劉璐璐,唐敏,宋莎莎,江威,徐詩霞,黃山,陳治東,章禮久
急性重癥胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP)是急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)的特殊類型,是一種進展快、并發(fā)癥多、病死率高的急腹癥[1-2],占AP的10%~20%。目前對該病的發(fā)病機制和病變過程缺乏深入認(rèn)識。因此,選擇合適的SAP建模方法對研究SAP具有深遠意義。查閱國內(nèi)外文獻,建立AP模型的方法主要包括侵襲性和非侵襲性操作[3-4],其中侵襲性操作有逆行胰膽管注射法[5]、直接胰管結(jié)扎術(shù)法[6]、微泵注入法[7]及胰腺被膜下注射等。直接胰管結(jié)扎和微泵注入等方法對手術(shù)器械條件及術(shù)者的手術(shù)技能要求極高,操作難度極大,不利于推廣。胰腺被膜下注射法為胰腺被膜下打針法[8]改良設(shè)計。非侵襲性操作包括:L-精氨酸(L-Arginine)注射法[9-10]、雨蛙素注射法[11-12]、無膽鹽乙硫氨酸(CDE)[13]喂養(yǎng)法等,但都適用于誘導(dǎo)輕型胰腺炎動物模型。除了上述造模方法,還有胰腺直接損傷法[14],Harisa GI等[15]報道的大鼠尾靜脈注射泰洛沙泊(Tyloxapol)的高脂血癥性AP方法。而另有電針刺激法、高鈣血癥法、動脈注射微球法、免疫介導(dǎo)法以及不同方法聯(lián)合應(yīng)用等多種類型[16]的AP動物模型建立方法。但臨床上最常見的胰腺炎類型為膽源性胰腺炎。本研究主要為模擬膽源性胰腺炎機理,建立對手術(shù)器械條件要求不高、操作時間短、可重復(fù)性強、穩(wěn)定性好、死亡率低的SAP動物模型。
1.1 實驗材料
1.1.1 實驗動物 健康SD大鼠75只,雄性,體質(zhì)量范圍為200~250 g,購于北京維通利華公司,6周,醫(yī)學(xué)實驗動物合格證號:170018,醫(yī)學(xué)實驗動物許可證號:SCXK(京)2016-0006。適應(yīng)性飼養(yǎng)1周,簡單隨機化分組法分為五組:假手術(shù)組、精細注射組6 h、精細注射組24 h、被膜下組6 h、被膜下組24 h,每組15只。
1.1.2 實驗藥品 在胰島素筆中注入牛磺膽酸鈉(5 g/100 mL滅菌水,5%)。配制好的5%?;悄懰徕c裝入自制的胰島素筆的3 mL針管中,每0.1毫升換算10個單位,按照0.1 mL/100 g進行總量計算,根據(jù)大鼠體質(zhì)量計算胰島素筆的注射量,準(zhǔn)備試驗器械及背景燈光。
1.2 實驗方法
1.2.1 麻醉方法 腹腔注射10%水合氯醛(10 g水合氯醛,用無菌水配置成10%濃度的液體,4℃保存),按1 mL/100 g劑量麻醉。
1.2.2 手術(shù)方法 手術(shù)臺上,大鼠給予備皮,消毒。精細注射法:仰臥固定,從腹部正中口切開約2 cm,逐層分離,將十二指腸輕輕提起,背景燈光照射下沿著腸系膜下方找出膽胰管口,用血管鉗輕輕夾閉開口上下約5 mm處,在膽管距腸壁15 mm處用鑷子輕輕夾住。用胰島素筆連接BD針頭避開血管,斜向穿刺腸壁至十二指腸乳頭區(qū),在胰膽管開口處,朝向膽管方向,深入2~3 mm,以0.1 mL/min的速度緩慢逆行注射入膽管內(nèi),待胰腺變色、水腫時結(jié)束手術(shù),關(guān)閉腹腔(圖1)。被膜下法:腹壁正中切口入腹,尋找胰腺組織及被膜,用胰島素筆將所需體積的?;悄懰徕c分次多部位注射入被膜下。假手術(shù)組:行開腹手術(shù),開腹后翻動胃腸即關(guān)腹。上述操作僅行1次。
