卢国彦，张 玥，孟庆乃，郑赛晶，周 昆，胡利民

（1.天津中医药大学中医药研究院，天津市中药药理学重点实验室，天津 300193；2.上海烟草（集团）公司技术中心，上海 200082）

·实验研究·

中药添加剂对吸烟大鼠呼吸功能及免疫功能的影响

卢国彦1，张 玥1，孟庆乃2，郑赛晶2，周 昆1，胡利民1

（1.天津中医药大学中医药研究院，天津市中药药理学重点实验室，天津 300193；2.上海烟草（集团）公司技术中心，上海 200082）

[目的]评价中药添加剂对大鼠吸烟所致的呼吸功能及免疫功能的改善效果。[方法]吸烟组大鼠在烟气环境中每日暴露1 h，对照组大鼠在烟机无卷烟空吸环境中每日暴露1 h，持续3个月，测定肺功能，脏器系数，腹主动脉取血测定血清中抗氧化、免疫因子指标。[结果]各吸烟组大鼠用力肺活量（FVC）与对照组相比差异无统计学意义，但FEV1/FVC%（一秒率）有所下降，其中3号烟组与0号烟组相比显著升高（P<0.05）。2、3号烟组用力中期呼气流速（FEF25%～75%）、最大呼气中段流量（MMF）、最大呼气流量（PEF）各项指标与0号烟组相比明显改善，且与对照组值接近；1、2、3号烟组大鼠肺脏、胸腺脏器系数较0号烟组相比，无统计学差异。1号烟组脾脏系数极显著高于0号烟组（P<0.01），3号烟组脾脏系数显著高于0号烟组（P<0.05）；与0号烟组相比，2、3号烟组超氧化物歧化酶（SOD）显著升高（P<0.05），丙二醛（MDA）差异无统计学意义；1、2、3号烟组γ-干扰素（IFN-γ）均高于0号烟组，白介素-1β（IL-1β）均低于0号烟组，但差异无统计学意义。与0号烟组相比，1号烟组能极显著降低IL-6（P<0.001），3号烟组能显著降低IL-12（P<0.05）。[结论]2、3号添加剂可改善吸烟引起的大鼠肺功能降低，和对吸烟造成的抗氧化能力下降有保护作用。1、3号添加剂均可一定程度上改善因吸烟引起的大鼠免疫力下降，由此得出3号添加剂为卷烟的理想添加剂。

卷烟；大鼠；肺功能；免疫功能

吸烟被世界卫生组织称为继战争、饥荒、瘟疫、污染之后的人类“第5种威胁”。据报道，中国有3亿吸烟者，7.4亿人受到二手烟危害，每年有120万人死于烟草相关疾病[1-2]。吸烟有害健康，吸食香烟可诱发多种疾病，如肺癌、支气管炎、肺气肿、口腔癌、膀胱癌[3-4]等。明知吸烟有害健康，但很少有人能够完全放弃吸烟。烟草与中药同源，本研究运用中药理论，在卷烟中加入中药添加剂，通过发挥中药的减毒作用，减少乃至消除吸烟对人体的危害。本实验重点考察了中药添加剂对吸烟3个月大鼠的肺功能和免疫功能的改善效果。

1 材料

1.1 受试样品 0、1、2、3号4种卷烟，其中0号烟为无添加剂的普通卷烟，1、2、3号烟是在0号烟的基础上添加3种不同的添加剂。1号烟加入太子参、杭白芍、枸杞子、丹参、浙贝母等。2号烟加入西洋参、杭白芍、杏红、皂角刺、丹参等。3号烟加入沙参、麦门冬、杭白芍、黄芩、西洋参、杏红、皂角刺、丹参等。本实验所用卷烟由上海烟草(集团)公司提供。中药添加剂卷烟制法如下：将生药材回流提取后减压浓缩，至生药材与浸膏之比为1∶1，加入浸膏3倍体积量的95%乙醇，24 h后抽滤，取上清液减压浓缩至稠膏，最终稠膏浓度与生药材之比为1∶2。所得稠膏以1%的体积比喷洒在烟丝上，烘干后制成卷烟。

