引用本文： 王雪婷, 呂昕, 龔婧, 朱敬麗, 高偉. α1-抗胰蛋白酶對急性呼吸窘迫綜合征大鼠機械通氣肺損傷的治療作用. 中國呼吸與危重監護雜志, 2020, 19(1): 47-52. doi: 10.7507/1671-6205.201904015 復制
急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是 ICU 常見的肺功能障礙疾病，其特征是肺泡–血管通透性增高、肺水腫、低氧血癥，以及局部或全身肺部炎癥程度明顯增加[1]，往往需要機械通氣（mechanical ventilation，MV）支持。但 MV 本身也會導致呼吸機相關肺損傷（ventilator-induced lung injury，VILI）[2]。ARDS 肺內并存嚴重炎癥反應，在 MV 的誘導刺激下，釋放大量趨化因子和細胞因子，募集外周血中中性粒細胞細胞到肺內，導致更嚴重的肺損傷[3-4]。α1-抗胰蛋白酶（alpha 1-antitrypsin，AAT）具有抗炎和抗細胞凋亡的作用[5-7]，可減輕上皮[8]和內皮[9-10]的損傷。考慮到中性粒細胞在 ARDS 和 VILI 的關鍵作用以及 AAT 的抗炎和抗細胞凋亡特性，我們推測 AAT 可以降低 ARDS 患者的 VILI，因此利用脂多糖制作大鼠 ARDS 模型，以評估 AAT 是否可減輕ARDS 大鼠的 VILI。
1 材料與方法
1.1 主要儀器和試劑
SPF 級雄性 SD 大鼠由哈爾濱醫科大學實驗動物中心［SCXK（黑）2019-001］提供，共 24 只，體重 230～280 g。AAT（Sigma 公司，美國），Bax、Bcl-2、凝溶膠蛋白（gelsolin）、裂解的胱天蛋白酶-3（cleaved caspase-3）、β 肌動蛋白（β-actin）一抗（CST 公司，美國），血氣分析儀（Rapidlab 348 型，Bayer Diagnostics，德國），酶聯免疫吸附試驗試劑盒（江萊生物），小動物呼吸機（683 型，Harvard，美國）。本實驗經哈爾濱醫科大學動物實驗倫理委員會審核通過。
1.2 方法
1.2.1 建立 ARDS 動物模型
大鼠隨機分成 3 組：假手術組（S 組）、機械通氣組（V 組）和機械通氣/AAT 組（VA 組），每組 8 只。3% 戊巴比妥鈉（30 mg/kg 腹膜內注射）麻醉誘導后插管，股動脈和靜脈置管。S 組大鼠僅給予麻醉，V 組和 VA 組大鼠靜脈內注射脂多糖（3 mg/kg）模擬 ARDS[11]。30 min 后，V 組和 VA 組予以大潮氣量機械通氣，潮氣量 30 mL/kg，頻率 50 次/min，吸呼比 1∶1。同時分別經股靜脈注射生理鹽水和無菌生理鹽水配置的 2 mg/kg AAT（1 mL）[12]。上述三組大鼠均給予 0.6 mg/kg 羅庫溴銨。于插管后和通氣 4 h 后收集外周血。在插管后、注射脂多糖 30 min 后和通氣 4 h 后分別進行動脈血氣分析。在通氣 4 h 后給予大鼠過量麻醉劑，予以放血處死，留取全血標本 2～3 mL，將肺取出并立即放置于冰板上的玻璃培養皿中，準備下一步的取材和肺泡灌洗。
1.2.2 肺泡–毛細血管通透性評估
取大鼠右肺上葉部分組織約 0.3 g，在 60 ℃ 下干燥 48 h。計算濕肺組織與干肺組織的重量比（W/D）。采用二辛可寧酸法測試支氣管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）的蛋白質水平。進行血氣分析，計算氧合指數（PaO2/FiO2），以評估 AAT 對肺換氣功能的影響。
