發(fā)布時間：2018-12-15 20:55

【摘要】：研究背景臨床上,由于結石、狹窄、腫瘤等原因引起輸尿管梗阻,導致尿液排出受阻,腎盂腎盞等集合系統(tǒng)擴張,腎臟發(fā)生間質水腫,局灶性炎癥細胞浸潤,腎小管纖維化等病理變化,腎臟功能受損,即使上尿路梗阻解除,部分病例仍出現(xiàn)患腎逐漸萎縮。許多學者的研究證實了細胞凋亡在單側輸尿管結扎模型間質纖維化進展中的作用,在大鼠單側輸尿管梗阻(UUO)模型中,梗阻側腎臟腎小管上皮細胞在梗阻1周后出現(xiàn)明顯的凋亡細胞及凋亡小體,氧自由基介導的細胞凋亡參與了尿路梗阻后腎臟病理改變。進一步研究發(fā)現(xiàn)輸尿管梗阻后,腎小管和腎間質細胞凋亡均增加,而且凋亡調(diào)控因子Bcl-2和Bax也主要表達于腎小管上皮細胞,前者表達減少、后者表達增多,提示二者共同調(diào)節(jié)腎小管細胞凋亡,腎小管細胞凋亡可能是梗阻性腎萎縮主要原因。隨著現(xiàn)代醫(yī)學發(fā)展,分泌性尿路造影(IVU)、增強CT, CTU目前是上尿路梗阻性疾病診斷中的主要影像學檢查方法,檢查過程中需要使用造影劑,大量的臨床和基礎研究都已經(jīng)證實,造影劑對腎臟存在潛在損害可能,造影劑急性腎損害(contrast-induced acute kidney injury, CI-AKI)是急性腎損傷的重要原因之一,CI-AKI發(fā)病率報告不一,從0%～58%不等,預后差、并發(fā)癥發(fā)生率高、已成為住院患者急性腎衰竭的第三大致病因素。目前普遍認為CI-AKI的發(fā)病是多因素所致,其發(fā)病機制可能在于以下三個方面：造影劑誘導腎血管收縮、通過氧化應激增加氧自由基和直接腎小管毒性。在造影劑相關性腎損害危險因素分析中,術前腎功能異常、術前合并2型糖尿病、術前補液量過低及造影劑用量過大等是導致CI-AKI發(fā)生的重要原因。腎功能不全是CI-AKI發(fā)生的最危險因素,腎功能不全時腎臟代償能力下降,易致成CI-AKI,其發(fā)病率隨Scr水平上升而增高,Scr水平為106.1256.4umol/L時,CI-AKI的發(fā)病率為4%-20%,有研究表明當患者腎小球濾過率(GFR)小于60m1/min·1.73M2時,CI-AKI發(fā)病率顯著上升。因此,《中國泌尿外科疾病診療指南》中把Scr大于256.4umol/L作為接受造影劑注射的禁忌。對于單側輸尿管梗阻引起的腎積水而言,患腎的腎功能屬于不同程度受損的狀態(tài),導致患腎腎小球濾過率(GFR)明顯下降,根據(jù)現(xiàn)有文獻理論推測,此時造影劑的應用有可能在其原本腎臟受損的情況下加劇腎小管的細胞毒性,加速腎小球、腎小管纖維化,甚至對解除梗阻后的恢復產(chǎn)生不良的影響：造影劑會刺激腎臟產(chǎn)生氧自由基,大量證據(jù)表明這些活化的氧自由基是腎損傷的重要因素。臨床上經(jīng)�？吹�,單側輸尿管完全性梗阻的腎積水患者在進行IVU、增強CT、CTU檢查后1-2天再做CT平掃,梗阻腎仍有大量造影劑蓄積,根據(jù)造影劑具有腎損害的特性,推測這種造影劑蓄積在一定程度上可能會加重造影劑腎損害的病理過程,這種病理過程有可能會影響解除梗阻后腎臟的預后,即臨床上常見的腎萎縮。