兔后肢骨折后细胞因子与肺栓塞的关系研究

梁玉龙 梁健璟 冯文静 润涛 许家鹏

摘要：目的：探讨兔后肢骨折后细胞因子白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子（TNF-α）变化，及与肺栓塞之间的关系。方法：构建肢骨折后肺栓塞模型，采购40只新西兰兔，将其分为对照组与实验组，对其栓塞1、3、7天细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α变化进行检测，同时观察各组兔形态学改变情况。结果：对照组栓塞后第7d血清指标IL-1β表达水平低于栓塞第1d、第3d（P<0.05）;实验组栓塞第3d血清指标IL-1β、TNF-α测定结果均高于栓塞第1d，栓塞第7d血清指标IL-1β、IL-6、TNF-α测定结果均高于栓塞第1d（P<0.05）;实验组栓塞第1d、第3d、第7d血清指标IL-1β、IL-6、TNF-α测定结果均高于对照组（P<0.05）。肺组织病理结果显示，实验组肺组织聚集了大量致密血栓，同时表现出肺泡水肿、萎缩等特征，有少量红细胞渗出液。对照组兔肺未观察到上述变化。结论：兔后肢骨折后表现出细胞因子变化，但合并肺栓塞后呈现出较为突出的细胞因子升高，即表明其可能参与了肺栓塞疾病变化，为临床研究提供了客观依据。

关键词：动物模型;细胞因子;肺栓塞

【中图分类号】R816.8 【文献标识码】A 【文章编号】1673-9026（2021）03-068-02

肺栓塞主要是指外源性或者内源性栓子堵塞肺动脉或者其分支，而导致的肺循环障碍的临床疾病，有着较高的致死率和发病骤急等特点，栓子70%-90%均来自于盆腔静脉、下肢深静脉，多发生于术后或者长期卧床患者[1]。根据国外的统计资料显示，70年底期间肺栓塞的发病率大约为0.27%，死亡率为20.0%，而在进入到本世纪以后，发病率可迅速升高到0.94%，尽管死亡率有所控制，但仍然在4.1%左右[2]。下肢骨折患者因需要较长时间的卧床修养，故极易形成盆腔静脉血栓和下肢静脉血栓，从而导致其生命安全受到威胁。有研究者表示[3]，肺栓塞是涉及到细胞因子网络的多种炎症介质，能够直接参与到病理生理过程中。但该病的确切机制并不明确，关于其发病机制也未做深入研究。本研究采取自体血栓回输处理法对肺栓塞动脉模型进行复制，观察其细胞因子白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子（TNF-α）变化，旨在为临床下肢骨折并发肺栓塞患者的生理病理提供客观依据。

1资料与方法

1.1动物分組

健康新西兰兔40只，每只2000-3000g，雌雄不限，体质量为（3.2±0.2）kg，月龄在4-6个月，随机分为对照组与实验组，各组各有白兔20只。

1.2动物模型的制备

实验组对兔耳缘实施常规消毒处理，采用1mL/kg的3%戊巴比妥钠实施麻醉干预，并对其呼吸频率做好相应控制，使其能够达到18-22次/min范围内。在完成麻醉处理之后，取侧卧位，以右侧俯卧位为例，在平台上平放左侧大腿根部，对左股骨大转子及其下1.8cm之外侧实施击打，运用专用击打装置（海南医学院附属医院骨科特制），用位于28cm高度的击打物进行击打（不直接损伤血管），通过骨擦感证实在骨折之后，石膏固定左下肢于屈髋屈膝位，检查右髋能够保持自如活动之后，俯卧位进行石膏固定处理。实验组及对照组分别在第1、3、7天建立起相对应的肺栓塞动物模型，运用150-200mg/kg的奔巴比妥钠进行腹腔麻醉干预，股静脉穿刺入导管并深入到心房。经由导管内取5ml静脉血，并在体外静止20-45min，在血液凝固之后做成栓子。每次注入0.5ml的栓子，以生理盐水进行冲注处理，每间隔3min需要重复注入。经由导管注入造影剂以及病理切片之后，即可证实肺栓塞模型成功复制。

1.3实验方法

每组分别于栓塞1、3、7天取1ml静脉血，以4℃低温离心机，通过3000r的速度，进行持续10min的离心处理，并实现对上清液的收集。运用酶联免疫吸附法观测血清IL-1β，IL-6、TNF-α浓度，酶联免疫吸附实验试剂盒来自于上海恒远生物科技有限公司，且各项操作均按照说明书要求执行。

1.4形态学观察

各组均在第1、3、7天分别取1只实验兔行解剖处理，观察其肺脏情况，掌握肺血管分布与肺脏损害病理变化情况。

1.5统计学方法

运用统计学软件SPSS22.0行数据的分析处理，以均数±标准差（）表示计量资料，以t值检验;以率（%）表示计数资料，以x2检验。若P<0.05即表示差异有统计学意义。

2结果

2.1各组实验兔血清指标测定结果比较

实验组实验兔血栓第1d、第3d、第7d血清指标IL-1β、IL-6、TNF-α测定结果与对照组比较，差异均有统计学意义（P<0.05）;实验组实验兔血栓第3d、第7d血清指标IL-1β、IL-6、TNF-α测定结果与第1d比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表1。