1.2.3 術(shù)前和術(shù)后管理 大鼠實驗前12 h禁食不禁水。術(shù)后使用燈光照射,選用側(cè)臥位或仰臥位,觀察大鼠術(shù)后呼吸運動情況,必要時給予更換體位或心肺復(fù)蘇。
1.2.4 血清學(xué)檢測 各組大鼠分別于造模后6 h、24 h處死,頸動脈穿刺采血,離心機4 000 r/min離心10 min,取上層清夜置于-20℃冰箱凍存,根據(jù)試劑盒說明書檢測各組血清淀粉酶含量。
1.2.5 胰腺組織病理學(xué)檢查 將實驗大鼠分別在造模后6 h、24 h處死,取胰腺,選取胰腺多部位組織用4%多聚甲醛溶液固定2 h,常規(guī)制成4 m的石蠟組織切片,行蘇木精-伊紅(HE)染色,在光鏡下觀察胰腺組織病理學(xué)改變,并根據(jù)Kusske標(biāo)準(zhǔn)對組織切片進行評分。
1.2.6 成模率統(tǒng)計 SAP診斷的金標(biāo)準(zhǔn)為組織病理,需同時可見組織明顯水腫、炎癥細胞浸潤及出血壞死表現(xiàn),以此來統(tǒng)計各組大鼠成模率。
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件進行分析。計量資料采用xˉ±s描述,各組間整體比較采用單因素方差分析、多重比較采用LSD-t檢驗。計數(shù)資料采用例數(shù)及率表示,比較采用χ2檢驗(整體+分割χ2檢驗)。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 各組大鼠死亡率比較假手術(shù)組大鼠均存活,死亡率為0%(0/15)。30只精細注射組大鼠均存活,死亡率為0%(0/30)。被膜下組有兩只大鼠在造模過程中因穿刺胰腺血管導(dǎo)致出血性休克而死亡,死亡率6.67%(2/30)。組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
2.2 手術(shù)時間比較手術(shù)時間數(shù)據(jù)列于下表1。被膜下組較精細注射組手術(shù)時間明顯縮短(P<0.05)。
表1 各組手術(shù)時間比較
2.3 各組血清淀粉酶比較如表2所示,整體比較(單因素方差分析)可知:整體差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。多重比較并結(jié)合主要數(shù)據(jù)分析:與假手術(shù)組比較,其余各組血清淀粉酶含量均顯著升高(P<0.05);精細注射組24 h較精細注射組6 h血清淀粉酶含量明顯升高,且較被膜下組6 h也顯著升高(P<0.05)。
2.4 胰腺組織病理學(xué)變化造模結(jié)束后,光鏡下觀察胰腺組織病理并進行胰腺炎嚴(yán)重程度評分??梢姡▓D2):精細注射組6 h與被膜下組6 h的胰腺細胞水腫、炎癥細胞浸潤、出血、壞死改變不明顯。被膜下組24 h可見明顯炎癥細胞浸潤、水腫以及少量的出血壞死表現(xiàn)。精細注射組24 h可見廣泛凝固性壞死伴出血,壞死區(qū)細胞結(jié)構(gòu)不清,實質(zhì)內(nèi)大量炎癥細胞浸潤。
參考胰腺炎Kusske評分標(biāo)準(zhǔn)對以上病理圖片進行評分,結(jié)果如表2所示,整體比較(單因素方差分析)可知:整體差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。多重比較并結(jié)合主要數(shù)據(jù)分析:與假手術(shù)組比較,其余各組胰腺炎病理評分均顯著升高(P<0.05);與6 h比較,24 h的胰腺炎病理評分明顯升高(P<0.05);與被膜下組24 h比較,精細注射組24 h的胰腺炎病理評分明顯升高(P<0.05)。
