肺气肿肺气虚证大鼠血清IL-6、IL-8和TNF-α变化的研究
作者：吕磊 ，胡建鹏 ，王元勋 ，窦红漫 ，黄开泉
【关键词】 肺气肿
摘 要: 目的: 建立肺气肿肺气虚证动物模型，观察肺气肿肺气虚证大鼠血清白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-8（IL-8）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平变化，探讨其免疫和炎症机制。 方法: 将60只大鼠随机分为模型组与对照组，复制肺气肿肺气虚证模型，分别检测血清IL-6、IL-8和TNF-α含量。 结果: 模型组IL-6、IL-8和TNF-α均升高，与对照组比较，有非常显著性差异（P<0.01）。 结论: IL-6、IL-8和TNF-α作为重要炎症因子，促进肺气肿肺气虚证的发生和。
关键词: 肺气肿;肺气虚证;白细胞介素-6;白细胞介素-8;肿瘤坏死因子-α
肺气虚证是以肺功能减退为主要特征的全身多器官功能衰退综合征。人体的免疫功能与气血密切相关，祖国医学认为正气存内，则邪不可干，肺主气、司呼吸，肺朝百脉。血的运行依赖于气的推动，肺主一身之气，故血液的运行，又依赖于肺气的敷布和调节。本研究通过对肺气肿肺气虚证动物模型血中白细胞介素-6、白细胞介素-8和肿瘤坏死因子-α水平变化的观察，探讨其免疫和炎症机制，为肺气肿肺气虚证动物模型客观化、标准化评价及肺气虚证本质的研究提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 动物与分组
健康Wistar大鼠60只，由安徽医学研究所实验动物中心提供，雌雄各半，身体质量为225±25g。随机分为对照组和模型组每组30只。
1.2仪器和试剂
白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-8（IL-8）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）定量EIA试剂盒，由上海森雄科技实业有限公司提供。
1.3 模型复制
模型组:按照 〔1～4〕 中的方法，于模型复制的第1d、14d用乙醚吸入法麻醉大鼠后，打开其颈部，暴露气管，用1mL注射器气管内注入脂多糖（LPS）200μg/200μL 〔5〕 ，在皮肤伤口局部滴入庆大霉素注射液，然后缝合皮肤并用碘酒棉球消毒。第2～13d、15～75d，置于1m 3 的烟室中，用锯末50g+10支合肥牌香烟（焦油量为15mg，烟气烟碱量为1.3mg）点燃烟熏，每日烟熏30min，自由进食、饮水。对照组:将每只大鼠于第1d、14d用乙醚吸入麻醉后，打开颈部暴露气管，用1mL注射器气管内注入9.0g/L氯化钠注射液200μL，在皮肤伤口局部滴入庆大霉素注射液，然后缝合皮肤并用碘酒棉球消毒。第2～13d、15～75d，置于无烟熏同样环境中饲养，自由进食、饮水。
2 结果
2.1 症状与体征
模型组大鼠先后出现少动，反应迟钝，精神萎靡，咳嗽，气急，有痰鸣音，食减，生长缓慢，毛发零乱、脱落、缺少光泽，鼻部潮湿等表现，肛门未见黏液或稀便附着，粪便质地也无明显变化，证候符合肺气虚证诊断标准。对照组则始终未见肺气虚证候。
2.2 模型组大鼠血清IL-6、IL-8和TNF-α含量的变化 表1 两组大鼠血清IL-6、IL-8和TNF-α含量的变化注:与对照组比较，*P<0.01
3 讨论
近年来医用动物模型的制作多采用西方生物医学模式，以制造疾病动物模型为主。而化的中医药研究领域则迫切需要真正具有中医证候特点的动物模型，以便使中医药科研工作更加化，客观化。如何通过多因素复合制作具有中医证候特点的疾病动物模型，即病证结合的动物模型，使之可同时满足中西医学的研究需要，是中西医结合研究的基础与难点。有学者认为，目前称之为中医“证”的动物模型一般有两类:一是根据临床某些证候表现，采用相应的手段在动物身上复现;二是无明确设想，即用某种方法造成病的模型，把西医“病”的模型当成中医某种证的模型。显然前者更符合中医思维逻辑。