王 松,王玲玲,阿依恒·曲庫爾汗
(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院,新疆 烏魯木齊 830054)
鼻咽癌是發(fā)生于鼻咽腔側(cè)壁、頂部的惡性腫瘤,常見表現(xiàn)為鼻塞、耳悶堵感、頭痛、聽力下降、涕中帶血等,對患者健康、生命構(gòu)成了威脅[1]。目前,鼻咽癌主流療法為同步放化療,療效尚可,但對免疫系統(tǒng)造成了極大破壞,不利于康復(fù)、轉(zhuǎn)歸[2]。有研究表明[3],鼻咽癌發(fā)病與免疫功能下降有關(guān),因而增強鼻咽癌患者免疫功能是改善預(yù)后的途徑之一。靈芝是擔子菌綱多孔科靈芝屬真菌,為補益類中藥,有扶正固本、延年益壽等功效。研究發(fā)現(xiàn)[4],靈芝及其提取物有抗腫瘤、降血脂、增強免疫力等作用。靈芝三萜是靈芝重要組成成分,靈芝的多種藥理活性與其相關(guān)。故本研究擬觀察靈芝三萜對鼻咽癌小鼠模型免疫功能的影響,以期為靈芝三萜用于鼻咽癌免疫治療提供理論依據(jù)。
1.1 實驗動物4周齡SPF級Balb/c小鼠65只,雌雄各半,體質(zhì)量20~25 g,購自南方醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心,動物生產(chǎn)許可證號:SCXK(粵)2016-0015。實驗前適應(yīng)性飼養(yǎng)1周,飼養(yǎng)條件為室溫22~26℃,濕度40%~60%,自然光照,自由攝食水。本實驗經(jīng)醫(yī)學(xué)實驗動物管理委員會批準,批準號:20190511。
1.2 細胞株人低分化鱗狀上皮鼻咽癌細胞株CNE-2,購自南方醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院生物研究室。
1.3 藥物與試劑靈芝三萜(純度>99%,日本第一藥品產(chǎn)業(yè)株式會社,批號:20181209);重組人干擾素α1b注射液(北京三元基因藥業(yè)股份有限公司;批準文號S20040010)。小鼠免疫球蛋白A(Immunoglobulin A,IgA)ELISA檢測試劑盒(批號:20190922)、免疫球蛋白G(Immunoglobulin G,IgG)ELISA檢測試劑盒(批號:20190813)、免疫球蛋白M(Immunoglobulin M,IgM)ELISA檢測試劑盒(批號:20190907)均購自武漢華美生物工程有限公司;白細胞介素-10(interleukin-10,IL-10)ELISA檢測試劑盒(武漢華美生物工程有限公司,批號:20190821);轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)ELISA檢測試劑盒(武漢華美生物工程有限公司,批號:20190719)。
1.4 主要儀器GB204型電子天平(瑞士特勒公司);SAF-680T酶標儀(上海旦鼎國際貿(mào)易有限公司);Cytomics TM FC500型流式細胞儀(美國Beckman Coulter公司)。
2.1 分組與造模65只Balb/c小鼠留取10只作為對照組,不作任何處理,其余建立鼻咽癌小鼠模型[5],將小鼠置入24 h光照調(diào)節(jié)動物飼養(yǎng)箱內(nèi)飼養(yǎng)3周,取CNE-2鼻咽癌細胞在5%CO2、37℃條件下的RPMI培養(yǎng)基中培養(yǎng),每隔2 d傳代1次,收集對數(shù)生長期腫瘤細胞系細胞,胰酶消化,1 500 r/min離心5 min,計數(shù)后配制成1.0×107個/mL單細胞懸液。無菌條件下,小鼠右側(cè)背部皮下接種單細胞懸液,10 d后小鼠右側(cè)背部皮下出現(xiàn)可觸及綠豆大小的腫瘤塊,往后每隔1周測量1次腫瘤直徑,接種21 d時腫瘤體積在100 mm3以上表示建模成功。55只小鼠共建模成功44只,隨機分為模型組、干擾素組、低劑量組、高劑量組,每組11只。
