亞低溫治療對膿毒癥急性腎損傷小鼠腎功能的影響

莫亞華，湯展宏

（廣西醫科大學，廣西 南寧 530021）

膿毒癥患者會發生多個器官功能障礙，其死亡率較高。罹患膿毒癥是導致急性腎損傷的獨立危險因素。據統計，膿毒癥所致急性腎損傷患者的數量約占所有急性腎損傷患者數量的一半。亞低溫治療是一種以物理方法將患者的體溫降低到預期水平，從而治療其所患疾病的療法。本文主要是探討對膿毒癥急性腎損傷小鼠進行亞低溫治療對其腎功能的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本次研究開展的時間為2019 年7 月至2020 年6 月。本文的研究對象為48 只雄性昆明小鼠。這些小鼠的體重為（25±3）g。根據隨機數表法將這些小鼠分為假手術組、膿毒癥模型組和亞低溫組。

1.2 方法

將膿毒癥模型組小鼠和亞低溫組小鼠制成膿毒癥急性腎損傷模型，具體的方法是：向小鼠的腹腔內注射0.15 mg/kg濃度為3%的水合氯醛，對其進行麻醉。對小鼠的腹部皮膚進行消毒。沿小鼠腹部的正中線剪開其皮膚，分離皮下組織。將小鼠的盲腸拖出其腹腔。在小鼠盲腸末端2/3 處結扎其盲腸。用18 號針頭穿通小鼠盲腸末端的腸壁，擠出部分糞便。將盲腸放回小鼠的腹腔。逐層縫合切口。對小鼠的切口進行消毒，避免糞便污染其切口。對假手術組小鼠進行假手術，具體的方法與建立膿毒癥急性腎損傷模型的方基本相同，但不對其盲腸進行結扎和穿孔，在翻動其腸道后即可關閉其腹腔。術后為亞低溫組小鼠進行亞低溫治療，方法是：將小鼠放入亞低溫治療儀中。將治療溫度設置為33 ～35℃。持續治療6 h。然后對小鼠進行體溫復蘇，復蘇時間為1 h，復蘇目標為36℃。

1.3 觀察指標

建模后12 h，在每組小鼠中選擇8 只小鼠，并取出其左側的腎臟。將小鼠的腎臟保存在-80℃的環境中。然后用酶聯免疫吸附法檢測三組小鼠腎組織腫瘤壞死因子α（TNF-α）及白細胞介素1β（IL-1β）的水平。建模后24 h，將每組小鼠中未進行腎組織TNF-α 及IL-1β 檢測的8 只小鼠摘除眼球取血。用離心機對血樣進行離心操作。用二乙酰一肟法檢測三組小鼠血清尿素氮（BUN）的水平，用除蛋白苦味酸比色法檢測其血清肌酐（Cr）的水平。建模后24 h，取出三組小鼠右側的腎臟，用濃度為10% 的福爾馬林固定。將小鼠的腎臟進行脫水、石蠟包埋、切片及HE染色后，觀察其腎組織結構的變化。在高倍鏡視野下為每只小鼠隨機選取20 個腎小管進行腎損傷評分。若小鼠腎小管的形態正常，記0 分。若小鼠腎小管受損的面積≤25%，記1 分。若小鼠腎小管受損的面積為26%～50%，記2 分。若小鼠腎小管受損的面積為51% ～75%，記3 分。若小鼠腎小管受損的面積為76%～100%，記4 分[1]。

1.4 統計學方法

將本次研究中的數據均采用SPSS 23.0 統計軟件進行處理，計量資料用均數± 標準差（± s ）表示，計數資料用百分比（%）表示。三組間數值比較用單因素方差分析，兩兩比較用LSD-t 檢驗。以P ＜0.05 為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 建模后12h 三組小鼠腎組織TNF-α 及IL-1β 的水平

建模后12 h，膿毒癥模型組小鼠及亞低溫組小鼠腎組織TNF-α 及IL-1β 的水平均高于假手術組小鼠，P ＜0.05；亞低溫組小鼠腎組織TNF-α 及IL-1β 的水平均低于膿毒癥模型組小鼠，P ＜0.05。詳見表1。

表1 建模后12 h 三組小鼠腎組織TNF-α 及IL-1β 的水平（pg/ml，± s ）

表1 建模后12 h 三組小鼠腎組織TNF-α 及IL-1β 的水平（pg/ml，± s ）

注：a 與假手術組相比，P ＜0.05 ；b 與膿毒癥模型組相比，P ＜0.05。

指標 假手術組（n=8）膿毒癥模型組（n=8）亞低溫組（n=8） F 值 P 值TNF-α 131.45±0.73 244.55±14.93a 205.85 ±12.73ab 205.54 ＜0.05 IL-1β 91.66±13.81 248.81±67.32a 197.23±43.26ab 23.35 ＜0.05

