黃 杰 張巧梅 鄧揚(yáng)嘉
(1.湖南中醫(yī)藥大學(xué),湖南 長沙 410036;2.貴州中醫(yī)藥大學(xué),貴州 貴陽 550000;3.重慶市中醫(yī)院,重慶 400011)
呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎(VAP)指氣管插管或氣管切開患者接受機(jī)械通氣48 h 后發(fā)生的肺炎,是導(dǎo)致患者脫機(jī)困難、住院時(shí)間延長、治療費(fèi)用增加的疾?。?-2]。研究發(fā)現(xiàn):NETs 水平可作為反映肺組織損傷的重要指標(biāo)[1-3];腸源性感染患者感染狀態(tài)可用NETs 水平來反映[1]。故我們推測,同樣屬于感染性疾病的VAP,NETs可能參與其發(fā)病機(jī)制。
針灸通過穴位刺激,具有疏通經(jīng)絡(luò)、扶正祛邪等作用[2]。艾灸通過溫?zé)岽碳ぃせ钛ㄎ痪植康臒崦舾忻庖呒?xì)胞、特異感受器等,達(dá)到溫通溫補(bǔ)的作用[3]。劉兵等提出針灸介入防治COVID-19 的可行性與可靠性,并提出了獨(dú)特“針灸方案”[4]。研究發(fā)現(xiàn)在常規(guī)治療基礎(chǔ)上溫和灸治療呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎的療效顯著,可減輕肺部感染[5]。本研究利用VAP 模型大鼠,初步探索針灸減少VAP 模型大鼠炎性反應(yīng)的作用機(jī)制,為深入研究針灸、NETs抑制劑預(yù)防和治療VAP患者的可能機(jī)制提供科學(xué)依據(jù)?,F(xiàn)報(bào)告如下。
SPF 級成年雄性健康大鼠,體質(zhì)量(300±10)g,由成都藥康生物科技有限公司提供,許可證號:SCXK(川)2020-034。SD 大鼠自購回后保持其自由飲水、進(jìn)食,溫度21~25 ℃,適應(yīng)性喂養(yǎng)1 周后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)經(jīng)重慶威斯騰生物實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利倫理委員會(huì)審議同意并批準(zhǔn)。
NETs 抑制劑(鹽酸尼索西?。?。大鼠CITH3 酶聯(lián)吸附測定試劑盒:江萊生物(中國,JL47058)。MPO 比色法測試盒:伊萊瑞特,武漢(CAT:E-BC-K074-M)。Sytox Green:美國Thermo Fisher(S7020)。PBS:上海生工,中國(B040100)。RPMI-1640 培養(yǎng)基:美國Gibco(A4192301)。一次性毫針(華佗牌,0.25 mm×25 mm),艾條(南陽市漢艾艾制品有限公司)。小動(dòng)物呼吸機(jī):安徽正華生物儀器設(shè)備有限公司(DW-3000 型)。酶聯(lián)免疫檢測儀:美國Thermo Fisher。低速臺(tái)式離心機(jī):上海安亭科學(xué)儀器廠。顯微外科手術(shù)器械包:上海手術(shù)器械廠(SSW-3型)。
將80 只成年雄性健康SD 大鼠分為對照組、模型組、針灸組、針灸+NETs 抑制劑組,每組20 只。20%烏拉坦腹腔注射麻醉,取仰臥位,使用喉鏡將氣管導(dǎo)管插入聲門,通過聽雙肺呼吸音確定導(dǎo)管插在氣管內(nèi),于大鼠口腔行氣管插管后接小動(dòng)物呼吸機(jī),呼吸機(jī)參數(shù)設(shè)定為:潮氣量(V)12 mL/kg,呼吸頻率70次/min,吸入氧濃度(FiO2)1.0。連續(xù)通氣48 h后,5%戊巴比妥腹腔注射麻醉,豎起固定板>45°,以微量注射器經(jīng)氣管導(dǎo)管注入0.2 mL 3×108cfu/L 銅綠假單胞菌(PA)菌液和0.55 mL 氣體,并保持體位5 min。經(jīng)氣管注入PA 菌液6 h 后,檢測大鼠肺組織病理變化呈小葉性肺炎特征,肺泡灌洗液和肺組織中的PA 細(xì)菌培養(yǎng)陽性[6],以確保成功誘導(dǎo)出大鼠VAP模型。
