●趙文杰 陳麗紅 李曉霞
昆布是臨床常用中藥,具有消痰軟堅(jiān)、泄熱利水、止咳平喘、散結(jié)的作用。常用于癭瘤、瘰疬、疝氣下墮、咳喘、水腫。多個(gè)經(jīng)方以昆布為君藥,如昆布散、三香昆布丸、五癭昆布方、海藻玉壺湯等,在治療癭瘤、瘰疬等疾病中發(fā)揮了重要的作用。昆布的主要活性成分為昆布多糖(Laminarin)。近年來,研究表明其可通過增強(qiáng)T 細(xì)胞的增殖,提高NK 細(xì)胞的活性等作用提高機(jī)體免疫力,亦可通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞調(diào)亡而實(shí)現(xiàn)其抗腫瘤作用[1]。昆布多糖以β-1,3連接的葡聚糖為主,與真菌細(xì)胞壁成分β-1,3葡聚糖分子結(jié)構(gòu)相似,是模式識(shí)別受體TLR-2、Dectin-1的配體。細(xì)胞壁作為藥物靶點(diǎn)研究已成為抗真菌藥物的研究熱點(diǎn)[2]。模式識(shí)別受體是機(jī)體天然免疫識(shí)別病原微生物的第一道防線,其識(shí)別并引導(dǎo)吞噬細(xì)胞吞噬病原真菌是機(jī)體清除病原菌的最重要的防御機(jī)制。昆布多糖具有成為新的抗真菌的免疫調(diào)節(jié)劑或疫苗的潛能,但其作用過程及機(jī)制并未得到完整的解釋[3-4]。
糖皮質(zhì)激素是臨床常用的抗炎及免疫抑制劑。長期大劑量應(yīng)用糖皮質(zhì)激素治療的病人可出現(xiàn)致命的侵襲性真菌感染(invasive fungal infections,IFI),臨床常見的侵襲性真菌為白色念珠菌(Candida albicans)及煙曲霉(Aspergillus)。如何降低免疫抑制狀態(tài)下機(jī)會(huì)性真菌感染,如何有效地治療深部真菌病已成為現(xiàn)實(shí)的難題。地塞米松(Dexamethasone,DEX)可降低巨噬細(xì)胞的識(shí)別、吞噬真菌的能力[5],但其機(jī)制尚不明確。那么昆布多糖能否作為免疫調(diào)節(jié)劑對巨噬細(xì)胞識(shí)別與吞噬病原真菌功能產(chǎn)生影響,從而對抗免疫抑制下的機(jī)會(huì)性真菌感染?
筆者通過建立昆布多糖、地塞米松與巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)的免疫抑制模型,研究昆布多糖對巨噬細(xì)胞識(shí)別、吞噬病原真菌的作用,以期探討昆布多糖對免疫抑制狀態(tài)下巨噬細(xì)胞的免疫識(shí)別及吞噬功能的影響。從而為機(jī)會(huì)性真菌的防治提供新的治療思路:針對模式識(shí)別受體激動(dòng)劑的應(yīng)用及靶向治療的定位等,亦為常用中藥昆布的開發(fā)與利用提供理論基礎(chǔ)。
1.1 真菌的取材及鑒定及培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)用煙曲霉購自中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)醫(yī)學(xué)真菌中心,標(biāo)準(zhǔn)菌株為:煙曲霉CCCCM ID A1。刮取菌落加入盛有無菌生理鹽水10mL 及8 個(gè)玻璃珠的三角燒瓶內(nèi),振蕩20min 后用8 層粗紗濾去菌絲,制成濃度為1×107CFU/mL孢子混懸液。