1.2.3 炎癥反應
收集外周血和 BALF。取肺組織置于冰板上，結扎右主支氣管，以 4 ℃ 無菌生理鹽水行左側支氣管肺泡灌洗；緩慢注入鹽水 3 mL，將左肺輕輕晃動，然后緩慢回吸，反復 3 次，每次回收率>85% 作為灌洗液回收標準，回收 BALF 5 mL。BALF 于 4 ℃ 離心后留取上清液，于標記后的凍存管內進行分裝，–80 ℃ 儲存。采用酶聯免疫吸附試驗試劑盒測量外周血中細胞間黏附分子 1（intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1）和巨噬細胞炎性蛋白-2（microphage inflammatory protein-2，MIP-2）的濃度，以及 BALF 中腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白細胞介素-1β（interleukin-1，IL-1β）、白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、白細胞介素-10（interleukin-10）濃度。留取 BALF 離心后的沉渣，應用血細胞計數器計數細胞總數，Giemsa 染色后進行巨噬細胞和中性粒細胞計數。
1.2.4 氧化應激反應
取約 0.3 g 肺組織進行勻漿并離心，取上清液測量丙二醛（malondialdehyde，MDA）濃度以及髓過氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）和還原型輔酶Ⅱ（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）活性。
1.2.5 組織學評估
肺組織行蘇木精–伊紅（hematoxylin-eosin，HE）染色觀察肺組織損傷情況。切除右肺中葉的一部分并用多聚甲醛固定，脫水，包埋于石蠟中。將肺組織切成 4 μm 厚的切片。在 HE 染色后，由未參與該研究的兩位病理學家評估切片。根據以下評分系統對組織學損傷進行定標：0（最小損傷），1（輕度損傷），2（中度損傷），3（嚴重損傷），4（最大損傷）。
1.2.6 細胞凋亡評估
使用 TUNEL 試劑盒進行染色和評估。將肺組織切片與蛋白酶 K 一起溫育，并用磷酸鹽緩沖鹽水（phosphate buffer saline，PBS）沖洗。將肺切片浸入 TUNEL 反應混合物用 PBS 沖洗 3 次。用 H2O2 沖洗以淬滅內源性過氧化物酶活性，用抗生物素蛋白過氧化物酶和二氨基聯苯胺溶液覆蓋肺組織切片。于顯微鏡下觀察，具有褐色染色的細胞核判斷為陽性。
1.2.7 蛋白表達檢測
采用蛋白印跡法（Western blot）法進行檢測。收集部分肺組織用于蛋白質提取，通過 Bradford 測定法測定肺組織的蛋白質濃度。向聚丙烯酰胺凝膠通道中加入等體積蛋白質，并將蛋白質轉移到聚偏二氟乙烯膜上；轉移后，5% 干奶封閉；PBS 洗滌 3 次，將膜與針對 Bax、Bcl-2、Gelsolin 和 Cleaved caspase-3 的抗體一起孵育過夜；PBS 洗滌后，將膜進一步與辣根過氧化物酶偶聯的二抗一起溫育；通過增強的化學發光法使膜上的條帶可視化。
1.3 統計學方法
采用 SPSS 19.0 統計軟件。實驗數據進行正態性檢驗，呈正態分布的數據以均數±標準差（