針灸組、針灸+NETs 抑制劑組取大鼠穴位定位參考《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物常用穴位名稱與定位》第2 部分:大鼠[7]。肺俞:第3 胸椎下兩旁肋間,背正中線旁開6 mm。大椎:第7 頸椎與第1 胸椎間,背部正中。風(fēng)門:第2 胸椎下兩旁肋間,背正中線旁開6 mm。大椎直刺5 mm,肺俞、風(fēng)門各斜刺6 mm,留針30 min,運(yùn)用平補(bǔ)平瀉手法每10分鐘行針1次,每日2次,共7次;針刺治療結(jié)束后將點(diǎn)燃的艾條,距相同穴位皮膚表面2 cm 處施溫和灸,施灸15 min,每日2 次,共7 次。針灸+NETs 抑制劑組按體質(zhì)量0.8 μmol/L/290~340 g 的劑量鞘內(nèi)注射NETs抑制劑。
麻醉狀態(tài)下腹主動(dòng)脈采血,放于無抗凝管中靜置1~2 h 后離心(3 000 r/min,20 min,4 ℃),吸取上層血清-20 ℃保存用于ELISA 檢測。采用經(jīng)預(yù)冷的磷酸鹽緩沖液(PBS)進(jìn)行大鼠肺泡灌洗,收集灌洗液,離心后置于-20 ℃保存用于ELISA檢測。
1.5.1 激光共聚焦檢測大鼠外周血及肺泡灌洗液NETs表達(dá)差異 佛波酯(PMA)誘導(dǎo)NETs形成:1)將細(xì)胞接種于培養(yǎng)孔板爬片中,加入PMA使其終濃度為300 ng/mL,在37 ℃,5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3 h;2)孵育結(jié)束后,加入Sytox Green 和Hochest 混合染色液37 ℃染色5~10 min;3)染色結(jié)束后用PBS 清洗1 次,用4%多聚甲醛室溫固定10 min;4)固定結(jié)束后用PBS 清洗1 次,加入封片劑進(jìn)行封片,共聚焦觀察。
1.5.2 ELISA 檢測大鼠H3 表達(dá) 從室溫平衡60 min后的鋁箔袋中取出所需板條,剩余板條用自封袋密封放回4 ℃。設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)孔、空白孔和樣本孔,標(biāo)準(zhǔn)品孔各加不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)品50 μL。樣本孔中加入待測樣本50 μL,空白孔加樣本稀釋液50 μL,空白孔,標(biāo)準(zhǔn)品孔和樣本孔中每孔加入辣根過氧化物酶(HRP)標(biāo)記的檢測抗體100 μL,用封板模封住反應(yīng)孔,37 ℃水浴鍋或恒溫箱溫育60 min。棄去液體,吸水紙上拍干,每孔加滿洗滌液(350 μL),靜置1 min,吸水紙上拍干,重復(fù)洗板5 次。每孔加入底物A、B 各50 μL,15 min 內(nèi),在450 nm波長處測定各孔的OD值。
1.5.3 MPO 測定 1)對照管:取350 μL 雙蒸水、20 μL待測樣本、20 μL試劑五(澄清劑)加入1.5 mL EP管中。測定管:取20 μL待測樣本、20 μL試劑五,350 μL顯色劑加入1.5 mL EP 管中。2)渦旋混勻3 s,37 ℃準(zhǔn)確反應(yīng)30 min。3)向2)中各管加入5 μL試劑八(酸試劑),渦旋混勻3 s,60 ℃水浴10 min。4)取出后,3 000×g,離心10 min。5)取300 μL 上清液于酶標(biāo)板中,酶標(biāo)儀460 nm處,測定各孔OD值。
