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黄芪桂枝五物汤加味对变应性鼻炎大鼠Th1/Th2和Th17/Treg细胞免疫失衡的调节作用

2020-07-09陈俊曦黄东辉左晓晖陈舒冼小燕

广州中医药大学学报 2020年7期
关键词:五物白三烯组胺

陈俊曦, 黄东辉, 左晓晖, 陈舒, 冼小燕

(佛山市中医院,广东佛山 528000)

变应性鼻炎(allergic rhinitis,AR)是个体接触过敏原后,由免疫球蛋白E(IgE)介导的多种免疫细胞和炎症因子参与的鼻黏膜非感染性疾病,属于I型变态反应性疾病[1]。AR主要表现为反复发作喷嚏、流涕和鼻塞,严重影响患者的生活和工作。据调查,目前全世界约有5亿AR患者,患病率为10%~25%,我国患病率为18%[2]。目前,现代医学治疗AR主要以激素和抗组胺药物治疗为主,但副作用较明显,且效果不甚理想。辅助性T(Thellper,Th)细胞Th1/Th2和Th17/Treg细胞免疫失衡、嗜酸粒细胞(EOS)等在AR的发生发展中起到重要的作用[3]。AR归属中医学“鼻鼽”范畴,其病机主要为肺脾虚寒。黄芪桂枝五物汤具有益气温经作用,本课题组在临床实践中发现黄芪桂枝五物汤治疗AR具有良好的疗效,亦与多个研究报道结果一致[4-6],但其机制尚不明确。因此,本研究观察黄芪桂枝五物汤加味对AR大鼠Th1/Th2和Th17/Treg细胞免疫失衡的影响,探讨其可能的作用机制,现将研究结果报道如下。

1 材料与方法

1.1实验动物SPF级健康Wistar雌性大鼠60只,6~7周龄,体质量180~200 g,购自广东省医学实验动物中心,动物质量合格证号:SCXK(粤)2018-0002。饲养于佛山市中医院中医药研究所,饲养环境:温度(23±2)℃,湿度(50±5)%。

1.2药物及制备黄芪桂枝五物汤加味方药组成:黄芪20 g,桂枝15 g,芍药15 g,大枣10 g,生姜10 g,辛夷15 g,五味子5 g。上述中药饮片均由广州致信药业有限公司提供。每付中药饮片加8倍量的水分别煎煮1.5 h和1 h,将2次药液混合浓缩至2 g/mL,4℃保存。氯雷他定片(由西安杨森制药有限公司生产,批号:20171123),加生理盐水配制成浓度为2 g/L的药液。

1.3试剂与仪器卵白蛋白(上海联迈生物工程有限公司,批号:2017120354);氢氧化铝(上海源叶生物科技有限公司,批号:2018023417);黏蛋白5AC(MUC5AC)、黏蛋白5B(MUC5B)、IgE、组胺、白三烯酶联免疫吸附分析(ELISA)试剂盒(武汉华美生物工程有限公司);干扰素γ(IFN-γ)ELISA试剂盒(美国ScienCell公司);白细胞介素(IL)-2、IL-4、IL-5、IL-17、IL-10 ELISA试剂盒(德国PromoCell公司)。Multiskan Sky酶标仪(美国Thermo Fisher Scientific公司)。

1.4动物分组与模型构建将60只大鼠随机分为正常组(15只)和造模组(45只)。将造模组大鼠构建AR模型,参照周柳青等[4]方法:①基础致敏:卵白蛋白300 mg+氢氧化铝30 mg+生理盐水1 mL腹腔注射,隔日1次,共8次;②攻击致敏:基础致敏阶段末次腹腔注射结束后,隔日开始鼻内激发阶段。即2%卵白蛋白溶液滴入双侧鼻腔,每侧0.05 mL,1次/d,共7次。正常组大鼠基础致敏期间给予等体积的氢氧化铝30 mg+生理盐水1 mL腹腔注射,攻击致敏期间给予生理盐水双侧滴鼻。末次滴鼻30 min后观察大鼠抓鼻、喷嚏、流涕症状,进行鼻部症状评分,若总分>5分,则判断AR模型建立成功[7]。造模组有39只大鼠符合AR模型标准,然后将其随机分为模型组(12只)、中药组(14只)和氯雷他定组(13只)。