±s）表示。對于單個時間點數據的比較采用非配對 t 檢驗；具有多個時間點的數據采用重復測量方差分析。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 AAT 對 VILI 肺泡毛細血管通透性的影響
與 S 組比較，V 組和 VA 組大鼠 PaO2/FiO2 顯著降低，BALF 中的蛋白質濃度和肺 W/D 明顯升高。與 V 組比較，VA 組 PaO2/FiO2 顯著提高，肺 W/D 和 BALF 蛋白濃度降低（均 P<0.05）。結果見表 1 和表 2。
表1
肺 W/D、BALF 蛋白濃度、BALF 炎癥因子、肺氧化應激指標變化（n=8，
）
表2
血清中 ICAM-1、MIP-2 和 PaO2/FiO2 變化（n=8，
）
2.2 AAT 對 VILI 炎癥反應的影響
與 S 組比較，V 組和 VA 組大鼠 BALF 和外周血中炎癥因子濃度顯著升高，BALF 中炎癥細胞計數增高。與 V 組比較，VA 組 BALF 中的巨噬細胞、中性粒細胞數量以及彈性蛋白酶的濃度顯著降低；BALF 中的 TNF-α、IL-1β、IL-6 濃度降低，IL-10 濃度升高；外周血中 ICAM-1 和 MIP-2 濃度降低。結果見表 1 和表 2。
2.3 AAT 對氧化應激的影響
與 S 組相比，V 組和 VA 組的 MDA 濃度、MPO 和 NADPH 活性顯著增加；與 V 組比較，VA 組 MDA 濃度、MPO 和 NADPH 活性顯著低于 V 組。結果見表 1。
2.4 組織學損傷和細胞凋亡
與 S 組大鼠相比，V 組和 VA 組肺組織損傷嚴重，表現為間質水腫，肺泡萎陷、肺泡壁增大，甚至出血。與 V 組比較，VA 組肺損傷明顯減輕（圖 1）。與 S 組大鼠相比，V 組和 VA 組的凋亡細胞明顯增加；與 V 組比較，VA 組細胞凋亡數量明顯減少（圖 2）。此外，與 V 組相比，VA 組 Bax、Gelsolin 和 Cleaved caspase-3 表達降低，但 Bcl-2 的表達增強（圖 3）。
圖1
肺組織損傷病理像（HE×200）
a. S 組：肺泡良好完整；b. V 組：損傷嚴重，間質水腫，肺泡萎陷；c. VA 組：肺損傷明顯減輕
圖2
肺組織細胞凋亡病理像（TUNEL×200）
a. S 組：正常肺組織，凋亡較少；b. V 組：大量凋亡細胞；c. VA 組：凋亡細胞較 V 組明顯減少
圖3
Bax、Bcl-2、Gelsolin、Cleaved caspase-3 蛋白表達 Western blot 檢測像
3 討論
本研究發現 AAT 可以減輕 ARDS 大鼠的 VILI，通過改善 ARDS 大鼠肺泡毛細血管通透性，改善肺換氣功能，減輕肺內炎癥反應，抑制 VILI 誘導的細胞凋亡。ARDS 期間，大量炎癥細胞浸潤并釋放炎癥因子，造成內皮細胞和上皮細胞損傷。在機械通氣刺激下，肺血管內皮細胞和上皮細胞中核因子-κB 被進一步激活，趨化因子和炎癥因子進一步釋放，募集并激活中性粒細胞，導致全身性炎癥反應綜合征[13]。肺內炎癥反應造成內皮細胞、上皮細胞損傷，導致肺泡毛細血管通透性增高，不但惡化肺組織換氣功能引起低氧血癥，導致嚴重肺水腫，還可以引起蛋白滲出導致肺透明膜形成。AAT 可以減少 BALF 中促炎因子的釋放，減少炎癥細胞向肺組織浸潤，從而發揮減輕肺內炎癥反應的作用。除直接抑制中性粒細胞激活外[14]，AAT 還通過抑制炎癥細胞趨化因子的釋放[15]，從而抑制外周血中炎癥細胞向肺內遷移和浸潤，進一步減輕炎癥反應。此外，AAT 對 VILI 炎癥反應的調控作用還體現在對抗炎因子的促進作用，AAT 不但減少肺內促炎因子的釋放，還促進抗炎因子 IL-10 的釋放。IL-10 可以抑制 TNF-α、IL-1β 和 IL-6 的有害作用，減輕肺損傷[16]。對血清和 BALF 中細胞因子的檢測結果表明 AAT 可以調節 VILI 中的局部炎癥。