1.2 动物与分组 Wistar大鼠，雌雄各半，SPF级，由北京华阜康生物科技股份有限公司购进，许可证号：SCXK（京）2005-0013。饲养于天津中医药大学实验动物中心。100只大鼠按随机数字表法随机分为5组，每组各20只。分别为对照组、0号烟组、1号烟组、2号烟组、3号烟组，大鼠吸烟组吸烟量均为20支/日。3个月后，对照组死亡3只，0号烟组无死亡，1号烟组死亡1只，2号烟组死亡3只，3号烟组死亡1号。取脏器时发现3号烟组脏器异常1只。取血时，0号烟组失败3只，1号烟组失败3只。

1.3 药品及试剂 丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。白介素-1β（IL-1β）、白介素-6（IL-6）、白介素-12（IL-12）、γ-干扰素（IFN－γ）酶联免疫吸附实验（ELISA）试剂盒均购自上海西唐生物科技有限公司。

1.4 实验仪器 JJC-Ⅱ型自动吸烟机（中国船舶科学研究中心制造，国家烟草专卖局科教司监制），恒压阀、恒流阀、流量计（德国FESTO），PUMA无油直接传动式空气压缩机（福建龙海力霸通用机械有限公司），JJ2000精密电子天平（常熟双杰测试仪器厂），AE200S电子分析天平（上海梅特勒-托利多仪器有限公司），多功能读板仪FlexStation3型（美国Molecular Devices公司），离心机LDZ5-2型（北京医用离心机厂），AniRes 2005动物肺功能分析系统（北京贝兰博科技有限公司）。

2 方法

2.1 动物烟气暴露方式 将通过自动吸烟机产生的卷烟主流烟气和空气以一定的比例稀释混合，再以恒流方式到达仅鼻吸烟暴露（nose-only）装置[5-6]，保证各吸烟孔的烟气被大鼠吸入。吸烟机抽吸容量为每口35 mL，间隔每分钟抽吸1口，每口抽吸时间为2 s。吸烟组大鼠在nose-only系统的烟气环境中暴露1 h，对照组在烟机无卷烟空吸状态下暴露1 h，持续3个月。吸烟组大鼠最初3 d按照7、14、20支烟逐步增加，使其有一定的适应期。

2.2 肺功能检测 每周称动物体质量，吸烟3个月后腹腔注射戊巴比妥钠，固定于鼠板上，分离、暴露气管，在气管软骨环之间水平开口，插入金属插管，与检测仪相连，得到：用力肺活量（FVC）、第1秒用力呼气容积（FEV1）、第2秒用力呼气容积（FEV2）、一秒率（FEV1/FVC%）、FEV2与FVC的比值百分数（FEV2/FVC%）、用力中期呼气流速（FEF25%～75%）、最大用力呼气中期时间（FMFT）、最大呼气中期流速（MMF）、最大用力呼气流速（PEF）、用力呼气时间（FET）。

2.3 脏器系数 肺功能检测后，腹主动脉取血5mL，放尽余血，取肺脏、脾脏和胸腺，称质量，计算脏器系数。脏器系数=脏器湿质量（g）/体质量（g）× 100%。

2.4 抗氧化功能和免疫功能检测 将血液3000r/min离心10 min，取上清液，黄嘌呤氧化酶法测定血清中SOD，硫代巴比妥酸（TBA）法测定血清中MDA，ELISA法检测IFN-γ、IL-6、IL-12、IL-1β。

2.5 统计学方法 采用SPSS17.5统计学软件处理数据，计量资料用均数±标准差（±s）表示，多组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较时，若方差齐采用LSD法，若方差不齐用Dunnett’s T3法，P<0.05为差异有统计学意义。

3 结果

3.1 对肺功能的改善 各吸烟组大鼠肺活量（FVC）与对照组相比差异无统计学意义，但FEV1/ FVC%有所下降，说明吸烟组大鼠存在气道阻塞性通气障碍，其中3号烟组与0号烟组相比显著升高（P<0.05），说明气道阻塞得到改善。2、3号烟组FEF25%～75%、MMF、PEF各项指标与0号烟组相比明显改善，且与对照组接近，表明2、3号添加剂可明显抑制吸烟导致的大鼠呼吸功能下降。见图1。

