摘要
在恶性胸腔积液复发的病例中,胸腔内注入滑石粉可引起胸膜萎缩。产生胸膜裂的机制尚不清楚,但可能涉及间皮层的损伤或激活。本研究的目的是在实验模型中评估滑石粉对胸膜间皮细胞的炎症反应。
10只家兔胸腔内注射滑石粉(200 mg·kg)16、24和48 h后收集未稀释的胸膜液,测定白细胞介素(IL)-8、血管内皮生长因子(VEGF)和转化生长因子(TGF)-β1。研究胸膜样本,评估炎症浸润和间皮细胞活力。
胸腔液IL-8浓度在6 h达到峰值,而VEGF和TGF-β1浓度在48 h内稳步升高。细胞角蛋白的免疫组化显示,尽管有强烈的炎症性胸膜反应,但仍有一层保存的间皮细胞。
综上所述,我们认为间皮细胞虽然受到滑石粉的损伤,但可能积极地介导滑石粉诱导的胸膜穿刺术的原发性炎症性胸膜反应。
恶性胸腔积液是晚期癌症的常见并发症1而且,尽管患有这种恶性并发症的患者预期寿命较短,但及时控制积液对于避免持续咳嗽和呼吸困难的不适是必要的。胸膜腔引流和注入硬化剂是产生胸膜联合和防止液体再积聚的标准方法2- - - - - -4.滑石,通过浆液或胸腔镜注入5- - - - - -7在控制复发性恶性胸腔积液方面已显示出90%以上的成功率8,9.滑石粉导致胸膜萎缩的机制尚不清楚。滑石粉可能损伤间皮层或刺激单核细胞或间皮细胞产生由主要炎症细胞因子介导的局部反应10,11.在参与急性炎症反应的细胞因子中,白细胞介素(IL)-8和血管内皮生长因子(VEGF)分别是白细胞活化和血管毛细血管对炎症反应的主要介质12- - - - - -14而转化生长因子(TGF)-β1和成纤维细胞生长因子(FGF)则参与成纤维细胞的活化以产生和沉积胶原15,16.
在动物和临床胸膜穿刺术模型中,很难分离出间皮细胞对硬化剂的反应,因为在胸膜腔中发现了活跃的多细胞群。本研究的目的是确定胸膜间隙的炎症反应,并评估作为炎性胸膜浸润的一部分的间皮细胞的活力,该浸润是由滑石粉用于胸膜切除术。目前的报告表明,间皮细胞可能是滑石粉诱导的胸膜腔炎症反应的主要贡献者。
方法
这项研究得到了圣保罗大学医学院心脏研究所(InCor)伦理委员会的批准,该委员会负责监督涉及动物和人类的研究。
胸腔注射
将10只体重2.5 kg的新西兰雄性白兔麻醉后,胸腔内注射滑石粉3 mL (200 mg·kg)1),目前在临床实践中用于生产胸膜固定术(Magnesita,巴伊亚,巴西;平均长度25.4 μm,范围6.4 ~ 50.5 μm)。滑石粉在无菌条件下悬浮在无内毒素的生理盐水溶液中。胸膜注射的方案已在前面详细描述过17,18.在6、24或48小时后,动物被处死,并在暴露隔膜后通过腹部正中切口,胸腔液被抽吸并处理以测量细胞因子。
细胞因子分析
IL-8 (OptEIA,兔IL-8套装;如前所述,采用ELISA法检测VEGF (R&D System, Inc., Minneapolis, MN, USA)和TGF-β1 (R&D System, Inc.)13.
组织样本
包括内脏胸膜组织在内的肺样本在10%福尔马林中固定48小时,并进行组织学分析。按照制造商的说明,对载玻片进行细胞角蛋白免疫组织化学染色(AE1/AE3: Dako Cytomation, producktionsgej,丹麦)。
统计分析
数据以平均值±表示sd.采用单因素方差分析比较亚组间的差异,采用Tukey检验进行多重比较。p值<0.05为显著性。
结果
细胞反应
白细胞
总白细胞计数(WBC)在6和24小时明显高于48小时(19,430±1,750和18,810±5,660)与11270±1190细胞·毫米3分别;p < 0.05;表1⇓).