1.5给药方法按照徐淑云主编的《药理实验方法学》中人鼠药物剂量换算公式[8]计算给药剂量。造模结束后,中药组给予黄芪桂枝五物汤加味10 g·kg-1·d-1灌胃,氯雷他定组给予氯雷他定生理盐水溶液1.05 mg·kg-1·d-1灌胃,正常组和模型组给予等体积的生理盐水灌胃,1次/d,共28 d。

1.6鼻炎症状评分[7]观察大鼠抓鼻、喷嚏、流涕症状。抓鼻(30 min次数):1分(0~5次)、2分(6~9次)、3分(>9次);喷嚏(次/30 min):1分(1~3次)、2分(4~9次)、3分(>9次);流涕:1分(流涕至鼻孔内)、2分(流涕出鼻孔外)、3分(流涕满面)。

1.7采用ELISA法检测大鼠血清MUC5AC、MUC5B、IgE、组胺、白三烯、IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-5、IL-17、IL-10水平所有大鼠末次灌胃结束后,禁食不禁水16 h,以100 g/L水合氯醛腹腔注射处死,辅助动脉采血20 mL,以3 000 r/min离心15 min,取上清液,-70℃保存。血清IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-5、IL-17、IL-10、MUC5AC、MUC5B、IgE、组胺、白三烯ELISA检测方法的具体操作步骤按照各指标试剂盒说明书进行:将标准品和待测血清50μL分别加入反应孔内,然后加入50μL的标记抗体,37℃温育1 h。洗涤液清洗3次。每孔加入80μL的亲和链酶素-HRP,37℃温育30 min。洗涤液清洗3次。每孔加入底物A、B各50μL,37℃温育10 min,加入50μL终止液后,应用酶标仪在450 nm波长处测定各孔的光密度(OD)值。

1.8统计方法采用SPSS21.0统计软件进行数据分析,实验数据均以均值±标准差(±s)表示,多组比较采用单因素方差分析,进一步两两比较采用LSD法。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1各组大鼠鼻部症状评分的比较表1结果显示:与正常组比较,模型组大鼠鼻部症状评分明显升高(P<0.05);与模型组比较,中药组和氯雷他定组大鼠鼻部症状评分明显降低(P<0.05),且2个治疗组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。表明黄芪桂枝五物汤加味可以改善AR大鼠的鼻炎症状。

表1 各组变应性鼻炎大鼠鼻部症状评分的比较Table 1 Comparison of the scores of rhinitis symptoms in various groups (±s,s/分)

表1 各组变应性鼻炎大鼠鼻部症状评分的比较Table 1 Comparison of the scores of rhinitis symptoms in various groups (±s,s/分)

①P<0.05,与正常组比较;②P<0.05,与模型组比较

组别正常组模型组中药组氯雷他定组鼻部症状评分0.42±0.02 6.54±1.04①1.34±0.24②1.15±0.16②N/只15 12 14 13

2.2各组大鼠血清MUC5AC、MUC5B、IgE、组胺、白三烯水平的比较表2结果显示:与正常组比较,模型组大鼠血清MUC5AC、MUC5B、IgE、组胺、白三烯水平明显升高(均P<0.05);与模型组比较,中药组和氯雷他定组大鼠血清MUC5AC、MUC5B、IgE、组胺、白三烯水平明显降低(均P<0.05),且2个治疗组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。表明黄芪桂枝五物汤加味可降低AR大鼠引起喷嚏、流涕、鼻塞等症状的物质含量,从而减轻鼻炎症状。