2.2各组实验兔形态学观察结果比较

对各组病理组织形态学情况进行观察，实验组可观察到肺部表面呈现出凹凸状，肺膨胀明显不全，肺部有萎陷，且伴随有分散的暗红色灶性出血特征。在肺动脉内可以观察到多处均有血栓现象，栓子结构也非常的紧密。肺泡呈现出萎陷特征，呈现出肺不张的特征，部分有肺泡水肿，肺泡腔中可以观察到有少量红细胞渗出液和大量阳性细胞浸润。部分经过镜检可以观察到有肺静脉淤血现象。而对照组却均未出现上述病理特征。见图1-图3。

3讨论

下肢骨折是一种临床中非常多见的外伤性疾病，其可对患者运动功能带来非常大的影响，通常需要经历很长一段时间的康复。因受到下肢活动的限制，患者需要长时间卧床休养，在下肢活动减少、心脏输出量下降等原因的共同影响下，静脉回流受到较为严重的阻塞，加之骨折后机体处在应激、高凝状态下，导致患者极易发生肺栓塞，严重危及患者的生命健康[4]。有研究者表示[5]，在下肢骨折合并肺栓塞的发生、发展中，涉及大量细胞因子网络的多种炎症介质参与的病理生理过程，但具体的机制尚不明确。

有研究者以大鼠进行肺栓塞模型构建[6]，证实了肺动脉高压、肺缺血可导致大鼠肺中促炎因子呈现为高表达，同时形成较为显著的促炎症反应环境。另有研究者也通过动物模型发现[7]，在血浆与肺组织中血清IL-1、TNF-α表现出非常显著的高表达，同时可以观察到肺组织中有水肿、充血等反应，并且有大量炎细胞浸润与肺泡塌陷。借助动物实验可以观察到，肺栓塞后血清IL-1、TNF-α水平均呈现为非常显著的升高，早期通过血液净化干预能够改善其炎症高表达反应，提升肺部的氧合功能。目前，学界并无关于下肢骨折合并肺栓塞作用机制的相关报道，但结合上述研究成果推测，下肢骨折后多伴随有骨折结构遭到破坏以及软组织受损，这就会引发机体有大量炎症因子释放，这些细胞因子作用于机体之后会引发一系列的反应，特别是对肺脏造成直接损害。根据本研究所构建的动物模型来看，实验组实验兔血栓第1d、第3d、第7d血清指标IL-1β、IL-6、TNF-α测定结果均显著高于对照组（P<0.05），即表明在后肢骨折合并肺栓塞兔血清中呈现出非常显著的炎症因子高表达。该结果与文献结果一致[8]，其认为骨折患者在发生肺栓塞后其炎症因子会迅速升高。提示在下肢骨折合并肺栓塞中，炎症因子发挥了非常重要的参与作用。为了进一步证实该观点，本研究对实验组与对照组实验兔的肺组织形态学进行了对比，观察发现，实验组肺组织表现出非常明显的水肿、充血，大量炎细胞浸润与肺泡塌陷，与本研究实验组中的血清IL-1β、IL-6、TNF-α水平上升以及肺组织病理变化均相符，进一步展现了IL-1β、IL-6、TNF-α在下肢骨折合并肺栓塞的参与作用。

综上所述，本研究证实了细胞因子与兔下肢骨折合并肺栓塞密切相关，涉及到了多种细胞介质和因子的共同参与，但关于各种介质与细胞因子的相互作用機制并不明确，仍然需要我们在今后的实践中做进一步研究探讨。

参考文献

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[2]周方伦，王利宏，单军标，等.合并肺栓塞髋部骨折患者手术与非手术治疗的疗效比较[J].中华创伤杂志，2019（10）：907-912.

[3]杨光，胡权，卢敏，等.股骨干骨折术中并发急性肺栓塞一例[J].中华创伤杂志，2018，34（05）：477-480.

[4]王建河.创伤性骨折并急性肺栓塞抢救成功1例[J].世界最新医学信息文摘，2019，19（29）：188，191.

[5]RUI M，DUAN YY，WANG HL，et al.Differences between sea-water-and freshwater-induced lung injuries[J].Critically IU Chi-na Emergency Medicine，2009，21（7）：416-420.

[6]John Zagorski 1，Jacob Debelak，Michael Gellar.Chemokines Accumulate in the Lungs of Rats withSeverePulnonary Embolisn Induced by Poly-styrene Microspheres.Heart 2011：97：1695- 1699.

[7]Shimizu K，Taniyama Y，Sanada F，et al.Hepatocyte growth factor inhibits lipopolysaccharide-induced oxidative stress via epithelial growth factor receptor degradation[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol，2012，32（11）：2687-2693.

[8]Zhang A，Wang Y，Ye Z，et al.Mechanism of TNF-α-in-duced migration and hepatocyte growth factor production in hu-man mesenchymal stem cells[J].J Cell Biochem，2010，111（2）：469-475.

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