急性肺損傷( ALI) 是由于肺內(nèi)外致病因素造成彌漫性炎性肺泡浸潤、出血、肺水腫和透明膜形成，患者血氧結(jié)合能力降低為主的危急癥候，嚴(yán)重者發(fā)展為急性呼吸窘迫綜合征 。

在過去的二十年里，已經(jīng)開發(fā)了幾種治療策略，并取得了顯著的進展；然而，死亡率仍然很高，超過三分之一的患者死亡，一些幸存者由于長期低氧而出現(xiàn)腦損傷等并發(fā)癥。目前 ALI 的病死率仍相當(dāng)高，為 29%~42%，且與致病因素有很大關(guān)系；敗血癥的病死率約為43%，肺炎和誤吸的病死率分別為 36%和37%，重大創(chuàng)傷則為11%。

研究發(fā)現(xiàn)強烈的炎癥反應(yīng)和肺泡毛細血管膜通透性增加在急性肺損傷的病理生理機制中起重要作用。制備穩(wěn)定的動物模型對觀察ALl 病理改變和探究潛在藥物作用機制和防治并發(fā)癥等具有重要意義。

目前關(guān)于 ALI 模型制備途徑主要分為原發(fā)誘導(dǎo)和繼發(fā)誘導(dǎo)兩種。原發(fā)誘導(dǎo)通過向氣管內(nèi)滴注脂多糖( LPS) 、鹽酸、活的( 或熱殺死) 細菌和病毒等物質(zhì)直接誘導(dǎo)肺部損傷，而繼發(fā)誘導(dǎo)則是由其他疾病誘發(fā)ALI 包括燒傷、腹腔注射 LPS、盲腸結(jié)扎穿刺等。脂多糖刺激已被廣泛認(rèn)為是通過致炎建立與臨床相關(guān)的 ALI 動物模型的有效策略。LPS誘導(dǎo)的 ALI 動物模型肺部炎性細胞聚集、肺泡毛細血管通透性增加導(dǎo)致彌漫性肺水 腫、肺出血等癥。

發(fā)病機制

ALI 及更嚴(yán)重的 ARDS 是臨床危重癥發(fā)生急性呼吸衰竭的主要原因，其發(fā)病原因多樣，可將其病因歸類為兩類，包括肺內(nèi)因素和肺外因素，肺內(nèi)因素包括：（1）化學(xué)性因素，如吸入煙塵、納米顆粒及氧中毒等；（2）物理性因素，如肺挫傷及放射性損傷等；（3）生物性因素，如重癥肺炎。肺外因素包括嚴(yán)重休克、感染中毒癥、嚴(yán)重非胸部創(chuàng)傷、重度燒傷、大量輸血、急性胰腺炎及藥物中毒等，其中感染占主要地位。目前，ALI 的發(fā)病機制尚未闡明，當(dāng)前的主流學(xué)說有：炎癥反應(yīng)介導(dǎo)學(xué)說、凝血和纖溶失衡學(xué)說、氧化還原失衡學(xué)說、細胞凋亡學(xué)說以及水通道和遺傳等多個層面的學(xué)說。目前大多學(xué)者較認(rèn)同的核心理論是炎癥反應(yīng)失控和氧化應(yīng)激損傷，當(dāng)肺泡上皮細胞因外傷直接損傷后，激活肺泡巨噬細胞炎癥反應(yīng)鏈，導(dǎo)致肺內(nèi)炎癥反應(yīng)；間接肺損傷的因素是：肺外炎性介質(zhì)通過循環(huán)系統(tǒng)進入肺內(nèi)，肺作為全身炎癥反應(yīng)的靶器官再一次加重?fù)p傷。該反應(yīng)為全身系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)，反應(yīng)過程中富含蛋白質(zhì)的水腫液進入肺泡，導(dǎo)致肺泡上皮微血管的通透性增加，最終引起 ARDS，進而導(dǎo)致死亡。

