平足蛋白在脓毒症性肺损伤中的作用及其单抗SZ168的作用及机制研究

来源 :苏州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zoufan20007
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脓毒症常泛指机体对感染因素等反应失调所引起的以多器官功能障碍为特征的一系列综合症候群,是一种对人类生命安全构成严重威胁的疾病。在脓毒症所致的脏器功能障碍中,肺是最常受累的器官之一,针对脓毒症肺损伤患者,疾病对机体的伤害会大大增加医疗资源负担,找到有效方法和措施做好对脓毒症所引起急性肺损伤的早期诊断和治疗工作,对于此类患者疾病的预防治疗及改善预后十分重要。研究指出,PDPN和其受体CLEC-2除可以通过血小板的聚集来促进肿瘤细胞的生长、转移和影响预后外,同时对凝血产生影响,同样对炎症反应也起到重要的调控作用,且这种调控作用除直接通过PDPN所诱导的血小板聚集和活化来促进炎症因子的释放外,尚通过活化的血小板作用于免疫细胞、炎症细胞等一些不同的通路或机制,这在诸多炎性疾病中得到体现。而且,PDPN在肺部尤其肺巨噬细胞上有显著表达,而肺巨噬细胞正是肺固有免疫的重要一环,由此我们推断到,在脓毒症肺损伤的过程中,PDPN是否通过某些机制在其中产生了重要的作用,而PDPN单抗也正能通过这些机制从而对脓毒症肺损伤有良好的治疗效果。我们首先验证了血清及肺部组织内的可溶性PDPN(sPDPN)在脓毒症肺损伤过程中存在一定程度异常表达现象,然后我们又通过动物实验及细胞培养研究充分探究了 PDPN单抗SZ168在脓毒症肺损伤治疗过程中的作用效果及机制,从而来探究SZ168在脓毒症肺损伤治疗中的有效性,同时亦为后期临床靶向药物的研发提供新的思路,早日为脓毒症肺损伤患者寻求到更加安全和更加有效的治疗方案。目的:(1)研究平足蛋白(Podoplanin,PDPN)在血浆中的释放成分-可溶性PNPN(sPDPN)在对脓毒症性肺损伤患者的早期诊断、病情分级、预后评估及可能的治疗靶点选择中的临床应用价值或潜力。(2)观察两种不同剂量下的PDPN单抗SZ168对脂多糖(LPS)诱导的小鼠脓毒症性肺损伤的干预效果,并探究其可能的作用机制。方法:(1)选取2018年1月至2020年12月收住江苏省无锡市人民医院重症监护病房(ICU)的脓毒症患者共95例,男58例,女37例,按照Sepsis 3.0的诊断标准及急性肺损伤(ARDS)的柏林标准分组,若患者为脓毒症或脓毒性休克但不伴有急性肺损伤,则归入脓毒症组(40例),若为脓毒症或脓毒性休克并伴有急性肺损伤,则进入脓毒症肺损伤组(55例);按照Sepsis 3.0诊断标准,又将脓毒症肺损伤组再细分为脓毒症亚组(脓毒症并伴有急性肺损伤)(29例)和脓毒性休克亚组(脓毒性休克并伴有急性肺损伤)(26例);按照患者的28d最终转归情况(是否存活)将脓毒症肺损伤组再分为存活亚组(40例)和死亡亚组(15例);另对照组为同期选取健康者(本院体检中心)30例。观察并记录患者的一般资料;记录入ICU当日APACHE Ⅱ评分、SOFA评分;留取血浆测定各组患者PCT、IL-6、可溶性PDPN(sPDPN)等指标;观察各组患者的28d预后(存活或死亡)。(2)实验小鼠共80只,其中40只,分5组,每组8只。应用LPS腹腔内注射建立脓毒症小鼠模型。分组情况:对照组(control)(无干预)、空白组(blank)(腹腔注射生理盐水)、实验组(LPS)(腹腔注射LPS)、低剂量组(LPS+SZ-168低)(脓毒症造模+低剂量单抗干预)、高剂量组(LPS+SZ168高)(脓毒症造模+高剂量单抗干预)。