表2 各組血清淀粉酶、胰腺炎病理評分比較/xˉ±s
2.5 各組成模率比較如表3所示,整體比較(χ2檢驗)可知:整體差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。多重比較并結(jié)合主要數(shù)據(jù)分析:假手術(shù)組、被膜下組6 h和精細注射組6 h均無成模大鼠。精細注射組24 h較被膜下組24 h的成模率明顯升高(P<0.05)。
表3 各組成模率比較
?;悄懰徕c是人體內(nèi)2種膽汁酸的主要成分之一,選用?;悄懰徕c可模擬膽總管下段梗阻時膽汁酸反流引起的AP[17-18]。
在預(yù)實驗中,實驗大鼠選擇戊巴比妥鈉進行麻醉,但發(fā)現(xiàn)術(shù)后大鼠多出現(xiàn)逐漸呼吸衰竭而死亡,死亡率極高。后選擇水合氯醛麻醉后大鼠死亡率明顯降低,在實驗過程中無大鼠死于麻醉。
大鼠SAP模型誘導(dǎo)方法主要包括逆行胰膽管注射法和被膜下多點注射法。本研究發(fā)現(xiàn)被膜下多點注射?;悄懰徕c法較逆行胰膽管注射法時間較短。但由于胰腺組織供血豐富,被膜下血管分布密集,多點注射時易導(dǎo)致出血,且血管較細,難以用止血鉗止血,實驗過程中兩只大鼠均因失血性休克死亡,故手術(shù)操作風(fēng)險及難度較大。逆行胰膽管注射法大多具有重復(fù)性好、模型穩(wěn)定的優(yōu)點,病理改變存在劑量依賴性與時間依賴性,但此類方法均需通過顯微鏡反復(fù)精確調(diào)整角度,對膽管進行切開或穿刺置管,因膽管纖細,手術(shù)難度極大。且胰膽管隔著十二指腸腸壁,腸壁血管豐富,易發(fā)生失血性休克。
本研究對逆行胰膽管注射法進行改良,首次采用十二指腸乳頭區(qū)精細注射法,使用胰島素筆注入?;悄懰徕c的方式控制給藥劑量和速度。選擇對十二指腸乳頭朝向膽管開口的部位精細注射,保證一部分?;悄懰徕c進入膽管,同時乳頭水腫,避開十二指腸管壁血管,誘導(dǎo)SAP。此種方法無須進行膽管切開或?qū)δ懝苓M行穿刺置管,對膽管損傷小,基本無出血,操作難度顯著降低。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),十二指腸乳頭區(qū)精細注射法與被膜下多點注射法相比較,手術(shù)時間稍長,但無死亡大鼠,誘導(dǎo)的模型大鼠血清淀粉酶含量升高顯著,且呈進行性升高。精細注射法胰腺組織病理可見廣泛凝固性壞死伴出血,壞死區(qū)細胞結(jié)構(gòu)不清,實質(zhì)內(nèi)大量炎癥細胞浸潤,且根據(jù)Kusske標(biāo)準(zhǔn),胰腺組織病理評分顯著高于被膜下組。綜上,十二指腸乳頭區(qū)精細注射法具有成模率高、病理典型、與臨床SAP狀態(tài)相符的特點。
十二指腸乳頭區(qū)精細注射法需要實驗者掌握一定的外科手術(shù)技能,具備相應(yīng)的解剖學(xué)知識。操作過程需在背景燈光照射下,避開十二指腸腸壁血管,正確識別膽管、胰管,找到膽胰管共同開口處,朝向膽管開口方向,注射速度要緩慢且均勻。(本文圖1,2見插圖12-1)
圖1 ?;悄懰徕c十二指腸乳頭區(qū)精細注射法示意
圖2 各組胰腺組織病理圖片(HE染色×400):A為假手術(shù)組;B為被膜下組6 h;C為被膜下組24 h;D為精細注射組6 h;E為精細注射組24 h