孫麗華,張志偉,張華健,周艷華,崔海峰,于友華,王正品,孫明杰△
(1.中國中醫(yī)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心,北京 100700;2.中藥注射劑新藥開發(fā)技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室,河北三河 065201;3.河北省中藥注射液工程技術(shù)研究中心,河北三河 065201;4.神威藥業(yè)集團(tuán)有限公司,石家莊 051430)
類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一個(gè)累及周圍關(guān)節(jié)為主的多系統(tǒng)炎癥性自身免疫病,滑膜的慢性炎癥性病變侵及下層的軟骨和骨,最終導(dǎo)致關(guān)節(jié)變形、功能障礙。由于RA的病因不明,目前尚無根治本病的藥物,因此尋找和發(fā)現(xiàn)有效、低毒治療RA的藥物一直成為研究的熱點(diǎn)。中醫(yī)藥有著悠久的歷史和長期的臨床用藥經(jīng)驗(yàn),在RA治療中發(fā)揮著重要作用。滑膜炎顆粒由夏枯草、女貞子、功勞葉、黃芪、防己、薏苡仁、土茯苓、絲瓜絡(luò)、澤蘭、丹參、當(dāng)歸、川牛膝、豨薟草組成,具有清熱利濕、活血通絡(luò)作用,臨床用于急、慢性滑膜炎及膝關(guān)節(jié)術(shù)后的治療。然而目前對RA滑膜損傷的治療作用尚缺乏系統(tǒng)研究。膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎模型(Collagen induced arthritis,CIA)是一種免疫性炎癥模型,其與RA的臨床表現(xiàn)相似,常用于RA治療藥物的篩選[1]。本文以CIA模型為研究對象,探討滑膜炎顆粒對RA滑膜損傷的治療作用。
1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SPF級(jí)雄性SD大鼠,體質(zhì)量(160±10)g,購自中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心(合格證號(hào)SCXK-(軍)2007-004)。實(shí)驗(yàn)在中國中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)基礎(chǔ)理論研究所實(shí)驗(yàn)動(dòng)物屏障環(huán)境中進(jìn)行(許可證號(hào) SYXK(京)2010-0032),并按實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用的3R原則給予人道關(guān)懷。
1.1.2 藥品與主要儀器 滑膜炎顆粒由神威藥業(yè)(張家口)有限公司提供;雷公藤多苷片(TGT)由黃石飛云制藥有限公司生產(chǎn)(批號(hào)20111201);醋酸潑尼松龍由上海信誼藥廠有限公司生產(chǎn)(批號(hào)120402);牛Ⅱ型膠原(批號(hào)120287)、不完全弗氏佐劑(批號(hào)120326)購自美國Chondrex公司;T細(xì)胞亞群檢測試劑盒為美國BD公司;YLS-7B足趾容積測量儀由山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院設(shè)備站生產(chǎn);FASCAria TM流式細(xì)胞儀為美國BD公司。
1.2.1 實(shí)驗(yàn)分組 動(dòng)物購進(jìn)后適應(yīng)性喂養(yǎng)2 d制備CIA模型,成模后根據(jù)造模及給藥情況進(jìn)行隨機(jī)分組,分為8組,每組11~12只大鼠,分別為對照組(Ⅰ)、不完全弗氏佐劑組(Ⅱ)、模型組(Ⅲ)、雷公藤多苷組(Ⅳ)、醋酸潑尼松龍組(Ⅴ)、滑膜炎顆粒大劑量組 (Ⅵ)、中劑量組(Ⅶ)、小劑量組(Ⅷ)。
1.2.2 主要試劑配制 Ⅱ型膠原配置:取適量牛Ⅱ型膠原溶液逐滴加入等容積的不完全弗氏佐劑中,勻漿器分散使其充分乳化,以滴入水中不擴(kuò)散為標(biāo)準(zhǔn),配成濃度為1 mg/mL的乳劑,以上操作均在冰浴中進(jìn)行。
1.2.3 CIA模型的制備 參照文獻(xiàn)[2],取Ⅱ型膠原乳劑注射于大鼠尾根部皮下,0.2 ml/只。7 d后加強(qiáng)免疫1次,0.1 ml/只注射于大鼠尾根部皮下;對照組注射生理鹽水,佐劑組注射不完全弗氏佐劑。造模成功后,按足趾腫脹度調(diào)整各造模組動(dòng)物,剔除未成模大鼠。
1.2.4 給藥方法 加強(qiáng)免疫6 d后開始給藥,對照組、不完全弗氏佐劑組及模型組給予等體積純水。雷公藤多苷片9.45 mg/kg,醋酸潑尼松龍2.70 mg/kg,滑膜炎顆粒分為大、中、小3個(gè)給藥劑量,分別為9.68 g生藥/kg、4.84 g生藥/kg、2.42 g生藥/kg。給藥體積1 mL/100 g,每天1次,連續(xù)灌胃給藥36 d,每周監(jiān)測體質(zhì)量1次。