2.2 實驗給藥低、高劑量組大鼠分別灌胃給予靈芝三萜溶液,劑量分別為25、50 mg/kg,灌胃體積均為0.2 mL/10 g,1次/d;干擾素組大鼠肌內(nèi)注射40 000 U/mL重組人干擾素α1b注射液,隔天1次;模型組、對照組大鼠灌胃給予生理鹽水,0.2 mL/10 g,1次/d;各組大鼠均干預(yù)4周。
2.3 觀察指標
2.3.1 腫瘤質(zhì)量、抑瘤率、胸腺指數(shù)、脾臟指數(shù) 干預(yù)4周后,觀察小鼠精神狀態(tài)、二便、飲食、毛色、活動情況等方面指標,每周測定1次小鼠背上腫瘤體積變化,并記錄數(shù)據(jù)。末次給藥24 h后,頸椎脫臼處死小鼠,剝離腫瘤、胸腺、脾臟,腫瘤剝離后立即浸入10%多聚甲醛溶液中固定,稱重后計算抑瘤率、胸腺指數(shù)、脾臟指數(shù)。抑瘤率=(模型組腫瘤質(zhì)量-治療組腫瘤質(zhì)量)/模型組腫瘤質(zhì)量×100%;胸腺(脾臟)指數(shù)=胸腺(脾臟)質(zhì)量(mg)/體質(zhì)量(g)。
2.3.2 血清IgA、IgG、IgM、IL-10、TGF-β 小鼠頸椎脫臼處死前,眼球取血,EDTA抗凝,室溫靜置0.5 h,3 000 r/min離心10 min,離心半徑10 cm,取上清液。參考ELISA試劑盒說明書,采用雙抗體夾心法檢測,配置IgA、IgG、IgM、IL-10、TGF-β標準品,采用標本稀釋液按1:2 000比例稀釋,取標準品各50 μL依次加入酶標板一排6孔內(nèi),其他各孔加入稀釋液稀釋的小鼠血清50 μL。加入50 μL生物素標記的抗體,加蓋后37℃反應(yīng)1 h。棄液甩干,洗板5次,每次浸泡1~2 min,200 μL/孔,甩干,依序每個孔加入底物溶液90 μL,37℃避光顯色20 min,依序加終止液50 μL,終止反應(yīng)。酶標儀在450 nm波長依序測量各孔光密度值(OD值),加入終止液后15 min內(nèi)檢測,實驗3次,取平均值。
2.3.3 小鼠脾臟T淋巴細胞亞群CD3+、CD4+、CD8+檢測 取小鼠脾臟,剔除結(jié)締組織、脂肪組織,稱重后置于尼綸網(wǎng)上,再將尼綸網(wǎng)置入PBS液,輕壓脾臟組織,將單個核細胞經(jīng)網(wǎng)置入PBS液,吸取PBS液置入15 mL離心管內(nèi),2 000 r/min離心5 min,離心半徑10 cm,棄上清,加入1 mL PBS,震蕩混勻,離心后棄上清,加入PBS,調(diào)整細胞濃度為107個/mL。取流式管,加入CD3e FITC抗體1 μL、CD4 PE抗體0.625 μL、CD8a PE-Cy5抗體0.625 μL,再加入107個/mL脾細胞懸液100 μL,混勻后加入流式管(已預(yù)先加入了流式抗體),混勻后避光孵育15 min,再加入OptiLyseC 500 μL,立刻混勻,劇烈震蕩30 s,室溫避光孵育15 min,加入1 mL PBS,混勻后1 000 g離心5 min,離心半徑10 cm,棄上清,細胞沉淀加入500 μL流式鞘液重懸,上機檢測,實驗3次,取平均值。對淋巴細胞作FICT、PE、PE-Cy5熒光強度檢測,其中FICT為熒光1(FL1),PE為熒光2(FL2),PE-Cy5為復(fù)合熒光4(FL4)。
