劉 玉 謝 緯 賈 丹 張小瑾 祝慶華 陳 生
(廣東省深圳市中醫(yī)院,廣州中醫(yī)藥大學(xué)第四臨床醫(yī)學(xué)院,廣東 深圳 518003)
流感病毒感染是上呼吸道相關(guān)疾病發(fā)病的一個重要原因,也是導(dǎo)致人急性肺損傷而引起死亡的主要原因之一。目前發(fā)現(xiàn)的流感病毒有甲、乙、丙3種類型,其中甲型流感病毒是目前導(dǎo)致流感感染的主要病原體。由于流感病毒抗原的變異,新的病毒株以及新的亞型不斷形成,從而使得甲型流感病毒可以反復(fù)多次突破人類的過往免疫保護(hù)進(jìn)而引起流行性感冒中小型流行甚至世界性的大流行[1]。世界范圍內(nèi)每年因季節(jié)性的流感導(dǎo)致了300~500萬人罹患流感相關(guān)的嚴(yán)重疾?。?]。據(jù)報道僅在2016年底至2017年初的不到5個月的時間里,中國有1 258名患者感染H7N9禽流感病毒,死亡率高達(dá)41%[3]。研究表明流感疫苗只是部分地起作用[2]。故此流感預(yù)防策略及治療方法顯得非常的重要,近年來越來越多的國內(nèi)外學(xué)者把研究方向聚焦于流感的防治。流行性感冒屬于中醫(yī)學(xué)“時行感冒”的范疇,其主要病因為風(fēng)熱毒邪外感肺衛(wèi),未得及時祛除,風(fēng)熱毒邪內(nèi)傳,進(jìn)而內(nèi)襲于肺,致使風(fēng)熱毒邪蘊結(jié)肺部。其基本的病理機制為風(fēng)熱外襲、熱毒蘊肺。常以辛涼解表、清熱解毒為主要治法和治則?;谘C方法的前期臨床試驗證實,熱毒寧注射液治療流感具有較好的臨床療效[4]。為了深層次地了解其作用機制,本實驗通過制備小鼠甲型流感病毒性肺損傷模型,研究熱毒寧注射液對實驗小鼠肺組織病理改變、血清及肺組織腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)水平的影響,以圖通過抗炎癥反應(yīng)渠道初步探討熱毒寧注射液治療流感的機制?,F(xiàn)報告如下。
1.1 實驗動物 SPF級的BALB/c小鼠共48只,平均體質(zhì)量波動于14~17 g,由中國軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物中心提供,許可證編號:SCXK-(軍)2016-0035。飼料批號:SCXK(京)2016-0017。
1.2 病毒株 本實驗所用甲1型流感病毒鼠肺適應(yīng)株FM1由廣州醫(yī)科大學(xué)呼研所病毒室提供,先由10日齡的雞胚尿囊腔進(jìn)行接種培養(yǎng)傳代,采用微量血凝試驗進(jìn)行病毒效價的滴定,其中血凝效價在1∶640以上者可供本試驗所用。在正式試驗前進(jìn)行預(yù)實驗測定小鼠的病毒半數(shù)致死劑量(LD50),正式試驗采用50倍的半數(shù)致死劑量(50LD50)的病毒液。
1.3 試藥與儀器 熱毒寧注射液購自江蘇康緣藥業(yè)股份有限公司(批號1511525945);利巴韋林注射液購自河北石家莊石藥集團(tuán)歐意藥業(yè)有限公司 (國藥準(zhǔn)字H20123033)。小鼠IL-1β ELISA試劑盒、小鼠TNF-α ELISA試劑盒、小鼠IL-6 ELISA試劑盒(欣博盛生物科技有限公司)。超凈工作臺(BCM-1300A,蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司);石蠟切片機(Leica RM2235);酶標(biāo)儀(Multiskan Ascent);超低溫冰箱(BC-163D,海爾集團(tuán));低溫高速離心機(Microfuge 22R,美國Beckman公司);倒置顯微鏡(Nikon-TE300,Leica dmil公司);全自動生化分析儀(7020,日本日立公司);精密電子分析天平 (上海良平儀器儀表有限公司);超純水器(Millpore);微量加樣器(德國 Eppendorf公司);一次性注射器、眼科鑷、平皿、小鼠灌胃針等。