1.2.5 足趾容積測定 致炎前在大鼠后肢踝關(guān)節(jié)上方0.5 cm處劃一水平標(biāo)志線,用足趾容積測量儀測量其容積,左手握住大鼠前肢,右手捉住大鼠后膝關(guān)節(jié)處使其后腳伸直,以儀器托手架做依托,緩慢放入測量杯內(nèi),當(dāng)水平面與鼠足部測量標(biāo)線重疊時(shí)按下測量開關(guān)。加強(qiáng)免疫后每3 d測1次足趾容積,計(jì)算關(guān)節(jié)腫脹度。腫脹度=(造模后左后足容積+造模后右后足容積)-(造模前左后足容積+造模前右后足容積)。
1.2.6 關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分 給藥開始進(jìn)行關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分,每3 d 1次。關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分標(biāo)準(zhǔn):前爪:關(guān)節(jié)的炎癥(無0分,有1分);后爪:腫脹(無0分,輕度1分,中度2分,重度3分);指掌關(guān)節(jié)變形(無0分,有1分),前爪和后爪指(趾)紅腫(無0分,有 1 分);跖骨變形(無 0 分,有 1 分)[3,4]。
1.2.7 踝關(guān)節(jié)病理形態(tài)改變 末次給藥后24 h處死動(dòng)物,取踝關(guān)節(jié)固定于10%的福爾馬林溶液中,脫鈣后常規(guī)石蠟包埋、切片、HE染色觀察踝關(guān)節(jié)形態(tài)學(xué)改變。根據(jù)關(guān)節(jié)各部位病變輕重程度建立定量評分標(biāo)準(zhǔn)[5]:依次定量為1分(輕度或少量)、2分(中度或多量)、3分(重度或大量),無病變組織為0分。累加各單項(xiàng)評分即為損傷總分,得分越高即表明損傷程度越嚴(yán)重,并對各單項(xiàng)評分及總分進(jìn)行組間比較。
1.2.8 流式細(xì)胞儀檢測大鼠T細(xì)胞亞群 按試劑盒說明操作,末次給藥后24 h腹主動(dòng)脈取血處死大鼠,收集EDTA抗凝大鼠全血200 μL,分別加入APC標(biāo)記的CD3抗體、PE標(biāo)記的CD4抗體和FITC標(biāo)記的CD8抗體,室溫避光孵育30 min,加入2.0 mL裂解液輕輕振蕩,室溫孵育15 min,200 Xg,離心5 min棄上清,加入2 mL含1%胎牛血清的PBS重懸血細(xì)胞懸液,200 Xg,離心5 min棄上清,重懸細(xì)胞懸液于0.5 mL PBS中,上機(jī)檢測。
應(yīng)用GraphPad Prism 4.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,組間比較采用單因素方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
圖1顯示,造模后隨著給藥時(shí)間延長,各組動(dòng)物體質(zhì)量均增加,但模型組及各給藥組體質(zhì)量增加較空白對照組緩慢,與對照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。各給藥組體質(zhì)量高于模型組,但與模型組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
圖1 給藥后各組大鼠體質(zhì)量變化
測量造模前后大鼠足趾容積比較各組大鼠足腫脹情況,結(jié)果表明加強(qiáng)免疫后6 d,各造模組動(dòng)物足趾出現(xiàn)不同程度腫脹,與對照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。隨著給藥時(shí)間延長,所有大鼠足腫脹程度均有不同程度減輕,各給藥組動(dòng)物足腫脹程度較模型組減輕更明顯。其中Ⅳ組TGT組給藥12 d時(shí),與模型組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);Ⅴ組醋酸潑尼松龍組于給藥6 d起,足趾腫脹度減輕明顯,與模型組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);Ⅶ組滑膜炎中劑量組給藥后15 d、18 d、24 d、27 d、30 d、33 d與模型組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01或P<0.05,圖2)。
圖2 滑膜炎顆粒對各組大鼠足趾腫脹影響