嗜中性粒细胞百分比
与白细胞水平相似,中性粒细胞百分比在前6小时(74±6)比24小时(60±5)增加;P <0.05)和48 h(24±8;p < 0.001)。
引发
IL-8浓度在6 h内升高(797±335 pg·mL)1),并保持升高至24小时(665±125 pg·mL)1), 48 h后显著降低(134±33 pg·mL)1;p < 0.001;表2⇓).
VEGF
与IL-8不同,VEGF水平随时间升高。48 h时,VEGF浓度为689±115 pg·mL16 h(164±64 pg·mL)1;p<0.001)和24 h(336±188 pg·mL)1;p < 0.05)。
转化生长因子-β1
与VEGF类似,TGF-β1的浓度也随时间增加。在48和24 h时,浓度显著高于6 h(1135±223和931±60)与385±104 pg·毫升1;P <0.001和P <0.05)。
白细胞和中性粒细胞百分比与细胞因子IL-8的相关性
虽然在滑石粉注入后,WBC和中性粒细胞百分比表现出与IL-8相同的行为,但这些参数之间没有发现相关性(数据未显示)。
胸膜组织的显微分析
在胸膜内注射滑石粉后6小时,内脏胸膜显微标本显示急性炎症反应。细胞角蛋白免疫组织化学染色切片的组织学分析显示,在整个切片的几个区域,保留了一层棕色染色的单层胸膜间皮细胞,其基础是强烈的炎症过程,其特征是多细胞群(图1)⇓).
讨论
滑石粉产生胸膜萎缩的机制尚不清楚。注射硬化剂后胸膜急性炎症反应的调节对理解胸膜萎缩的机制至关重要。本研究结果表明,胸膜间皮细胞可能积极参与调节滑石粉诱导的胸膜坏死的炎症过程。
目前的研究结果与之前的报道一致,这些报道表明滑石粉暴露的间皮细胞可以积极产生促炎IL-8和单核细胞趋化蛋白-111,13, VEGF13TGF -β15和bFGF16细胞因子。
此外,最近的一项研究评估了与滑石粉胸膜穿刺术相关的活动性胸膜重构的亚显微特征,指出滑石粉急性诱导间皮细胞和间皮细胞-间皮基底膜结合的显著损伤。然而,剥落区有局灶性再皮化记录19,显示间皮细胞在滑石质胸膜炎愈合过程中的积极作用。
本研究结果表明,WBC、中性粒细胞百分比和IL-8水平在前24 h升高,而VEGF和TGF-β1水平最初较低,随着时间的推移而升高。由于滑石粉诱导的胸膜炎胸膜腔内活性炎症细胞的数量是多种多样的,因此滑石粉诱导的胸膜炎中间皮细胞反应的具体贡献仍然是一个挑战。目前的结果表明,间皮细胞可能解释了所见的炎症在活的有机体内.
在这项研究中使用的滑石粉剂量与在人类胸膜切除术中使用的剂量相当。如兔双胸膜表面(200厘米)2)和人类(2000厘米)2),即滑石粉的使用量在活的有机体内大致相同:在兔子中,200 mg×2.5 kg·200 cm-2= 2500 μg·cm-2在人类中是5克·2000厘米-2= 2500 μg·cm-2.
实验发现间皮细胞可能在胸膜炎症机制中起主要作用,并有助于滑石粉诱导胸膜积液的有效硬化,这可能有助于解释为什么肿瘤负荷高、胸膜液pH和葡萄糖浓度低的恶性胸膜积液对滑石粉胸膜积液的反应比恶性胸膜积液对胸膜间隙的影响较小的恶性胸膜积液更低18- - - - - -22.然而,这并不是绝对的,因为尽管胸腔镜检查发现胸膜液pH值低,但使用滑石粉可以达到有效的胸膜切除术23.综上所述,本研究结果表明滑石质胸膜穿刺术的急性炎症过程可能有间皮细胞的积极作用。
致谢
作者要感谢K.S. Sayuri、L.P. Almeida和C.S.R. Silva的宝贵合作。
- 收到了2006年3月16日
- 接受2006年7月7日。
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