1.5.4 H3 的測定 繪制標(biāo)準(zhǔn)物和OD 值的回歸曲線,按曲線方程計(jì)算各樣本濃度值。參照文獻(xiàn)[8]測定MPO。
見圖1。激光共聚焦顯微鏡下,中性粒細(xì)胞在接受PMA刺激4 h后,產(chǎn)生大量綠色細(xì)胞外網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從顯微結(jié)構(gòu)和組成成分上可鑒定為NETs(圖中紅色虛線處)。VAP 大鼠模型外周血和肺泡灌洗液中均存在NETs,外周血中明顯高于肺泡灌洗液中,在4組的分布中,模型組>針灸組>針灸+NETs抑制劑組>對照組。
圖1 各組大鼠外周血及肺泡灌洗液NETs表達(dá)(400倍)
見表1。與對照組比較,模型組、針灸組、針灸+NETs 抑制劑組肺泡灌洗液、血清中H3 表達(dá)均明顯增高(P<0.05)。與模型組比較,針灸+NETs 抑制劑組肺泡灌洗液、血清中H3 表達(dá)明顯降低(P<0.05),針灸組肺泡灌洗液、血清中H3 表達(dá)相近(P>0.05)。與針灸組比較,針灸+NETs 抑制劑組肺泡灌洗液、血清中H3表達(dá)明顯降低(P<0.05)。
表1 各組大鼠肺泡灌洗液、血清H3、MPO比較
見表1。對照組比較,模型組、針灸組肺泡灌洗液、血清中MPO 表達(dá)均明顯增高(P<0.05),針灸+NETs抑制劑組肺泡灌洗液、血清中MPO 表達(dá)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。與模型組比較,針灸組、針灸+NETs 抑制劑組肺泡灌洗液、血清中MPO 表達(dá)均明顯降低(P<0.05)。與針灸組比較,針灸+NETs 抑制劑組肺泡灌洗液、血清中MPO表達(dá)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
ICU 中患者常需要接受機(jī)械通氣治療,其可以有效糾正患者呼吸功能障礙,改善患者肺部通氣量,是ICU救治工作中重要組成部分,但患者較易發(fā)生VAP[9-10]。而對于VAP 治療主要是使用抗生素為主的綜合治療,隨著多重耐藥細(xì)菌的產(chǎn)生,其治療難度增加。Castanheira FVS 研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)炎癥反復(fù)發(fā)生或刺激物持續(xù)存在時(shí),過度的NETs 會(huì)造成組織損傷[11]。研究發(fā)現(xiàn),NETs 參與急性呼吸窘迫綜合征患者肺損傷的形成機(jī)制[12]。Fousert E 等提出NETs 過量產(chǎn)生或清除不及時(shí)可參與多種炎癥性疾病的發(fā)病過程[13]。VAP 脫機(jī)困難的一個(gè)重要原因即炎癥反復(fù)發(fā)作、抗生素反復(fù)使用致抗感染無效,進(jìn)而發(fā)展成急性肺損傷,因此,我們推測,對于炎癥反復(fù)的VAP,NETs 也參與其發(fā)病機(jī)制。所以如何減少過度的NETs 是治療包括VAP 在內(nèi)的炎性疾病的一種新的研究方向。
中醫(yī)學(xué)尚無關(guān)于VAP 的病名診斷,但根據(jù)其癥狀,可歸屬于“咳嗽”“發(fā)熱”等范疇。《黃帝內(nèi)經(jīng)》云“正氣存內(nèi),邪不可干”,需機(jī)械通氣的患者往往因久病導(dǎo)致其正氣虧虛,御邪無力,邪毒乘虛而入,肺失清肅;肺主宣降,通調(diào)水道,肺失清肅則水道不通,積聚成痰,痰郁而化熱,痰熱互結(jié),壅閉于肺,患者主要以發(fā)熱、咳嗽、氣促等為臨床表現(xiàn)[14]。