無論在 ARDS 還是 VILI 損傷中，中性粒細胞激活后，NADPH 促進氧轉化為過氧化氫和超氧陰離子[17]，從而造成肺組織損傷[18]。MPO 可用作中性粒細胞計數和氧化應激反應嚴重程度的標志物[19]。MDA 作為最終產物，直接代表氧化應激反應的嚴重程度[20]。本研究結果證實 AAT 顯著抑制了 NADPH 和 MPO 的活性以及肺組織中 MDA 的水平，說明 AAT 可以降低氧化應激反應。AAT 對氧化應激反應的抑制可歸因于 AAT 對 NADPH 和 MPO 的作用[21]。
無論 VILI 還是 ARDS，內皮細胞和上皮細胞凋亡都是一個重要的病理過程[18]。炎癥因子和 ROS 均刺激外源性凋亡途徑并激活凋亡蛋白。本研究發現 AAT 可顯著抑制細胞凋亡，AAT 對凋亡的抑制作用與其對炎癥反應和氧化應激反應的作用有關。此外，本研究還發現 AAT 可以降低促凋亡蛋白 Bax 和 Cleaved caspase-3 的表達，增加抗凋亡蛋白 Bcl-2 的表達。Bax 作為最重要的凋亡調節蛋白，在促凋亡過程中發揮重要作用[22]。Bcl-2 是一種重要的抗凋亡蛋白，可抑制 Bax 的促凋亡作用。AAT 可降低 Bax/Bcl-2 比率并抑制細胞凋亡。因此，AAT 對細胞凋亡的抑制作用可能取決于其抗炎、抗氧化應激反應以及其對凋亡蛋白的調節作用。
綜上所述，AAT 可改善 ARDS 大鼠的 VILI，AAT 的保護作用可能與抗炎、抗氧化應激反應和抗凋亡作用有關。考慮到 AAT 在肺部疾病中的臨床應用，我們推測 AAT 可能是需要長期機械通氣支持的 ARDS 患者的一種新的潛在治療方法。
利益沖突：本研究不涉及任何利益沖突。
急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是 ICU 常見的肺功能障礙疾病，其特征是肺泡–血管通透性增高、肺水腫、低氧血癥，以及局部或全身肺部炎癥程度明顯增加[1]，往往需要機械通氣（mechanical ventilation，MV）支持。但 MV 本身也會導致呼吸機相關肺損傷（ventilator-induced lung injury，VILI）[2]。ARDS 肺內并存嚴重炎癥反應，在 MV 的誘導刺激下，釋放大量趨化因子和細胞因子，募集外周血中中性粒細胞細胞到肺內，導致更嚴重的肺損傷[3-4]。α1-抗胰蛋白酶（alpha 1-antitrypsin，AAT）具有抗炎和抗細胞凋亡的作用[5-7]，可減輕上皮[8]和內皮[9-10]的損傷。考慮到中性粒細胞在 ARDS 和 VILI 的關鍵作用以及 AAT 的抗炎和抗細胞凋亡特性，我們推測 AAT 可以降低 ARDS 患者的 VILI，因此利用脂多糖制作大鼠 ARDS 模型，以評估 AAT 是否可減輕ARDS 大鼠的 VILI。
1 材料與方法
1.1 主要儀器和試劑
SPF 級雄性 SD 大鼠由哈爾濱醫科大學實驗動物中心［SCXK（黑）2019-001］提供，共 24 只，體重 230～280 g。AAT（Sigma 公司，美國），Bax、Bcl-2、凝溶膠蛋白（gelsolin）、裂解的胱天蛋白酶-3（cleaved caspase-3）、β 肌動蛋白（β-actin）一抗（CST 公司，美國），血氣分析儀（Rapidlab 348 型，Bayer Diagnostics，德國），酶聯免疫吸附試驗試劑盒（江萊生物），小動物呼吸機（683 型，Harvard，美國）。本實驗經哈爾濱醫科大學動物實驗倫理委員會審核通過。
