平喘Ⅰ号对呼吸道合胞病毒哮喘小鼠IL?10、IL?12的影响
作者:杨季国 窦胜冬 徐燕立 林馨 程东庆 冯立
【摘要】 目的]观察平喘Ⅰ号对呼吸道合胞病毒(RSV)感染引起BALB/c小鼠哮喘模型血清中细胞因子IL?10、IL?12水平的影响及其抑制气道炎症反应的作用,探讨平喘Ⅰ号哮喘发作的作用机制。[方法]70只BALB/c小鼠随机分成7组,正常对照组、模型对照组、利巴韦林组、急支糖浆组、平喘Ⅰ号低、中、高剂量组,每组10只。予RSV致敏,除正常对照组和模型对照组用等量生理盐水外,其余各组用相应药物干预。末次激发48h后取肺部标本行常规病理观察,并取血清采用ELISA法测定各组IL?10、IL?12的表达水平。[结果]平喘I号各剂量组较利巴韦林组和急支糖浆组IL?10、IL?12表达水平均有明显升高(P<0.05)。其中以平喘I号高剂量组升高最为突出。高剂量组较中剂量组和低剂量组对IL?10和IL?12的调节作用更为显著(P<0.01)。同时,平喘Ⅰ号能明显减少气道浆细胞和嗜酸性粒细胞(EOS)等炎症细胞的浸润。[结论]平喘Ⅰ号能提高哮喘小鼠IL?10、IL?12的表达,抑制支气管哮喘气道炎症,并具有量效关系,由此推测,这种对抗炎因子表达的正性作用是治疗哮喘的作用机制之一。
【关键词】 呼吸道合胞病毒;支气管哮喘;平喘Ⅰ号;IL?10;IL?12
平喘Ⅰ号是临床治疗哮喘急性发作的经验方,该方从中医的“伏痰”理论论治哮喘,以清肺化痰,降逆平喘为治则,通过长期的临床治疗和观察,对哮喘急性发作有明显的控制作用。我们的前期研究发现,该药物确能缓解哮喘症状,并有效控制气道炎症。在此基础上,我们进一步观察平喘Ⅰ号治疗哮喘的效果,观察其对呼吸道合胞病毒(Respiratory Syncytial Virus,RSV)哮喘小鼠IL?10、IL?12表达的影响,以期从多环节、多靶点、多方位探讨平喘Ⅰ号治疗RSV哮喘的作用机制,为中医药防治RSV哮喘提供有力的实验和理论依据。1 材料与方法 1.1 动物及分组 4~6周龄雌性BALB/C小鼠70只,体重14±2g,由浙江中医药大学动物实验中心提供。将小鼠随机分成正常对照组、模型对照组、利巴韦林组、急支糖浆组、平喘Ι号低、中和高剂量组7组,每组10只。
1.2 实验药物 (1)平喘Ⅰ号煎剂。药物组成:旋覆花10g,代赭石20g,葶苈子10g,苏子10g,白芥子10g,炒黄芩10g,竹沥半夏10g,地龙10g,杠板归10g。处方药物由浙江中医药大学第二门诊部中药房提供。所有药物经浸泡、煎熬、过滤及浓缩成浓度为4g/ml生药含量的药汁。(2)利巴韦林颗粒剂(四川百利药业有限责任公司生产)50mg×18袋,用生理盐水配成7.5mg/ml的溶液。(3)急支糖浆,100ml/瓶(太极集团涪陵制药厂生产)。
1.3 主要试剂 (1)福尔马林灭活的呼吸道合胞病毒(FI?RSV)。RSV病毒由浙江省疾病预防控制中心提供,接种于Hep?2细胞上,至病变达到?时收集病毒,福尔马林溶液灭活的RSV病毒。(2)IL?10、IL?12酶联免疫吸附试验(ELISA)所有试剂盒均购于德国eBioscience。(3)氢氧化铝溶液取5%硫酸铝溶液250ml,在强烈的搅拌下加入5%氢氧化钠100ml,用生理盐水离心洗沉淀2次,再悬入生理盐水中使达250ml[8]。同时取适量加等容积抗原(蛋白质含量25mg/ml)。
1.4 造模及给药 除正常组外的各组小鼠以0.1ml致敏液(FI?RSV和AL(OH)3佐剂1:1)腹腔注射致敏,第8天再次致敏,第21天小鼠经戊巴比妥麻醉后用FI?RSV液滴鼻激发哮喘。正常组以等量生理盐水代替FI?RSV。第8天致敏后,平喘Ι号低、中、高剂量组分别以20g、40g、80g/kg/d灌胃;利巴韦林对照组给予75mg/(kg·d)灌胃,急支糖浆对照组给予15ml/kg/d灌胃,正常组及模型组均给予等容量的生理盐水灌胃。每日1次,连续给药14天。