1.2 巨噬細(xì)胞RAW264.7RAW264.7 細(xì)胞系購自中科院細(xì)胞庫,離心去凍存液:放至離心機(jī)中500G離心2min,棄上清,應(yīng)用37℃、5%1640完全培養(yǎng)液培養(yǎng)重懸細(xì)胞,吹打,調(diào)整細(xì)胞濃度為5×106分瓶。置于37℃5%CO2培養(yǎng)箱內(nèi),換液、傳代時(shí)間視細(xì)胞生長情況而定。
1.3 試驗(yàn)方法巨噬細(xì)胞培養(yǎng)2~3天后,換液,巨噬細(xì)胞1×106cell/孔,每孔加入1×107煙曲霉分生孢子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。共培養(yǎng)細(xì)胞分為四組:A.煙曲霉分生孢子組;B.煙曲霉分生孢子+昆布多糖組;C.煙曲霉分生孢子+地塞米松組;D.煙曲霉分生孢子+昆布多糖+地塞米松組。巨噬細(xì)胞存活率檢測:各組共培養(yǎng)2h后,取出培養(yǎng)板中的蓋玻片。臺(tái)盼藍(lán)染色,光鏡下觀察200個(gè)巨噬細(xì)胞,計(jì)算存活率。巨噬細(xì)胞吞噬指數(shù)檢測:吞噬指數(shù)=被吞噬的分生孢子數(shù)/吞噬了分生孢子的巨噬細(xì)胞數(shù)。各組共培養(yǎng)2h 后,取出培養(yǎng)板中的蓋玻片,PAS染色,光鏡下觀察200個(gè)巨噬細(xì)胞,計(jì)算吞噬指數(shù)。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 24 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,各組均數(shù)間的比較采用單因素方差分析(One-way ANOVA)。
2.1 昆布多糖對各組巨噬細(xì)胞存活率的影響臺(tái)盼藍(lán)染色,光鏡下觀察巨噬細(xì)胞存活率:(1)與煙曲霉分生孢子組比較,地塞米松可增加共培養(yǎng)巨噬細(xì)胞的存活率(P<0.05),昆布多糖可降低共培養(yǎng)巨噬細(xì)胞的存活率(P<0.05);(2)與地塞米松組比較,昆布多糖可降低共培養(yǎng)巨噬細(xì)胞的存活率(P<0.05)。見圖1、圖2。
圖1 各組共培養(yǎng)2h后各組巨噬細(xì)胞存活率(×400)(A為煙曲霉分生孢子,DEX為地塞米松,L為昆布多糖)
圖2 巨噬細(xì)胞與煙曲霉分生孢子共培養(yǎng)2h后各組巨噬細(xì)胞存活率(A為煙曲霉分生孢子,DEX為地塞米松,L為昆布多糖)
2.2 昆布多糖對各組巨噬細(xì)胞吞噬指數(shù)的影響與煙曲霉分生孢子組比較,昆布多糖可增加共培養(yǎng)巨噬細(xì)胞的吞噬指數(shù)(P<0.05);地塞米松降低共培養(yǎng)巨噬細(xì)胞的吞噬指數(shù)(P<0.05)。與地塞米松組比較,昆布多糖可增加巨噬細(xì)胞的吞噬指數(shù)(P<0.05)。見圖3、圖4。
圖3 各組巨噬細(xì)胞吞噬分生孢子(×400)(A為煙曲霉分生孢子,L為昆布多糖,DEX為地塞米松)
昆布,藥用來源為海帶科植物海帶或翅藻科植物昆布的干燥葉狀體,是一種重要的食用及藥用植物。昆布?xì)庑?,味咸,入肝、胃、脾?jīng),具有化痰、軟堅(jiān)散結(jié)、止咳平喘、散結(jié)行水之功效?!侗静菥V目》中指出:“昆布下氣,……海島之人愛食之,為無好菜,只食此物,服久相習(xí),病亦不生……”初步提及了昆布的“免疫增強(qiáng)”作用。隨著昆布食用及藥用功能的研究不斷深入,有學(xué)者發(fā)現(xiàn)其可以提高機(jī)體細(xì)胞免疫從而增強(qiáng)機(jī)體免疫力[3]。筆者在本實(shí)驗(yàn)中研究了昆布多糖對巨噬細(xì)胞的免疫識(shí)別及吞噬功能的影響,進(jìn)一步證實(shí)了昆布的免疫增強(qiáng)作用。
