王曼虹,王雪,顏玉靜,黃芝瑛,汪祺*,文海若*
1.中國食品藥品檢定研究院,北京 100050;2.中山大學(xué) 藥學(xué)院,廣東 廣州 510006
雷公藤多苷片(TripterygiumGlycoside Tablets,TPT)由衛(wèi)矛科雷公藤屬植物雷公藤去皮制備而成,具有較強(qiáng)的抗炎、免疫抑制、抗腫瘤等藥理作用[1],對類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、腎病綜合征、自身免疫肝炎和皮膚病等均具有良好的治療效果[2]。但自TPT應(yīng)用于臨床以來,其不良反應(yīng)和器官毒性時有報(bào)道[3-4],以肝臟毒性報(bào)道最為多見。如李紅剛等[5]發(fā)現(xiàn),683 例服用TPT 的病例中110 例出現(xiàn)肝損傷,發(fā)生率約為16%,具體臨床表現(xiàn)為肝臟壓痛感、皮膚和尿液黃染、血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)水平升高等。研究提示,其毒性作用機(jī)制可能與脂質(zhì)過氧化、肝細(xì)胞過度凋亡、免疫損傷、肝藥酶活性改變、糖和脂肪代謝異常等因素有關(guān)[6]。
TPT 所含成分復(fù)雜,主要成分包括生物堿、雷公藤甲素(triptolide,TP)、雷公藤內(nèi)酯甲(wilforlide A,WA)和雷公藤紅素等[7]。研究提示,TPT 中TP 活性最強(qiáng),但因該成分同時具有較強(qiáng)的毒性作用[8-9],《中華人民共和國藥典》2020年版中TPT將TP列為檢查項(xiàng),規(guī)定其上限。前期采用國家藥品監(jiān)督管理局局頒標(biāo)準(zhǔn)(WS3-B-3350-98-2011)[10]對10個企業(yè)171批雷公藤多苷片進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),市場上TPT 中TP 含量多寡各異,部分企業(yè)生產(chǎn)的TPT中甚至不含有TP。因此,TPT的毒性是否僅與TP有關(guān)成為亟待解決的問題。
本研究采用人源肝細(xì)胞系HepaRG 研究不同生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的TPT 的肝毒性差異,同時明確TPT 中主要成分TP與肝毒性的相關(guān)性,本研究結(jié)果將為完善TPT的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、臨床合理用藥提供參考。
VICTOR X5 型多功能酶標(biāo)儀(PerkinElmer 公司);BD FACSCalibur 型流式細(xì)胞儀(美國BD 公司);H500FR 型臺式高速冷凍離心機(jī)(Kokusan 公司);7180 型全自動生化分析儀(日立公司);PB203-N 型電子天平(Mettler-Toledo 公司);CKX31 型顯微鏡(Olympus 公司);SI-T246 Vortex-Ge 型渦旋振蕩儀(海門市其林貝爾儀器制造有限公司);ND-2000 型分光光度計(jì)(Thermo Fisher Scientific 公司);iBright 1500 型凝膠成像系統(tǒng)(上海天能科技有限公司);Quantstudio DX 型熒光定量PCR儀(Applied Biosystems公司)。
人源肝細(xì)胞系HepaRG 購自Thermo Fisher Scientific 公司,本研究所用細(xì)胞為第12~13 代。TP對照品(中國食品藥品檢定研究院,批號:111567-201404,純度:99.8%);TPT(涉及生產(chǎn)企業(yè):A~G,此處以字母代表;H 為在G 企業(yè)產(chǎn)品中人為在66.67 mg·mL-1TPT 中添加TP 100 μg·mL-1,作為TP 毒性評價(jià)對照);cell counting kit-8(cck-8,日本同仁化學(xué)研究所);Annexin V-FITC/PI 細(xì)胞凋亡檢測試劑盒(美國BD 公司);TRNzol 總RNA 提取試劑(天根生化科技有限公司);PrimeScript?RT reagent Kit with gDNA Eraser、SYBR? Premix ExTaq?Ⅱ(Tli RNaseH Plus)、ROX plus、DL2000 DNA Marker(寶生物工程有限公司);引物合成(北京Invitrogen公司)。
