文楊,張軍,王毅
作者單位:重慶市高新區(qū)人民醫(yī)院,a急診重癥醫(yī)學(xué)科,b呼吸科,重慶400039
肺炎是一種常見的疾病,在一部分病人中變得嚴(yán)重,這取決于宿主的免疫抵抗[1]。2016 年的死亡率趨勢(shì)分析顯示,美國肺炎繼續(xù)造成的死亡人數(shù)超過任何其他傳染病,在之前的34年期間沒有任何改善[2]。即使不是致命的,肺炎也可能是嚴(yán)重的;1/5的肺炎住院病人需要進(jìn)入重癥監(jiān)護(hù)病房,其中1/3需要機(jī)械通氣[3]。重癥肺炎病程急,易引起多器官衰竭,病死率高。在臨床上中藥治療重癥肺炎取得良好的效果,如清燥救肺湯、清金化痰湯、通腑清熱化痰中藥等[4-6]。大量研究報(bào)道,麻杏石甘湯(MGD)在重癥肺炎的治療中具有良好的治療效果,但是,其機(jī)制尚未清晰。本研究于2018年5月至2019年1月通過肺炎克雷伯菌建立重癥肺炎大鼠模型,檢測(cè)MGD對(duì)大鼠血清中炎性因子腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素6(IL-6)、白細(xì)胞介素1β(IL-1β)含量的影響,揭示MGD的抗炎功能與抑制NF-κB信號(hào)通路相關(guān),為MGD治療重癥肺炎提供參考。
1.1材料實(shí)驗(yàn)動(dòng)物無特定病原體(SPF)級(jí)大鼠(230~250 g)80 只,購于湖南斯萊克實(shí)驗(yàn)生物有限公司,生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(湘)2013-0004,遵守實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理和倫理委員會(huì)章程對(duì)動(dòng)物進(jìn)行飼養(yǎng)和相關(guān)實(shí)驗(yàn);肺炎克雷伯菌標(biāo)準(zhǔn)株購于ATCC;加味MGD 顆粒(麻黃4 g、苦杏仁10 g、生石膏20 g、甘草4 g、防風(fēng)10 g、前胡10 g、黃芩10 g)由北京康仁堂藥業(yè)公司贈(zèng)送;兔抗鼠核因子κB 抑制蛋白(IκBα)多克隆抗體、兔抗鼠p65 多克隆抗體、兔抗鼠磷酸化IκBα(p-IκBα)多克隆抗體購于美國Cayman Chemical;羊抗鼠辣根過氧化物酶標(biāo)記的免疫球蛋白G(IgG)抗體購于上海烜雅生物科技有限公司;大鼠TNF-α 檢測(cè)試劑盒、大鼠 IL-6 檢測(cè)試劑盒、大鼠 IL-1β 檢測(cè)試劑盒均購于碧云天;聚偏二氟乙烯膜(PVDF 膜)購于德國羅氏診斷有限公司;十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)試劑盒、ECL 發(fā)光液和RIPA 蛋白裂解液均購于大連Takara公司。
1.2方法
1.2.1 重癥肺炎大鼠模型的制造 將大鼠手術(shù)前24 h禁食,以10%水合氯醛腹腔注射麻醉。將大鼠固定后,切開頸部皮膚,暴露上段氣管,再用1 mL注射器穿刺滴入0.30 mL 的肺炎克雷伯菌液,迅速樹立固定大鼠,使菌液均勻于肺部,最后,縫合傷口并消毒。接種后正常培養(yǎng)大鼠,至第6 天成功建立重癥大鼠肺炎模型,標(biāo)記為模型組。
1.2.2 分組與處理 MGD 制備:按照《醫(yī)療機(jī)構(gòu)中藥煎藥室管理規(guī)范》煎制麻黃、杏仁、甘草、石膏。先將麻黃、杏仁、甘草、石膏用雙蒸水浸泡1 h,然后將石膏煮20 min 后將浸泡的藥材一起煎煮20 min。取第一道汁加入2 倍雙蒸水煎煮15 min 后,取出汁液,混入第一道汁,將汁濃縮至原來的體積,調(diào)整濃度至23.65 g/kg。置于4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>