對于這種損害過程的防治措施,除了在使用造影劑時,應嚴格挑選適應證,嚴格掌握造影劑劑量(包括造影劑種類和減少造影劑劑量)以外,大量研究集中于抗血管收縮作用、增強腎單位血流量或抗氧自由基損傷等；對于造影劑腎損害的治療方法及藥物主要包括水化療法、血液濾過、預防性透析、碳酸氫鈉、腺苷受體抑制劑、多巴胺、利尿劑、N-乙酰半胱氨酸(NAC)、鈣離子拮抗劑、內(nèi)皮素受體抑制劑以及心鈉素、血管緊張素轉換酶抑制劑、L-精氨酸、類胰島素生長因子、前列腺素E1等。由于NAC具有較強的抗氧化作用,成為了目前比較公認的造影劑腎損害的保護性藥物。本研究是基于上述臨床中所發(fā)現(xiàn)的問題和推測,通過動物模型、藥物干預和臨床觀察等三個方面,探討造影劑對單側輸尿管梗阻腎臟的損害機制,研究中選擇血清中性粒細胞明膠酶相關脂質運載蛋白(NGAL)水平評估腎臟損害程度。第一章造影劑對單側輸尿管梗阻大鼠腎臟的影響目的：本部分利用可復性完全性單側輸尿管梗阻的動物模型模擬臨床上的單側腎積水病理生理變化,尾靜脈注射碘海醇模擬臨床實踐中影像學檢查時使用的造影劑,選擇公認的早期腎損害的敏感指標NGAL來評估腎損害情況,再以腎小管細胞凋亡率和Bax mRNA表達情況初步探討這種腎損害的可能機制。方法：SPF級SD大鼠42只,隨機分為假手術組(14只)與模型組(28只),模型組使用“V管”法制備可復的完全性左側輸尿管梗阻動物模型,假手術組只行切開、分離,不夾閉輸尿管；3周后動物模型成熟,將模型組動物隨機再分為造影劑組(14只)與對照組(14只),在第22天,造影劑組大鼠尾靜脈注射碘海醇(3000mg/kg體重),對照組注射等量生理鹽水(NS),假手術組不注射藥物,1天后(即第23天)三組分別取7只大鼠抽血分離血清檢測血清NGAL水平,處死后取材檢測腎臟形態(tài)學及病理變化、腎小管細胞凋亡率及腎組織BaxmRNA的表達；各組剩余7只大鼠,模型組手術解除梗阻,假手術組仍只切開、分離、縫合；解除梗阻后3周執(zhí)行上述的檢測項目。統(tǒng)計學處理：采用IBM SPSS Statistics 21.0軟件分析處理。計量資料統(tǒng)計描述用均數(shù)、標準差(mean、SD)表示。造影劑對不同分組和不同時間點大鼠左右腎的影響采用重復測量方差分析法檢驗,造影劑對不同分組和時間點大鼠的影響采用析因設計的方差分析法檢驗,單獨效應分析基于析因分析后均數(shù)LSD校正的結果,方差不齊時使用Welch檢驗結果,P0.05為差異有統(tǒng)計學意義。結果：模型組大鼠(造影組和對照組)在用藥后第1天(造模后第23天)左腎體積比右腎顯著增大(P0.05),左腎實質厚度較右腎顯著變薄(P0.05),提示復制模型成功；模型組大鼠解除梗阻3周后左腎體積解除梗阻前比較明顯縮小(P0.05),說明梗阻解除成功。病理變化方面,大鼠右側腎臟鏡下未見明顯異常,大鼠左側腎臟鏡下見腎臟皮質變薄；腎小球萎縮、數(shù)目減少；部分腎小管擴張,腎小管上皮細胞扁平化,少量腎小管內(nèi)見蛋白管型、細胞管型；部分腎小管管腔塌陷,腎小管上皮細胞空泡化；腎間質炎細胞浸潤；腎間質纖維化加重,與模型組比較造影組大鼠腎臟皮質損傷無顯著性差別；模型組、造影組大鼠左腎腎小球數(shù)目均較右腎顯著減少；造影組在注射造影劑后第1天、解除梗阻后3周左腎腎小球數(shù)目分別與模型組比較未見差異。造影組大鼠在用藥后第1天、解除梗阻后3周血NGAL水平與對照組比較顯著升高(P0.05)。