脂多糖( LPS) 氣管滴注法模型制備

選用 6-8周齡雄性小鼠，腹腔注射麻醉藥物后將小鼠固定于解剖臺上，沿頸正中線手術(shù)暴露氣管，采用氣管插管的方式向小鼠氣管內(nèi)滴注 LPS( 3mg / kg)?，氣管滴注后將小鼠直立，垂直旋轉(zhuǎn)小鼠，使藥物能在小鼠肺部均勻布散，急性肺損傷模型即制備成功。

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評估方法

病理學(xué)評估

病理學(xué)評估病理學(xué)觀察是判定肺損傷程度的金標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)點在于取樣簡單，觀察評估簡便準(zhǔn)確；缺點在于只能將動物處死后取材，可能因為肺損傷后活體動物的病理表現(xiàn)存在一定的差異。模擬 ALI的動物模型實驗基本用此種方法，步驟為：處死動物后將肺取出，利用石蠟制片及蘇木精?伊紅染色（H-E staining） 法將肺組織切片固定染色，在光學(xué)顯微鏡下觀察。肺損傷組的肺組織病理學(xué)表現(xiàn)為肺泡間質(zhì)性水腫、肺泡壁厚度增加、中性粒細胞數(shù)量增多、肺組織斑塊狀出血。其病理學(xué)表現(xiàn)隨損傷程度加重而更加明顯。

炎性介質(zhì)濃度評估

支 氣 管 肺 泡 灌 洗 液 （BALF） 以及血清中炎性介質(zhì)含量是除病理學(xué)外用到最多的評估肺損傷嚴(yán)重程度的方法。通過重復(fù)注射及回抽PBS緩沖液收集BALF，或者直接留取血清樣品進行測定。在經(jīng)過離心固定等操作后進行巨噬細胞及中性粒細胞計數(shù)，通過酶聯(lián)免疫吸附測定和蛋白質(zhì)印跡法分析 IL-1β、NLRP3、NF-κB等指標(biāo)的濃度，以及通過蛋白電泳等方法計算蛋白質(zhì)濃度。

據(jù)文獻報道，肺損傷嚴(yán)重程度與各種炎性介質(zhì)如巨噬細胞、中性粒細胞、細胞因子計數(shù)密切相關(guān)。多種實驗也證實，在 ALI 時中性粒細胞及巨噬細胞募集增多，在傷后 48 h后最為敏感；各種炎癥因子如 IL-1β、NLRP3、NF-κB、HIF-1α、TNF-α等均有不同程度的升高，其中尤以 IL-1β最為敏感；而肺泡細胞相關(guān)蛋白質(zhì)濃度也可以作為評估肺損傷程度的指標(biāo)。

肺干/濕比

肺干/濕比（dry/wet ratio）可以用來評估肺水腫的嚴(yán)重程度。方法為：動物死亡時取全肺稱重，確定濕重；置于烘箱中烘干后稱重，確定干重；計算干/濕比。肺水腫是肺損傷時的重要表現(xiàn)之一，肺損傷組的肺干/濕比顯著降低，且肺損傷程度越高，肺干/濕比越低。

血氣分析

由于肺損傷時通氣血流比例失衡，氧結(jié)合能力下降，動脈血氧分壓下降，因此血氣分析 （BGA）可以作為評估肺損傷程度的重要指標(biāo)。在肺損傷時，動脈血氧分壓可有不同程度的下降。但其結(jié)果受影響因素較多，因此只能作為參考而不是診斷的指標(biāo)。

小結(jié)

ALI 動物模型是了解其主要發(fā)病機制及探索治療方法的重要手段，人類研究中產(chǎn)生的假設(shè)可以在動物模型中進行測試，也可應(yīng)用于評估動物與人體疾病之間的聯(lián)系。但仍需要不斷改進 ALI 的實驗?zāi)Ｐ?，盡可能同時復(fù)制出與臨 床實際情況相同的 ALI 模型，對未來研究 ALI 的發(fā)病機制、病理改變、早期防治以及防治機制具有重要意義。