1.4 分組與模型制備 實驗動物采用隨機數(shù)字表法將48只BALB/c小鼠按隨機數(shù)字表法分成正常對照組、模型對照組、熱毒寧注射液組、利巴韋林注射液組各12只。實驗動物進(jìn)行適應(yīng)性飼養(yǎng)3 d后稱取體質(zhì)量,除正常對照組小鼠外,其余各組小鼠均制備病毒感染實驗動物模型。具體模型制備方法流程如下:首先行乙醚輕度麻醉,之后每只小鼠鼻內(nèi)滴種50LD50的流感病毒液50 μL。正常對照組小鼠在同等條件下的動物房進(jìn)行隔離飼養(yǎng),并按上述流程鼻腔接種0.9%氯化鈉注射液 50 μL。
1.5 干預(yù)方法 各治療組在病毒接種感染后的第24小時進(jìn)行給藥處理,連續(xù)給藥5 d。熱毒寧注射液組每次給予熱毒寧注射液7.2 mL/(kg·d)腹腔注射;利巴韋林注射液組每次給予利巴韋林注射液150 mg/(kg·d)腹腔注射;正常組和模型組給予同步腹腔注射0.9%氯化鈉注射液每日1 mL。各組實驗小鼠在標(biāo)本采集前最后1次給藥后予禁水、禁食8 h。
1.6 標(biāo)本采集與檢測 分別在造模后第3日和第5日采集標(biāo)本,每次每組取6只,將實驗小鼠稱質(zhì)量后,通過摘除眼球法取血,血液采集于促凝管中,立即放入低溫離心機中,4 000 r/min離心5 min,離心后取上層血清存于EP管中,放入-80℃冰箱中冷藏以備本實驗ELISA檢測。之后采取頸椎脫臼的方法將小鼠處死,在無菌操作臺上將小鼠仰臥位固定,用醫(yī)用消毒酒精將其頸部及胸腹部消毒,無菌外科剪剪開胸骨,打開胸腔,取出整個肺臟組織,立即用微量天平稱取肺組織的質(zhì)量,計算各個小鼠的肺指數(shù) (肺質(zhì)量/體質(zhì)量×100%)。取左側(cè)肺組織,將之放入4%的多聚甲醛固定液中進(jìn)行固定,行常規(guī)脫水后石蠟包埋并進(jìn)行HE染色。根據(jù)相關(guān)的參考文獻(xiàn)[3]進(jìn)行實驗小鼠的肺組織病理學(xué)評分。剪取右肺50 mg置于EP管中,加入1 mL的0.9%氯化鈉注射液,采用組織勻漿機將肺組織進(jìn)行充分地研磨,之后儲存于-80℃冰箱以備本實驗相關(guān)指標(biāo)的ELISA檢測所用。采用ELISA法進(jìn)行急性肺損傷實驗小鼠的血清和肺組織中TNF-α、IL-1β、IL-6含量的測定。具體的檢測程序嚴(yán)格遵循ELISA試劑盒的說明書進(jìn)行操作。
1.7 統(tǒng)計學(xué)處理 應(yīng)用SPSS19.0統(tǒng)計軟件。計量資料以(x±s)表示。采用單因素方差分析(ONEWAY ANOVNA),組間比較采用LSD檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 各組小鼠肺指數(shù)比較 見表1。模型組第3和第5日的肺指數(shù)均高于正常組(P<0.05)。藥物治療后第3日和第5日,各治療組與模型組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);治療后第5日,熱毒寧注射液組與利巴韋林注射液組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。
表1 各組肺指數(shù)比較(x±s)
2.2 各組小鼠肺組織病理改變觀察 見圖1。正常組:肺組織未見異常,氣管和肺泡結(jié)構(gòu)清晰,管腔內(nèi)無滲出物,血管無擴張充血,基本無明顯的炎性細(xì)胞浸潤。模型組:小鼠肺泡組織結(jié)構(gòu)不清,部分肺泡萎陷不張,肺泡間隔明顯增寬,肺間質(zhì)和肺泡內(nèi)有蛋白質(zhì)水腫液及大量炎癥細(xì)胞浸潤,肺微血管充血、出血、微血栓。利巴韋林注射液組:肺泡結(jié)構(gòu)較模型組有改善,肺泡萎陷、充氣不良,較模型組有一定好轉(zhuǎn),肺間隔內(nèi)炎細(xì)胞滲出有一定好轉(zhuǎn)。熱毒寧注射液組:肺泡萎陷、充氣不良明顯改善,肺間質(zhì)和肺泡水腫不明顯,肺泡間隔見少量纖維性滲出。
圖1 各組小鼠肺組織病理改變(HE染色,100倍)