表2 各组变应性鼻炎大鼠血清MUC5AC、MUC5B、IgE、组胺、白三烯水平的比较Table 2 Comparison of the levels of serum MUC5AC,MUC5B,IgE,histamine and leukotrienes in various groups (±s)

表2 各组变应性鼻炎大鼠血清MUC5AC、MUC5B、IgE、组胺、白三烯水平的比较Table 2 Comparison of the levels of serum MUC5AC,MUC5B,IgE,histamine and leukotrienes in various groups (±s)

①P<0.05,与正常组比较;②P<0.05,与模型组比较

组别正常组模型组中药组氯雷他定组白三烯[ρ/(ng·L-1)]32.34±9.57 56.27±9.56①39.21±8.32②36.12±7.24②N/只15 12 14 13 MUC5AC[ρ/(pg·mL-1)]26.35±3.24 56.87±7.13①32.16±6.32②29.84±4.28②MUC5B[ρ/(pg·mL-1)]31.27±5.43 67.28±8.73①36.54±6.57②39.72±5.46②IgE[ρ/(pg·mL-1)]21.36±6.57 43.21±9.25①24.69±5.17②26.21±4.68②组胺[ρ/(μg·L-1)]11.38±1.27 24.38±3.64①12.17±1.65②11.62±1.53②

2.3各组大鼠血清IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-5、IL-17、IL-10水平的比较表3结果显示:与正常组比较,模型组大鼠血清IL-4、IL-5、IL-17水平明显升高,IFN-γ、IL-2、IL-10水平明显降低(均P<0.05);与模型组比较,中药组和氯雷他定组大鼠血清IL-4、IL-5、IL-17水平明显降低,IFN-γ、IL-2、IL-10水平明显升高(均P<0.05),且2个治疗组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。表明黄芪桂枝五物汤加味可调节AR大鼠Th1/Th2和Th17/Treg细胞免疫平衡,抑制炎症反应,从而起到发挥治疗AR的作用。

3 讨论

有研究表明,Th1/Th2和Th17/Treg细胞免疫失衡是变应性鼻炎(AR)发生的2种重要机制[9]。Th1/Th2和Th17/Treg细胞及其分泌的细胞因子在AR的发生发展中具有重要的意义。机体接触变应原后,经抗原呈递细胞传递给Th细胞并分化为Th2细胞,Th2细胞诱导B细胞分泌IgE,聚集在鼻黏膜。当变应原再次进入机体内时,与IgE结合,引起肥大细胞释放组胺、白三烯等物质,促进EOS浸润,释放高毒性阳离子蛋白,导致鼻黏膜上皮细胞损伤,引起毛细血管扩张,同时促进鼻黏膜腺体分泌MUC5AC、MUC5B黏液分泌过多,引起喷嚏、流涕、鼻塞等症状[10]。因此,MUC5AC、MUC5B、IgE、组胺、白三烯是导致AR大鼠出现喷嚏、流涕、鼻塞等症状的直接物质基础。IFN-γ和IL-2由Th1细胞分泌。IFN-γ可以抑制Th2细胞分泌IL-4和抑制IgE合成,是IgE强抑制因子[11];IL-2可促进NK细胞增殖活化,抑制B细胞合成IgE[11]。IL-5和IL-4由Th2细胞分泌。IL-5可活化并促进EOS浸润和释放毒性蛋白,引起鼻黏膜腺体分泌、通透性增加[12];IL-4可以活化B细胞,促进IgE的合成,同时可以促进EOS浸润[13]。IL-17由Th17细胞分泌,可促进多种炎症因子和趋化因子的合成,有较强的促炎作用[14]。IL-10由Treg细胞分泌,可抑制炎症因子合成和抑制嗜酸性粒细胞、肥大细胞释放组胺、白三烯等物质,减轻炎症反应[15]。因此,调节Th1/Th2和Th17/Treg细胞免疫平衡是治疗AR的重要途径。