中医证候的动物模型的制作方法，主要有病因模拟和症状模拟。前者是从导致“证候”发生的常见致病因素入手;后者以模拟“证候”的典型症状、体征为重点。但必须注意到单考虑病因则可能实验动物的症状、体征并不一定与实验者期盼出现的“证候”特征符合;而单从“证候”表现入手则既不符合传统中医药“循病求因”的思维逻辑，也有可能走入现代医学微观定量指标替代中医宏观定性指标的误区。因而我们认为，一个成功的中医证候动物模型，其制作方法应以病因模拟为主，使之符合传统中医药理论与思维方式;其评价则应尽可能从“证候”的临床辨证标准着眼，使之真正具有证候的特征与代表性。
吸烟是慢性支气管炎继发肺气肿的主要原因之一，吸烟对肺泡巨噬细胞吞噬、杀菌功能有明显抑制作用，吸烟者肺内溶菌酶水平也有明显降低。此外血清IgE、循环免疫复合物及血清中弹力酶较不吸烟者为高。吸烟使炎性细胞聚集于肺中，以肺泡巨噬细胞为主，而肺泡中巨噬细胞可释放中性粒细胞的趋化物，烟草烟雾能使中性多形核细胞释放弹力酶，是阻塞性肺气肿形成的一个因素。感染在肺气肿患者急性加重中的作用早已确认。将大肠杆菌的脂多糖经气管滴入豚鼠肺中，可引起肺气肿及支气管黏液细胞增生。细菌在下呼吸道异常定植产生慢性炎症，继发肺组织损伤，细菌参与肺实质的蛋白水解，引起肺气肿过程。气道持续性的炎症使黏膜水肿，气道壁增厚，破坏气道上皮，干扰上皮来源的舒张因子的释放，增加气道周围平滑肌的反应性，使之更易于收缩。本模型采用烟熏和脂多糖滴入法，复合制作病证结合肺气肿肺气虚证模型，从实验观察到的症状、体征及微观定量指标来看，基本符合肺气肿肺气虚证的特点。同时满足中西医学的研究需要。
免疫失衡与炎症是肺气肿主要的发病机制之一。IL-6是一种多功能细胞因子，具有广泛的生物学活性。有报道表明 〔6，7〕 ，IL-6参与气道炎症和肺气肿的形成。本实验模型组与对照组相比，血浆IL-6有升高趋势。病理组织学及超微结构检查显示肺组织有肺气肿及慢性支气管炎病变，可能与IL-6参与有关。IL-8属趋化因子超家族成员，其功能为通过靶细胞表面的IL-8受体实现对靶细胞的趋化作用。在中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、T淋巴细胞、单核细胞、肿瘤浸润细胞和嗜碱性粒细胞表面均有IL-8受体的表达 〔6〕 。本实验模型组与对照组相比，血浆IL-8明显升高（P<0.01）。可能与肺气虚证模型组大鼠肺气肿的形成及证候表现咳、痰、喘有关。IL-8在发病中的作用有:①可诱导支气管平滑肌痉挛，其作用机制可能是IL-8通过激活中性粒细胞而实现的。IL-8对中性粒细胞具有显著的趋化活性，并对中性粒细胞的全程反应均有诱导和易化作用。诱导中性粒细胞脱颗粒，释放蛋白水解酶，导致局部损伤;IL-8可激活中性粒细胞释放明胶酶B（MMP-9），MMP-9可降解基底膜，破坏正常的肺泡结构。②IL-8趋化嗜酸性粒细胞在气道黏膜聚集、浸润，嗜酸性粒细胞可释放阳离子蛋白（ECP）、毒性蛋白（ENP）。③IL-8具有组胺释放因子的作用，在IL-3存在时，IL-8可引起嗜碱性粒细胞脱颗粒，释放组胺和白三烯C4（LTC4），介导一种不依赖于IgE的气道高反应。④可引起呼吸膜通透性增加。本实验观察到，模型组与对照组相比，血浆TNF-α明显升高（P<0.01）。TNF-α与肺气肿的形成有关，可激活中性粒细胞、巨噬细胞，而激活的肺泡巨噬细胞迅速产生TNF-α、IL-1、IL-8、血小板激活因子等活性物质，其中TNF-α是中性粒细胞的强趋化物质，它可引起中性粒细胞与血管内皮黏附并进入肺泡壁间质和气道。TNF-α还可促进黏附分子的表达。中性粒细胞可释放弹性蛋白酶及组织蛋白酶G等，导致蛋白酶/抗蛋白酶系统的失衡，从而形成肺气 肿。
本实验结果表明，肺气肿肺气虚证大鼠症状、体征基本符合肺气肿肺气虚证的临床特点，血中IL-6、IL-8和TNF-α含量的升高，在肺气肿肺气虚证免疫失衡与炎症发病中起着重要作用，它们的变化是其重要的微观指标，与肺气肿形成和有关。
参考
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