1.2 方法
1.2.1 建立 ARDS 動物模型
大鼠隨機分成 3 組：假手術組（S 組）、機械通氣組（V 組）和機械通氣/AAT 組（VA 組），每組 8 只。3% 戊巴比妥鈉（30 mg/kg 腹膜內注射）麻醉誘導后插管，股動脈和靜脈置管。S 組大鼠僅給予麻醉，V 組和 VA 組大鼠靜脈內注射脂多糖（3 mg/kg）模擬 ARDS[11]。30 min 后，V 組和 VA 組予以大潮氣量機械通氣，潮氣量 30 mL/kg，頻率 50 次/min，吸呼比 1∶1。同時分別經股靜脈注射生理鹽水和無菌生理鹽水配置的 2 mg/kg AAT（1 mL）[12]。上述三組大鼠均給予 0.6 mg/kg 羅庫溴銨。于插管后和通氣 4 h 后收集外周血。在插管后、注射脂多糖 30 min 后和通氣 4 h 后分別進行動脈血氣分析。在通氣 4 h 后給予大鼠過量麻醉劑，予以放血處死，留取全血標本 2～3 mL，將肺取出并立即放置于冰板上的玻璃培養皿中，準備下一步的取材和肺泡灌洗。
1.2.2 肺泡–毛細血管通透性評估
取大鼠右肺上葉部分組織約 0.3 g，在 60 ℃ 下干燥 48 h。計算濕肺組織與干肺組織的重量比（W/D）。采用二辛可寧酸法測試支氣管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）的蛋白質水平。進行血氣分析，計算氧合指數（PaO2/FiO2），以評估 AAT 對肺換氣功能的影響。
1.2.3 炎癥反應
收集外周血和 BALF。取肺組織置于冰板上，結扎右主支氣管，以 4 ℃ 無菌生理鹽水行左側支氣管肺泡灌洗；緩慢注入鹽水 3 mL，將左肺輕輕晃動，然后緩慢回吸，反復 3 次，每次回收率>85% 作為灌洗液回收標準，回收 BALF 5 mL。BALF 于 4 ℃ 離心后留取上清液，于標記后的凍存管內進行分裝，–80 ℃ 儲存。采用酶聯免疫吸附試驗試劑盒測量外周血中細胞間黏附分子 1（intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1）和巨噬細胞炎性蛋白-2（microphage inflammatory protein-2，MIP-2）的濃度，以及 BALF 中腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白細胞介素-1β（interleukin-1，IL-1β）、白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、白細胞介素-10（interleukin-10）濃度。留取 BALF 離心后的沉渣，應用血細胞計數器計數細胞總數，Giemsa 染色后進行巨噬細胞和中性粒細胞計數。
1.2.4 氧化應激反應
取約 0.3 g 肺組織進行勻漿并離心，取上清液測量丙二醛（malondialdehyde，MDA）濃度以及髓過氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）和還原型輔酶Ⅱ（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）活性。
1.2.5 組織學評估