分組:按照隨機(jī)數(shù)字表法將正常飼養(yǎng)的80只大鼠分成對(duì)照組、模型組、模型+0.9%氯化鈉溶液組、模型+MGD 組,每組20 只。對(duì)照組:正常飼養(yǎng)的20只大鼠;模型組:照1.2.1的方法將剩余60只大鼠進(jìn)行重癥肺炎模型制造;模型+0.9%氯化鈉溶液組:將20 只模型組大鼠進(jìn)行等量的0.9%氯化鈉溶液灌胃;模型+MGD 組:將 20 只模型組大鼠進(jìn)行 MGD 灌胃。飼養(yǎng)15 d后進(jìn)行大鼠眼眶靜脈采血,之后進(jìn)行斷頸法處死大鼠,再無菌小心剝離完整的左肺部和右肺部,將血液和肺置于-20 ℃保存。
1.2.3 血?dú)庵笜?biāo)的分析 建模結(jié)束后,對(duì)大鼠進(jìn)行腹主動(dòng)脈采取2 mL血液,對(duì)血?dú)庵笜?biāo)動(dòng)脈血氧分壓(PaO2)、動(dòng)脈血二氧化碳分壓(PaCO2)和血氧飽和度(SaO2)進(jìn)行分析檢測(cè)。
1.2.4 肺濕干比重的檢測(cè) 用電子天平稱量濕肺的重量,然后置于80 ℃烘箱中烘干20 h,再次稱量肺的重量,計(jì)算濕重/干重的比。
1.2.5 蘇木精-伊紅(HE)染色觀察肺組織病理變化 取適量肺組織在多聚甲醛溶液中固定30 min,置于脫水機(jī)中脫水,經(jīng)透明浸蠟過夜后,進(jìn)行石蠟包埋。將石蠟塊切片(厚4 μm),烤片機(jī)烘烤15 min,脫蠟、蘇木精染色10 min后,放入鹽酸乙醇中3 s,再置于氨水中5 s,最后放入伊紅中染色2 min,經(jīng)二甲苯透明、中性樹脂封片后,顯微鏡觀察。
1.2.6 酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)檢測(cè)大鼠血清中TNF-α、IL-6、IL-1β 的含量 按TNF-α 檢測(cè)試劑盒、IL-6檢測(cè)試劑盒、IL-1β檢測(cè)試劑盒說明書要求檢測(cè)大鼠血清中TNF-α、IL-6、IL-1β的含量。
1.2.7 蛋白質(zhì)印跡法檢測(cè)肺組織中IκBα、p65、p-IκBα的蛋白表達(dá) 將大鼠的右肺用無菌剪碎,再在研缽中充分研磨,用RIPA 蛋白裂解液對(duì)研磨組織進(jìn)行冰上蛋白裂解30 min,提取總蛋白,以BCA法測(cè)定樣品蛋白的濃度。以4∶1的比例加入蛋白上樣緩沖液(×5),混勻,沸水浴變性5 min,離心取上清,取60 μg 目的蛋白進(jìn)行SDS-PAGE 蛋白電泳。Quantity One 4.62圖像分析軟件進(jìn)行條帶灰度分析,Image J分析目的條帶的灰度值,以甘油醛-3-磷酸脫氫酶(GAPDH)為內(nèi)參,以目的條帶灰度值與GAPDH灰度值的比值表示目的蛋白的表達(dá)。
1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 21.0 軟件進(jìn)行分析。計(jì)量資料用xˉ±s表示,多組間數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析,多組間的兩兩比較采用SNK-q檢驗(yàn),以P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 MGD對(duì)肺炎大鼠肺組織病理組織觀察及血?dú)庵笜?biāo)的影響結(jié)果如圖1、表1所示,與對(duì)照組相比,模型組肺組織毛細(xì)血管擴(kuò)張、充血出血、淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞呈圍管狀浸潤(rùn),PaO2顯著降低,PaCO2顯著升高,SaO2顯著降低(P<0.01);與模型+0.9%氯化鈉溶液組相比,模型+MGD 組肺組織有少量或無炎癥細(xì)胞,PaO2顯著升高,PaCO2顯著降低,SaO2顯著升高(P<0.001)。
表1 麻杏石甘湯(MGD)對(duì)重癥肺炎大鼠血?dú)庵笜?biāo)的影響/xˉ±s
2.2 MGD對(duì)肺炎大鼠肺組織濕干比重的影響四組濕干比整體比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=14.686,P<0.001)。與對(duì)照組相比,模型組濕干比顯著升高[(5.31±0.51)%比(3.98±0.33)%,P<0.05];與模型+0.9%氯化鈉溶液組相比,模型+MGD 組濕干比顯著降低[(4.29±0.40)%比(5.28±0.48)%,P<0.05]。