2.2 建模后24h 三組小鼠血清BUN 及Cr 的水平

建模后24 h，膿毒癥模型組小鼠及亞低溫組小鼠血清BUN 及Cr 的水平均高于假手術組小鼠，P ＜0.05；亞低溫組小鼠血清BUN 及Cr 的水平均低于膿毒癥模型組小鼠，P ＜0.05。詳見表2。

表2 建模后24 h 三組小鼠血清BUN 及Cr 的水平（μmol/L，± s ）

表2 建模后24 h 三組小鼠血清BUN 及Cr 的水平（μmol/L，± s ）

注：a 與假手術組相比，P ＜0.01 ；b 與膿毒癥模型組相比，P ＜0.01。

指標 假手術組（n=8）膿毒癥模型組（n=8）亞低溫組（n=8） F 值 P 值BUN 8.09±1.35 15.47±1.68a 12.16±1.91ab 13.7 ＜0.01 Cr 62.59±13.46 118.49±6.86a 89.42±6.19ab 68.32 ＜0.01

2.3 建模后24h 三組小鼠腎組織結構的變化

假手術組小鼠腎小球、腎小管的結構完整。膿毒癥模型組小鼠的腎小球萎縮，腎小球與基底膜分離，部分腎小球腫脹破裂，其腎小管上皮細胞有空泡變性的情況，其腎小管的管腔變窄，腎小管之間有炎癥細胞。亞低溫組小鼠的腎小球無明顯萎縮的情況，其腎小管的包膜完整，管腔未擴張，無明顯變性的情況。三組小鼠腎組織結構的變化見圖1、圖2、圖3。

圖1 假手術組小鼠腎臟組織結構變化

圖2 膿毒癥模型組小鼠腎臟組織結構變化

圖3 亞低溫組小鼠腎臟組織結構變化

2.4 建模后24h 三組小鼠的腎損傷評分

建模后24 h，膿毒癥模型組小鼠及亞低溫組小鼠的腎損傷評分均高于假手術組小鼠，P ＜0.05；亞低溫組小鼠的腎損傷評分低于膿毒癥模型組小鼠，P ＜0.05。三組小鼠的腎損傷評分見圖2。

3 討論

急性腎損傷是膿毒癥患者比較常見的一種并發癥。急性腎損傷是導致膿毒癥患者死亡率提高的獨立危險因素[2]。導致膿毒癥急性腎損傷發生和發展的機制包括炎癥介質釋放、氧化應激反應、線粒體功能障礙、腎小管上皮細胞損傷及缺血再灌注損傷等。

在膿毒癥患者發病的早期，革蘭陰性菌的脂多糖、革蘭陽性菌的脂磷壁酸等組分會進入其循環系統，其體內免疫細胞表面的模式識別受體識別到細菌產物后，會激活免疫反應，促使其體內釋放大量的白細胞介素1（IL-1）、TNF-α 及白細胞介素6（IL-6）等促炎癥細胞因子，使其體內發生炎癥級聯“瀑布反應”，病情嚴重的患者會發生器官功能衰竭[3-4]。腎是炎癥細胞因子最易攻擊的靶器官之一。膿毒癥患者體內大量的細胞因子、趨化因子及補體會釋放到其血液中。在血液流經該病患者的腎組織時，這些物質會聚集在其腎小管內，對其腎小管細胞造成破壞[5]。

目前，亞低溫療法可用于治療膿毒癥、難治性癲癇、出血性腦卒中、心臟驟停、缺血缺氧性腦病、腦梗死及顱腦外傷[6-9]。使用亞低溫療法治療膿毒癥的原理包括：1）膿毒癥患者體內的多種炎癥細胞因子能促進氧自由基、組胺等物質的產生，對其細胞及組織造成不可逆的損傷。對膿毒癥患者進行亞低溫治療能減少其體內炎癥細胞因子的產生，減輕其體內的氧化應激反應和炎癥反應。2）Toll 樣受體2（TLR2）信號通路的激活會引起炎癥反應。對膿毒癥患者進行亞低溫治療可降低其體內TLR2 的表達，減少TLR2 信號通路的激活，改善其氧分壓和氧合指數，減輕其器官受到的損傷。3）膿毒癥患者體內微生物及其毒素、胞壁產物等會進入其血液中，激活其體內免疫細胞表面的模式識別受體，引起細胞因子級聯反應，使其體內的細胞缺血缺氧、代謝紊亂。對膿毒癥患者進行亞低溫治療能保持其細胞膜的穩定型，避免其細胞內鈣離子過度積累，調節其細胞的能量代謝。

本次研究的結果證實，對膿毒癥急性腎損傷小鼠進行亞低溫治療可降低其體內炎癥細胞因子的水平，改善其腎功能。

圖4 建模后24 h 三組小鼠的腎損傷評分