摘要
支气管镜检查有传播感染的可能。假设细菌易位是支气管镜检查后观察到感染的原因,本研究旨在评估大鼠刚性支气管镜检查后细菌易位的风险。
共有30只大鼠被评估。研究组(n=15)行刚性支气管镜检查。对所有大鼠进行动脉血气分析。支气管镜检查后24小时,取回肠、盲肠、肠系膜淋巴结、肝脏、脾脏、纵隔淋巴结和肺的血液和组织培养。
15只接受支气管镜检查的大鼠中有7只(46.7%)发现细菌转移到肠系膜淋巴结,而对照组没有发现细菌转移。在7只阳性大鼠中,3只(42.8%)还表现出肝脏和脾脏等其他器官受累。大肠杆菌,沙门氏菌typhymirium,美国肠炎而且假单胞菌sp .为易位菌。与对照组相比,研究组的pH值和动脉氧张力显著降低,而动脉二氧化碳张力较高。
本研究表明,刚性支气管镜可引起大鼠的细菌易位。进一步的调查旨在了解这一现象的临床后果是有必要的。
刚性支气管镜仍然是诊断和治疗气管和大支气管疾病的主要工具。它通常用于气管支气管异物的清除、大咯血的处理、激光手术、气管支气管狭窄的扩张和气道支架的放置1.然而,支气管镜检查有可能引起感染。它可能直观地显示,支气管镜仪器穿过口咽区,并携带本地微生物到远端气管支气管树和可能的肺实质。此外,支气管镜或相关手术引起的粘膜损伤可能促进细菌渗透到血液中2- - - - - -4.临床研究报告了支气管镜检查后发烧和/或菌血症,范围为6.5-15%3.- - - - - -6.此外,也有报道支气管镜检查后发生肺炎和败血症,特别是在免疫缺陷患者中7,8.最近,普金et al。8已表明支气管镜检查可诱导全身炎症反应综合征,并提示内毒素介导的机制。作者指出,支气管镜检查可以通过受损的肺泡-毛细血管屏障,使受感染的气道转移到淋巴或血液。
越来越多的证据表明,来自胃肠道的细菌易位是系统性感染和系统性炎症反应综合征的潜在原因之一,与未明确的感染焦点相关9- - - - - -11.细菌易位被定义为活的肠道细菌和/或其内毒素从完整的肠粘膜转移到肠外部位,如肠系膜淋巴结(MLN)、肝脏、脾脏和血流的现象10,11.已知促进细菌易位的条件包括脂多糖、免疫抑制、手术、热损伤和烟雾吸入11- - - - - -13.据作者所知,目前还没有研究评估支气管镜检查和细菌易位之间的关系。
因此,假设细菌易位是支气管镜检查后观察到的任何感染的原因之一,本研究旨在评估大鼠刚性支气管镜检查后发生细菌易位的风险。
方法
动物
使用Wistar-Albino大鼠(n=30只),体重200-250克(土耳其Erciyes大学实验医学研究实验室)。在操作前,将所有大鼠置于标准实验室笼中,每笼5只,放置时间≥2周。动物可以免费获得标准的实验室饮食14光照/暗循环12小时,相对湿度为45-55%,温度为22-25℃。在研究之前,这些大鼠没有呼吸道或其他器官感染的临床症状。
试验协议
该研究方案已获得土耳其梅尔辛大学伦理委员会的批准。大鼠被分为两组;研究组(n=15),接受刚性支气管镜检查,对照组(n=15)。测量股动脉的动脉血气分析(OPTI重症监护分析仪;Roche, Indianapolis, IN, USA)在支气管镜检查结束时。支气管镜检查后24 h处死大鼠。取纵隔淋巴结、肺、MLN、肝脏、脾脏、回肠和盲肠的血液和组织样本进行细菌培养。
支气管镜检查
肌肉注射20mg·kg后−1氯胺酮盐酸盐(Ketalar®;Eczacibasi Warner Lambert,伊斯坦布尔,土耳其),行颈部外侧切口,以确认支气管镜设备位于气管内。同样,对照组动物也接受20 mg·kg的肌肉注射−1氯胺酮盐酸盐和颈部外侧切口。血管导管(14g, 2×50 mm;Braun, Melsungen, Germany)作为刚性支气管镜。血管导管尖端被磨平。在导管远端1 / 3处各开4个孔(图1)⇓).每只大鼠的支气管镜检查持续了约30分钟。吸入气管支气管分泌物。支气管镜检查时进行支气管灌洗(1cc)。