造模后24h,各组小鼠取血测IL-6,TNF-α等通用炎症因子;同时小鼠取血后处死,取标本(肺),做HE染色病理检测、免疫组化的检测;做肺通透性相关检测:检测通透性相关关键蛋白Cav-1、Occludin;及留取肺泡灌洗液,检测炎症因子IL-6、TNF-α;培养小鼠肺巨噬细胞(MHS),流式细胞检测其吞噬功能,WB检测SZ168干预作用可能的影响信号通路。另实验小鼠40只,同上分为5组,观察各组小鼠的生存率差别。结果:(1)临床部分:患者的一般资料分析:脓毒症组及脓毒症肺损伤组患者、脓毒症肺损伤亚组及脓毒症肺损伤休克亚组患者、存活亚组及死亡亚组患者之间在性别比例、平均年龄、体温、心率、肌酐、尿素氮、总胆红素以及白蛋白等上的数据差异性较小,差异不具有统计学意义(P>0.05),而初始乳酸、平均动脉压则在上述各组间具有统计学差异性(P<0.05);sPDPN在脓毒症组及脓毒症肺损伤组患者中的表达差异及与该两组患者炎性反应及量表评分关联性:sPDPN在脓毒症组及脓毒症肺损伤组患者中的表达与对照组相比体现出差异性,在脓毒症肺损伤组中,sPDPN的表达提升最明显,具有统计学差异(P<0.05);而此两组患者CRP、PCT、IL-6及TNF-α的表达浓度及SOFA及APACHEⅡ评分均较对照组有提升,而脓毒症肺损伤组患者体现出更高的CRP、PCT、IL-6及TNF-α表达浓度及SOFA及APACHE Ⅱ评分,差异均具有统计学意义(P<0.05);随着脓毒症患者血浆内sPDPN浓度表达增加,炎症因子表达、肺水(EVLW)及疾病严重程度均呈同步提升状态,脓毒症肺损伤组患者体现出更高的相关性,差异具有统计学意义(P<0.05);sPDPN在不同程度脓毒症肺损伤患者中的表达差异及与该两组患者炎性反应及量表评分关联性:sPDPN在不同程度脓毒症肺损伤患者中的表达同样体现出差异性,我们看到,脓毒性休克伴肺损伤亚组患者中,sPDPN表达较脓毒症伴肺损伤亚组患者提升明显;在炎症因子及量表评分上,脓毒症肺损伤亚组及脓毒性休克伴肺损伤亚组患者的炎症因子表达浓度均有提升,而脓毒性休克伴肺损伤亚组患者体现出更高的CRP、PCT、IL-6、TNF-α表达浓度及EVLW、SOFA、APACHEⅡ评分数值;随着不同程度脓毒症肺损伤亚组患者血浆内sPDPN浓度表达的增加,炎症因子、肺水(EVLW)及疾病严重程度均同步明显提升,而脓毒性休克伴肺损伤亚组患者体现出更高的相关性,上述差异均有统计学意义(P<0.05);sPDPN对脓毒症肺损伤患者预后的影响评估:脓毒症肺损伤死亡亚组患者相较存活亚组患者体现出更高的sPDPN、CRP、PCT、IL-6、TNF-α表达水平及EVLW、SOFA、APACHE Ⅱ评分数值;伴随着脓毒症肺损伤患者血清内sPDPN浓度表达的增加,炎症因子表达、肺水(EVLW)及疾病严重程度均同步伴有提升,表现为正相关性趋势,而脓毒症肺损伤死亡亚组患者在这些指标上的相关性体现更高;为量化这种相关性,我们分别绘制sPDPN、PCT及CRP三种因子对于预后评估的工作者曲线(ROC),AUC面积分别为0.867;0.609;0.604,三者的临界值分别为45.33ng/ml;27.56ng/L;189.74mg/L,与其他两个传统的炎症因子比较,sPDPN表现出对预后更好的评估效能,上述差异也均有统计学意义(P<0.05)。(2)动物实验:小鼠生存情况观察:对照组和空白组小鼠实验过程中状态活跃,无异常情况:实验组小鼠腹腔注射LPS 24 h后,出现弓背耸毛,瑟缩蜷曲等现象,状态不佳,且腹腔注射LPS溶液造模后,状态差,48小时内即出现死亡,且持续有死亡;造模小鼠注射PDPN单抗SZ168溶液后,小鼠状态较对照组和空白组差,但7天死亡率较实验组有明显下降,且高剂量组下降更明显。