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编号:10227200
含β射线的软性血管外模型对移植血管内膜增生及平滑肌增殖的抑制作用
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 1999年第1期
     作者:钱济先 钱兆奇 黄耀添 李桂云 王剑波 胡佩珍 王军 吕荣

    单位:710032 西安,第四军医大学西京医院全军骨科研究所[钱济先(现系上海第二医科大学附属仁济医院血管外科博士后)、黄耀添、王军、吕荣];西京医院妇产科(李桂云);病理学教研室(王剑波、胡佩珍),安徽省宿县地区人民医院骨科(钱兆奇)

    关键词:静脉;移植,自体;32磷;血管内膜;增生

    中华医学杂志990105 【摘要】 目的 观察含β射线32磷(32P)的软性血管外模型(SEM)对移植血管内膜增生(IH)及平滑肌细胞(SMC)增殖的抑制作用。方法 作者在24只家兔股静脉——股动脉移植模型上,应用内皮素Ⅰ受体基因(ETA cDNA)原位分子杂交及计算机图像分析技术,在不同条件下(分对照组、阿斯匹林(ASP)组和32P组),术后(1、2、4、12周)不同时间内定量观察ETAcDNA表达情况及内膜相对厚度。结果 (1)含β射线的SEM具有显著抑制移植血管SMC增殖的作用,其作用可延续至移植术后12周。(2)含β射线的SEM对于早、中期(1~4周)移植血管内膜增生具有显著的抑制作用。(3)ASP在本实验条件下并无明显的抑制SMC增殖及IH的作用。结论 含β射线32P的SEM对移植血管内膜增生及SMC增殖有显著抑制作用。
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    Soft extravascular model (SEM) with β-radioactive ray inhibits smooth muscle cell proliferation and intimal hyperplasia in autogenous vein graft QIAN Jixian*, QIAN Zhaoqi, HUANG Yaotian, et al. * Department of Orthopaedics Surgery, Xijing Hospital, Fouth Military Medical University, Xian 710032

    【Abstract】 Objective To investigate the effects of the soft extravascular model (SEM) with 32 P on intimal hyperplasia and smooth muscle cell preliferation in autogenous vein grafts. Methods We transplanted the femoral veins to the co-lateral femoral arteries in rabbits. The animals were divided into three groups of Aspirin group, 32 P group and control group. We observed the expression density of endothelin type A receptor cDNA (ETAcDNA) and intimal relative thickness by using in situ molecular hybridization of ETAcDNA by computerized image analysis technology. Results SEM with β-ray obviously inhibited SMC preliferation from 1 W to 12 W postoperation, and notably restrained intimal hyperplasia at early to middle stage of graft. Aspirin could not inhibit SMC proliferation and intimal hyperplasia under the condition of this experiment.
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    【Key words】 Transplantation, Autogenous 32Phosphorus Funica intima hyperplasia Veins

    (Natl Med J China, 1999, 79:19-21)

    内膜增生(Intimal Hyperplasia, IH)是血管移植术后重要的组织学改变,影响到移植通畅率,目前药物治疗尚不能达到理想的效果,血管内支架(Stent)在中小血管移植中有其应用的局限性。因此,我们设计了含32磷(32P)的软性血管外模型(Soft Extravasclar Model, SEM),所谓软性是相对于stent的金属固性而言的,作为一种局部治疗方法,用于自体静脉移植术后IH的防治研究,为临床应用开辟一条新的思路。

    材料和方法
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    一、材料

    1.动物分组:健康中国本兔24只,雌雄不拘,体重(2.8±0.7)kg,分笼饲养。设立对照组,阿斯匹林(ASP)组和32P组,对照组仅作血管移植,不作其它处理。移植血管分别于术后1、2、4和12周取材,每个时间组4条移植静脉,共48条。

    2.SEM的制备:软性血管模型选用生物硅胶薄膜(西安飞机制造公司,张云涛工程师惠赠),厚度0.1~0.2 mm,将硅胶膜一面打磨成粗糙状,使其有较大的接触面积和吸附能力。32P是一种胶体磷酸铬(32P-Colloidal Chromic phosphate),由本院皮肤科提供,使用时平均放射活性为约0.74 KBq,平均用量为1.0 μg,术前将32P络合胶涂于硅胶粗糙面,制成3.0 cm×1.0 cm大小密封在塑料袋中备用。32P释放纯β射线,平均能量0.695 Mer(最大1.709 Mer),组织内平均射程0.32 cm(最大1.0 cm),物理半衰期14.3天。由于β-粒子不发射γ光子,因而在实验中不需要做特别的外防护。
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    3.手术模型及给药方法:将动物用846肌注麻醉后,取仰卧位,双侧股静脉移植于同侧股动脉之间,移植长度2.5~3.0 cm。移植完成后将硅胶膜粗糙面环绕一周贴附于移植静脉管壁上(至少覆盖一个吻合口)。缝合并将其固定于周围健康组织上,关闭伤口。ASP组分别于术前一天给药,术后每天一次,直至术后4周,给药量为110 mg*kg-1*d-1,给药途径为口服。术后1、2、4和12周不同时间取材,4%多聚甲醛固定24小时,制成石蜡切片,送做Pollack染色及原位杂交。

