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目的:本研究主要探索NOX4在COPD肺小动脉重塑中的作用,评价COPD肺小动脉重塑与心脏核磁共振扫描、经胸多普勒超声心动图肺动脉血液流变学参数及右心功能参数之间的相关性。方法:收集2015年9月至2016年3月宁夏医科大学总医院收治的需行手术治疗的肺部肿瘤合并COPD患者15例(COPD组)及同期收治的需行手术治疗的肺部肿瘤而肺功能正常患者19例(对照组)。术前:入组患者行6分钟步行试验、经胸多普勒超声心动图、心脏核磁共振扫描测定相关参数;同时收集入组患者术前空腹促凝全血5mL,行血清内皮素1(ET-1)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)含量测定。术中:收集入组患者肺部肿瘤病灶远端正常肺组织标本进行以下检测:1、采用HE染色及改良Weigert弹力纤维染色观察COPD组和对照组肺小动脉形态学变化;2、采用免疫组化、免疫荧光双染法观察COPD组和对照组肺小动脉NOX4、а-SMA和PCNA的定位及表达;3、采用免疫印迹和实时荧光定量PCR检测COPD组和对照组肺组织NOX4及а-SMA蛋白及mRNA水平表达情况。结果:1、COPD患者肺小动脉重塑的情况:(1)COPD组肺小动脉平滑肌厚度(WT)、肺小动脉平滑肌厚度占血管外径的百分比(WT%)、肺小动脉平滑肌面积占血管总面积百分比(WA%)分别为(37.07±18.07)μm、(64.76±19.48)%、(55.38±23.46)%,均明显高于对照组(18.71±3.35)μm、(29.17±5.36)%、(39.67±6.78)%(P<0.05)。(2)COPD患者肺小动脉平滑肌NOX4、а-SMA表达情况:免疫组化、免疫印迹及实时荧光定量PCR技术检测结果显示:COPD组NOX4及а-SMA表达均明显高于对照组(P<0.05)。(3)应用反应细胞增殖状态的指标PCNA标记肺小动脉平滑肌细胞,COPD组平滑肌细胞增殖率为(33.78±11.24)%,较对照组(10.72±7.19)%明显升高(P<0.01)。(4)相关性分析显示:WA%、WT%与肺功能FEV1/FVC、FEV1%pred呈负相关(P<0.05)。肺小动脉平滑肌NOX4表达,与肺功能FEV1/FVC、FEV1%pred呈负相关(P<0.05);与WA%、WT%呈正相关(P<0.05);与平滑肌细胞增殖率呈正相关(P<0.05)。2、COPD患者CMR(心脏核磁共振扫描)检测肺动脉血液流变学及右心功能参数情况:CMR测量COPD组主肺动脉最大内径(mPADmax)、主肺动脉最小内径(mPADmin)、主肺动脉最大面积(CSAmax)、主肺动脉最小内径(CSAmin)、平均反向流量(ANF)、返流分数(RF%)、右室舒张末期心肌质量(RVMED)、右室收缩末期心肌质量(RVMES)、心室质量指数(VMI)均明显高于对照组(P<0.05);COPD组主肺动脉相对扩张度(mPAD%)为(43.82±10.87)%,明显低于对照组(57.29±14.47)%(P<0.05)。mPAD%与FEV1/FVC、FEV1%pred呈正相关(P<0.05);RF%与FEV1/FVC、FEV1%pred呈负相关(P<0.05);RVMED与PO2呈负相关(P<0.05),与PCO2呈正相关(P<0.05)。3、COPD患者血清氧化应激指标的变化:COPD组血清ET-1、MDA含量分别为(10.49±4.79)pg/ml、(1406.62±360.63)ng/ml,较对照组(6.61±3.23)pg/ml、(1156.71±185.58)ng/ml明显升高(P<0.05)。COPD组血清SOD为(164.41±59.72)ng/ml,较对照组(222.37±63.94)ng/ml明显降低(P<0.05)。结论:1、COPD存在以小动脉平滑肌增厚、平滑肌细胞增殖活性增强为主要表现的肺小动脉重塑。2、COPD小动脉平滑肌细胞NOX4的表达明显强于对照组,NOX4的表达与慢阻肺气流受限严重程度呈正相关,与小动脉平滑肌重塑呈正相关,提示NOX4可能通过某种信号通路参与COPD肺小动脉重塑的发生发展。3、COPD患者存在明显主肺动脉面积增大、返向流量增多及相对扩张度降低的血液流变学改变及右室心肌质量的增加,提示COPD患者小血管重塑会影响主肺动脉血液流变学改变进而影响到右心心肌结构,提示COPD在尚未出现明显肺动脉高压的情况下,就已经存在以小动脉重塑和肺动脉血液流变学改变为特征的血管病变及右心心肌的结构改变。4、COPD患者存在循环氧化应激产物的增多和抗氧化物质的减少,提示氧化应激可能参与COPD肺血管重塑发生和发展。