正常免疫狀態(tài)下,人體吸入的真菌孢子可被機(jī)體天然的免疫系統(tǒng)清除,因此不易致病?,F(xiàn)今對自身免疫性疾病、變態(tài)反應(yīng)性疾病、腫瘤、器官移植術(shù)后等的治療仍大量采用糖皮質(zhì)激素。隨之而來的免疫抑制狀態(tài)下的侵襲性真菌感染越來越多,逐漸成為這類疾病的重要致死因素??拐婢幬锬退幵黾右喑蔀橹委熤械募謫栴}[6],上市不久的棘白素類抗真菌藥也出現(xiàn)了耐藥現(xiàn)象[7]。煙曲霉是臨床上僅次于白念珠菌的一種重要的條件致病真菌。近年來煙曲霉病的發(fā)病率呈上升趨勢[8-9]。機(jī)體殺滅煙曲霉的免疫細(xì)胞主要是巨噬細(xì)胞。其識(shí)別、吞噬、殺傷煙曲霉的功能決定了曲霉病的發(fā)展方向。校正免疫抑制狀態(tài)下的巨噬細(xì)胞識(shí)別、吞噬真菌能力亦成為抗真菌治療的關(guān)鍵。
在本研究中,筆者發(fā)現(xiàn)地塞米松可以降低巨噬細(xì)胞對煙曲霉分生孢子的吞噬指數(shù),同時(shí)提高共培養(yǎng)巨噬細(xì)胞的存活率。巨噬細(xì)胞存活率高,表明其因吞噬殺傷病原真菌后的細(xì)胞調(diào)亡率低,即其識(shí)別吞噬病原真菌功能低下。昆布多糖則能夠增加巨噬細(xì)胞的吞噬指數(shù),降低共培養(yǎng)巨噬細(xì)胞的存活率,并可以逆轉(zhuǎn)地塞米松對巨噬細(xì)胞識(shí)別與吞噬的抑制作用。說明昆布多糖可以增強(qiáng)巨噬細(xì)胞對煙曲霉識(shí)別與吞噬,從而說明了昆布多糖在機(jī)體抗真菌中的免疫增強(qiáng)作用。
圖4 各組巨噬細(xì)胞的吞噬指數(shù)(A為煙曲霉分生孢子,L為昆布多糖,DEX為地塞米松)
筆者在以往的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了昆布多糖可上調(diào)TLR-2與Dectin-1表達(dá)[10],其不能激活巨噬細(xì)胞產(chǎn)生炎性因子,而高表達(dá)的模式識(shí)別受體可增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的識(shí)別病原能力。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)可以推論:昆布多糖的抗真菌天然免疫增強(qiáng)作用,即其增強(qiáng)巨噬細(xì)胞識(shí)別與吞噬病原真菌的作用,可能與其上調(diào)模式識(shí)別受體TLR-2 與Dectin-1 相關(guān)。而正因?yàn)槔ゲ级嗵遣荒軐C(jī)體產(chǎn)生促炎反應(yīng)即致病性反應(yīng),所以其臨床藥理安全性高。
昆布多糖有望成為侵襲性真菌病防治的免疫調(diào)節(jié)劑及有效的靶向藥物。真菌免疫過程十分復(fù)雜,其被機(jī)體天然免疫識(shí)別及被殺傷細(xì)胞吞噬后,激活細(xì)胞通過不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程最終產(chǎn)生效應(yīng)性炎癥因子,最終完成炎癥過程。昆布多糖通過何種信號(hào)途徑來實(shí)現(xiàn)其免疫增強(qiáng)作用,仍需要深入研究。昆布是廉價(jià)、高產(chǎn)的常用中藥,開發(fā)其功效及療效,具有深遠(yuǎn)的意義。