    4.内皮素Ⅰ型受体(ETA)特异分布于血管平滑肌细胞(SMC)膜上,ETA基因(ETAcDNA)由日本Roche研究中心(Nippon Roche Research Center)1991构建,由Chikara Miyamoto惠赠,通过原位分子杂交结合计算机图像分析可准确定量地观察IH中SMC增殖情况。

    二、方法
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    1.ETAcDNA表达密度(ED)的测量:原位分子杂交过程按有关步骤进行[1],杂交后切片图像(40倍)经显微摄像机摄入图像分析系统(AST-MDS-586/100图像分析仪及Microsun-90微机处理系统),线性灰度拉伸,假性彩色编辑后,测量阳性表达区域面积占观测区内血管管壁面积之百分比(即为表达密度),每一切片在环绕管腔不同位置随机测量10次,取平均值计算。

    2.内膜相对厚度的测量:将经Pollak染色之切片图像照上述方法摄入计算机分析处理系统,直接测量增生内膜厚度与整个管壁厚度的相对值作为内膜相对厚度,围绕管腔随机选取测量10次,取平均值纳入统计。

    3.统计学方法:各组份之间采用团体t检验,相关分析采用Spearman等级相关分析法。

    结果

    1.大体观察及通畅率:活检时除发现3条血管(2条为1周对照组,1条为4周ASP组)发生阻塞外,其余移植血管均通畅。对照组通畅率为87.5%,ASP组为93.8%,32P组为100%,总通畅率为93.8%。
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    2.ETAcDNA表达密度:各组表达密度值见表1,从表中可知,各组术后1周即有表达,除32P组外,对照组和ASP组与正常动、静脉相比差异有显著意义(P<0.05),术后2周进一步增加,至4周时见高度表达,与术后1周相比差异有显著意义(P<0.05),4周至12周保持相对稳定(P>0.05)。32P组自术后2周时即比对照组和ASP组表达密度显著减少,差异有显著意义(P<0.05),说明32P组增生内膜中SMC增殖在发生时间及数量上显著滞后于其它各组,其变化趋势见图1。

    图1 ETA cDNA表达密度随术后时间变化趋势

    表1 移植血管ETA cDNA表达密度(%,±s) 组别
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    兔数

    血管移植后周数

    1

    2

    4

    12

    对照组

    8

    18.4±5.8

    27.5±11.4

    42.3±3.6

    41.8±6.9

    ASP组
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    8

    16.8±7.4

    28.1±4.5

    43.5±3.5

    44.4±7.3

    32P组

    8

    10.3±1.2

    14.4±1.8

    26.5±4.6

    29.7±6.6

    3.移植血管内膜相对厚度:内膜相对厚度值见表2,图2。表2 移植血管内膜相对厚度(%,±s) 组别
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    兔数

    血管移植后周数

    1

    2

    4

    12

    对照组

    8

    17.6±5.2

    30.2±4.3

    52.9±9.3

    54.7± 7.7

    ASP组
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    8

    15.9±4.4

    31.3±7.2

    50.8±6.5

    51.8±10.1

    32P组

    8

    11.2±2.8

    23.2±4.6

    35.9±11.3*

    53.2±12.4

    注:与前两组比较 *P<0.05
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    图2 内膜相对厚度随术后时间变化趋势

    从表2图2可见各组术后1~4周内膜相对厚度呈递增趋势,其中4周与1周相比相差有显著意义(P<0.05),对照组与ASP组4周和12周内膜相对厚度维持稳定(P>0.05),但32P组4周与12周相差仍显著(P<0.05),而且4周内膜相对厚度显著少于对照组及ASP组4周时的内膜相对厚度(P<0.05),说明32P组内膜相对厚度递增缓慢,32P对血管移植早期的内膜增生有显著的抑制作用。