2.4 統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 20.0統(tǒng)計學(xué)軟件分析,計量資料以(±s)表示,腫瘤體積、腫瘤質(zhì)量、抑瘤率、胸腺指數(shù)、脾臟指數(shù)、免疫球蛋白水平及脾T淋巴細胞亞群指標水平均經(jīng)Levene檢驗提示方差齊,進行單因素方差分析和LSD-t比較。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
3.1 各組小鼠一般狀況對照組小鼠毛色、二便、飲食、活動狀態(tài)均正常,體形無明顯改變。55只建模小鼠第10天時,44只小鼠體內(nèi)出現(xiàn)大小不等的腫瘤結(jié)節(jié),成瘤率為80.00%(44/55)。與對照組小鼠比較,模型組小鼠行動遲緩,皮毛蓬松無光澤,飲食下降,腫瘤體積逐漸增大,體質(zhì)量因瘤體增大而增加;低劑量組、高劑量組和干擾素組小鼠行為、皮毛、飲食情況等均有所改善,腫瘤體積伴隨用藥時間延長而逐漸減小。(見圖1)
圖1 各組小鼠給藥后腫瘤體積變化比較(±s)
3.2 各組小鼠腫瘤質(zhì)量與抑瘤率比較與模型組比較,低劑量組、高劑量組、干擾素組小鼠腫瘤質(zhì)量降低(P<0.05);與低劑量組比較,高劑量組、干擾素組小鼠腫瘤質(zhì)量降低(P<0.05),抑瘤率升高(P<0.05);與高劑量組比較,干擾素組小鼠腫瘤質(zhì)量降低(P<0.05),抑瘤率升高(P<0.05)。(見表1)
表1 各組小鼠腫瘤質(zhì)量及抑瘤率比較(±s)
表1 各組小鼠腫瘤質(zhì)量及抑瘤率比較(±s)
注:與模型組比較,aP<0.05;與低劑量組比較,bP<0.05;與高劑量組比較,cP<0.05
組別 動物數(shù)(只)給藥劑量 腫瘤質(zhì)量(g) 抑瘤率(%)模型組 11 - 1.72±0.22 -低劑量組11 25 mg/kg 1.29±0.25a 25.34±1.25高劑量組11 50 mg/kg 0.95±0.14a b 44.77±2.67b干擾素組11 40 000 U/mL 0.77±0.13a b c 55.23±2.75b c F 51.841 467.083 P 0.000 0.000
3.3 各組小鼠胸腺指數(shù)與脾臟指數(shù)比較與對照組比較,模型組、低劑量組、高劑量組、干擾素組小鼠胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)均降低(P<0.05);與模型組比較,低劑量組、高劑量組、干擾素組小鼠胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)均升高(P<0.05);與低劑量組比較,高劑量組、干擾素組小鼠胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)均升高(P<0.05);與高劑量組比較,干擾素組小鼠胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)均升高(P<0.05)。(見表2)
表2 各組小鼠胸腺指數(shù)與脾臟指數(shù)比較(±s,mg/g)
表2 各組小鼠胸腺指數(shù)與脾臟指數(shù)比較(±s,mg/g)
注:與對照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與低劑量組比較,cP<0.05;與高劑量組比較,dP<0.05
組別 動物數(shù)(只) 給藥劑量 胸腺指數(shù) 脾臟指數(shù)對照組 10 - 3.31±0.36 6.05±0.32模型組 11 - 2.08±0.15a 3.88±0.25a低劑量組11 25 mg/kg 2.34±0.11a b 4.31±0.24a b高劑量組11 50 mg/kg 2.66±0.23a b c 4.99±0.28a b c干擾素組11 40 000 U/mL 3.01±0.29a b c d 5.51±0.35a b c d F 44.180 96.775 P 0.000 0.000
