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大劑量頭孢唑啉耳毒性的實驗研究

來源:《中華醫學研究雜志》 作者:楊曙,謝鼎華,朱剛華 2008-7-4

摘要: 【摘要】 目的 觀察大劑量頭孢唑啉在鐵缺乏條件下對新西蘭大白兔耳蝸毛細胞的影響。B、D兩組經耳靜脈注射頭孢唑啉(0。結果 缺鐵頭孢唑啉組(D組)停藥后第15天,有9個耳蝸標本(60%)存在不同程度內、外毛細胞靜纖毛散亂、扭曲、缺失,以中區、頂區損害較重。結論 大劑量頭孢唑啉在鐵缺乏條件下可造成新西蘭大白......


【摘要】  目的 觀察大劑量頭孢唑啉在鐵缺乏條件下對新西蘭大白兔耳蝸毛細胞的影響。方法 60只健康新西蘭大白兔,隨機分成A、B、C、D組,每組15只。A、B兩組喂標準飼料4周,C、D兩組喂缺鐵飼料4周,后兩組制成鐵缺乏動物模型。B、D兩組經耳靜脈注射頭孢唑啉(0.5g/kg,2次/d,共14天),A、C兩組經耳靜脈注射等體積生理鹽水做對照,停藥后第15天處死作耳蝸掃描電鏡及激光共聚焦顯微鏡觀察。結果 缺鐵頭孢唑啉組(D組)停藥后第15天,有9個耳蝸標本(60%)存在不同程度內、外毛細胞靜纖毛散亂、扭曲、缺失,以中區、頂區損害較重。結論 大劑量頭孢唑啉在鐵缺乏條件下可造成新西蘭大白兔耳蝸內、外毛細胞靜纖毛不同程度損傷。

【關鍵詞】  頭孢唑啉;鐵缺乏; 耳蝸;毛細胞;耳毒性


     Experimental study of the ototoxicity of large dose cephazoline

    YANG Shu, XIE Ding-hua, Zhu Gang-hua. Department of Otolaryngology,The Second Xiangya Hospital, Central South University, Changsha 410011, China

    【Abstract】  Objective   To observe the changs of cochlear hair cell induced by large dose cephazoline in iron-deficient New Zealand white rabbit.Methods  60 healthy New Zealand rabbit were randomly divided into 4 groups.The animal of group A、B were fed with standard diet and group C、D were given the basic iron-deficent diet for 4weeks.The rats of groups B、D were received intravenous injection of large dose cephazoline for 14 days.The changs of cochlear hair cell were observed by scanning electron microscope at 15days after injection. Results  The scanning electron microscope showed stereocilia of the outer and inner hairy cell were disarrangment and some disappeared at middle,apical and base cochlear area.Conclusion  The results suggest that large dose cephazoline may have potential effect on the function and structure of cochlear hairy cell when iron deficiency exists.

    【Key words】  cephazoline; iron deficiency;cochlea;hairy cell; ototoxicity

    頭孢唑啉是臨床最常用的抗生素之一,廣泛應用于嬰幼兒、兒童及成人患者,它的毒性主要是過敏反應,對耳蝸的毒性作用鮮有報道。筆者在臨床工作中注意到一些患鐵缺乏癥的嬰幼兒或兒童在大劑量應用頭孢唑啉后出現感音神經性聾。由此推測大劑量頭孢唑啉在鐵缺乏等特定條件下可能存在耳毒性。本實驗通過對大劑量頭孢唑啉在鐵缺乏條件下對新西蘭大白兔耳蝸毛細胞影響的研究,探討大劑量頭孢唑啉的耳毒性。

    1  材料與方法

    1.1  材料  體重1.25~1.5kg的健康、ABR閾值正常的新西蘭大白兔60只,耳廓檢查外耳道皮膚無紅腫、鼓膜完整、無中耳炎表現,耳廓preyer反射敏感。隨機分為4組,每組15只。A組:正常對照組;B組:正常頭孢唑啉組;C組:缺鐵對照組;D組:缺鐵頭孢唑啉組。A、B組喂普通飼料,C、D組喂缺鐵飼料,喂養至實驗結束為止。飼養4周后開始用藥,B、D組經耳緣靜脈注射頭孢唑啉0.5g/kg,每日2次,A、C組經耳緣靜脈注射等體積生理鹽水,連續用藥2 周。停藥后第15天處死作耳蝸電鏡掃描及激光共聚焦顯微鏡觀察。

