新生仔猪急性肺损伤模型再现早产儿肺早期环境的开发

Thebaud 博士的实验室率先使用脐带组织来源的间充质基质细胞治疗新生儿肺病，也称为支气管肺发育不良。成功的临床翻译是我们当前工作的重点。我们最近完成了一项静脉注射脐带间充质基质细胞给药用于有发生支气管肺发育不良风险的早产儿的一期临床试验，为未来的疗效研究提供了重要的安全性数据。

然而，重要的问题仍然存在。这种大型动物模型将允许优化脐带间充质基质细胞的递送和治疗能力，并促进新疗法向患者的临床转化。我们在新生仔猪中的新生儿急性肺损伤模型模仿了早产儿肺的早期暴露，包括表面活性剂耗竭、高氧、高压通气和炎症，所有这些都是支气管肺发育不良病理生理学中涉及的因素。

该模型提供了对早期 BPD 致病过程的见解。我们的仔猪模型的安全性和有效性的概念验证研究将为早产儿急性肺损伤的候选治疗方法提供进展。首先，打开抽吸装置并确认其已准备好使用。

将灌洗收集桶安装到位。在开始灌洗之前称量吸收垫的重量，然后将垫放置在动物头部下方和手术台下方，以收集灌洗过程中所有泄漏的液体。将呼吸机设置为呼气末正压 5 厘米水，峰值吸气压力 25 厘米水，呼吸频率 25 次/分钟，吸入氧气的一小部分。

现在断开通气回路与气管插管的连接并连接灌洗漏斗装置。要将生理盐水滴入肺部，将每公斤温等渗盐水 30 毫升轻轻倒入麻醉仔猪上方约 30 厘米的漏斗中。双侧按压胸腔区域的外侧，提供机械挤压和按摩该区域。

然后将漏斗降低到仔猪下方以开始液体引流，并稍微断开漏斗与气管插管的连接，让灌洗液流入地板上的收集桶。接下来，将抽吸导管插入气管插管，进行主动抽吸不超过 10 秒，同时继续进行胸腔按摩以帮助排出液体。现在将通气回路重新连接到气管插管，让仔猪在两次灌洗之间恢复至少三分钟，以减轻压力和不耐受的风险。

一旦外周血氧饱和度恢复到 100%，就开始下一轮灌洗在灌洗过程中，血氧饱和度水平可低至 5。如果饱和度没有恢复到 100%等待稳定并通过血气分析检查氧分压。确认当氧分压保持在 100 毫米汞柱以下 15 分钟时，就会发生表面活性剂耗竭损伤。

在生理盐水中以每公斤 1.5 毫克的剂量从大肠杆菌中制备脂多糖或 LPS，并将总共 2 毫升吸入 3 毫升注射器中。最后一次肺灌洗后 15 分钟，在仔猪仰卧位时准备 LPS 滴注。为了改善肺不张肺中LPS的均匀分布，请用宽端口适配器替换标准气管插管末端，以允许同时通气和LPS给药。

施加 10 厘米水的呼气末正压一分钟。调整吸气峰值压力，将潮气量维持在每公斤 7 毫升，并将呼吸频率设置为每分钟 40 次呼吸。然后将导管通过 Y 适配器的侧端口插入气管插管至预先测量的深度，使尖端延伸到管外一到两毫米。

现在通过导管注射 LPS，并用一毫升生理盐水冲洗导管，然后进行 9 毫升空气推注以确保完全输送。然后取出导管并关闭侧端口。继续保持 10 厘米水的呼气末正压，调整吸气峰值压力，使潮气量保持在 LPS 给药后三分钟，以优化肺部分布。

断开呼吸机回路与气管插管的连接 30 秒，以破坏任何可能获得的肺复张。在断开连接期间，调整呼吸机设置。一旦潮气量稳定在每公斤 7 毫升，记录时间点零小时生理测量值并填写病例报告表。

根据血气分析的二氧化碳分压调整呼吸频率。在六小时的观察期内继续如前所述的控容通气。使用每小时的血气测量来指导实验剩余时间的呼吸频率调整，并不断调整吸气峰值压力以将潮气量维持在每公斤 7 毫升。

在6小时内，多次命中的动物在8-12之间表现出显着增加的氧合指数，表明中度至重度肺损伤，而它们的氧分压与吸入氧比的分数显着下降。与对照动物相比，呼吸系统顺应性降低了 50% 以上。与对照组相比，多次命中肺显示出明显的斑片状肺损伤的宏观迹象，集中在中央后部区域。

组织学分析显示，多次撞击动物的中性粒细胞浸润和肺泡隔膜增厚，表明严重的结构损伤，包括肺泡间隙中的蛋白质碎片沉积。中性粒细胞占受伤后六小时多次命中动物支气管肺泡灌洗液细胞群的 75% 以上。与对照组相比，支气管肺泡灌洗液和多重命中动物肺组织中的白细胞介素 6 水平高度升高，反映了强烈的炎症反应。