）。結果提示，PAA使用后可引起大鼠機體明顯的炎性反應，其炎性因子水平也可能有助于評估肺損傷程度。大鼠肺組織病理切片觀察結果顯示，大鼠肺組織在使用PAA后發生了明顯變化，提示PAA吸入可刺激肺組織產生明顯的炎性反應。

綜上所述，PAA噴霧消毒對大鼠血清中IL-6含量及肺組織結構有明顯影響，本研究結果可作為評價PAA對呼吸系統損傷的相關參考數據。基于此，為避免在屏障環境中，PAA對實驗動物可能造成炎性損傷及呼吸道、肺部等損傷，在消毒時應采取必要的隔離措施，消毒后密閉環境適當通風，以減弱消毒劑對實驗動物生理、實驗數據及實驗結果的影響。