呂佳佳, 姜永紅
作者單位:200032上海,上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院兒科
肺炎支原體(Mycoplasma pneumoniae,MP)已成為引起兒童肺炎的常見病原體,其主要通過呼吸道飛沫傳播。近年來肺炎支原體肺炎病例有逐漸上升的趨勢,國內(nèi)有地區(qū)報(bào)道,MP居各種病原體感染的首位[1]。MP易引起重癥和多系統(tǒng)損傷,肺炎支原體肺炎的肺外表現(xiàn)主要以心血管系統(tǒng)受累最為常見,羅獻(xiàn)民[2]研究顯示感染MP的患兒均有不同程度的心肌酶譜升高。除外,還表現(xiàn)為心率增快、心音低鈍等,心肌炎和心律失常,嚴(yán)重者可導(dǎo)致心力衰竭,甚至心源性休克。
MP感染并發(fā)心肌損傷國內(nèi)研究較少,年幼時(shí)心肌損傷可能和成年后心肌病有一定的關(guān)聯(lián),因此早期關(guān)注和發(fā)現(xiàn)患兒的心肌損傷,并積極加以治療干預(yù),對兒童的健康成長有一定的幫助。本研究旨在應(yīng)用虎杖提取物干預(yù)MP感染后小鼠的心肌損傷,保護(hù)受損的心臟功能,對改善感染MP合并心肌損傷患兒的預(yù)后有積極的臨床意義。
1.1 中藥提取及制備 虎杖購置于上??禈蛑兴庯嬈邢薰?批號:160721)。取虎杖200 g,置于3 L圓底燒瓶中,加6倍95%乙醇回流提取兩次,第一次4 h,紗布過濾;第二次2 h,紗布過濾,合并兩次的過濾液,將濾液置于圓底燒瓶中,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀調(diào)節(jié)溫度至60 ℃,回收乙醇。將藥液倒入蒸發(fā)皿中于70 ℃烘箱中烘干,制成粉末。小鼠用藥劑量換算采用Bios氏公式,體質(zhì)量按20 kg兒童計(jì)算,虎杖根據(jù)兒童臨床用量為9 g,Da=9 g/20(kg·d),Db=Da×12.33=110.97 g/20(kg·d)。將虎杖提取物溶于雙蒸水中,小鼠用量為0.25 mL/20 g,虎杖提取物濃度為443.88 g/L。
1.2 支原體菌株及培養(yǎng)基 MP國際標(biāo)準(zhǔn)株MPFH(美國ATCC,貨號:15531)。支原體肉湯基礎(chǔ)CM403、支原體添加劑-G SR0059(BD公司,貨號:255420)。
1.3 實(shí)驗(yàn)動物及分組 BALB/c雄性小鼠30只,體質(zhì)量(18±2)g,3周齡,購于上海西普爾-必凱實(shí)驗(yàn)動物有限公司[生產(chǎn)許可證號:SCXK(滬)2013-0016],檢疫后備用。SPF級動物房,正常組與模型組隔離飼養(yǎng),自由攝取標(biāo)準(zhǔn)顆粒飼料和水,適應(yīng)性飼養(yǎng)3 d后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。采用隨機(jī)數(shù)字表法分為正常組、MP模型組、虎杖提取物組,每組10只。
1.4 主要試劑及儀器 小鼠肌酸激酶同工酶(creatine kinase-MB,CK-MB)、心肌肌鈣蛋白I(cardiac troponinI,cTnI)、肌紅蛋白(myoglobin,Mb)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(aspartate transaminase,AST)ELISA試劑盒(XY-Biotechnology,批號:2018060114);MP核酸檢測試劑盒(達(dá)安基因,貨號:Cat,#DA-D064);酶標(biāo)儀(北京普朗新技術(shù)公司,貨號:DNM-9602);Real-time檢測儀(ABI,貨號:ABI-7300)。
1.5 支原體菌液培養(yǎng) 將MP菌株接種至支原體肉湯培養(yǎng)基,置于恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)5~7 d,當(dāng)菌液顏色由暗紅色變成均勻一致的黃色時(shí)收獲MP菌液,采用顏色變化單位(CCU)方法測定MP濃度,調(diào)整濃度至1×107CCU/mL,作為工作菌液。
1.6 造模及給藥方法 正常組用50 μL生理鹽水滴鼻,MP模型組和虎杖提取物組均用50 μL支原體菌液(菌液濃度為1×107CCU/mL)滴鼻感染BALB/c小鼠,連續(xù)3 d。治療從感染第1天開始。正常組和MP模型組以生理鹽水0.25 mL/20 g灌胃,虎杖提取物組0.25 mL/20 g灌胃,連續(xù)3 d。
