TNF-α对重症急性胰腺炎大鼠脏器功能的影响

    作者：秦坚 火海钟    作者单位：200011 上海，上海交通大学医学院附属第九人民医院外科     【摘要】  目的 通过动物实验探讨肿瘤坏死因子-α（TNF-α）对重症急性胰腺炎大鼠脏器功能的影响。方法 40只SD雄性大鼠分两组，每组20只。普通SAP组以5%牛磺胆酸钠建立重症急性胰腺炎（SAP）；TNF-α加重组，在普通SAP组基础上增加TNF-α腹腔注射。制模10 h后各处死10只，检测其血液生化和细胞因子浓度，观察组织脏器的病理变化。结果 TNF-α加重组大鼠血清的丙氨酸氨基转移酶、肌酐和TNF-α与普通SAP组相比有明显升高。同时，该组大鼠的肝脏、肺脏和肾脏病理评分显著大于普通SAP组。结论 TNF-α可能在胰腺炎重症化及MODS发生发展过程中起重要作用。

    【关键词】  重症急性胰腺炎 肿瘤坏死因子-α

    Affection of TNF-α on organ function of severe acute pancreatitis in the rats

    QIN Jian，HUO Hai-zhong.Department of General Surgery，Shanghai Ninth Peoples’s Hospital，Shanghai Jiaotong University，Shanghai 200011，China

    ［Abstract］  Objective  To investigate the affection of TNF-α on organ function of severe acute pancreatitis by establishing animal models of the disease.Methods  Forty SD rats were divided into 2 groups with 20 rats each group.The rats in group A were given retrograde injection of 5% sodium taurocholate into the pancreatic duct as severe acute pancreatitis （SAP） model.Intraperitoneal injection of TNF-α was given to the animals in group B besides the pancreatic duct injection of 5% sodium taurocholate.The changes in organ functions were observed by biochemistry and pathological examination was made 10 hours later after modeling.Results  The increase in GPT and creatinine in blood was found in the rats in Group B when compared with the rats in Group A.The severe pathological lesion was present as pathology score of liver，lung and kidney in rats of Group B when compared with those in rats of Group A.Conclusion  TNF-α play an important role in the organ dysfunction in severe acute pancreatitis.

    ［Key words］  severe acute pancreatitis;TNF-α

    重症急性胰腺炎（SAP）是外科急腹症中最为严重的疾病之一，其中伴有脏器功能障碍的SAP更是死亡率极高。研究表明［1］，SAP发病早期胰腺腺泡细胞可以产生、释放肿瘤坏死因子-α（TNF-α），同时局部组织中被激活的单核巨噬细胞也可产生大量TNF-α。SAP于发病1 h后即可在胰腺及血浆中测得TNF-α，并在6 h内急剧上升［2］。笔者以SAP大鼠模型为基础，通过腹腔注射TNF-α来模拟早期即有大量促炎因子生成的SAP，观察其对重症急性胰腺炎大鼠脏器功能的影响。

    1  材料与方法

    1.1  材料  雄性SD大鼠40只，体重300～400 g，购自中科院上海分院实验动物部。牛磺胆酸钠（纯度99%），购自Sigma公司，用生理盐水配制成5％牛磺胆酸钠溶液。TNF-α购自R&D System公司。丙氨酸氨基转移酶及肌酐测定试剂盒购自上海生物制品研究所。α-淀粉酶试剂盒购自上海科华-东菱诊断用品公司。大鼠TNF-α kit购自Biosource公司。主要仪器包括低温高速离心机（Beckman公司）、uQuant酶标仪（BIO-TEK公司）、DU640分光光度计（Beckman公司）、CHK2-F-GS光学显微镜（Olympus公司）、BX50病理摄片仪（Olympus公司）。

    1.2  方法

    1.2.1  实验模型制备和分组  40只大鼠随机分成两组，每组20只。实验前12 h禁食，自由饮水。动物以乙醚吸入麻醉，正中切口进腹，找到胰胆管。于胰胆管远端用无损伤金属夹将其夹闭，近端注射5%牛磺胆酸钠，剂量为1 ml/kg体重，为普通SAP组。注射时间均为60 s，匀速推完，保持5 min后拔出穿刺针，去除金属夹，缝合腹壁各层。TNF-α加重组，在普通SAP组基础上，增加腹腔内注射TNF-α，剂量为500 ng/kg体重。

    1.2.2  标本采制和检测  制模后10 h，两组各处死10只大鼠，腹主动脉采血，血液4 ℃过夜，3000转/min 4℃离心15 min后取血清，-20 ℃保存。肝功能检查测丙氨酸氨基转移酶（ALT），肾功能检查测肌酐（CRE）。ALT、CRE、TNF-α以及淀粉酶的测定均按试剂盒说明进行。取胰腺、肝脏、肾脏和肺脏组织各一块。离体组织福尔马林固定，72h后石蜡包埋，常规切片和HE染色，按胰腺、肝脏、肾脏和肺脏组织的病理学评分标准［3～6］得出病理学评分。观察两组各剩余10只大鼠2天内的存活情况。

    1.3  统计学方法  计量指标结果用均数±标准差(x±s)表示，用SAS软件包行t检验。

    2  结果

    2.1  大鼠存活情况  普通SAP组剩余10只大鼠除1只于制模20 h后死亡外，其余9只存活均超过2天。TNF-α加重组剩余10只大鼠均于制模2天内死亡，平均存活时间为（21±7）h。两组大鼠2天内存活率差异有显著性。

    2.2  大体观察  实验制模10 h内无大鼠死亡。制模后10 h处死动物时发现普通SAP组大鼠和TNF-α加重组均有中等量腹水和大网膜上皂化斑，同时，TNF-α加重组可见多数大鼠有不同程度的肝脏点状坏死灶和肺脏点状出血灶。

