细菌性支气管炎

Bacterial Bronchitis

细菌性支气管炎

        细菌性支气管炎(bacterial bronchitis)是由特定病原菌引起的支气管黏膜急性或慢性化脓性炎症,属于下呼吸道感染范畴。其主要病理特征包括:支气管黏膜上皮细胞损伤、杯状细胞增生、黏液分泌亢进,以及以中性粒细胞为主的炎症细胞浸润。该病常作为原发感染发生,或继发于病毒感染、免疫功能低下等导致的呼吸道防御机制受损。

        发病机制可分为以下几个阶段:

        病原菌定植与黏附,细菌通过菌毛、黏附素等表面蛋白与呼吸道上皮细胞(如纤毛上皮细胞)的特定受体结合,突破黏膜屏障; 

        免疫逃避机制,如荚膜结构抵抗吞噬作用,或分泌IgA蛋白酶降解黏膜免疫球蛋白A;

        毒素与酶介导的损伤,细菌释放毒素(如金黄色葡萄球菌的α-毒素)及酶类(如弹性蛋白酶、透明质酸酶),直接破坏上皮细胞与细胞外基质,引发炎症级联反应;

        炎症介质释放,感染激活Toll样受体(Toll-like receptors, TLRs)信号通路,促使上皮细胞与免疫细胞释放IL-8、TNF-α、IL-1β等促炎因子,招募中性粒细胞至感染部位,导致组织水肿、黏液过度分泌及气道高反应性。

        根据病程可分为:

        急性细菌性支气管炎,多继发于病毒性感染或免疫功能受损状态;

        慢性细菌性支气管炎,定义为连续2年以上、每年持续3个月以上的咳痰症状,常与结构性肺病(如支气管扩张症)相关。

        主要致病菌有:

        肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae),其毒力因子如肺炎球菌溶血素(Ply)及荚膜多糖可促进细菌侵袭与免疫逃逸;

        流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae),尤其是非典型菌株,可通过黏附素(如P2、P5蛋白)定植于呼吸道上皮;

        铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa):常见于支气管扩张或慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者,可形成生物被膜(Biofilm)。

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        细菌性支气管炎动物模型旨在模拟人类细菌性支气管炎的核心病理特征,即气道(支气管)的细菌感染引发的急性炎症反应,其特征包括:气道炎症细胞浸润(尤其是中性粒细胞)、黏液过度分泌、气道组织损伤、细菌定植与清除动态变化。

        采用幼龄SD大鼠作为实验动物模拟幼龄儿童。

        急性细菌性支气管炎:使用肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)的低毒力血清型,动物接种感染后不易致死,通过气管插管方式接种感染。

        慢性细菌性支气管炎:使用铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)尤其适用于研究与免疫功能低下或慢性基础疾病(如COPD)相关的慢性支气管炎,首先制备凝胶微珠包裹细菌,微球限制了细菌的初始扩散,避免了急性、致死性的感染,通过气管插管滴注方式接种感染,也可采用一段时间内少量多频次接种,构建慢性细菌性支气管炎。

        特别说明:动物感染后必须在ABSL-2动物病原微生物实验室中饲养,非结核分枝杆菌必须在BSL-2生物安全实验室中培养扩增。  

动物模型

1.  体重和状态等临床指标;

2.  肺组织细菌CFU;

3.  病理分析;

4.  炎症因子等;

5.  其它可选指标,如Micro-CT等。

评价指标

图3. 肺组织病理

(支气管炎症,细支气管黏膜肿胀,管壁内有淋巴细胞和巨噬细胞浸润,炎症扩散到周围的肺间质和肺泡)

图2. 显微镜下包裹细菌的凝胶微球

图1. 支气管炎气管插管操作示意图