图1 对大鼠肺功能的改善Fig.1 The improvement of the lung function of rats

3.2 对脏器系数的影响 各吸烟组大鼠与对照组相比体质量均降低，见图2。1、2、3号烟组大鼠肺脏、胸腺脏器系数较0号烟组相比，差异无统计学意义。1号烟组脾脏系数显著高于0号烟组。（P<0.01），3号烟组脾脏系数高于0号烟组（P<0.05），见表1。

图2 对大鼠体质量的影响Fig.2 The effects on the body weight of rats

表1 对大鼠脏器系数的影响（±s）Tab.1 The effects on viscera coefficient of rats（±s）%

表1 对大鼠脏器系数的影响（±s）Tab.1 The effects on viscera coefficient of rats（±s）%

注：与0号烟组比较，*P<0.05，**P<0.01。

组别n 肺脏 胸腺 脾脏对照组 17 0.656 0±0.245 7 0.093 6±0.034 0 0.215 6±0.051 0 0号烟组 20 0.708 8±0.145 1 0.073 4±0.024 2 0.213 5±0.039 1 1号烟组 19 0.725 2±0.162 9 0.085 2±0.029 5 0.248 3±0.038 1** 2号烟组 17 0.820 8±0.353 0 0.070 2±0.024 0 0.246 9±0.085 8 3号烟组 18 0.714 1±0.147 0 0.075 0±0.031 7 0.236 6±0.043 2*

3.3 对SOD、MDA的影响 与0号烟组相比，2、3号烟组SOD显著升高（P<0.05），MDA差异无统计学意义，见图3。

图3 对大鼠抗氧化功能的影响Fig.3 The effects on the antioxidant function of rats

3.4 对IFN-γ、IL-6、IL-12、IL-1β的影响 1、2、3号烟组IFN-γ均高于0号烟组，但差异无统计学意义，IL-1β均低于0号烟组，但差异无统计学意义；与0号烟组相比，1号烟组能极显著降低IL-6（P< 0.001），3号烟组能显著降低IL-12（P<0.05），见表2。

表2 对免疫因子的影响（±s）Tab.2 The effects on immune factors（±s）pg/mL

表2 对免疫因子的影响（±s）Tab.2 The effects on immune factors（±s）pg/mL

注：与0号烟组比较，*P<0.05，**P<0.001。

组别 n IFN-γ IL-6 IL-12 IL-1β对照组 17 390.78±141.01 1 201.51±158.17 192.04±87.35 19.59±8.18 0号烟组 17 227.83±79.34 1 409.04±219.96 497.35±172.56 31.82±5.75 1号烟组 16 309.86±185.03 1 224.97±193.03**419.86±128.72 24.49±9.21 2号烟组 17 277.96±37.17 1 412.11±280.63 465.49±160.03 26.90±10.56 3号烟组 19 311.76±123.48 1 449.75±114.50 394.38±197.44*27.20±10.34

4 讨论

本实验主要评价中药添加剂对吸烟导致大鼠肺功能降低的保护作用。吸烟3个月后，大鼠肺活量与对照组相比无变化，若延长吸烟时间，形成重度吸烟，肺活量将降低，肺功能降低[7]。但FEV1、FEV1/ FVC、PEF等呼吸功能指标显著下降，气道阻力增加，表明普通烟组大鼠吸烟3个月后存在气道通气障碍，而2、3号烟组各项指标与普通烟组相比明显改善，表明2、3号烟所使用的中药添加剂在抑制吸烟大鼠肺功能降低方面有一定的作用。