3.4 各組小鼠血清IgA、IgG、IgM水平比較與對照組比較,模型組、低劑量組、高劑量組、干擾素組小鼠血清IgA、IgG、IgM水平均降低(P<0.05);與模型組比較,低劑量組、高劑量組、干擾素組小鼠血清IgA、IgG、IgM水平均升高(P<0.05);與低劑量組比較,高劑量組、干擾素組小鼠血清IgA、IgG、IgM水平均升高(P<0.05);與高劑量組比較,干擾素組小鼠血清IgA、IgG、IgM水平均升高(P<0.05)。(見表3)
表3 各組小鼠血清IgA、IgG、IgM水平比較(±s,μg/mL)
表3 各組小鼠血清IgA、IgG、IgM水平比較(±s,μg/mL)
注:與對照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與低劑量組比較,cP<0.05;與高劑量組比較,dP<0.05
組別 動物數(shù)(只) 給藥劑量 IgA IgG IgM對照組 10 - 54.63±3.21 433.65±10.28 588.34±10.14模型組 11 - 36.31±1.75a 342.26±9.12a 533.15±8.39a低劑量組11 25 mg/kg 40.39±1.69ab 380.47±8.47ab 541.18±7.24ab高劑量組11 50 mg/kg 45.28±1.28abc 401.45±8.26abc 552.63±6.41abc干擾素組11 40 000 U/mL 50.36±0.97abcd 419.85±7.74abcd 570.17±5.17abcd F 158.955 178.508 90.577 P 0.000 0.000 0.000
3.5 各組小鼠血清IL-10、TGF-β水平比較對照組比較,模型組、低劑量組、高劑量組、干擾素組小鼠血清IL-10、TGF-β水平均升高(P<0.05);與模型組比較,低劑量組、高劑量組、干擾素組小鼠血清IL-10、TGF-β水平均降低(P<0.05);與低劑量組比較,高劑量組、干擾素組小鼠血清IL-10、TGF-β水平均降低(P<0.05);與高劑量組比較,干擾素組小鼠血清IL-10、TGF-β水平均降低(P<0.05)。(見表4)
表4 各組小鼠血清IL-10、TGF-β水平比較(±s,ng/L)
表4 各組小鼠血清IL-10、TGF-β水平比較(±s,ng/L)
注:與對照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與低劑量組比較,cP<0.05;與高劑量組比較,dP<0.05
組別 動物數(shù)(只) 給藥劑量 IL-10 TGF-β對照組 10 - 16.24±0.69 27.56±2.22模型組 11 - 31.35±1.25a 59.67±3.67a低劑量組11 25 mg/kg 29.48±0.55ab 55.31±3.23ab高劑量組11 50 mg/kg 26.18±0.78ab c 40.34±2.28ab c干擾素組11 40 000 U/mL 22.67±1.03ab cd 30.59±2.54ab cd F 490.389 276.071 P 0.000 0.000
3.6 各組小鼠脾臟T淋巴細胞亞群變化比較與對照組比較,模型組、低劑量組、高劑量組、干擾素組小鼠脾臟CD3+、CD4+、CD8+T淋巴細胞占比及CD4+/CD8+比值均降低(P<0.05);與模型組比較,低劑量組、高劑量組、干擾素組小鼠脾臟CD3+、CD4+T淋巴細胞占比及CD4+/CD8+比值均升高(P<0.05);與低劑量組比較,高劑量組、干擾素組小鼠脾臟CD3+、CD4+T淋巴細胞占比及CD4+/CD8+比值均升高(P<0.05);與高劑量組比較,干擾素組小鼠脾臟CD3+、CD4+T淋巴細胞占比及CD4+/CD8+比值均升高(P<0.05)。(見圖2、表5)