肺組織行蘇木精–伊紅（hematoxylin-eosin，HE）染色觀察肺組織損傷情況。切除右肺中葉的一部分并用多聚甲醛固定，脫水，包埋于石蠟中。將肺組織切成 4 μm 厚的切片。在 HE 染色后，由未參與該研究的兩位病理學家評估切片。根據以下評分系統對組織學損傷進行定標：0（最小損傷），1（輕度損傷），2（中度損傷），3（嚴重損傷），4（最大損傷）。
1.2.6 細胞凋亡評估
使用 TUNEL 試劑盒進行染色和評估。將肺組織切片與蛋白酶 K 一起溫育，并用磷酸鹽緩沖鹽水（phosphate buffer saline，PBS）沖洗。將肺切片浸入 TUNEL 反應混合物用 PBS 沖洗 3 次。用 H2O2 沖洗以淬滅內源性過氧化物酶活性，用抗生物素蛋白過氧化物酶和二氨基聯苯胺溶液覆蓋肺組織切片。于顯微鏡下觀察，具有褐色染色的細胞核判斷為陽性。
1.2.7 蛋白表達檢測
采用蛋白印跡法（Western blot）法進行檢測。收集部分肺組織用于蛋白質提取，通過 Bradford 測定法測定肺組織的蛋白質濃度。向聚丙烯酰胺凝膠通道中加入等體積蛋白質，并將蛋白質轉移到聚偏二氟乙烯膜上；轉移后，5% 干奶封閉；PBS 洗滌 3 次，將膜與針對 Bax、Bcl-2、Gelsolin 和 Cleaved caspase-3 的抗體一起孵育過夜；PBS 洗滌后，將膜進一步與辣根過氧化物酶偶聯的二抗一起溫育；通過增強的化學發光法使膜上的條帶可視化。
1.3 統計學方法
采用 SPSS 19.0 統計軟件。實驗數據進行正態性檢驗，呈正態分布的數據以均數±標準差（±s）表示。對于單個時間點數據的比較采用非配對 t 檢驗；具有多個時間點的數據采用重復測量方差分析。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 AAT 對 VILI 肺泡毛細血管通透性的影響
與 S 組比較，V 組和 VA 組大鼠 PaO2/FiO2 顯著降低，BALF 中的蛋白質濃度和肺 W/D 明顯升高。與 V 組比較，VA 組 PaO2/FiO2 顯著提高，肺 W/D 和 BALF 蛋白濃度降低（均 P<0.05）。結果見表 1 和表 2。
表1
肺 W/D、BALF 蛋白濃度、BALF 炎癥因子、肺氧化應激指標變化（n=8，）
表2
血清中 ICAM-1、MIP-2 和 PaO2/FiO2 變化（n=8，）
2.2 AAT 對 VILI 炎癥反應的影響
與 S 組比較，V 組和 VA 組大鼠 BALF 和外周血中炎癥因子濃度顯著升高，BALF 中炎癥細胞計數增高。與 V 組比較，VA 組 BALF 中的巨噬細胞、中性粒細胞數量以及彈性蛋白酶的濃度顯著降低；BALF 中的 TNF-α、IL-1β、IL-6 濃度降低，IL-10 濃度升高；外周血中 ICAM-1 和 MIP-2 濃度降低。結果見表 1 和表 2。
2.3 AAT 對氧化應激的影響
與 S 組相比，V 組和 VA 組的 MDA 濃度、MPO 和 NADPH 活性顯著增加；與 V 組比較，VA 組 MDA 濃度、MPO 和 NADPH 活性顯著低于 V 組。結果見表 1。
2.4 組織學損傷和細胞凋亡
與 S 組大鼠相比，V 組和 VA 組肺組織損傷嚴重，表現為間質水腫，肺泡萎陷、肺泡壁增大，甚至出血。與 V 組比較，VA 組肺損傷明顯減輕（圖 1）。與 S 組大鼠相比，V 組和 VA 組的凋亡細胞明顯增加；與 V 組比較，VA 組細胞凋亡數量明顯減少（圖 2）。此外，與 V 組相比，VA 組 Bax、Gelsolin 和 Cleaved caspase-3 表達降低，但 Bcl-2 的表達增強（圖 3）。