關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分結(jié)果顯示,對照組、佐劑組大鼠關(guān)節(jié)無改變,各造模組動(dòng)物關(guān)節(jié)紅腫、變形,隨著給藥時(shí)間延長各組關(guān)節(jié)紅腫情況逐漸減輕,其中Ⅳ組雷公藤多苷片組給藥12 d、21 d關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分低于模型組,與模型組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01,P<0.05);給藥36 d關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分高于模型組,與模型組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ組關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分均低于模型組,其中Ⅴ組醋酸潑尼松龍組于給藥6 d開始,關(guān)節(jié)指數(shù)評分與模型組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);,Ⅵ組滑膜炎大劑量組于給藥12 d、21 d、24 d關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分與模型組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P <0.01);Ⅶ組于給藥12 d、21 d、24 d、30 d 與模型組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01,圖3)。
圖3 給藥后各組大鼠關(guān)節(jié)炎指數(shù)變化
圖4顯示,正常對照組、不完全佐劑組關(guān)節(jié)及滑膜結(jié)構(gòu)正常,關(guān)節(jié)軟骨表面光滑平整,無炎細(xì)胞及淋巴細(xì)胞浸潤現(xiàn)象,無血管翳形成。模型組關(guān)節(jié)腔明顯變窄,TPT、潑尼松龍和滑膜炎各劑量組出現(xiàn)滑膜、軟骨、纖維組織及小血管增生,炎性細(xì)胞浸潤,但較模型組有明顯改善(圖4)。根據(jù)關(guān)節(jié)各部位病變輕重程度建立定量評分標(biāo)準(zhǔn)(如表1),各給藥組病理損傷與模型組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
表2顯示,流式細(xì)胞儀檢測各組大鼠外周血T細(xì)胞亞群的變化,結(jié)果顯示模型動(dòng)物和各給藥組CD3+T(TT)細(xì)胞總數(shù)在外周血T細(xì)胞所占的百分比與正常對照組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。各組Th細(xì)胞在CD3+T細(xì)胞中所占百分比顯著高于正常對照組,Ⅲ、Ⅴ、Ⅷ組與對照組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01,P<0.05);滑膜炎顆粒各給藥組Th細(xì)胞百分比均較模型組有所下降,但與模型組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;各組大鼠Tc細(xì)胞在CD3+T細(xì)胞中所占比例顯著低于正常對照組,Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅷ組與對照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01,P<0.05);各組大鼠Th/Tc的比值明顯高于對照組,Ⅲ、Ⅴ組與對照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);滑膜炎顆粒各給藥組Th/Tc比值均較模型組有所下降,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
表1 滑膜炎顆粒對大鼠關(guān)節(jié)病理形態(tài)變化評分
圖4
表2 給藥后各組大鼠T細(xì)胞亞群的變化
類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎屬于中醫(yī)學(xué)“痹證”范疇,因陽氣受損、腠理空虛、衛(wèi)氣不固、風(fēng)寒濕邪乘虛侵襲肌膚,致氣血凝滯、經(jīng)絡(luò)痹阻,從而導(dǎo)致患部腫脹疼痛,關(guān)節(jié)僵硬變形。在RA中滑膜的持續(xù)性增生、軟骨和骨組織的破壞是其重要的病理學(xué)特征。