表5 各組小鼠小鼠脾臟CD3+、CD4+、CD8+T淋巴細胞亞群比較(±s)
表5 各組小鼠小鼠脾臟CD3+、CD4+、CD8+T淋巴細胞亞群比較(±s)
注:與對照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與低劑量組比較,cP<0.05;與高劑量組比較,dP<0.05
組別 動物數(shù)(只)給藥劑量 CD3+(%) CD4+(%) CD8+(%) CD4+/CD8+對照組 10 - 67.64±3.75 48.36±4.15 23.94±5.25 2.02±0.05模型組 11 - 40.36±3.28a 29.78±2.37a 19.72±4.28a 1.51±0.03a低劑量組11 25 mg/kg 48.14±2.89ab 35.49±3.41ab 20.05±4.44ab 1.77±0.04ab高劑量組11 50 mg/kg 55.97±3.74abc 40.49±2.55abc 22.13±3.51abc 1.83±0.05abc干擾素組11 40 000 U/mL 62.34±2.59abcd 46.34±1.56abcd 24.26±4.52abcd 1.91±0.03abcd F 118.373 73.949 2.473 234.644 P 0.000 0.000 0.057 0.000
圖2 各組小鼠脾臟CD3+、CD4+、CD8+T淋巴細胞占比
鼻咽癌發(fā)病隱匿,確診時多進展至晚期,盡管目前研究已對其早期診斷、治療等方法進行了深入研究,但迄今仍未取得突破性進展,其防治工作依然是醫(yī)學(xué)界重要研究課題。鼻咽癌發(fā)病機制尚不清楚,病因涉及免疫功能下降、EB病毒感染、遺傳因素、飲食環(huán)境等[6]。鼻咽部解剖復(fù)雜,這一點決定了手術(shù)危險性,目前以放化療為主,但存在非特異毒性、放療耐受、遠處轉(zhuǎn)移、免疫低下等弊端[7]。我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)主張以中藥治療鼻咽癌,國外也將中藥作為補充替代醫(yī)學(xué)進行過研究[8]。中醫(yī)學(xué)強調(diào)“正氣存內(nèi),邪不可干”,這一獨特切入點反映在鼻咽癌治療中主要表現(xiàn)為調(diào)節(jié)陰陽平衡,改善免疫功能,以抵抗病邪,可彌補放化療的不足。
靈芝三萜是靈芝藥用功效的主要活性成分,藥理活性廣泛,有抗腫瘤、增強免疫功能等效應(yīng),適宜作為低毒性輔助性藥物治療鼻咽癌。靈芝作為天然植物類藥物,抗腫瘤作用早有報道,但靈芝三萜用于鼻咽癌治療研究的報道鮮見[9]。本研究為了解靈芝三萜抗鼻咽癌活性及作用機制,通過種植CNE-2鼻咽癌細胞建立鼻咽癌小鼠模型。結(jié)果表明,與對照組比較,造模小鼠毛色、二便、飲食、活動狀態(tài)及體質(zhì)量均有異常改變,經(jīng)靈芝三萜干預(yù)后明顯改善;進一步計算腫瘤質(zhì)量與抑瘤率,從模型組到低劑量組、高劑量組、干擾素組,小鼠腫瘤質(zhì)量依次下降,高劑量組、干擾素組抑瘤率高于低劑量組,提示靈芝三萜用于鼻咽癌治療中可抑制腫瘤生長,改善小鼠一般狀況,尤以高劑量靈芝三萜為佳,其效果僅次于干擾素。干擾素是一種兼有抗病毒、抗腫瘤作用的免疫增強劑,在腫瘤治療中可發(fā)揮抑制腫瘤、增強免疫功能的雙重作用,適宜用于鼻咽癌放化療時輔助治療?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認為[10-11],機體免疫功能與腫瘤產(chǎn)生、發(fā)展密切相關(guān),但宿主免疫功能受抑制時,腫瘤發(fā)生風險大,且腫瘤增長時免疫功能受抑制,二者互為因果,因此調(diào)節(jié)機體免疫功能是防治癌癥的關(guān)鍵步驟之一。