    讨论

    内膜增生是血管移植失败的重要原因,目前防治IH的方法主要是药物治疗,其中以抗血小板粘附、聚集和释放类药为主,在这类药物中以阿斯匹林(ASP)最为经典,以Merke和Landymore为代表的学者认为ASP可降低IH[2~4],但以Dobrin[5]和Quinones-Baldrich[6]为代表的则持相反观点。因此,本研究使用ASP作为32P局部治疗的比较因素,ASP能使血小板膜上环氧化酶乙酰化,抑制花生四烯酸(AA)转化为环内过氧化物而不能形成TXA2,同时亦可抑制ADP诱导的血小板聚集Ⅱ相释放[7],但在本实验中ASP并没有显著减少SMC增殖和显著抑制IH的作用。尽管如此,临床上仍应选择性使用ASP以防止血管移植早期的血栓形成及阻塞。
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    由于药物治疗防治SMC增殖和IH效果不甚理想,本实验设计了一种血管移植术后局部治疗方法。我们选择32P作为局部治疗的辐射源,其半衰期和平均射程均接近于血管移植模型的增生时间和厚度,同时β粒子电离密度大,射程短,深部及邻近器官不受影响。本实验结果显示32P具有明显地抑制SMC增殖的作用,自术后2周时与其它两组比较差异均有显著意义。中膜SMC迁移构成了移植血管内膜增厚的主要成分,内膜本身的SMC占次要成分[8],另外移植早期(术后24 h~1 W)SMC增殖尚难完成1~2轮的细胞增殖周期,而移植中期(术后1~4周)具有合成蛋白质和DNA活性的S、M和G2期的SMC则逐渐增多,表现为纯细胞性增殖高峰期[9]。由于上述原因,本实验显示在移植术后1周,32P组与其它两组差异不明显,其主要原因是所受的β辐射的基础数量极少,但在移植术后12~4周甚至2周SMC增生受到显著抑制。理论上讲,一种组织的放射敏感性与其组织细胞分裂活动成正比,而与其分化程度成反比,由此可以推论,32P的β射线主要是阻碍并减少了SMC由G0、G1期进入S,M和G2期数量,使其不能进行蛋白质及DNA合成,或使DNA分裂,解聚,这可能是32P抑制移植血管IH中SMC增殖的主要机制,β射线引起的自由基变化及细胞膜性损伤可能也是重要机制之一,但需作进一步研究。
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    在本实验中,通过对移植血管相对厚度的测量发现,32P具有明显地抑制移植早、中期血管内膜厚度,但却没有明显地抑制移植晚期的内膜增厚。一般而言,在移植晚期是以SMC增殖与细胞外基质增殖并存为主,32P β射线主要作用于SMC,而对细胞外间质的增多则无明显抑制作用,因而对于移植晚期的内膜增厚无明显效果。尽管如此,由于β射线对移植早、中期IH有显著抑制作用,使得移植静脉内血流状态最大限度地保持相对稳定,对保持移植晚期通畅率具有重要作用。

    我们认为,(1)含32P的SEM具有显著抑制移植血管SMC增殖的作用,其作用可延续至移植术后12周。(2)含32P的SEM对于早、中期移植血管IH具有显著的抑制作用。(3)ASP在本实验条件下并无明显的抑制SMC增殖及IH的作用。

    参考文献

    [1] 苏慧慈主编.原位杂交.北京:中国科技出版社,1994.59-84.
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    [2] Metke MP, Lie JT, Fuster V et al. Reduction of intimal thickening in canine coronary bypass vein grafts with dipyridamole and aspirin. Am J Cardiol, 1979, 43:1144-1148.

    [3] Landymore RW, MacAulay M, Sheridan B, et al. Comparison of cod liver oil and aspirin dipyridamole for the prevention of intimal hyperplasia in autogenous vein grafts. Ann Thorac Surg, 1986, 41:54-57.

    [4] Landymore RW, Manku MS, Tan M, et al. Effects of low dose marine oil on intimal hyperplasia in autogenous vein grafts. J Thorac Cardiovasc Surg, 1989, 98:788-791.
, 百拇医药
    [5] Dobrin PB, Golan J, Fareed J, et al. pre-vs-post-operative pharmacologic inhibition of platelets effect on intimal hyperplasia in canine autogenous vein grafts. J Cardiovasc Surg Torino, 1992, 33:705-709.

    [6] Quinones-Balarich WJ, Ziomed S, Henderson T, et al. Pateney and intimal hyperplasia. The effect of aspirin on small arterial anastomosis. Ann Vasc Surg, 1988, 2:50-54.

    [7] Harker LA, Fuster V. Pharmacology of platelet inhibitors. J Am Cell Cardiol, 1986, 8:21-24.

    [8] Soyombo AA, Angelini GD, Bryan AJ, et al. Intimal proliferation in an organ culture of human saphenous vein. Am J Pathol, 1990, 137:1401-1410.

    [9] 张柏根,钱虎声,邝耀麟,实验性自体静脉移植平滑肌细胞增殖周期动力学研究.中华外科杂志,1996,34:405-408.

    收稿:1998-02-19 修回:1998-10-13, 百拇医药