1.5 血清IL?10、IL?12含量测定。末次激发24小时后,摘小鼠眼球取血0.4ml左右,室温静置1~2h,以2500r/min离心15min,取0.1ml血清分装于无热源和内毒素的塑料试管中,封口后保存在-80℃冰箱中,待测IL?10、IL?12。按ELISA操作说明书上的检测步骤进行IL?10、IL?12含量的测定。
1.6 肺组织病观察。各组小鼠于末次激发24小时后依次处死小鼠,行胸腔切开,剪取每只小鼠左肺,浸泡于4%福尔马林溶液中固定,常规脱水,石蜡包埋切片,HE染色,采用德国LeicaQ500MC图像分析系统,观察支气管黏膜嗜酸性粒细胞(EOS)浸润、水肿和上皮损伤程度。
1.7 统计方法 实验数据用SPSS12.0软件进行统计处理。计量资料以均数±标准差(x±s)表示,计量资料两组间均数比较用t检验,多组间均数比较用F检验。以P<0.05或P<0.01为差异的显著性标准。
2 结果
2.1 RSV致敏小鼠哮喘发作时的大体观察 致敏小鼠激发后普遍表现为呼吸急促、缩肩拱背,严重者出现呼吸节律减慢或节律不整、发出喘鸣音、腹肌抽搐、小便失禁等症状。正常对照组无症状。
2.2 平喘Ⅰ号对哮喘小鼠肺组织病理学变化的影响 正常组小鼠肺组织切片未见明显病理性损伤。模型对照组小鼠肺组织切片可见以嗜酸粒细胞、嗜中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞为主的炎性细胞聚集在终末细支气管以及血管周围。支气管上皮脱落,有少数炎症细胞渗入支气管腔内。利巴韦林组炎症细胞灶性增多,支气管旁散在炎症细胞浸润,肺泡部分区域可见正常肺泡,近支气管壁旁肺泡间隔内可见少许炎症细胞浸润。急支糖浆组支气管壁以及肺泡壁内淋巴细胞、浆细胞浸润较多,并可见血管内中性粒细胞靠边,支气管腔内可见少量炎症细胞。平喘I号低剂量组支气管壁以及肺泡间隔可见散在炎症细胞浸润,支气管壁结构完整,支气管黏膜上皮有轻到中度损伤。中剂量组支气管壁可见散在淋巴细胞浸润,灶型淋巴细胞浸润较多,器官结构完整,粘膜无脱落,无水肿。高剂量组小鼠肺组织切片显示炎症明显好转,支气管及支气管黏膜下可见轻度炎性细胞浸润,偶见少许嗜酸性粒细胞浸润,支气管黏膜上皮基本完整,轻度水肿。
2.3 平喘Ⅰ号对哮喘鼠血清IL?10和IL?12的影响 由表1可见,模型对照组血清IL?10和IL?12含量明显降低。平喘I号各剂量组IL?10和IL?12表达明显上调。其中,以高剂量组作用最为突出:IL?10的表达明显高于利巴韦林组和急支糖浆组(P<0.01),IL?12的表达优于利巴韦林组和急支糖浆组(P<0.05)。
表1 各组哮喘小鼠血清中IL?10和IL?12的表达水平(略)
与模型对照组比较,*P<0.05;与利巴韦林组比较△P<0.05,△△P<0.01;与急支糖浆组比较▼P<0.05,▼▼P<0.01
3 讨论
哮喘的主要病因在于宿痰内伏于肺。在此基础上复因感受风寒、风热之邪等众多外部因素,导致外邪引动伏痰,痰随气升,气因痰阻,相互搏结,阻塞气道,气机升降不利,以致呼多吸少,气息喘促,吼哮痰鸣,发为哮喘。哮喘的,后世医家多尊崇元代朱丹溪所提出的哮证已发,攻邪为主,未发则以扶正为主的治疗理念。根据这一指导思想,平喘I号便以化痰平喘利气兼清热为治疗原则。通过长期的临床治疗和观察,证实对小儿哮喘发作有明显的治疗作用。平喘Ι号方主要由《伤寒论》旋覆代赭汤合《韩氏医通》三子养亲汤加减化裁而成。