胸腺是中樞免疫器官,主要參與細胞免疫,負責調(diào)節(jié)機體免疫功能,可分泌多種細胞因子,促進T細胞成熟,在建立自身免疫耐受、維持免疫自穩(wěn)方面發(fā)揮著不可或缺的作用[12]。脾臟為外周免疫器官,是T淋巴細胞、B淋巴細胞定居及產(chǎn)生免疫應(yīng)答的場所,淋巴細胞、巨噬細胞豐富,與體液免疫關(guān)系密切[13]。胸腺與脾臟的質(zhì)量與其免疫細胞數(shù)量、功能有關(guān),二者臟器指數(shù)可反映機體免疫功能[14]。本研究結(jié)果顯示,從模型組到低劑量組、高劑量組、干擾素組,小鼠胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)依次升高,提示靈芝三萜可增強鼻咽癌小鼠免疫功能。IgG是人工主動免疫后機體產(chǎn)生的抗體,是個體發(fā)揮免疫功能的主力;IgM是體液免疫應(yīng)答中最早產(chǎn)生的抗體,在早期免疫中發(fā)揮重要作用;IgA是外分泌液中主要抗體,與IgG、IgM共為人體重要免疫球蛋白,可結(jié)合外界抗原,發(fā)揮防御、保護作用[15]。腫瘤已經(jīng)發(fā)展出多種機制逃避免疫監(jiān)視,產(chǎn)生免疫抑制細胞因子即重要因素之一,TGF-β是目前已知的最強免疫抑制因子。由T細胞生成TGF-β是抑制免疫應(yīng)答的重要因素。研究發(fā)現(xiàn)[16],抑制腫瘤源性TGF-β可控制腫瘤增長,延長荷瘤小鼠存活率。IL-10是一種多效性細胞因子,具有雙向免疫調(diào)節(jié)作用,可通過抗原提呈細胞發(fā)揮免疫抑制作用,在腫瘤環(huán)境中對免疫應(yīng)答可發(fā)揮負向調(diào)節(jié)作用[17]。本研究結(jié)果顯示,從模型組到低劑量組、高劑量組、干擾素組,小鼠血清IgA、IgG、IgM水平逐漸升高,IL-10、TGF-β水平逐漸下降,提示靈芝三萜可增強鼻咽癌小鼠免疫功能,推測這是靈芝三萜抑制鼻咽癌生長的機制之一。腫瘤免疫反應(yīng)主要指細胞免疫反應(yīng),以T細胞亞群為主導(dǎo),包括CD3+、CD4+、CD8+等。CD3+是成熟T細胞特征性標志,代表T淋巴細胞總數(shù);CD4+是輔助性T細胞,主要輔助B細胞生成抗體,發(fā)揮殺瘤作用;CD8+細胞為抑制性T細胞,對細胞免疫有負調(diào)節(jié)作用,可對靶細胞產(chǎn)生細胞毒作用,抑制免疫作用。CD4+/CD8+比值降低提示機體處于免疫抑制狀態(tài),可能誘發(fā)或加快腫瘤生長。脾臟在鼻咽癌患者細胞免疫中占主導(dǎo)地位,故本研究觀察了脾臟T淋巴細胞亞群分化情況。結(jié)果顯示從模型組到低劑量組、高劑量組、干擾素組,小鼠脾臟CD3+、CD4+T淋巴細胞占比及CD4+/CD8+比值依次升高,提示靈芝三萜可提高T淋巴細胞標志物水平,進一步表明靈芝三萜可刺激細胞免疫,帶動整個機體免疫力恢復(fù)。
綜上所述,靈芝三萜可提高鼻咽癌小鼠胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù),提高血清IgA、IgG、IgM水平,降低血清IL-10、TGF-β水平,抑制腫瘤生長,其作用機制可能與調(diào)節(jié)T細胞亞群分化,增強鼻咽癌小鼠免疫功能有關(guān)。