烟气中的有害物质[8-12]，包括多种氧化剂，大量的自由基等，破坏了细胞氧化抗氧化的平衡，诱导细胞ROS升高，造成氧化应激，氧化损伤DNA、蛋白质等大分子物质，细胞毒性物质MDA[13-14]产生增多，最终诱发各种疾病。MDA可反应机体内脂质过氧化的程度，间接地反应出细胞损伤的程度。SOD是维持细胞氧化还原状态平衡的重要抗氧化物质，主要反映机体清除氧自由基的能力。实验结果显示，与0号烟组相比，2、3号烟组可显著升高SOD，对吸烟造成的抗氧化能力下降有保护作用。

IFN-γ主要通过促进T细胞分化，增强细胞免疫。IL-1β是一个重要的促炎因子，能激活炎症细胞释放炎症介质，引起肺部炎症，能促进慢性阻塞性肺疾病（COPD）的发展[15]。IL-6是一种促炎因子，可导致内皮血管损伤，抑制内皮修复,加剧血管受损,导致肺损伤，加剧肺功能恶化[16]。IL-1β可触发级联反应，导致血清细胞因子明显升高，促进疾病发展。结果显示，1、2、3号烟组均能升高IFN-γ，降低IL-1β。其中1号添加剂可显著降低IL-6，3号添加剂可显著降低IL-12，其余无统计学意义。

综上所述，2、3号添加剂可改善吸烟引起的大鼠肺功能降低，对吸烟造成的抗氧化能力下降有保护作用。1、3号添加剂均可一定程度上改善因吸烟引起的大鼠免疫力下降。前期研究证实了2、3号添加剂能显著延长小鼠咳嗽潜伏期50%，降低咳嗽次数20%。由此可知3号添加剂为卷烟中的理想添加剂。

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Effects of Chinese herbal medicine additives on respiratory and immune function of cigarette-smoking rats

LU Guo-yan1,ZHANG Yue1,MENG Qing-nai2,ZHENG Sai-jing2,ZHOU Kun1,HU Li-min1
（1.Tianjin Key Laboratory of Chinese medicine Pharmacology,Institute of Traditional Chinese Medicine,Tianjin University of Traditional Chinese Medicine,Tianjin 300193,China;2.The Technical Center of Shanghai Tobacco(Group)Company, Shanghai 200082,China）

[Objective]To evaluate the improving effect of Chinese herbal medicine additives on the respiratory and immune function of cigarette-smoking rats.[Methods]The smoking group was exposed in the flue gas of nose-only system for 1 hour every day,while the control group was exposed in the system without cigarette for 1 hour.Three months later the pulmonary function and the organ coefficient were determined.Taking blood from the abdominal aorta the serum antioxidant and immune factors were measured.[Results]The forced vital capacity of smoking rats was the same with the control group.FEV1/FVC%,however,was declined.Among them,No.3 tobacco group were increased significantly compared with the 0 tobacco group(P<0.05).At the same time,the index of forced expiratory flow 25%～75% (FEF25%～75%),maximal mid-expiratory flow (MMF)and peak expiratory flow (PEF)in No.2 and No.3 tobacco group were improved significantly compared with 0 tobacco group.They were closed to control group.Spleen organ coefficient of 1,3 tobacco group was significantly higher than that of 0 smoke group(P<0.05).No.2,3 tobacco group were increased significantly compared with the 0 tobacco group on SOD(P<0.05)without significant difference on MDA.No.1,2,3 tobacco group were higher comparing with 0 tobacco group.The IFN-γ was increased and the IL-1β decreased.No.1 tobacco group could significantly reduce the IL-6(P<0.001)and No.3 tobacco group could significantly reduce the IL-12(P<0.05).[Conclusion]No.2,3 additives can effectively inhibit the declining of respiratory function in rats induced by smoking,and protect the oxidative damage.No.1,3 additive can partly improve the immunity of rats caused by smoking.No.3 additive is the ideal additive for cigarettes.

cigarettes;rats;lung function;immune function

R285.5

A

1672-1519（2014）11-0677-04

2014-05-27）

（本文编辑：马 英，马晓辉）

10.11656/j.issn.1672-1519.2014.11.11

卢国彦（1986－），女，硕士研究生，主要从事中药药理学研究。

胡利民，E-mail:huliminth@126.com。