1.7 標(biāo)本采集及檢測 第4天處死取材,小鼠摘眼球取血,8 000 r/min離心,取上清液,用MP核酸檢測試劑盒檢測MP感染情況,結(jié)果陽性即MP造模成功。造模成功則檢測小鼠血清中CK-MB、cTnI、Mb和AST的水平。
2.1 各組小鼠血清MP-DNA定量比較 見表1。
表1 各組小鼠血清MP-DNA定量比較
注:與MP模型組比較,aP<0.01。
表1結(jié)果表明,正常組MP-DNA基因拷貝數(shù)顯示無MP感染,而模型組有MP感染,表明造模成功;與MP模型組相比,虎杖提取物組的MP-DNA含量降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。
2.2 各組小鼠血清CK-MB、cTnI、Mb、AST水平的比較 見表2。
表2 各組小鼠血清CK-MB、cTnI、Mb、AST水平的比較
注:與正常組比較,aP<0.01;與MP模型組比較,bP<0.01。
表2結(jié)果表明,與正常組相比,MP模型組小鼠血清中CK-MB、cTnI、Mb、AST的水平升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);與MP模型組相比,虎杖提取物組小鼠血清中CK-MB、cTnI、Mb、AST的水平降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為,支原體肺炎合并心肌損傷與感染、免疫因素有關(guān),其致病機(jī)制主要有:MP直接侵入,MP進(jìn)入血液粘附于血管內(nèi)皮細(xì)胞上,使血管通透性增加,炎性細(xì)胞浸潤心肌間質(zhì),能誘導(dǎo)炎性細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子,主要有白細(xì)胞介素-1、-6、-2,腫瘤壞死因子α,γ干擾素,導(dǎo)致心肌炎;MP抗原與人體心、肺等組織存在著部分共同抗原,感染后可產(chǎn)生相應(yīng)組織的自身抗體,形成免疫復(fù)合物,導(dǎo)致心肌的免疫損傷[3];MP感染時(shí)肺部組織損傷,肺泡內(nèi)氣體交換面積減少,導(dǎo)致機(jī)體缺血缺氧,氧自由基增多,超氧化物歧化酶活性減低,清除能力下降;IgE與外周血嗜酸性粒細(xì)胞增高,從而導(dǎo)致細(xì)小支氣管管腔狹窄或閉塞引起心肌缺氧損傷[4]。
兒童支原體肺炎的中醫(yī)病機(jī)主要為肺絡(luò)痹阻,因外感溫?zé)岫拘叭敕谓j(luò),導(dǎo)致肺氣郁閉,血行遲滯、絡(luò)脈失養(yǎng),進(jìn)一步加重?zé)岫尽⑻禎?、血瘀,三者互結(jié)阻于絡(luò)中,絡(luò)脈長期滯塞不通易導(dǎo)致絡(luò)脈氣血陰陽的損傷,形成虛實(shí)夾雜之證[5]。若感邪較重或正不勝邪,病情進(jìn)展,則可由肺而累積他臟。若邪熱熾盛,內(nèi)陷厥陰,引動肝風(fēng),則出現(xiàn)高熱、神昏、抽搐等邪陷厥陰之變證;甚或因心失所養(yǎng),心氣不足,心陽虛衰,而出現(xiàn)面白肢冷,呼吸急促,煩躁不安,脈微欲絕等危重之象[6]。
目前,關(guān)于支原體肺炎合并心肌損傷的病機(jī)尚未達(dá)成統(tǒng)一的認(rèn)識,眾多醫(yī)家根據(jù)自身的臨床經(jīng)驗(yàn),從不同的角度進(jìn)行深入探討,多數(shù)認(rèn)為是熱、痰、瘀互結(jié)所致。我團(tuán)隊(duì)從“肺絡(luò)”理論研究支原體肺炎已近10年,我們認(rèn)為,肺之氣絡(luò)不利則不能推動血行,致肺之血絡(luò)壅滯,必然影響心絡(luò)。心之氣絡(luò)和脈絡(luò)相互協(xié)調(diào),才能維持心臟正常的搏動頻率和節(jié)律,推動血液循脈管周行全身,同時(shí)向心臟自身供血。心之氣絡(luò)郁滯,則心臟搏動頻率和節(jié)律改變,心臟收縮泵血功能異常,出現(xiàn)早搏,心動過速等;心之脈絡(luò)瘀阻,則心臟自身血液供應(yīng)障礙,失于濡養(yǎng),出現(xiàn)心肌受損。臨床報(bào)道支原體肺炎患兒出現(xiàn)心肌損害的病例不斷增加,與心之氣絡(luò)脈絡(luò)損傷有關(guān)[5]。