    2.3  大鼠血清ALT、CRE、TNF-α和淀粉酶  见表1。表1列出2组大鼠血清ALT、CRE和淀粉酶含量。TNF-α加重组的ALT、CRE和淀粉酶含量显著高于普通SAP组（P<0.01）。表1  两组大鼠血清TNF-α、ALT、CRE、淀粉酶和腹水TNF-α、淀粉酶比较注：与普通SAP组相比，差异有显著性，#P<0.01;与普通SAP组相比，差异有显著性，*P<0.05

    2.4  大鼠各脏器病理改变及评分  见表2。表2  两组大鼠胰腺、肝脏、肺脏、肾脏病理评分比较 注：与普通SAP组相比，差异有显著性，#P<0.01

    2.4.1  胰腺组织病理变化及评分  普通SAP组大鼠胰腺组织广泛水肿坏死，脂肪液化坏死，并有散在炎细胞浸润。TNF-α加重组大鼠除了有胰腺组织广泛的水肿、坏死，脂肪液化坏死，大量炎细胞浸润外，还有出血表现。表2为两组大鼠胰腺、肝脏、肺脏、肾脏组织的病理评分。从中可以看出TNF-α加重组和普通SAP组之间的胰腺病理评分差异无统计学意义（P>0.05）。

    2.4.2  肝脏组织病理变化及评分  普通SAP组的肝脏组织未见明显病理学改变。TNF-α加重组的大鼠肝脏组织除了有少量坏死及炎性浸润外，尚有明显的出血。两组大鼠肝脏组织病理评分见表2。TNF-α加重组大鼠的肝脏组织病理评分都显著高于普通SAP组大鼠。

    2.4.3  肺脏组织病理变化及评分  普通SAP组大鼠肺泡间质增生、充血，肺泡隔增宽，肺泡腔大小尚均一，有少量炎细胞浸润。TNF-α加重组大鼠肺脏的病理切片可以看到肺泡间质增生和出血，肺泡腔大小不一，同样有大量炎症细胞浸润。从表2可以看出TNF-α加重组肺脏组织病理评分显著高于普通SAP组大鼠肺脏的病理评分（P<0.01）。

    2.4.4  肾脏组织病理变化及评分  普通SAP组大鼠的肾脏组织内可见轻微的血管充血。TNF-α加重组大鼠肾脏亦可以看到间质出血和炎细胞浸润，同时出现肾小球系膜水肿。从表2可以看出TNF-α加重组大鼠的肾脏组织病理评分显著高于普通SAP组大鼠的肾脏病理评分（P<0.01）。

    3  讨论

    TNF-α对于机体的抗炎症反应十分重要，如产生不足，可导致感染不能控制，但如果TNF-α浓度过高，则会引起全身过度炎症反应，产生低血容量、ARDS、DIC、电解质紊乱等全身并发症。

    Gukovskaya等［1］认为，胰腺炎发病早期胰腺腺泡细胞可产生和释放TNF-α，局部组织中被激活的单核巨噬细胞也可产生大量TNF-α。急性胰腺炎于发病1h后即可在胰腺及血浆中测到TNF-α，并在6h内急剧上升［2］。TNF-α是调节粒细胞激活的重要细胞因子，在SAP病情演变中起重要作用。在导致MODS的全身性炎症反应中，粒细胞的激活处于核心地位。一旦粒细胞过度激活，不但有大量促炎介质过度释放，直接引起过度炎症反应，而且粒细胞自身的吞噬囊泡不能将富含炎症介质的颗粒及时隔离封闭，使中性粒细胞弹力蛋白酶、氧自由基等炎性介质向细胞间质逸出，降解细胞外基质中各种成分，甚至破坏完整细胞；还促使水解多种血浆蛋白，引起凝血和纤溶异常，致使胰腺出血坏死，胰外脏器受损。此外，机体的内稳态丧失，内源性拮抗剂也失去控制促炎细胞因子的能力，从而引发促炎细胞因子连锁反应，使促炎与抗炎细胞因子的含量失去平衡，同时引发网状内皮系统持续激活。此时促炎细胞因子产生了其不利的一面，对机体起损伤作用，导致微循环完整性破坏和远离器官的损伤。

    本实验在普通SAP大鼠模型的基础上，给以腹腔内注射TNF-α（50ng/100g），导致多脏器的炎症反应，与普通SAP组大鼠相比，其病理损害的程度明显加重，炎性细胞的渗出量显著增多。由此可见，促炎细胞因子（尤其是TNF-α）在重症急性胰腺炎早期出现脏器功能障碍的进程中起着关键作用。这就提示我们在病程早期清除或拮抗促炎细胞因子，阻断炎症介质的级联反应，减轻全身性炎症反应，保护器官功能是治疗重症急性胰腺炎的一个重要措施。

【参考文献】1 Gukovskaya AS，Gukovsky L，Zaninovic V，et al.Pancreatic acinar cells produce，release and respond to tumor necrosis factor.J Clin Invest，1997，100:76.

2 Norman JG，Fink GW，Franz MG.Acute pancreatitis induces intra-pancreatic tumor necrosis factor gene expression.Arch Surg，1995，130:966-970.

3 Schmidt J，Rattner DW，Lewandrowski K，et al.A better model of acute pancreatitis for evaluating therapy.Ann Surg，1992，215（1）:44-56.

4 Camargo CA，Madden JF，Gao W，et al.Interleukin-6 protects liver against warm ischemia/reperfusion injury and promotes hepatocyte proliferation in the rodent.Hepatology，1997，26（6）:1513-1520.

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