將處于對數(shù)生長期的HepaRG 細(xì)胞消化后,調(diào)整至5×104個/mL,在96 孔板中每孔接種約5000 個細(xì)胞,孵育18~24 h 后給藥。分設(shè)空白對照組(不含HepaRG 細(xì)胞)、溶媒對照組[0.5%二甲基亞砜(DMSO)]及不同濃度的給藥組[TP 及WA 濃度:5~320 nmol·L-1;TPT質(zhì)量濃度:根據(jù)各TPT給藥后細(xì)胞存活率,取半數(shù)抑制濃度(IC50)為中間濃度,并上下各設(shè)1 個濃度組],于37 ℃、5% CO2的條件下孵育24 h 后,每孔加入CCK-8 檢測試劑10 μL,37 ℃避光孵育2 h 后用酶標(biāo)儀檢測各孔450 nm 波長處的吸光度值(A),按公式(1)計(jì)算細(xì)胞存活率。在進(jìn)一步毒性研究中,不同受試物的給藥濃度以IC50為中間濃度(高濃度時細(xì)胞存活率約為20%,低濃度時則約為70%)。
將處于對數(shù)生長期的HepaRG細(xì)胞消化后接種于6孔板中,待細(xì)胞貼壁生長覆蓋皿底80%~90%時給藥。分設(shè)溶媒對照組(0.5%DMSO)及不同濃度的給藥組(詳見2.1項(xiàng)),于37 ℃、5%CO2的條件下孵育24 h 后,收集上清液,并用不含乙二胺四乙酸(EDTA)的胰酶消化細(xì)胞,合并收集于離心管中離心[4 ℃,3000 r·min-1,離心10 min(離心半徑為13.5 cm)]。細(xì)胞經(jīng)預(yù)冷的磷酸鹽緩沖液(PBS)洗滌2 遍后,每管加1×binding buffer 100 μL 重懸細(xì)胞,在避光條件下每管加Annexin V-FITC 10 μL 并孵育15 min。之后,每管加碘化丙啶(PI)5 μL,孵育5 min。孵育完成后每管加入1×Binding Buffer 400 μL稀釋,吹打混勻后轉(zhuǎn)移至流式管中,1 h內(nèi)上機(jī)檢測。
細(xì)胞培養(yǎng)和給藥與2.2 項(xiàng)下方法相同。給藥處理結(jié)束后,樣本經(jīng)離心[4 ℃,3000 r·min-1,離心10 min(離心半徑為13.5 cm)]分離出上清液。使用全自動生化分析儀檢測上清液中AST、堿性磷酸酶(ALP)、乳酸脫氫酶(LDH)、肌酸激酶(CK)和谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶(GGT)的水平。
細(xì)胞培養(yǎng)、給藥及消化收集與2.2 項(xiàng)下方法相同。用TRNzol 總RNA 提取試劑提取細(xì)胞樣本的總RNA,以NanoDrop?ND-2000 測定總RNA 的濃度和純度。使用含gDNA Eraser 的PrimeScript ?RT reagent Kit 進(jìn)行cDNA 反轉(zhuǎn)錄后,經(jīng)SYBR GreenⅠReal time PCR(內(nèi)參為18S rRNA 基因),檢測細(xì)胞樣本中白細(xì)胞介素-6(IL-6)、IL-10、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和γ-干擾素(IFN-γ)表達(dá)量的變化,引物序列設(shè)計(jì)見表1。
表1 實(shí)時定量PCR法細(xì)胞因子測定引物序列
細(xì)胞存活率、細(xì)胞凋亡率、生化指標(biāo)水平、細(xì)胞因子水平等數(shù)據(jù)用()表示。采用單因素方差分析對組間數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn),P<0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。數(shù)據(jù)圖與統(tǒng)計(jì)結(jié)果經(jīng)GraphPad Prism 7軟件處理生成。
前期采用國家藥品監(jiān)督管理局局頒標(biāo)準(zhǔn)(WS3-B-3350-98-2011)對10個企業(yè)171批雷公藤多苷片進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn),在此基礎(chǔ)上選取其中7家生產(chǎn)企業(yè)的TPT進(jìn)行進(jìn)一步研究。這7家生產(chǎn)企業(yè)TPT中,TP含量差異較大(表2~3)。以66.67 mg·mL-1TPT計(jì),不同企業(yè)TPT中含有的TP質(zhì)量濃度在0~77.78 μg·mL-1,其中企業(yè)G的產(chǎn)品中TP質(zhì)量濃度為0 μg·mL-1[11]。
表2 不同生產(chǎn)企業(yè)TPT中TP含量()μg/片
表2 不同生產(chǎn)企業(yè)TPT中TP含量()μg/片
表3 不同生產(chǎn)企業(yè)每66.67 mg·mL-1 TPT中TP質(zhì)量濃度()
表3 不同生產(chǎn)企業(yè)每66.67 mg·mL-1 TPT中TP質(zhì)量濃度()
