迄今为止对慢性阻塞性肺疾病(COPD) 仍无有效治疗药物供临床使用。我们通过人工培育的冬虫夏草菌粉喂养COPD 大鼠,观察组织形态学、动物肺功能(气道阻力和肺顺应性) 、支气管肺泡灌洗液(BALF) 中白细胞介素2 ( IL-2) 、细胞介素IL-4 含量等指标,探讨其防治COPD 的作用及机制。
材料与方法 雄性SD 大鼠(清洁级) 37 只,体重(200 ±20) g ,随机分为3 组。(1) 模型组13 只,在自制吸烟染毒箱内被动吸烟20 支(上海卷烟厂凤凰牌香烟,焦油量17 mg/ 支,烟气烟碱量1.4 mg/ 支) ,每天3 次,每次间隔3 h ,共60 天;第1、15 天每只大鼠气道内滴入脂多糖(LPS ) 0.2 ml (200μg) ,该日不予以吸烟。(2) 治疗组12 只,在按模型组制备模型基础上每天胃饲含人工培育的冬虫夏草菌粉5 g/ kg 的水溶液6 ml ;模型组和对照组均胃饲等量消毒饮用水。(3) 对照组12 只,每天在自制吸烟染毒箱内以相同时间呼吸正常空气,并于第1、15 天每只大鼠气道内滴入0.2 ml 生理盐水。60 天后各组随机取6 只大鼠,用小动物肺功能仪(浙江大学医学院药理教研室制作) 测定潮气量、气道流速、跨肺压,换算成气道阻力和肺顺应性,而后股动脉放血处死,在右肺中叶同一部位取材,制成石蜡切片。3组剩余大鼠股动脉放血活杀后行双侧支气管肺泡灌洗(BAL) (6 ml ×3 次,回收率60 %～80 %) ,BALF 离心后上清液- 70 ℃冻存。
对肺组织切片于400 倍光镜下分别计数各组大鼠同一部位、相近口径支气管壁腹侧、背侧及两侧各150 个细胞(共600 个细胞) 中杯状细胞的数目,并求出杯状细胞所占比例:杯状细胞所占比例( %) = 杯状细胞数/ 细胞总数(600) 。用显微镜目镜中十字交叉发丝,置于视野中心位置(避开气管和血管) ,于100 倍下对每张切片连续计数3 个视野内的和十字线相交的肺泡数,除以3 后得平均肺泡计数。采用定量ELISA 双抗体夹心法测定BALF 内IL-2、IL-4 浓度(试剂盒由Biosource 公司进口,上海森雄公司分装提供) ,按试剂盒操作说明书进行。
使用SPSS10.0 统计分析软件进行统计处理,各组数据用.x ±s 表示, P < 0.05 , P < 0.01 为差异有显著性。
结果
与对照组比较,COPD 模型组具有慢性支气管炎及阻塞性肺气肿的特征性病理改变。治疗组大鼠支气管黏膜上皮结构尚正常,无明显水肿变性,有少量杯状细胞增生,管壁各层浸润的炎细胞相对于模型组较少;肺泡壁变薄、断裂,肺泡腔扩大融合的程度和范围较模型组轻。模型组和治疗组细支气管内杯状细胞比例明显高于对照组( P < 0.01) ,但治疗组低于模型组( P < 0.05) ;与对照组比较,模型组、治疗组的平均肺泡计数明显减少( P < 0.01、< 0.05) ,但治疗组要高于模型组( P < 0.01 ,表1) 。
与对照组比较,模型组、治疗组的气道阻力明显增高( P < 0.01、< 0.05) ,同时肺顺应性明显下降( P 均< 0.01) ;但治疗组的气道阻力较模型组有下降( P < 0.01 ,表1) 。
模型组和治疗组大鼠BALF 中IL-2 水平和IL-2/ IL-4 比值要明显低于对照组( P < 0.01、< 0.05) ;模型组IL-2 水平较治疗组降低更为显著( P < 0.05) 。IL-4 水平各组比较差异无显著性( P > 0.05 ,表2) 。
讨论
我们采用烟熏加LPS 联合双因素造模,不使用蛋白破坏酶,更符合人类COPD 发生发展的自然经过;该模型无论从肺组织形态学,还是从肺功能表现都符合有气流受限的慢性支气管炎和肺气肿特征。
人工培育的冬虫夏草菌粉的主要活性成分是D2甘露醇和虫草酸,具有保肺益肾、增强机体免疫力、抗炎、抗缺氧及止咳化痰和舒张肺支气管平滑肌等作用 。本研究治疗组在气道阻力、杯状细胞百分比、平均肺泡计数、BALF 中IL-2含量等指标与对照组比较仍存在差异,但与模型组比较改善均有显著性( P < 0.01 或< 0.05) ,说明冬虫夏草菌粉虽不能防止模型组大鼠COPD 的形成,但能减轻COPD 气道炎症的程度,能有效阻止阻塞性肺气肿病理改变的进一步发展,并在一定程度上抑制肺功能的进行性恶化和改善其通气功能。
已知人体的某些慢性炎症性疾病存在Th1/ Th2 免疫应答的失衡,其不同的优势应答类型与疾病的发生发展及预后有关 。我们的研究发现,模型组BALF 中IL-2 水平及IL-2/IL-4 比值均较对照组明显下降( P < 0.01) 而IL-4 水平无明显变化( P > 0.05) ,提示COPD 大鼠气道存在Th1 应答减弱,Th2应答无变化的Th1/ Th2 失衡模式。Th1 应答的减弱抑制了细胞免疫,Mottolis 等证实,Th1 应答减弱或Th2 应答优势的吸烟者倾向于发展为以慢性气道炎症、反复感染和持续气流阻塞为特征的肺部损伤。我们用吸烟加LPS 造模,其主要刺激物是有害颗粒和内毒素,机体应依赖细胞免疫为主的防御机制来抵御,结果这种刺激导致的是大鼠气道Th1 应答的减弱,这显然不利于吞噬细胞对有害颗粒的清除和宿主的抗感染免疫,在这种Th1/ Th2 失衡模式下,加上一定时间、一定强度的合适刺激,气道炎症发生,且向慢性化转变并得以持续。治疗组BALF 中IL-2 水平较模型组有明显提高( P < 0.05) ,但仍低于对照组( P < 0. 05) ,治疗组肺组织病理形态学、肺功能改变和BALF 炎细胞数量也介于对照组与模型组之间,说明冬虫夏草菌粉治疗COPD 的机制包括对Th1/ Th2 失衡的纠偏,这种纠偏作用主要是保护IL-2 ,防止其进一步下降,而非是通过对Th2 应答的下调来实现。
参考文献（略） |