在用藥后第1天、解除梗阻后3周造影組和對照組大鼠左腎細胞凋亡率及Bax mRNA表達量均較右腎增高(P0.05)；解除梗阻后3周造影組大鼠左腎細胞凋亡率及BaxmRNA表達量均較對照組增高(P0.05)。結論：造影劑對腎臟的作用主要表現(xiàn)在三個方面：其一：改變腎臟血流動力學,造影劑對腎臟血流改變呈雙相反應,開始腎血流短暫擴張,血流增加,繼而出現(xiàn)持續(xù)的進行性血管收縮,引起血流從髓質到皮質的重新分布,使髓質血流減少,出現(xiàn)缺血表現(xiàn)；其二：缺血缺氧損傷發(fā)生時,組織灌注不足產(chǎn)生的活性氧自由基(ROS),超過了機體的抗氧化儲備,進一步加劇缺血性腎損傷；其三,直接損害腎小管上皮細胞,降低腎小管三磷酸腺苷、總腺嘌呤核苷酸及鉀離子的含量,同時提高腎小管細胞內(nèi)的鈣離子,從而使腎小管的基礎及解耦合呼吸率減少,損害腎小管細胞線粒體,影響細胞色素釋放和質膜破壞。所有這些病理過程共同結果是腎髓質缺血,缺血性損傷上調(diào)了NGAL蛋白的表達,并且在大鼠血清表現(xiàn)出NGAL含量的升高；腎小管上皮細胞BaxmRNA的表達上調(diào)介導了過度的細胞凋亡,這可能是造影劑對單側腎積水大鼠腎臟損傷的重要機制之一。第二章N-乙酰半胱氨酸對單側腎積水大鼠造影劑腎損害的保護作用目的：本部分在前期研究基礎上,使用具備抗氧自由基作用的N-乙酰半胱氨酸(NAC)對單側腎積水模型大鼠造影劑腎損害過程進行藥物干預,仍以早期腎損害的敏感指標NGAL來評估腎損害變化情況,再以腎小管細胞凋亡率和Bcl-2mRNA表達情況初步探討NAC對造影劑腎損害保護的可能途徑。方法：雄性SD大鼠68只,同法制備可復性完全性左側輸尿管梗阻動物模型,3周后模型成熟,然后模型動物隨機均分為3組,NAC組(24只),生理鹽水組(NS組,24只)與對照組(20只),前兩組分別以NAC、等量的NS灌胃3天,對照組不灌胃。3天后NAC組和NS組模型大鼠注射碘海醇(3000mg/kg體重),對照組注射等量NS；注射藥物1天后,各組取半數(shù)大鼠處死取材檢測腎臟形態(tài)學變化、血清NGAL、腎小管細胞凋亡率及腎組織Bcl-2 mRNA表達；剩余大鼠手術解除輸尿管梗阻,3周后處死,同樣作上述項目檢測。統(tǒng)計學處理：采用IBM SPSS Statistics 21.0軟件分析處理。計量資料統(tǒng)計描述用均數(shù)、標準差(mean、SD)表示。造影劑對不同分組和不同時間點大鼠左右腎的影響采用重復測量方差分析法檢驗,造影劑對不同分組和時間點大鼠的影響采用析因設計的方差分析法檢驗,單獨效應分析基于析因分析后均數(shù)LSD校正的結果,方差不齊時使用Welch檢驗結果,P0.05為差異有統(tǒng)計學意義。結果：注射造影劑的NAC組和NS組用藥后第1天,血清NGAL含量均較對照組顯著升高(P0.05), NAC組大鼠血清NGAL水平低于NS組(P0.05),三組左腎腎小管細胞凋亡率及Bcl-2 mRNA表達比較無顯著性差異(P0.05)；解除梗阻后3周,各組NGAL水平較前均無顯著性變化(P0.05), NAC組左腎腎小管細胞凋亡率及Bcl-2 mRNA表達均高于對照組,但低于NS組(P0.05)。