使用CCK-8 法測定HepaRG 細(xì)胞經(jīng)不同濃度(5~320 nmol·L-1)TP 處理24 h 后的相對細(xì)胞存活率。結(jié)果發(fā)現(xiàn),TP 的IC50約為15.14 nmol·L-1。以下研究重點(diǎn)考察不同生產(chǎn)企業(yè)TP含量與毒性差異之間的關(guān)聯(lián)。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),所有企業(yè)的TPT 均可顯著降低HepaRG 細(xì)胞的存活率,且隨著TP 濃度增加,細(xì)胞存活率逐漸降低且存在濃度效應(yīng)相關(guān)性,見圖1。
圖1 TP及不同企業(yè)TPT對HepaRG存活率的影響
H為G企業(yè)樣品添加100 μg·mL-1TP的對照組,前者IC50低于后者(表4),提示TP 的加入可明顯增加TPT制劑的細(xì)胞毒性。
表4 不同企業(yè)TPT對HepaRG細(xì)胞IC50 μg·mL-1
細(xì)胞凋亡是藥源性肝損傷的重要作用機(jī)制之一,前期研究提示,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡是TP 的藥效學(xué)及毒理作用機(jī)制之一[12]。本研究使用流式細(xì)胞計(jì)數(shù)法研究TP 對HepaRG 細(xì)胞凋亡率的影響,發(fā)現(xiàn)TP 濃度>20 nmol·L-1(約為7.20 ng·mL-1)時可顯著升高HepaRG 細(xì)胞凋亡率(P<0.001),且呈一定濃度效應(yīng)相關(guān)性(圖2)。
圖2 TP對HepaRG細(xì)胞凋亡率的影響(,n=3)
7 家生產(chǎn)企業(yè)TPT 的測定結(jié)果發(fā)現(xiàn),除D 企業(yè)TPT中的低質(zhì)量濃度6.66 μg·mL-1(相應(yīng)TP質(zhì)量濃度為7.20 ng·mL-1,與TP 單獨(dú)給藥導(dǎo)致凋亡起始濃度一致)僅引起HepaRG 細(xì)胞凋亡率微弱上升外(D毒性最弱,TP 含量也最低),其他企業(yè)TPT 均自低濃度起即可引起HepaRG 的凋亡率顯著上升,且存在濃度效應(yīng)相關(guān)性(P<0.05,P<0.001,圖3)。結(jié)合不同TPT 中TP 濃度對HepaRG 細(xì)胞凋亡率的影響,TP 含量與HepaRG 細(xì)胞凋亡率有一定關(guān)聯(lián),其中H 為G 的TP 添加對照,添加TP 后凋亡率相比G略有升高。然而C 企業(yè)樣品導(dǎo)致凋亡的起始濃度中含有的TP 經(jīng)折算約為10 nmol·L-1,低于TP 單獨(dú)給藥導(dǎo)致凋亡的起始濃度。此外,在不含TP 的情況下,G仍可導(dǎo)致HepaRG細(xì)胞的凋亡率顯著上升,提示TP并非TPT導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的唯一決定因素。
圖3 不同生產(chǎn)企業(yè)TPT(A~H)對HepaRG細(xì)胞凋亡率的影響
血清生化指標(biāo)中,AST、ALP、LDH、GGT 及CK 升高均與肝毒性有關(guān)[13]。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)(圖4),TP 濃度>20 nmol·L-1時可導(dǎo)致LDH 升高(P<0.05,P<0.01,P<0.001),質(zhì)量濃度>40 nmol·L-1時可引起AST、ALP 升高(P<0.05,P<0.01,P<0.001);TP 在40 nmol·L-1時還可引起CK 的顯著升高(P<0.05),在80 nmol·L-1時 可引起GGT 的顯著升高(P<0.01),提示TP在不同濃度可導(dǎo)致不同程度的肝細(xì)胞功能異常。
圖4 TP對HepaRG生化指標(biāo)的影響(,n=3)
不同企業(yè)樣品的測定結(jié)果發(fā)現(xiàn)(圖5),來自B、E、F 和H 企業(yè)的TPT 均可不同程度引起AST、ALP、LDH、CK、GGT等指標(biāo)的升高,升高程度為H>E>B>F;A 和C 企業(yè)的TPT 可引起AST、ALP、LDH、CK 的升高;G 企業(yè)的TPT 僅可引起AST、LDH 的升高,而D 企業(yè)TPT 對各個指標(biāo)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(D 中TP 濃度最低);結(jié)合各TPT 的藥物濃度及TP 濃度,提示肝損傷的發(fā)生與TPT 中的TP濃度相關(guān)。實(shí)驗(yàn)為考察TP 的毒性作用,對比G 及人為添加TP 的對照H 樣本,添加TP 可導(dǎo)致AST 和LDH進(jìn)一步升高,提示TP是引起肝細(xì)胞損傷的重要因素;且TP 進(jìn)一步升高ALP 及CK 水平[13]從而對膽汁淤積與細(xì)胞能量代謝產(chǎn)生影響,但除此以外,TPT 中其他成分也存在一定肝毒性風(fēng)險(xiǎn)。本研究結(jié)果提示,各企業(yè)的TPT 均有一定的肝損傷作用,且TP 含量與細(xì)胞毒性、細(xì)胞凋亡、ALP、CK、TNF-α和IFN-γ變化直接相關(guān),AST、LDH、TNF-α和IFN-γ是檢測TP導(dǎo)致的肝細(xì)胞毒性的較為靈敏指標(biāo),且變化趨勢與文獻(xiàn)中體內(nèi)研究報(bào)道大致相符[14-16]。