表3 各组变应性鼻炎大鼠血清IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-5、IL-17、IL-10水平的比较Table 3 Comparison of the levels of serum IFN-γ,IL-2,IL-4,IL-5,IL-17 and IL-10 in various groups[±s,ρ/(ng·mL-1)]

表3 各组变应性鼻炎大鼠血清IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-5、IL-17、IL-10水平的比较Table 3 Comparison of the levels of serum IFN-γ,IL-2,IL-4,IL-5,IL-17 and IL-10 in various groups[±s,ρ/(ng·mL-1)]

①P<0.05,与正常组比较;②P<0.05,与模型组比较

组别正常组模型组中药组氯雷他定组IL-10 16.87±1.98 6.37±1.02①13.92±1.63②14.67±1.34②N/只15 12 14 13 IFN-γ 67.35±8.67 41.25±6.15①56.32±7.25②57.96±9.14②IL-2 6.87±1.03 3.06±0.69①6.15±1.13②6.62±1.24②IL-4 8.57±1.24 26.83±6.12①10.34±2.37②9.36±1.86②IL-5 2.63±0.15 4.67±0.39①2.78±0.41②2.86±0.34②IL-17 16.21±2.18 35.21±5.72①20.31±5.18②18.32±3.19②

AR属于中医学“鼻鼽”范畴,病位在脾、肺二脏,肺脾虚损,肺气虚寒,卫表不固,腠理疏松,脾气虚寒,化生不足,鼻窍失养,风寒乘虚而入,邪聚鼻窍,发为鼻鼽[16-17]。鼻鼽总属于本虚标实之病,虚在脾肺虚寒,实在风寒之邪。本研究所用的中药方是在黄芪桂枝五物汤原方基础上加辛夷、五味子而成,方中:黄芪补脾益肺,补在表之气;桂枝温阳散寒;芍药养血和营,调和营卫;大枣养血益气,助黄芪之功;生姜疏散风寒;辛夷疏风散寒,通塞利窍;五味子敛肺,防温药辛散太过。诸药合用,共奏益气温阳、宣通鼻窍之功。本研究采用卵白蛋白诱导大鼠AR模型,结果显示与正常组比较,模型组大鼠血清IFN-γ、IL-2、IL-10水平明显降低(P<0.05),血清IL-4、IL-5、IL-17、MUC5AC、MUC5B、IgE、组胺、白三烯水平和鼻炎症状评分明显升高(P<0.05),提示成功建立大鼠AR模型,且AR大鼠存在Th1/Th2和Th17/Treg细胞免疫失衡。究其病机,AR细胞免疫失衡与中医正虚邪实具有高度相关性。介导保护性免疫的Th1和Treg细胞可以抑制炎症反应,加强免疫功能,而促炎的Th2和Th17细胞可以加重炎症,引发AR。因此,当体外环境因素作用于机体导致异常免疫反应,导致Th1和Treg细胞活性减弱,IFN-γ、IL-2、IL-10分泌减少(相当于“正虚”),Th2和Th17细胞分化增多,IL-4、IL-5、IL-17分泌增加,造成MUC5AC、MUC5B、IgE、组胺、白三烯等病理产物聚集鼻窍(相当于“邪实”),发为鼻鼽。经干预后,与模型组比较,中药组大鼠血清IFN-γ、IL-2、IL-10水平明显升高(P<0.05),血清IL-4、IL-5、IL-17、MUC5AC、MUC5B、IgE、组胺、白三烯水平和鼻炎症状评分明显降低(P<0.05)。提示黄芪桂枝五物汤加味可调节AR大鼠Th1/Th2和Th17/Treg细胞免疫平衡,抑制炎性分子正常产生,降低炎性反应程度,得以“扶正祛邪”,从而改善AR的症状。

综上所述,黄芪桂枝五物汤加味可改善AR大鼠鼻炎症状,其机制可能与调节Th1/Th2和Th17/Treg细胞免疫平衡有关。

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