    1.2  藥物  同一批號的頭孢唑啉鈉鹽粉針劑,由哈爾濱醫藥股份有限公司生產,國際GMP達標藥品,均在有效期內,使用前新鮮配制。

    1.3  觀察指標及方法  實驗前及處死前斷尾采血,應用HICN法和原子吸收光譜法分別測定血紅蛋白(Hb)及血清鐵(SI)含量;動物處死后沿正中矢狀面剖開,分離顳骨,迅速打開聽泡,在蝸頂外側鉆孔,用2.5%戊二醛和5%多聚甲醛耳蝸灌流1min,固定4~6h后在解剖顯微鏡下運用硬剝離法去除骨性蝸殼和螺旋韌帶,分離橢圓囊、血管紋、暴露Corti氏器,將基底膜保留在蝸軸上,切好底座。將橢圓囊、血管紋、耳蝸在上述固定液中繼續固定8h,再經1%鋨酸固定2h,0.1MPBS充分洗凈,乙醇逐級脫水,LG-1型臨界點干燥儀干燥,解剖顯微鏡下定位,ID-5型離子鍍膜機噴金鍍膜, S-50型飛利浦掃描電子顯微鏡下觀察基底膜、橢圓囊斑、血管紋的變化。經Phaalloidin染色后顯微鏡下進行組織鋪片,注意組織擺放,纖毛面朝上,基底膜朝下,甘油封片,Leica激光共聚焦顯微鏡用激發光波長為488nm氖激光進行基底膜、橢圓囊連續掃描觀察比較損傷的程度。

    1.4  統計學方法  采用SPSS11.5版統計軟件進行統計分析。實驗數據以均數±標準差(±s)表示,采用方差分析。

    2  結果

    2.1  Hb及SI含量  A組Hb含量為(117.5±7.2)g/L,SI含量為(13.8±1.1)μmol/L; B組Hb含量為(112.4±6.8)μg/L,SI含量為(13.5±1.2)μmol/L; C組Hb含量為(67.2±7.6)g/L,SI含量為(7.5±1.5)μmol/L; D組Hb含量為(63.2±6.5)g/L,SI含量為(7.2±1.0)μmol/L;C、D組較A、B組Hb及SI明顯降低(P<0.05),低于正常范圍。

    2.2  掃描電鏡觀察   A組各耳蝸內、外毛細胞纖毛完整,結構清晰,形態正常支持細胞表面結構完整,橢圓囊斑毛細胞纖毛完整,血管紋暗細胞完整;B組有2個耳蝸(13.3%)中區、頂區部分區域內、外毛細胞靜纖毛輕度紊亂,纖毛缺失,內毛細胞纖毛倒伏、融合,支持細胞可見破壞,橢圓囊斑毛細胞纖毛倒伏、融合,血管紋暗細胞破壞,該組其余各期各耳蝸內、外毛細胞靜纖毛結構清晰,形態大致正常;C組有3個耳蝸(20%)中區、頂區部分區域內、外毛細胞靜纖毛散亂、扭曲、殘缺不全或缺失。各耳蝸未發現明顯內毛細胞改變,橢圓囊斑毛細胞纖毛倒伏、融合,血管紋暗細胞破壞,該組其余各期各耳蝸內、外毛細胞靜纖毛結構清晰,形態大致正常;D組有9個耳蝸(60%)存在不同程度內、外毛細胞靜纖毛散亂、扭曲、倒伏、殘缺不全或缺失,以中區、頂區損害較重,其中有2個耳蝸中頂區部分區域表皮板變形、塌陷,部分毛細胞缺失(圖1)。

    2.3  激光共聚焦顯微鏡觀察耳蝸基底膜變化  A組耳蝸100μm基底膜62(58~64)個外毛細胞,B組耳蝸100μm基底膜60(54~64)個外毛細胞,C組耳蝸100μm基底膜60(56~64)個外毛細胞,D組耳蝸100μm基底膜46(40~52)個外毛細胞,D組外毛細胞明顯減少,與A、B、C組比較差異有顯著性(P﹤0.05)(圖2);A組耳蝸底圈100μm基底膜有14(12~16)個內毛細胞,B組有12(10~16)個內毛細胞,C組有14(10~16)個內毛細胞,D組有6(4~10)個內毛細胞,D組內毛細胞明顯減少,與A、B、C組比較差異有顯著性(P﹤0.05);前庭橢圓囊斑毛細胞的變化 A組橢圓囊斑取100μm×100μm的區域正常毛細胞計數為101(98~105)個,B組為97(95~103)個,,C組為99(96~103)個,D組為87(82~93)個,D組前庭橢圓囊斑毛細胞明顯減少,與A、B、C組比較差異有顯著性(P﹤0.05)。