基于以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果及NETs 在VAP 模型大鼠的可能機(jī)制,我們使用了針灸和NETs 抑制劑兩種方式對VAP模型大鼠進(jìn)行干預(yù)。本研究針灸選穴肺腧?qū)僮闾柊螂捉?jīng),刺之可補(bǔ)益肺臟,止咳平喘,起到扶正之功;大椎屬督脈,為手足三陽經(jīng)與督脈的交會(huì)穴,被稱為“諸陽之會(huì)”,統(tǒng)攝一身之陽,是邵老治療肺系病的要穴[15],刺之可清瀉肺熱,起到祛邪之用,兩個(gè)穴位相互配合,共奏扶正祛邪之效;風(fēng)門屬足太陽膀胱經(jīng),為風(fēng)邪出入之門戶,搜風(fēng)要穴,主治感冒、咳嗽、發(fā)熱等外感病癥、肺系病癥,刺之可疏風(fēng)解表、宣肺平喘[16],以上諸穴相互配合,增強(qiáng)VAP 患者正氣,使外邪不再侵入的同時(shí)祛除體內(nèi)毒邪。
本研究發(fā)現(xiàn)NETs 確實(shí)存在于VAP 模型大鼠中,并且導(dǎo)致模型大鼠炎癥惡化。本研究中模型組和針灸組,模型組和針灸+NETs抑制劑組的肺泡灌洗液、血清中MPO 水平存在明顯差異,而針刺組和針灸+NETs 抑制劑組的肺泡灌洗液、血清中MPO 水平表達(dá)相近,故我們推測針灸對于減少肺泡灌洗液、血清中MPO 水平優(yōu)于NETs 抑制劑;而針灸減少VAP 模型大鼠的NETs的機(jī)制可能是通過降低其肺泡灌洗液、血清中MPO 水平來實(shí)現(xiàn)的。模型組和針灸+NETs抑制劑組的肺泡灌洗液中H3、MPO 水平、血清中H3、MPO 水平均存在明顯差異,故我們推測針灸+NETs 抑制劑協(xié)同減少模型大鼠NETs的表達(dá),其機(jī)制可能是通過降低肺泡灌洗液及血清中MPO、H3的水平來實(shí)現(xiàn)的,其中,尤以肺泡灌洗液及血清中MPO水平為著。
本研究的局限和展望:1)盡管鹽酸尼索西汀溶液可有效降低NETs的水平,但使用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物可以進(jìn)一步增加研究結(jié)果的可信度。2)本研究模型組和針灸組肺泡灌洗液及血清中H3水平無明顯差異,而杜沂嵐等發(fā)現(xiàn)經(jīng)肺腧穴中藥離子導(dǎo)入聯(lián)合振動(dòng)排痰干預(yù)慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者療效確切[17]。有研究報(bào)道電針足三里穴預(yù)處理可誘導(dǎo)大鼠對肺損傷的耐受性[18],可以顯著減輕大鼠肺組織損傷程度,同時(shí)抑制肺泡灌洗液中腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(IL-β)的表達(dá)[19],下一步研究有望通過在針灸的基礎(chǔ)上配合腧穴中藥離子導(dǎo)入及電針治療,可能會(huì)得出更多陽性結(jié)果,進(jìn)一步降低VAP 大鼠NETs 水平,豐富VAP 的治療方式。3)劉芬等通過提取大鼠肺組織胞外囊泡(Ti-EVs)后發(fā)現(xiàn),Ti-EVs 組肺內(nèi)NETs 熒光強(qiáng)度較膿毒癥組明顯增加,Ti-EVs 加重肺內(nèi)炎癥反應(yīng),促進(jìn)NETs 形成[20]。這可能提示減少Ti-EVs 也會(huì)減少NETs 的形成,進(jìn)而減輕炎癥反應(yīng),對于同樣存在NETs 的VAP,Ti-EVs 可能也存在于其發(fā)病機(jī)制中,下一步研究可以嘗試減少Ti-EVs 的形成,進(jìn)一步探索預(yù)防和治療VAP的新方法。