目前RA動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中,主要采用佐劑性關(guān)節(jié)炎模型(AA)和CIA模型。模型大鼠關(guān)節(jié)病理觀察顯示,CIA大鼠滑膜增生、軟骨破壞、炎細(xì)胞浸潤程度較AA大鼠明顯,持續(xù)時(shí)間也較AA模型長,與RA臨床特點(diǎn)更接近[1]。故本實(shí)驗(yàn)采用Ⅱ型膠原大鼠尾根部注射,制備CIA模型。造模后大鼠體質(zhì)量增長緩慢,較對照組體質(zhì)量明顯降低,加強(qiáng)免疫后6 d,大鼠出現(xiàn)關(guān)節(jié)紅腫、活動(dòng)受限,隨著病程進(jìn)展,受累關(guān)節(jié)出現(xiàn)不同程度變形,提示CIA模型成功。糖皮質(zhì)激素在RA急性期能迅速減輕關(guān)節(jié)疼痛和腫脹癥狀。雷公藤多苷具有抗炎及免疫抑制作用,廣泛用于RA的治療[6],故本實(shí)驗(yàn)選取醋酸潑尼松龍與雷公藤多苷片作為西藥和中藥陽性對照藥物,二者對CIA模型呈現(xiàn)出較好的治療作用。然而隨著給藥時(shí)間延長,雷公藤多苷片組關(guān)節(jié)變形改善較差,故給藥36 d時(shí)關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分高于模型組?;ぱ最w粒功效清熱利濕、活血通絡(luò),用于治療急、慢性滑膜炎,其中夏枯草、薏苡仁、防己、澤蘭、黃芪促進(jìn)積液吸收;土茯苓、豨薟草、絲瓜絡(luò)改善關(guān)節(jié)活動(dòng)度;川牛膝、丹參、當(dāng)歸消腫止痛;女貞子、功勞葉強(qiáng)壯關(guān)節(jié)[7]。本實(shí)驗(yàn)滑膜炎顆粒各劑量組能夠改善足趾腫脹程度和關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分,高劑量組(9.68 g生藥/kg)、中劑量組(4.84 g生藥/kg)與模型組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,小劑量組也呈現(xiàn)較好的治療趨勢。踝關(guān)節(jié)病理切片顯示,模型組關(guān)節(jié)腔明顯變窄,軟骨、纖維組織及小血管增生,炎性細(xì)胞浸潤,滑膜炎顆粒各給藥組能夠不同程度改善上述癥狀,踝關(guān)節(jié)病理形態(tài)變化評分低于模型組,表明滑膜炎顆粒對RA滑膜損傷具有較好的治療作用,與整體足趾腫脹程度和關(guān)節(jié)炎指數(shù)的檢測結(jié)果相一致。
T淋巴細(xì)胞是機(jī)體免疫系統(tǒng)中的主要調(diào)節(jié)及效應(yīng)細(xì)胞,根據(jù)其表面標(biāo)志不同成熟T細(xì)胞可分為2個(gè)亞類,即CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞。CD4+T細(xì)胞按其功能可分為輔助性T細(xì)胞(TH)和遲發(fā)型超敏性T細(xì)胞(TDTH),前者為調(diào)節(jié)性T細(xì)胞,后者為效應(yīng)性T細(xì)胞。CD8+T細(xì)胞也是不均一的細(xì)胞群,按其功能分為抑制性T細(xì)胞(TS)和殺傷性T細(xì)胞(TC),前者為調(diào)節(jié)性T細(xì)胞,后者為效應(yīng)性T細(xì)胞。近年來,分泌白介素17的CD4+T細(xì)胞亞群(TH17細(xì)胞)被認(rèn)為與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的發(fā)病密切相關(guān),RA患者體內(nèi)以CD3+CD4+T淋巴細(xì)胞亞群異常增加為特征,異?;罨腃D3+CD4+T淋巴細(xì)胞通過釋放大量促炎性細(xì)胞因子加速病灶部位的組織損傷[8]。本研究各造模組大鼠Th細(xì)胞百分比、Th/Tc均高于空白對照組,Tc細(xì)胞百分比均低于對照組,與文獻(xiàn)報(bào)道相一致?;ぱ最w粒各給藥組Th細(xì)胞百分比、Th/Tc均低于模型組,Tc細(xì)胞百分比均高于模型組,說明滑膜炎顆粒對CIA大鼠關(guān)節(jié)損傷治療作用與降低Th細(xì)胞百分比相關(guān)。而潑尼松龍組Th細(xì)胞百分比、Th/Tc與模型組大體相當(dāng),說明其治療RA作用與Th細(xì)胞可能不相關(guān)。
總之,本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用CIA模型動(dòng)態(tài)監(jiān)測滑膜炎顆??诡愶L(fēng)濕作用,并通過流式細(xì)胞儀深入探討其作用效應(yīng)與T細(xì)胞亞群的相關(guān)性,為臨床應(yīng)用滑膜炎顆粒治療RA滑膜損傷提供了實(shí)驗(yàn)參考,然而其作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。
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