2.3 各組小鼠血清及肺組織中TNF-α、IL-1β、IL-6含量的比較 見表2。流感病毒感染小鼠后,模型組血清及肺組織中TNF-α、IL-1β、IL-6水平均較正常組明顯升高,且在第5日達(dá)峰值;治療后第3日和第5日,熱毒寧注射液組、利巴韋林注射液組TNF-α、IL-1β、IL-6含量均較模型組有所降低(P<0.05);治療第3日和第5日,熱毒寧注射液組血清和肺組織TNF-α水平較利巴韋林注射液組均降低更明顯(P<0.05);治療第3日,熱毒寧注射液組血清和肺組織IL-1β、IL-6水平較利巴韋林注射液組均降低更明顯(P<0.05)。
表2 各組小鼠血清及肺組織中TNF-α、IL-1β、IL-6含量比較(x±s)
自2016年10月至2017年2月,中國有1 258名患者感染H7N9禽流感病毒,其致死率為41%[3]。每年因季節(jié)性的流感導(dǎo)致300~500萬人罹患流感相關(guān)的嚴(yán)重疾病,目前疫苗只是部分有效[2]。流感病毒主要侵入機體呼吸道黏膜上皮細(xì)胞,引起內(nèi)皮細(xì)胞大量釋放炎癥因子,介導(dǎo)過度的炎癥反應(yīng),進(jìn)而細(xì)胞產(chǎn)生空泡、變性,并迅速產(chǎn)生子代病毒體擴散至鄰近細(xì)胞,重復(fù)病毒增殖周期,最終導(dǎo)致肺組織損傷[5]。本實驗證實流感病毒感染小鼠的肺組織中出現(xiàn)黏膜水腫、充血、淋巴細(xì)胞浸潤等,且流感病毒性肺炎模型小鼠的肺部炎癥病變程度與肺組織TNF-α、IL-1β、IL-6的水平相一致。
研究表明,純化的流感病毒神經(jīng)氨酸酶可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞釋放 IL-1、TNF-α[6],全病毒可誘導(dǎo)外周血單個核細(xì)胞產(chǎn)生 IL-1、IL-6 和 TNF-α[7],流感病毒誘導(dǎo)機體免疫反應(yīng)產(chǎn)生的TNF-α、IL-6可直接作用于細(xì)胞、微血管等,造成組織損傷[8-9]。另有研究證實,流感病毒性肺炎模型小鼠的肺部炎癥病變程度與細(xì)胞因子TNF-α、IL-6 直接相關(guān)[10-12],用 TNF-α 抗體治療能減輕肺部炎癥病變[13]。本研究選取流感病毒感染初期早期啟動的特異性細(xì)胞因子 TNF-α、IL-6、IL-1β為檢測指標(biāo)來觀察熱毒寧注射液對流感病毒感染小鼠的炎癥反應(yīng)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),小鼠在感染初期血清及肺組織中TNF-α、IL-1β、IL-6水平均呈上升趨勢,采用熱毒寧注射液和利巴韋林注射液均能降低TNF-α、IL-1β、IL-6水平,尤以熱毒寧注射液更為顯著,提示減輕由炎性因子過度釋放引起的病理損傷,改善肺指數(shù)狀。
甲型H1N1流感屬于中醫(yī)學(xué) “瘟疫病”“疫癘病”“瘟病”的范疇,風(fēng)熱犯衛(wèi)證或熱毒襲肺證為初期多見證候。熱毒寧注射液具有清熱、疏風(fēng)、解毒的功效,故在衛(wèi)生部頒布的 《甲型H1N1流感治療方案 (2010年版)》[14]中,被推薦用于治療流感患者。前期臨床研究證實熱毒寧注射液可明顯縮短流感患者病程[4],降低流感患者外周血炎性因子[15]。熱毒寧注射液主要成分包括環(huán)烯醚萜類、有機酸及黃酮類成分等[16]。給實驗大鼠靜脈注射熱毒寧注射液后,通過藥代動力學(xué)的方法發(fā)現(xiàn)其循環(huán)系統(tǒng)中存在熱毒寧注射液的46種化合物(19種環(huán)烯醚萜類,16種有機酸,11種黃酮類)[17]。 現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,熱毒寧注射液組方中的金銀花、梔子、青蒿具有解熱抗炎、抗氧化、抗病毒等作用。梔子苷在體外能有效抑制甲型H1N1流感病毒對MDCK細(xì)胞的CPE,在體內(nèi)能有效減輕甲型H1N1流感病毒對小鼠肺部的損傷。大量體外試驗研究表明青蒿素類藥物具有抗病毒作用,對甲型流感病毒等具有較好的抑制作用。基于活性導(dǎo)向的研究表明,金銀花不同成分對H3N2和H1N1甲型流感病毒神經(jīng)氨酸酶均有抑制作用[18-20]。
綜上所述,熱毒寧注射液具有抗流感病毒感染的作用,能夠減輕肺組織病變程度,正向調(diào)節(jié)炎癥因子,減緩流感感染小鼠的炎性反應(yīng),降低肺組織和血清中TNF-α、IL-1β、IL-6 水平的表達(dá)。