虎杖(Polygonum cuspidatumSieb.Et Zucc)性味苦、酸,微寒,歸肝、膽、肺經(jīng),具有祛風(fēng)利濕、清熱解毒、散瘀定痛、止咳化痰功效?,F(xiàn)有資料表明其有效成分藥理活性豐富,包括抗炎、抗菌、抗病毒、改變血流變、擴(kuò)張血管、保護(hù)心肌、調(diào)血脂、抗血栓、抗氧化、抗腫瘤等多種作用[7]。研究發(fā)現(xiàn)在氧糖剝奪/再復(fù)氧條件下,虎杖苷提高了H9C2細(xì)胞的存活率,同時(shí)其可以激活JAK-STAT3信號通路,從而對心缺血再灌注損傷起到保護(hù)作用[8]?;⒄溶者€能夠下調(diào)急性心肌梗死后大鼠血清中乳酸脫氫酶、CK-MB、肌酸激酶的水平,減少心肌梗死面積,調(diào)節(jié)心臟功能,減輕急性心肌梗死后心肌損害的程度,并推測其機(jī)制可能由Nrf2/HO-1通路的激活介導(dǎo)[9]?;⒄溶湛娠@著抑制心肌細(xì)胞缺血后纖維化和細(xì)胞凋亡的病理進(jìn)程,并且對急性心肌梗死后的心律失常及心臟功能有顯著的改善[10]。針對MP感染后合并心肌損傷,我們認(rèn)為是痰瘀阻絡(luò),本研究選用的虎杖活血散瘀,祛風(fēng)通絡(luò),且能止咳化痰,在清肺化痰的同時(shí),通絡(luò)養(yǎng)心,采用化痰通絡(luò)法治療,以期收到良好的療效。
CK-MB是心肌特異性同工酶,在心肌中含量最高,對判斷心肌損害具有高度特異性。當(dāng)心肌受到損傷時(shí),CK-MB會釋放到外周血,導(dǎo)致外周血CK-MB水平增高,并且不到24 h即可達(dá)到峰值,恢復(fù)到正常的時(shí)間在3~4 d內(nèi)[11]。有研究報(bào)道,通過CK-MB檢測,可判斷重癥肺炎患兒是否并發(fā)心肌損傷及預(yù)后情況。因此,血清CK-MB可作為肺炎心衰的早期診斷指標(biāo)之一[12]。
肌鈣蛋白是調(diào)節(jié)心肌與橫紋肌收縮的相關(guān)蛋白,肌鈣蛋白共有T、C、I三個亞基,和原肌球蛋白一起調(diào)節(jié)肌動蛋白和肌球蛋白相互作用。cTnI對心肌具有高度的特異性和靈敏度,目前已成為醫(yī)學(xué)研究中最理想的心肌梗死標(biāo)志物。但對于這一指標(biāo),國內(nèi)外成年人研究較多,但兒童研究較少。cTnI僅存在心肌中,當(dāng)心肌細(xì)胞膜完整時(shí),cTnI不能進(jìn)入血循環(huán),故健康人外周血檢測不到cTnI;只有心肌細(xì)胞缺血缺氧發(fā)生變性壞死時(shí),細(xì)胞膜不完整,cTnI進(jìn)入血循環(huán),才能檢測到。有研究表明,cTnI水平與心力衰竭嚴(yán)重程度呈正相關(guān),可作為心力衰竭的病情監(jiān)測指標(biāo),評估小兒急性心力衰竭時(shí)心肌損傷的程度[13]。
Mb是心肌和骨骼肌中合成的一種含有亞鐵血紅素的低分子蛋白。當(dāng)心肌細(xì)胞受損時(shí)可較早地影響細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能缺陷,導(dǎo)致心肌Mb漏出而釋放至血液中。由于其能夠較早的釋放于血液中,因此Mb的靈敏度高,在評價(jià)心肌損傷及診斷、鑒別診斷中具有一定價(jià)值[14-15]。
心肌酶在反應(yīng)心肌細(xì)胞完整性上具有極高靈敏性,AST是心肌內(nèi)眾多的酶類之一。研究發(fā)現(xiàn)AST與肺炎嚴(yán)重程度存在顯著的正向直線相關(guān)關(guān)系,其升高的程度與心肌的損傷程度成正比,檢測AST可及早發(fā)現(xiàn)心肌損傷的程度,表明血清心肌酶在小兒肺炎診斷工作中具有較高價(jià)值[16]。并且,新生兒肺炎無論是輕癥、重癥,還是急性期、恢復(fù)期的心肌酶指標(biāo)相比健康新生兒均有明顯的升高,提示新生兒在肺部感染發(fā)生后常會造成其心肌細(xì)胞炎癥浸潤及受損,臨床醫(yī)生可依據(jù)心肌酶的變化及時(shí)調(diào)整治療方案[17]。
本研究表明,虎杖提取物有抗MP的作用,且MP感染后小鼠血清中心肌損傷標(biāo)志物包括CK-MB、cTnI、Mb、AST的水平均明顯升高,而虎杖提取物組各指標(biāo)表達(dá)均下降顯著,提示虎杖能夠改善MP感染引起的心肌酶譜異常。
綜上所述,虎杖提取物對防治支原體感染合并心肌損傷,保護(hù)患兒心臟功能,改善預(yù)后有積極的臨床意義。