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肺气肿是一种严重威胁人类健康的常见疾病,但根据现有肺气肿的发病机制,肺气肿病理改变无法逆转,目前尚无一种有效的药物能够控制肺气肿病情的进展,故临床只有对症尚无减轻肺气肿病理改变的治疗方法。我们在多年研究肺减容手术和支气管腔内栓堵治疗肺气肿的基础上,提出肺毛细血管的损伤可能参与肺气肿发病的新发病机制:“有害因素首先损伤肺泡毛细血管,致使肺毛细血管床减少,肺血流量即减少,肺通气/血流比增大,生理死腔增大。为了减少生理死腔,机体代偿性地出现①细小支气管收缩以减少通气量,②肺泡融合以减少肺泡表面积,减少气体弥散面积,从而使失衡的通气/血流比得以重新匹配,可是也由此而产生了小气道狭窄、肺泡扩张融合成囊腔等的肺气肿的病理改变”。根据上述假说,若能促进肺泡毛细血管的再生,亦即肺的再血管化,肺气肿的病理改变在一定程度上是可以逆转的。目的本实验将利用气管内滴注弹性蛋白酶制作大鼠的肺气肿模型,使用bFGF、VEGF、MSCs促进肺毛细血管再生,验证我们的假设并探索其可能的机制;本研究可能会使肺气肿的发病理论更加完善,为肺气肿治疗提供新的思路和理论基础。方法第一部分采用8周龄Wistar大鼠12只,体重180～200g,雌雄不限,随机分为2组,每组6只,模型组(A组)和对照组(B组),A组气管内一次性滴入猪胰弹性蛋白酶(Porcine pancreatic elastase,PPE)(2U/g)方法诱发大鼠肺气肿,B组气管内滴入生理盐水作为对照,4周后,通过动脉血气分析、肺泡形态学观察,肺毛细血管测定等确认大鼠肺气肿模型是否复制成功,并对其进行评价。第二部分采用健康8周龄Wistar大鼠36只,体重180～200g,雌雄不限,随机分为6组,每组6只,分别为bFGF组(A组)、VEGF组(B组)、MSC组(C组)、bFGF+MSC组(D组)、对照组(E组)和健康对照组(F组)。A、B、C、D组和E组气管内滴入PPE,F组大鼠滴入生理盐水,4周后模型复制成功。A、B组大鼠气管内分别注入bFGF(400U/只)、VEGF(2ug/只),每周1次,共3次,尾静脉注入生理盐水一次;C组大鼠经尾静脉注入MSCs 0.5ml,浓度约4.0×10~6,气管内给入生理盐水每周1次,共3次;D组大鼠气管内注入bFGF 400U(3次)并且尾静脉注入MSCs(1次),E、F组大鼠气管内及尾静脉给与生理盐水,4周后大鼠测体重,行动脉血气分析,观察肺泡形态学变化,免疫组化法检测肺组织肺毛细血管的变化。结果1、大鼠气管内滴入PPE(2U/g)4周后,病理学观察出现慢性阻塞性肺气肿的病理学表现,免疫组织化学检测肺毛细血管数明显减少(P＜0.05)。2、经尾静脉注入的MSCs定居到了肺组织内。3、bFGF、VEGF和MSCs均能促进肺毛细血管的增生。与对照组相比,治疗组均观察到了平均肺泡数明显增加(P＜0.05)、平均肺泡面积明显减小(P＜0.05),免疫组织化学检测毛细血管数明显增加(P＜0.05),肺气肿病理学改善;但各组之间血气分析无明显差异(P＞0.05)。结论1、通过促进肺毛细血管的增生,肺气肿的病理改变可以逆转。2、bFGF、VEGF和MSCs的作用机制可能是:①增加肺的毛细血管数、扩张了肺血管,增加肺血流量,改善通气/血流,肺组织通过自身的代偿缩小了肺泡面积,减小了肺容积。②肺血流量的增加,改善了肺组织的自我修复能力,通过肺泡Ⅱ型上皮细胞的自我复制和分化成Ⅰ型上皮细胞增加了肺泡间隔。3、为我们的假说“肺毛细血管的损伤可能是肺气肿发生重要因素之一”提供了初步的实验依据。