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小鼠不同量自體脾組織移植抗大腸桿菌感染的實驗研究
第三軍醫大學學報1999年第7期
雷 新?陳維佩
提 要 目的：為了研究自體脾組織移植抗大腸桿菌的功能及確定理想的移植量。方法：不同量自體脾組織移植半年後，用大腸肝菌及125I標記的大腸桿菌從腹腔和血中感染小鼠，用圖像分析法觀察原脾及移植脾中脾小體數量和面積。結果：脾切除動物感染大腸桿菌後，存活率較假手術組明顯降低；脾切除後，肺髒清除大腸桿菌的能力顯著降低並引起血中大腸桿菌瀦留；小鼠移植再生脾的形態結構及脾小體數量和面積和原脾非常接近，但當移植量達到原脾重量的2/3時，也可出現再生不夠完善的現象。結論：發現1/2原脾重量的移植量是小鼠自體脾組織移植抗大腸桿菌的理想移植量，脾切除可以影響肺髒清除大腸桿菌的功能，自體脾組織移植可以恢復其功能。
關鍵詞：自體脾組織移植 大腸桿菌
嚴重脾損傷不能原位保脾時，可施行自體脾組織移植，但移植多少脾組織為宜，爭論較大。脾切除後暴發性感染(OPSI)的易感細菌有肺炎雙球菌、腦膜炎雙球菌等有莢膜細菌和大腸桿菌等無莢膜細菌。國內外有關自體脾組織移植抗肺炎雙球菌感染的報告已有很多，但自體脾組織移植抗大腸桿菌感染的報告極少。本實驗擬研究不同量自體脾組織移植抗大腸桿菌感染的功能，從而探討自體脾組織移植的理想移植量。
1 材料與方法
雄性昆明種小鼠100只，隨機分成假手術組、脾切除組、1/3、1/2、2/3脾組織移植組，移植方法按文獻﹝3﹞進行。移植半年後用半數致死量的大腸桿菌(107 CPU/ml)從腹腔注射攻擊各組動物，觀察各組動物24 h後的存活率，經靜脈注射用125I標記的大腸桿菌(氯胺T法)，注射1 h後各取0.1 g原位脾組織、移植脾組織和肝、肺、外週血(0.1 ml)，用井型閃爍測量它們對大腸桿菌的清除功能。然後又取脾組織和移植脾組織，稱重並比較脾小體的數量和面積，觀察組織形態學變化。
2 結果
2.1 各組動物感染大腸桿菌後的存活率，見表1
表1 各組動物感染大腸桿菌後的存活率
| Groups |
n |
Survival rate |
| Control group |
10 |
60%(6/10)* |
| 1/3 implanted group |
10 |
40%(4/10) |
| 1/2 implanted group |
12 |
41.7%(5/12) |
| 2/3 implanted group |
8 |
50%(4/8)* |
| Splenectomy group |
14 |
21.4%(3/14) |
*：P＜0.05 vs splenectomy group
2.2 肝、脾、肺、血對大腸桿菌的清除率，見表2
表2 大腸桿菌的髒器清除率(Bq/0.1 g)
| Groups |
Liver |
Spleen(or implanted spleen) |
Lung |
Blood |
| Control |
1120±110 |
457±85 |
410±60* |
310±45 |
| 1/3 group |
1010±110 |
428±75 |
405±55* |
355±55 |
| 1/2 group |
1180±120 |
435±78 |
415±60* |
320±50 |
| 2/3 group |
1020±110 |
425±73 |
395±45* |
350±75 |
| Sp group |
1200±130 |
|
255±35 |
650±90 |
*：P＜0.05 vs sp group
由表2得出， 肝髒清除大腸桿菌的能力最強，脾髒次之，肺最弱。脾切除可以影響肺髒清除大腸桿菌的能力，並引起血中大腸桿菌瀦留。 另外，小鼠單位重量的再生脾在清除大腸桿菌時與原脾差異不明顯。
2.3 原脾和移植再生脾中脾小體數量及面積
小鼠移植再生脾的脾小體數量及面積和原脾非常接近，但當移植量達到2/3時，也可出現再生不夠完善的現象，見表3。
表3 原脾和移植再生脾中脾小體數量及面積的比較
| Group |
Number of splenic nodules |
Area of splenic nodule(mm2) |
| Control |
7.28±1.46 |
9.787±0.47 |
| 1/3 group |
5.86±1.36 |
9.202±1.478 |
| 1/2 group |
5.45±1.31 |
9.246±0.306 |
| 2/3 group |
3.82±1.29## |
7.139±0.753# |
#：P＜0.05,# #：P＜0.01 vs control
2.4 移植再生脾重量
小鼠再生脾可以有較明顯的代償性增生，且不同量脾組織移植後的再生重量與移植時的重量呈正相關，見表4。
表4 移植再生脾重量(g)
| Groups |
Weight of implanted spleen |
Weight of regenerated spleen |
| Control |
0.062±0.016 |
0.22±0.061 |
| 1/3 group |
0.023±0.0031 |
0.079±0.023# |
| 1/2 group |