2.3 MGD對(duì)肺炎大鼠血清中炎性因子TNF-α、IL-6、IL-1β的影響結(jié)果如表2所示,與對(duì)照組相比,模型組大鼠血清中TNF-α、IL-6、IL-1β 的含量均顯著升高(P<0.001);與模型+0.9%氯化鈉溶液組相比,模型+MGD組大鼠血清中TNF-α、IL-6、IL-1β的含量顯著降低(P<0.001)。
表2 麻杏石甘湯(MGD)對(duì)重癥肺炎大鼠血清中炎性因子腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素6(IL-6)、白細(xì)胞介素1β(IL-1β)的影響/xˉ± s
2.4 MGD對(duì)肺炎大鼠肺組織中NF-κB信號(hào)通路活性的影響結(jié)果如圖2、表3所示,與對(duì)照組相比,模型組大鼠肺組織中IκBα的蛋白表達(dá)量顯著降低,p65、p-IκBα 的蛋白表達(dá)量均顯著升高;與模型+0.9%氯化鈉溶液組相比,模型+MGD 組大鼠肺組織中IκBα的蛋白表達(dá)量顯著升高,p65、p-IκBα的蛋白表達(dá)量均顯著降低(P<0.05)。
圖2 麻杏石甘湯(MGD)對(duì)重癥肺炎大鼠肺組織中核因子-κB(NF-κB)信號(hào)通路表達(dá)的影響(蛋白質(zhì)印跡法)
表3 麻杏石甘湯(MGD)對(duì)重癥肺炎大鼠肺組織中核因子-κB(NF-κB)信號(hào)通路活性的影響/xˉ± s
MGD是由麻黃、杏仁、石膏、甘草組成,源于《傷寒雜病論》,具有清肺平喘的功效[7]。程永華等[8]在重癥肺炎的病人中發(fā)現(xiàn),MGD輔助西藥對(duì)重癥肺炎病人具有抑制炎性分泌、改善呼吸功能,緩解病情的功能,在臨床上具有較好的治療作用。張怡等[9]報(bào)道,加味MGD可抑制重癥肺炎病人血清中炎性因子的表達(dá),并下調(diào)前白蛋白和高遷移率族蛋白B1的表達(dá)。姜麗等[10]報(bào)道,MGD的主要藥理成分在RSV肺炎大鼠中的吸收明顯優(yōu)于正常大鼠的吸收。本研究建立了肺炎克雷伯菌誘導(dǎo)的重癥肺炎大鼠模型發(fā)現(xiàn),MGD可抑制重癥肺炎大鼠血液中炎性因子的含量。
NF-κB是炎癥和免疫反應(yīng)的重要中介[11-13],可通過誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞表型的重要炎癥介質(zhì),如TNF、IL-6、白細(xì)胞介素8(IL-8)、IL-1β、白細(xì)胞介素12(IL-12)和細(xì)胞色素C 氧化酶-Ⅱ(COX-Ⅱ)[14-16]。中藥安腸愈瘍湯可治療潰瘍性結(jié)腸炎大鼠結(jié)腸組織中炎性因子的含量,其功能與抑制NF-κB 的表達(dá)相關(guān)[17];犀角地黃湯加味可通過抑制NF-κB 信號(hào)通路的激活減輕敗血癥導(dǎo)致的小鼠肺部炎癥和損傷[18];補(bǔ)肺湯可劑量依賴性調(diào)節(jié)Toll樣受體2(TLR2)/NF-κB信號(hào)通路改善慢性阻塞性肺疾病大鼠氣道重塑[19];藤莓湯可通過調(diào)節(jié)腫瘤壞死因子受體作用因子3(TRAF3)/NF-κB 信號(hào)通路改善膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎模型大鼠滑膜免疫炎性損傷[20]。本研究運(yùn)用蛋白質(zhì)印跡法檢測(cè)了重癥肺炎大鼠肺組織中NF-κB 信號(hào)通路相關(guān)蛋白IκBα、p65、p-IκBα 的表達(dá)發(fā)現(xiàn),該通路在重癥肺炎模型大鼠中的表達(dá)明顯升高,經(jīng)MGD 治療后,NF-κB 信號(hào)通路的活性明顯受到抑制,提示MGD在重癥肺炎大鼠中的治療功能的機(jī)制與失活NF-κB 信號(hào)通路有關(guān)。這些結(jié)果為探索MGD 的功能機(jī)制的研究提供了參考,也為MGD 治療重癥肺炎提供了更充分的理論依據(jù)。
(本文圖1見插圖9-3)
圖1 重癥肺炎大鼠肺組織病理圖片(HE染色×200):A為對(duì)照組,B為模型組,C為模型+0.9%氯化鈉溶液組,D為模型+麻杏石甘湯(MGD)組