結論：前期研究已初步證實造影劑會引起腎髓質缺血性變化,缺血損害產(chǎn)生大量氧自由基,氧自由基損傷介導了細胞凋亡,細胞凋亡是造影劑影響細胞活性的主要原因,基于這種機制,作為抗氧化劑的NAC含巰基(-SH),可以滅活活性氧簇(ROS),直接發(fā)揮抗氧化作用,可以促進谷胱甘肽合成,通過后者間接發(fā)揮抗氧化作用,還可通過NO和S-亞硝基硫醇發(fā)揮血管擴張作用、抑制血管緊張素轉化酶的生成和穩(wěn)定NO等機制來減少造影劑對腎功能的影響；使用造影劑前應用NAC的大鼠減輕了腎損傷的程度,NGAL指標較NS組降低,而且在解除梗阻3周后,NAC組左側腎小管上皮細胞Bcl-2 mRNA表達高于NS組,而細胞凋亡率低于NS組,提示NAC對單側腎積水大鼠中造影劑引起的腎損害的具有一定的保護作用,這一過程可能是通過上調(diào)Bcl-2 mRNA表達抑制腎小管細胞凋亡來實現(xiàn)的。第三章造影劑對單側輸尿管梗阻患者血清NGAL水平的影響及意義目的：利用之前基礎研究中使用的早期腎損害敏感指標NGAL檢測臨床上接受造影劑注射的單側輸尿管完全梗阻患者腎損害情況,試圖觀察基礎研究中發(fā)生在模型大鼠血清NGAL含量變化是否同樣在人體得到驗證,進而初步探討造影劑對患者腎臟損害的機制。方法：臨床單側輸尿管完全梗阻(ⅣU或CTU證實)患者36例；對照組為同期住院病人,無輸尿管梗阻25例；兩組患者均排除高血壓、糖尿病、高尿酸血癥、近期體外碎石治療史等其他腎損害因素；兩組患者均在使用造影劑前、使用造影劑后2小時留取血清,檢測腎功能Cr及NGAL。統(tǒng)計學處理：采用IBM SPSS Statistics 21.0軟件分析處理。計量資料統(tǒng)計描述用均數(shù)、標準差(mean、SD)表示。計量資料統(tǒng)計描述用均數(shù)、標準差(mean、SD)表示。患者造影前后的組內(nèi)比較采用配對t檢驗,同一狀態(tài)下的組間均衡性比較采用兩獨立樣本t檢驗。結果：單側輸尿管梗阻患者注射造影劑前血清NGAL含量較對照組增高(P0.05),使用造影劑后2小時血清NGAL含量較注射前增高(P0.05)；對照組患者用藥前、后血清]NGAL含量比較無顯著性差異(P0.05)。結論：單側輸尿管完全梗阻造成腎盂壓力增高,一系列病理生理變化最終引起腎臟缺血改變,缺血性損傷導致NGAL蛋白在腎單位多處表達上調(diào),NGAL蛋白轉運鐵到近端腎小管細胞,在鐵作用下血紅素加氧酶-1表達上調(diào),進而發(fā)揮保護作用,且NGAL蛋白的量與缺血程度、缺血持續(xù)時間成正比,因此在單側輸尿管完全梗阻患者使用造影劑前就表現(xiàn)出早期腎損害的敏感指標血清NGAL水平升高,而注射常規(guī)劑量的造影劑加劇了這一損害的程度,與動物實驗結果相似。但這種損害并沒有引起綜合腎功能的變化,可能與對側腎臟強大的代償功能有關。造影劑對積水腎的這種損害是一過性抑或是持續(xù)性?是否會對解除梗阻后患腎的轉歸產(chǎn)生影響?動物實驗中的腎損害保護性藥物N-乙酰半胱氨酸(NAC)對這一過程是否也有作用?這些問題都有待進一步的深入研究。
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【學位授予單位】：南方醫(yī)科大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R693
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本文編號：2381275