0.032±0.0042 |
0.12±0.038 |
| 2/3 group |
0.052±0.01 |
0.13±0.042 |
#：P＜0.05 vs control
2.5 小鼠再生移植脾組織的形態學觀察
小鼠各組移植再生脾和原脾比較可見明顯PALS(動脈中央淋巴鞘)形成，存在中央動脈，脾小體結構緊密，紅、白髓界限較清楚，但有較多纖維結締組織形成。表明小鼠移植再生脾和原脾差異較小。
3 討論
臨床和實驗研究均證實脾髒在機體抗感染中發揮重要作用，但切脾後，特別是成人切脾後是否會發生OPSI，是否會發生大腸桿菌敗血症? 各家意見不一，且報道不多。本研究使用成年小鼠作為實驗對象，結合臨床實際從腹腔注射大腸桿菌，造成大腸桿菌OPSI模型，結果顯示脾切除小鼠從攻擊到死亡的時間間隔短，發病急，病情重，存活率低，屍檢小鼠肝髒呈壞死。腎上腺呈出血表現。上述表現和臨床OPSI病例相似。已確認脾髒有兩大主要功能，一是血液過濾器，脾內含有大量巨噬細胞吞噬細菌等抗原物質；二是產生抗體及一些調理素，而脾切除之後，正是上述原因削弱了機體免疫功能。已有文獻報道，脾切除後病人血中抗大腸桿菌抗體明顯降低，另外，本實驗資料證實脾切除後小鼠外週血中吞噬細胞活性降低，從而導致血中大腸桿菌清除率較假手術組明顯降低。
脾髒在抗感染中的作用已無庸置疑，但移植脾由于血流量不足，組織結構變化等方面的問題，其在抗感染中的作用還有爭論。 本實驗資料顯示小鼠經腹腔感染大腸桿菌後，各脾移植組存活率雖然均高于脾切除組，但以原脾組織和脾切除組之間有統計差異，這說明移植脾雖然在抗大腸桿菌感染中起重要作用，但與原脾比較並未完全恢復功能。
從另一方面看，小鼠移植脾有較明顯的代償性增生，且組織結構和原脾差異較小，除2/3移植量外，其它移植量的再生脾組織中的脾小體數量和面積與原脾差異不明顯，各移植組單位重量組織的大腸肝菌清除率和原脾比較並無明顯差異，且各移植組血中大腸桿菌瀦留率均較脾切除組低，這說明移植脾組織在抗大腸桿菌中起重要作用﹝2，3﹞。
機體感染大腸桿菌後，肝、肺、脾等器官在清除細菌的過程中究竟起了多大作用?脾切除後肝、肺等器官清除大腸桿菌的功能有無變化?肝、肺等器官能否代償脾髒功能?現在還不夠明確。本實驗用125I標記的大腸桿菌通過血中感染小鼠後，假手術組動物肝髒單位重量組織的標記大腸桿菌清除率最高，脾髒次之，肺髒最低。本研究證實，脾切除後，肺髒單位重量組織清除率較假手術組明顯降低，而肝髒卻下降不明顯。這說明脾切除後抗大腸桿菌抗體等調理素的減少，已影響了肺泡巨噬細胞的吞噬功能，這和本室冷建軍等﹝4﹞的觀察一致。 已知脾髒巨噬細胞可吞噬未加調理的有莢膜細菌如肺炎雙球菌，而肝髒Kuppffer細胞只能吞噬經過調理素作用的有莢膜細菌，大腸桿菌是無莢膜細菌，肝髒Kuppffer細胞可直接吞噬，故提示脾切除後肝髒捕獲大腸桿菌的能力並沒有降低。另外，本實驗還表明脾移植可明顯恢復肺髒清除大腸桿菌的功能。
從有關脾組織移植的文獻來看，動物實驗中所採取的移植量多在1/4～2/3之間，臨床應用的移植量在1/4～1/3之間﹝1，5﹞。但脾組織移植的理想量究竟多少為宜，各家結論極不一致。移植量少時，移植再生脾能否代償性增生?移植量多時，移植脾的再生是否良好?這些問題一直是爭論的焦點﹝6，7﹞。本實驗表明，小鼠移植再生脾可以代償性增生，且移植再生量與移植時的重量呈顯著正相關。這與大鼠移植再生脾明顯不同。但我們並不是認為移植量越多越好，當移植量達到2/3時，再生脾中的脾小體數量與面積均較原脾明顯減少，出現再生不夠完善的現象。所以我們認為小鼠抗大腸桿菌的理想移植量以1/2原脾重量為宜，這與作者以前研究自體脾組織移植抗肺炎雙球菌感染的理想移植量相一致。
作者簡介：*雷 新，男，35歲，講師，博士
作者單位；雷 新?陳維佩 第三軍醫大學基礎醫學部外科應用解剖及手術學教研室 重慶，400038
參考文獻
1 雷 新，陳維佩.脾損傷自體脾組織移植的研究進展.國外醫學：外科學分冊，1994，21(1)：5
2 雷 新，陳維佩.不同量自體脾組織移植中脾小體數量和面積的觀察.第三軍醫大學學報，1997，19(1)：112
3 雷 新，陳維佩.不同量自體脾組織移植抗肺炎雙球菌感染的實驗研究.中華實驗外科雜志，1996，13(1)：5
4 冷建軍，陳維佩.脾切除脾移植對大鼠肺泡巨噬細胞功能的影響.中華醫學雜志，1996，76(3)：524
5 Iinuma H. Optimal site and amount of splenic tissue for autotransplantation. J of Surg Res,1992,53(1):109
6 Cornelus E, Budihna N. Compensatory splenic growth. J Nucl Med,1991,32(3):1827
7 Budihna N, Milcinski M, Heberle J. Long-term follow-up after heterotopic splenic autotransplantation for traumatic splenic rupture. J Nucl Med,1991,32(1):204
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