    3  討論

    國內外文獻報道的耳毒性藥物目前已有數十種,其中最有代表性的耳毒性藥物是慶大霉素。在慶大霉素耳毒性實驗中,慶大霉素日用量為臨床最大用量的20~25倍[1]。本實驗頭孢唑啉用量為0.5g/kg。正常頭孢唑啉組停藥后僅有2個耳蝸(13.3%)中區、頂區部分內、外毛細胞靜纖毛輕度紊亂,其余耳蝸均正常。提示頭孢唑啉對正常新西蘭大白兔聽毛細胞結構無明顯影響或僅有一過性影響。鐵缺乏對照組停藥后15天有3個耳蝸(20%)中區、頂區部分區域內、外毛細胞靜纖毛散亂、扭曲、殘缺不全或缺失。各耳蝸未發現明顯內毛細胞改變;提示單純缺鐵到一定程度也能對聽功能產生影響。缺鐵頭孢唑啉組停藥后15天有9個耳蝸(60%)存在不同程度內、外毛細胞靜纖毛散亂、扭曲、融合、殘缺不全或缺失,而且有2個耳蝸出現表皮板變形、塌陷、毛細胞缺失現象。可見,此時聽毛細胞結構已受到嚴重損傷。大劑量頭孢唑啉用藥一段時間后表現出較明顯的耳毒性作用。本實驗中,頭孢唑啉用量為0. 5g/kg,由此推測,頭孢唑啉耳毒性作用可能與用藥劑量有關。從實驗結果還可以看出:耳蝸中區毛細胞損傷出現較早,程度較重,之后向底回和頂回發展,程度由重到輕。病理改變主要表現為內、外毛細胞靜纖毛散亂、扭曲、倒伏、殘缺不全或缺失。

    頭孢唑啉和慶大霉素對耳蝸的毒性作用特點不同。慶大霉素對耳蝸的損傷最先發生在耳蝸底回,逐漸向中頂回發展[2]。可能有3個原因:(1)耳蝸底回血液循環量大,故底回的藥物濃度較高;(2)底回蝸叢、外淋巴腔、螺旋韌帶大,藥物進出量大;(3)底回的外毛細胞體積小,神經末梢富含顆粒及線粒體,易受損傷。病理改變表現為內、外毛細胞靜纖毛腫脹、融合、散亂倒伏,表皮板變形、塌陷或細胞消失[3]。頭孢唑啉的毒性作用是在缺鐵對耳蝸損傷的基礎上發生,且其藥物作用機制及藥代動力學特點與慶大霉素不同,所以對耳蝸的損傷特點不同[4]。具體原因有待進一步探討。本實驗初步證明:大劑量頭孢唑啉對正常新西蘭大白兔無明顯耳毒性,但對鐵缺乏新西蘭大白兔可產生明顯耳毒性。頭孢唑啉可造成耳蝸內、外毛細胞不同程度的損傷,毒性程度和特點可能與用藥劑量有關。以上研究結果提醒我們在臨床工作中對患有缺鐵性貧血等某些疾病的患者大劑量使用頭孢唑啉時要引起足夠的重視,避免頭孢唑啉條件性耳毒作用的發生。

【參考文獻】
  1 Sun AH,Xiao SZ,Zheng Z,et al. A scanning electron microscopic study of cochlear changes in iron-deficient rats. Acta Otolaryngol(stockh),1997,104:211-216.

2 Gucek A,Bren AF,Hergouth V,et al. Cefazolin and netilmycin versus vancomycin and ceftazidime in the treatment of CAPD peritonitis. Adv Perit Dial,1997,13:218-220.

3 Black FO,Johnson JT,Effron MZ. Vestibular ototoxicity of prophylactic aminoglycoside antibiotics in head and neck cancer patients.Otolaryngol Head Neck Surg,1982, 90(3):349-354.

4 Tachibana M,Toyoda Y,Mizukoshi O. Occurrence of non-ototoxic antibiotic (cephazolin) in the inner ear. Arch Otorhinolaryngol. 1980,229(3-4):255-259.


作者單位:410011 湖南長沙,中南大學湘雅二醫院耳鼻喉科


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