圖1
肺組織損傷病理像（HE×200）
a. S 組：肺泡良好完整；b. V 組：損傷嚴重，間質水腫，肺泡萎陷；c. VA 組：肺損傷明顯減輕
圖2
肺組織細胞凋亡病理像（TUNEL×200）
a. S 組：正常肺組織，凋亡較少；b. V 組：大量凋亡細胞；c. VA 組：凋亡細胞較 V 組明顯減少
圖3
Bax、Bcl-2、Gelsolin、Cleaved caspase-3 蛋白表達 Western blot 檢測像
3 討論
本研究發現 AAT 可以減輕 ARDS 大鼠的 VILI，通過改善 ARDS 大鼠肺泡毛細血管通透性，改善肺換氣功能，減輕肺內炎癥反應，抑制 VILI 誘導的細胞凋亡。ARDS 期間，大量炎癥細胞浸潤并釋放炎癥因子，造成內皮細胞和上皮細胞損傷。在機械通氣刺激下，肺血管內皮細胞和上皮細胞中核因子-κB 被進一步激活，趨化因子和炎癥因子進一步釋放，募集并激活中性粒細胞，導致全身性炎癥反應綜合征[13]。肺內炎癥反應造成內皮細胞、上皮細胞損傷，導致肺泡毛細血管通透性增高，不但惡化肺組織換氣功能引起低氧血癥，導致嚴重肺水腫，還可以引起蛋白滲出導致肺透明膜形成。AAT 可以減少 BALF 中促炎因子的釋放，減少炎癥細胞向肺組織浸潤，從而發揮減輕肺內炎癥反應的作用。除直接抑制中性粒細胞激活外[14]，AAT 還通過抑制炎癥細胞趨化因子的釋放[15]，從而抑制外周血中炎癥細胞向肺內遷移和浸潤，進一步減輕炎癥反應。此外，AAT 對 VILI 炎癥反應的調控作用還體現在對抗炎因子的促進作用，AAT 不但減少肺內促炎因子的釋放，還促進抗炎因子 IL-10 的釋放。IL-10 可以抑制 TNF-α、IL-1β 和 IL-6 的有害作用，減輕肺損傷[16]。對血清和 BALF 中細胞因子的檢測結果表明 AAT 可以調節 VILI 中的局部炎癥。
無論在 ARDS 還是 VILI 損傷中，中性粒細胞激活后，NADPH 促進氧轉化為過氧化氫和超氧陰離子[17]，從而造成肺組織損傷[18]。MPO 可用作中性粒細胞計數和氧化應激反應嚴重程度的標志物[19]。MDA 作為最終產物，直接代表氧化應激反應的嚴重程度[20]。本研究結果證實 AAT 顯著抑制了 NADPH 和 MPO 的活性以及肺組織中 MDA 的水平，說明 AAT 可以降低氧化應激反應。AAT 對氧化應激反應的抑制可歸因于 AAT 對 NADPH 和 MPO 的作用[21]。
無論 VILI 還是 ARDS，內皮細胞和上皮細胞凋亡都是一個重要的病理過程[18]。炎癥因子和 ROS 均刺激外源性凋亡途徑并激活凋亡蛋白。本研究發現 AAT 可顯著抑制細胞凋亡，AAT 對凋亡的抑制作用與其對炎癥反應和氧化應激反應的作用有關。此外，本研究還發現 AAT 可以降低促凋亡蛋白 Bax 和 Cleaved caspase-3 的表達，增加抗凋亡蛋白 Bcl-2 的表達。Bax 作為最重要的凋亡調節蛋白，在促凋亡過程中發揮重要作用[22]。Bcl-2 是一種重要的抗凋亡蛋白，可抑制 Bax 的促凋亡作用。AAT 可降低 Bax/Bcl-2 比率并抑制細胞凋亡。因此，AAT 對細胞凋亡的抑制作用可能取決于其抗炎、抗氧化應激反應以及其對凋亡蛋白的調節作用。
綜上所述，AAT 可改善 ARDS 大鼠的 VILI，AAT 的保護作用可能與抗炎、抗氧化應激反應和抗凋亡作用有關。考慮到 AAT 在肺部疾病中的臨床應用，我們推測 AAT 可能是需要長期機械通氣支持的 ARDS 患者的一種新的潛在治療方法。
利益沖突：本研究不涉及任何利益沖突。