微生物分析
支气管镜检查前,将口咽标本接种于5%血琼脂和EMB琼脂板上,鉴定口咽菌群。支气管灌洗液样品接种于5%血琼脂和EMB琼脂平板上培养。
细菌易位检测
大鼠肌注50 mg·kg麻醉−1在支气管镜检查后24小时,使用无菌技术打开胸腔,用心脏抽血法处死动物。对照组也进行了同样的手术。血液样本(100µL×2)在37°C下,在5 mL巯基乙酸肉汤中有氧培养48小时,并在5%的血液琼脂板上沉积。用无菌钳收回胸壁,切除肺、心脏和纵隔淋巴结。手术结束后,进入腹腔,用无菌棉签擦拭内脏,棉签接种于5%血琼脂板上。取肝、脾、MLN,将各脏器分成小块。每块组织分别称重并放置在无菌研磨管中。使用无菌磨砂玻璃塞子将样品与1 mL巯基乙酸酯肉汤均质。经过机械研磨(Pottere S;Biolab, Melsungen, Germany), 500 μ L匀浆转移到含有4.5 mL 0.9% NaCl的管中,并用于进行四次连续稀释。 From this dilution, 100 µL aliquots were plated onto two different plates, including 5% blood agar and EMB agar. Finally, the terminal ileum and caecum were excised and placed in a tube of thioglycollate broth. All agar plates and thioglycollate broth tubes were incubated aerobically in 5% CO2在37°C下放置24小时。革兰氏阴性肠道菌经生化谱鉴定肠球菌以胆素水解法鉴定,在含6.5% NaCl的肉汤中培养。定量培养结果由每克组织的菌落形成单位数(cfu)决定,由公式计算15:
统计分析
细菌浓度仅以培养细菌的器官为基础,用几何平均值±sem的对数表示。
采用Z检验比较两组间细菌易位率。采用Mann-Whitney U‐检验比较两组间的动脉血气值。p<0.05为有统计学意义。
结果
所有动物都在支气管镜手术中存活。以凝固酶阴性葡萄球菌(CNS)为主假单胞菌在口咽拭子中生长孢子。动物的支气管灌洗液一般被口咽相同的细菌污染。动物的肠道主要由革兰氏阴性菌定植大肠杆菌,沙门氏菌typhymirium,美国肠炎而且假单胞菌Spp .(表1⇓).
在对照组动物中,食道和肠道菌群与研究组相同。对照组的血液或组织培养(包括MLN、肝脏、脾脏、纵隔淋巴结和肺)中未分离出细菌。对照组无细菌易位病例。研究组15只大鼠中有7只(46.7%)MLN培养呈阳性,提示有细菌易位(p=0.011)。在7只阳性大鼠中,3只(42.8%)还表现出其他器官受累,如肝脏和/或脾脏(表1)⇑).细菌浓度仅根据培养细菌的器官以几何平均值±sem的对数表示(表2)⇓).大肠杆菌,假单胞菌spp。美国typhymirium而且年代。肠炎被发现为易位细菌。两组的血培养均未发现细菌生长。15只大鼠中有2只(13.3%)假单胞菌在咽口、支气管灌洗和肺培养中分离到sp .,表明其来源于支气管肺。
各组动脉血气参数见表3⇓.在研究组中,pH值和动脉氧张力(P啊,一个2)显著降低(分别为p=0.001和p<0.001),动脉二氧化碳张力(P,有限公司2(p=0.002)高于对照组。