圖5 不同生產(chǎn)企業(yè)TPT對HepaRG細(xì)胞生化指標(biāo)的影響(,n=3)
細(xì)胞因子是由免疫細(xì)胞和某些非免疫細(xì)胞經(jīng)刺激而合成、分泌的一類具有廣泛生物學(xué)活性的小分子蛋白質(zhì),具有調(diào)節(jié)固有免疫和適應(yīng)性免疫、血細(xì)胞生成、細(xì)胞生長及損傷組織修復(fù)等多種功能[13]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)IL-6 和TNF-α為對TP 毒性最為靈敏的指標(biāo)。TP濃度>20 nmol·L-1時可顯著降低IL-6和TNF-α的水平(P<0.001),濃度為20~40 nmol·L-1時可顯著升高IL-10及IFN-γ的水平(P<0.05,P<0.01,P<0.001,見圖6)。TP 可影響多種細(xì)胞因子分泌水平,從而介導(dǎo)抗炎和免疫抑制作用,上述結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道基本相符[17-18]。
圖6 TP對HepaRG細(xì)胞因子水平的影響(,n=3)
如圖7 所示,來自7 個企業(yè)的TPT 均可降低HepaRG 細(xì)胞TNF-α的水平,且呈一定劑量效應(yīng)相關(guān)性;此外,部分企業(yè)的TPT(如A、B、C、E 和F)可升高IL-10水平。上述變化趨勢與TP的作用基本相符,提示TPT的抗炎與免疫抑制作用與TP含量有關(guān)。然而,部分企業(yè)的TPT(如A、B、D、G 和H)則誘導(dǎo)IL-6 的水平升高;部分企業(yè)的TPT(如A、B、C、E 和F)可顯著降低IFN-γ水平,但B、E、F 和H 企業(yè)的TPT 作用濃度較高時(細(xì)胞存活率低于50%)導(dǎo)致IFN-γ水平升高,提示其雖有一定的抗炎作用,但也有一定的肝損傷作用。上述變化與TP 單獨(dú)作用的結(jié)果不符,故推斷TPT 中其他成分,尤其是在其存在一定細(xì)胞毒性的濃度下,可能對TP的抗炎作用產(chǎn)生一定影響。
圖7 不同生產(chǎn)企業(yè)TPT對HepaRG細(xì)胞因子水平的影響(,n=3)
TPT 是目前臨床廣泛使用的非甾體類免疫制劑[19],其療效顯著,但臨床不良反應(yīng)不容忽視。據(jù)報(bào)道,TPT 的不良反應(yīng)發(fā)生率可達(dá)58.1%,主要表現(xiàn)為藥物性肝炎、肝功能異常等[20]。TPT 的不良反應(yīng)極大地限制了其臨床應(yīng)用。研究提示,TPT 所含有的二萜、三萜類化合物及苷類物質(zhì)均有一定的毒性[7]?,F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)將TP 列為檢查項(xiàng),控制其上限。然而,不同生產(chǎn)企業(yè)的TPT 中TP 質(zhì)量濃度差異顯著(0~77.78 μg·mL-1)[11]。盡管TP 藥效顯著,其毒性作用也不容忽視[21-22]。故將TP 含量控制在合理范圍內(nèi)是保障TPT 臨床有效性、安全性的重要基礎(chǔ),本研究針對TP在TPT整體毒性中扮演的角色進(jìn)行了有益的探索。
綜上,本研究以HepaRG 細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)?zāi)P?,發(fā)現(xiàn)TP 含量與TPT 的肝細(xì)胞毒性存在正相關(guān),當(dāng)TP細(xì)胞給藥濃度低于20 nmol·L-1時,其細(xì)胞毒性不明顯,可作為其在藥物中含量限設(shè)定的參考。然而TP的含量并非TPT誘發(fā)肝細(xì)胞毒性的唯一決定性因素。如A 企業(yè)和C 企業(yè)的TPT 也表現(xiàn)出較高的細(xì)胞毒性且AST等肝損傷指標(biāo)呈顯著性升高。然而兩者TP含量較低,其肝毒性與TP含量無必然關(guān)聯(lián)。因此,后續(xù)可針對TPT 中更多成分的肝損傷風(fēng)險(xiǎn)展開研究。本研究結(jié)果將為完善TPT 質(zhì)量控制指標(biāo)、臨床合理應(yīng)用提供參考。