具有治疗功能的插管可通过黏膜重塑以及打破炎症-微生物群-纤维化这一恶性循环来修复插管造成的损伤

《npj Regenerative Medicine》：Therapeutic-delivering endotracheal tubes heal intubation injury via mucosal remodeling and disrupting the inflammation-microbiome-fibrosis triad

　　

摘要

气管插管在临床护理中不可或缺，但往往会加剧气道炎症、纤维化以及微生物失衡，从而导致长期并发症。本研究在喉气管损伤的猪模型中，探讨了新型涂层气管插管如何通过局部治疗作用来促进气道愈合。实验动物分别使用无涂层、地塞米松涂层或复合涂层（地塞米松+能够递送针对smad3的siRNA的PEG水凝胶）的气管插管进行3天、7天或14天的插管处理。通过力学检测、免疫组化、ELISA、细胞因子分析、16S rRNA测序以及显微镜观察等方法对组织进行了分析。这些治疗性涂层能够使气道硬度及细胞外基质成分发生区域性和时间性的变化，包括IV型胶原蛋白、层粘连蛋白和弹性蛋白的重塑。与未受伤的对照组相比，经过复合涂层处理的気道中核pSMAD3的染色强度降低，这为smad3靶向siRNA递送后SMAD3通路活性发生变化提供了间接证据，不过不同治疗组之间以及在不同时间点上，TGF-β1和I型胶原蛋白的表达并无显著差异。复合涂层气管插管还促使巨噬细胞的表型从促炎型（M1）向修复型（M2）转变，并改变了局部细胞因子的分布。微生物群落组成因涂层类型和处理时间的不同而有所差异，同时细菌种类及代谢途径也发生了相应变化。随着插管时间的延长，黏液成分也会发生变化，反映出上皮细胞的反应动态演变。这些研究结果表明，局部治疗作用的递送会影响气道愈合过程中的机械、炎症及微生物反应之间的相互作用，也为开发多功能气管插管涂层、从而调控插管后的气道重塑提供了依据。