讨论
本研究显示刚性支气管镜可诱导大鼠体内细菌移位。近年来,来自胃肠道的细菌易位越来越被认为是全身感染和全身炎症反应综合征的潜在原因之一,但感染的重点尚不明确9- - - - - -11.进行易位的生物或内毒素遇到的第一个器官是MLN。随后,可累及肝、脾和全身循环。宿主免疫系统在促进从MLN到其他器官的易位细菌传播方面特别有效16.显示细菌易位的最直接方法是MLN的培养。含有肠道源性细菌的外周血培养是一种间接标志10,16.MLN阳性培养是细菌感染的敏感指标,即使其他测量,包括血培养和临床感染症状,都是阴性的10,16.在目前的研究中,15只大鼠中有7只(46.7%)的MLN培养阳性,证实了细菌易位。血液样本中没有细菌生长。一般来说,在细菌易位的病例中,MLN受累的发生率高于血液样本9,10.此外,大多数支气管镜检查后的细菌血症发作是短暂的3.,4.在7只MLN阳性的大鼠中,有3只(42.9%)在肝脏和/或脾脏中分离出相同的细菌。这表明易位细菌从MLN扩散到其他肠外部位。
15只大鼠中有2只(13.3%)假单胞菌sp .是从肺中分离出来的。这可能证明是支气管肺引起的假单胞菌这种细菌在食管和支气管灌洗中呈阳性。支气管镜仪器可以将口咽菌群传送到远端气管支气管树,并可能传送到肺2- - - - - -4.
以往的研究大多将细菌易位的主要作用归因于需氧兼性革兰氏阴性菌10,16,17.然而,其他一些研究也显示了厌氧菌的高易位率11,18.不同种类的本土细菌并不都以相同的速度从胃肠道转移。革兰氏阴性兼性厌氧肠杆菌科,如大肠杆菌,肺炎克雷伯菌而且变形杆菌从胃肠道转移到MLN的速度比其他细菌组成的本土胃肠道菌群要快9,10,16.已经证明美国typhymirium能从肠腔携带穿过肠屏障吗19.同样的,大肠杆菌,伤寒链球菌,肠炎链球菌而且假单胞菌本研究发现sp .为易位菌。
细菌从肠道进入血液的易位已被证明在大鼠中引发全身炎症反应和肺损伤20..人类细菌易位的频率低于在动物模型中观察到的频率10.关于人类细菌易位的临床重要性存在一些争论。一些作者认为,细菌易位可能是一个正常事件,必须允许肠道相关淋巴组织产生免疫功能细胞21.然而,大多数研究表明,细菌易位是导致人体全身性炎症反应综合征和多系统器官衰竭的主要原因9,10,16.
引起细菌易位的生理病理事件尚未完全阐明,但已经提出了三个主要机制来解释这一过程:1)细菌过度生长;2)宿主免疫防御功能受损;3)肠黏膜屏障通透性增加10,11,16.促进细菌易位的机制可能不止一种。肠粘膜对酸中毒和缺氧非常敏感。即使是短时间的低灌注也会导致粘膜损伤和通透性增加22.这可能导致细菌或内毒素转位到体循环和器官23.严格的支气管镜检查已被证明可引起动脉血气的改变,包括酸中毒、低氧血症和高碳酸血症24,25.同样,目前的研究发现pH值和P啊,一个2增加了P,有限公司2大鼠支气管镜检查后的数值。虽然这些结果的解释可能更复杂,血气的改变可能干扰了肠系膜的血液流动。导致细菌易位的生理病理事件并没有超出本研究的范围,目前,作者认为所有这些事件都可以解释支气管镜检查后的细菌易位。但是,还需要对这个问题进行进一步的研究。
综上所述,本研究证明刚性支气管镜可诱导大鼠体内细菌移位。结果表明,细菌易位可能是引起菌血症、发热或支气管镜检查后发现的全身感染的原因之一。然而,进一步的研究旨在了解这一现象的临床后果是有必要的。
致谢
作者要感谢C. Bagdatoglu和G. Polat提供的技术援助。
- 收到了2002年7月29日。
- 接受2002年12月12日
- ©ERS期刊有限公司