ELISA检测血及肺泡灌洗液炎症因子:实验组小鼠血清及肺泡灌洗液炎症因子IL-6及TNF-α均显著性增加,SZ168干预组中给予单抗后能够降低这两个因子的表达,剂量依赖性明显,高剂量组降低更明显,差异有统计学意义(P<0.05)。小鼠肺标本HE染色分析:对照组和空白组小鼠肺组织标本HE染色可见肺泡结构完整,体积形态规则,肺泡隔形态清晰;实验组小鼠肺泡部分塌陷或膨胀不良,肺泡壁及肺泡隔明显增宽,肺泡间质充血肿胀,内有大量中性粒细胞、巨噬细胞浸润,符合脓毒症肺损伤表现;给药(PDPN单抗SZ168)后,低剂量组和高剂量组较实验组,均有肿胀减轻,炎症细胞浸润减少,并且给药后高剂量组这些效果比低剂量组效果更显著。小鼠肺通透性相关因子的WB检测:LPS组、LPS+SZ168(低)组和LPS+SZ168(高)组小鼠的Cav-1、Occludin的表达量降低;但和LPS组相比,LPS+SZ168(低)组和LPS+SZ168(高)组的Cav-1、Occludin的表达量要高,LPS+SZ168(高)组的表达更高,具有统计学差异(P<0.05)。小鼠肺巨噬细胞(MHS细胞)相关实验:MH-S细胞长势良好,细胞密度较大,LPS组的F4/80免疫荧光强度上升,表现为巨噬细胞增生明显,而LPS+SZ168(低)组和LPS+SZ168(高)组的F4/80荧光强度则显著下降,其中LPS+SZ168(高)组下降的更低,差异具有统计学意义(P<0.05)。流式细胞测MHS细胞的吞噬能力:LPS组小鼠的肺巨噬细胞的细胞吞噬能力上升,LPS+SZ168(低)组和LPS+SZ168(高)组的肺巨噬细胞的细胞吞噬能力下降,剂量依赖性明显,差异具有统计学意义(P<0.05)。小鼠肺巨噬细胞信号通路关键蛋白相关的WB检测:细胞总蛋白中,LPS组的p-ERK,p-JNK,p-p65,p-IkBα 表达量均显著高于 control 组;LPS+SZ168(低)组的p-ERK,p-JNK,p-p65,p-IkBα表达量又显著低于LPS组,而LPS+SZ168(高)组的表达量相较LPS+SZ168(低)组则更低,核蛋白中,LPS组的p-p65,p-IkBα表达量均显著高于control 组;LPS+SZ168(低)组的p-p65,p-IkBα表达量却要显著低于LPS组,LPS+SZ168(高)组的表达量相较LPS+SZ168(低)组则更低。有统计学差异(P<0.05)。结论:(1)在脓毒症组、脓毒症肺损伤组与对照组之间,脓毒症肺损伤不同程度患者之间以及存活和死亡亚组患者之间血浆中的可溶性PDPN(sPDPN)均存在差异性表达,一旦脓毒症及脓毒症肺损伤发生,sPDPN表达增加,而随着脓毒症肺损伤患者的病情逐渐严重,sPDPN表达浓度亦呈现同步提升,28天死亡率的增加与sPDPN的提升也是呈正相关的。可见,sPDPN与机体炎症反应、疾病严重程度及预后之间存在显著的正相关性,从而,脓毒症患者发生急性肺损伤时的早期诊断、病情和预后评估以及可能的治疗靶点选择方面,sPDPN是一个具有潜在巨大价值的靶点。(2)PDPN单抗(SZ168)对LPS诱导的小鼠脓毒症性肺损伤有显著的抑制作用,显著降低全身及肺部组织细胞的炎症反应,其机制可通过抑制MAPK、NF-κB等信号通路的激活从而改变肺巨噬细胞的功能,减少进一步的炎症因子的释放;以及通过细胞旁和跨细胞这两条途径从而改善肺血管通透性,减轻肺水肿。具体病理调控机制尚需要进一步证实。
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