根据哮喘发作的病因病机,平喘Ι号减两者补益和消积之效,而重取其化痰降逆平喘之功。方中旋覆花性温而能消痰下气,降逆以调气机;代赭石质重而沉降,善镇冲逆,肃肺降逆平喘,其味苦气寒可制旋覆花之温;两药相合,寒热共调,痰消逆降。白芥子功在利气豁痰,同时具有健胃功能;苏子降气化痰;易消食导滞之莱菔子为葶苈子以泻肺行水消痰;三者共奏止咳平喘之功。半夏燥湿化痰,经竹沥炮制后制其温性且增其涤顽痰之效;与黄芩配合辛开苦降,清肺化痰。地龙解痉、通络、清热、平喘;杠板归宣肺解痉,化痰平喘。纵观全方,清肃豁痰,解痉平喘,内外兼顾,从而达到控制哮喘急性发作的目的。
IL?10是具有多项生物学活性的强力免疫抑制因子,其不仅可抑制Th0,Th1,Th2细胞分泌的细胞因子,还可抑制巨噬细胞、T细胞和NK细胞的功能。哮喘是一种慢性气道炎症疾病,因此,作为一种免疫抑制因子,IL?10在哮喘的控制中起着重要作用。研究发现,中药平喘Ⅰ号能明显提高IL?10的表达。可见,平喘Ⅰ号可通过影响IL?10,对Th1/Th2机制进行调节,从而对哮喘产生治疗作用。
IL?12的最重要功能是诱导Th0细胞向Th1分化,抑制其向Th2细胞分化,是Th1细胞产生的必需因子[1]。Lewkowich等[2]人在实验中发现,在调节性T细胞衰竭小鼠中,伴随着刺激性T细胞分化增多和Th2细胞因子的产生,IL?12表达下降。这与气道高反应性的改变相同。我国武汉大学的研究人员认为[3],变应性哮喘患者成熟的树突状细胞在CD86表达增强和IL?12、IL?10生成减少的情况下,会优先启动初始T细胞向Th2方向转化。从而使机体趋向于Th2型免疫反应。
现在已有相关研究,利用IL?12来治疗哮喘。但是全身应用IL?12不仅价格昂贵、副作用大,而且作用难以持久。我们的实验结果表明,平喘Ⅰ号可有效提高RSV哮喘鼠IL?12的表达水平,且效果优于利巴韦林和急支糖浆。由此看来,平喘Ⅰ号是通过对哮喘小鼠IL?12的影响来降低气道高反应性、调节Th1/Th2细胞平衡以达到控制哮喘的目的。
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1] De Becker G,Moulin V,Tielemans F.Regulation of T helper cell differentiation in vivo by soluble and membrane proteins provided by antigen?presenting cells[J].Eur J Immunol,1998,28(10):3161?3171.
[2] Lewkowich IP,Herman NS,Schleifer KW.CD4+CD25+ T cells protect against experimentally induced asthma and alter pulmonary dendritic cell phenotype and function[J].J Exp Med,2005,202(11):1549?1561.
[3] Chen XQ,Yang J,Hu SP.Increased expression of CD86 and reduced production of IL?12 and IL?10 by monocyte?derived dendritic cells from allergic asthmatics and their effects on Th1? and Th2?type cytokine balance[J].Respiration,2006,73(1):34?40.