连花清瘟对急性肺栓塞家兔的疗效
2020-06-23陈之力陈玉熹邱贤克
陈之力,陈玉熹,邱贤克
(温州市中心医院 急诊科,浙江 温州 325000)
急性肺栓塞(acute pulmonary embolism,APE)是一种与急性肺循环障碍和呼吸功能障碍相关的病理综合征[1]。研究表明,急性炎症过程在APE的发展中起着关键作用,其特征为肺泡和全身释放促炎细胞因子,包括白细胞介素-1(IL-1)和IL-6等,进而破坏肺泡毛细血管屏障,引起急性肺损伤[2]。此外,活化的中性粒细胞迁移到受损的肺泡中,还能刺激肺泡巨噬细胞分泌炎症因子,加重炎症反应[3]。连花清瘟(LHQW)是由银翘散与麻杏石肝汤联合加、减精制而成的纯中药制剂[4]。临床研究发现,LHQW具有抗感染和免疫调节作用,可用于治疗COPD急性加重[5]。动物实验证实,LHQW能明显降低COPD大鼠血清和肺组织中IL-8和TNF-α的水平,并能抑制气道炎症[6]。本研究探讨LHQW在APE兔模型中的治疗效果,并观察其对炎症细胞因子的调节作用。
1 材料和方法
1.1 材料 6~8个月龄健康日本大耳兔,体质量2.8~3.5 kg,由温州医科大学实验动物中心提供,动物许可证号:SYXK(浙)2013-0005。整个研究过程中,大耳兔可以自由获得食物和水。
1.2 分组与造模方法 30只雌性大耳兔,适应1周后按体质量随机分为:假手术组、模型组、LHQW组,每组10只。模型组和LHQW组参照文献[7]方法建立APE兔模型,采用4F心脏导管,将自体血凝块反复注入主肺动脉,建立APE模型。假手术组主肺动脉不注入自体血凝块,其余步骤相同。
1.3 给药方法 模型建立后,各组给予相应的药物:LHQW组予LHQW 0.42 g/kg灌胃;LHQW主要成分为连翘(255 g)、麻黄(蜂蜜油炸)(85 g)、金银花(255 g)、板蓝根(255 g)、粗鳞毛蕨(255 g)、薄荷醇(7.5 g)、石膏(255 g)、广藿香(85 g)、红景天(85 g)、鱼腥草(255 g)、大黄(51 g)、杏仁核(搅拌烘焙)(85 g)、甘草(85 g),辅料为淀粉。LHQW胶囊购自石家庄以岭药业股份有限公司(国药准字Z20040063,产品批次171010)。假手术组和模型组予等量0.9% NaCl溶液灌胃。
1.4 血流动力学监测 将5F鞘管插入股动脉,4F导尿管尾端与LEAD-7000监护仪(四川锦江电子科技有限公司)相连。分别在栓塞前、成功建模时、0.9% NaCl溶液或LHQW治疗后1、2、4和8 h,监测血压,收集平均动脉压(mean artery pressure,MAP)、平均肺动脉压(mean pulmonary artery pressure,MPAP)和心率(heart rate,HR)血流动力学数据。1.5 动脉血气分析 分别在栓塞前、成功建模时、0.9% NaCl溶液或LHQW治疗后1和8 h,使用BD动脉插管,通过股动脉鞘收集1 mL血液。使用i-stat便携式血气分析仪(美国雅培公司)分析每个血样的pH值、二氧化碳分压(PCO2)、氧分压(PO2)。
1.6 生化分析 分别在栓塞前、成功建模时、0.9% NaCl溶液或LHQW治疗后1、2、4和8 h采集静脉血样。将血样与枸橼酸钠抗凝剂混合,以4 000 r/min的速度在4 ℃下离心10 min,收集血浆并在-70 ℃下储存,使用ELISA试剂盒(购自武汉艾布拉科学生物技术有限公司)测定肌钙蛋白(cardiac troponin,cTnI)、NT-N端前脑钠肽(NT-proBNP)、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF-α)、IL-1β、IL-6的血浆含量。
1.7 肺组织病理学观察 0.9% NaCl溶液或LHQW灌胃后,处死所有动物,开胸采集完整的心肺组织,纵向打开肺血管,检测栓塞位置,将栓塞区肺组织用多聚甲醛固定,石蜡包埋,HE染色,观察栓塞后肺组织的病理特征。通过计算10个随机视野(×200)的中性粒细胞计数来定量肺中性粒细胞的积累情况。由一个不了解分组情况病理学专家进行组织学评估。
1.8 统计学处理方法 采用SPSS19.0统计学软件进行分析。计量资料用 ±s 表示,3组间比较用单因素方差分析,组间两两比较用Tukey检验。3组间生存率的比较用Kaplan-Meier曲线进行分析。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 3组间存活率比较 假手术组均存活;模型组共5只兔子死亡(50%),分别死于0.9% NaCl溶液注射后117、228、321、352和436 min;LHQW组共2只兔子死亡(20%),分别死于LHQW治疗后251和315 min。 模型组和LHQW组的生存率差异无统计学意义(P= 0.293),见图1。
图1 3组Kaplan-Meier生存曲线
2.2 3组动脉血气和血流动力学比较 建模时、治疗后1和8 h模型组和LHQW组的pH值均比假手术组低,差异有统计学意义(P<0.05);建模时、治疗后1和8 h模型组和LHQW组的PaO2均较假手术组低,差异有统计学意义(P<0.05);与模型组比,LHQW治疗后1和8 h的PaO2显著升高,差异有统计学意义(P<0.05);3组间PaCO2差异无统计学意义(P>0.05),见表1。与假手术组比,模型组和LHQW组在建模时及治疗后1、2、4和8 h的MPAP显著增加,差异有统计学意义(P<0.05)。与模型组比,LHQW组在治疗后1、2、4和8 h的MPAP显著降低,差异有统计学意义(P<0.05),见图2A。与假手术组比,模型组和LHQW组在建模时及治疗后1、2、4和8 h的MAP显著降低,差异有统计学意义(P<0.05)。与模型组比,LHQW组在治疗后1、2、4和8 h的MAP显著增加,差异有统计学意义(P<0.05),见图2B。与假手术组比,模型组和LHQW组在建模时和治疗后1、2、4和8 h的HR显著降低,差异有统计学意义 (P<0.05)。而与模型组比,LHQW组在建模时、治疗后1、2、4和8 h的HR差异无统计学意义(P>0.05),见图2C。
表1 3组动脉血气分析结果(±s)
图2 3组不同时间点血流动力学参数MPAP(A)、MAP(B)和HR(C)变化曲线
2.3 3组血清炎症因子和心功能学参数 与假手术组比,模型组和LHQW组在建模时和治疗后1、2、4和8 h cTnI、NT-proBNP、TNF-α、IL-6和IL-1β显著增加,差异有统计学意义(P<0.05)。与模型组比,LHQW组在治疗后1、2、4和8 h的cTnI、NT-proBNP、TNF-α、IL-6和IL-1β均显著降低,差异有统计学意义(P<0.05),见图3。
2.4 3组肺组织病理学比较 与假手术组比,模型组和LHQW组的肺栓塞区动脉充满血栓;模型组肺栓塞区周围小血管未见扩张,而LHQW组肺栓塞区周围小血管明显扩张,见图4。与假手术组比,模型组和LHQW组肺组织中肺栓塞区均存在大量中性粒细胞,差异有统计学意义(P<0.05);与模型组比,LHQW组的肺栓塞组织中性粒细胞积累显著减少,差异有统计学意义(P<0.05),见图5。
图3 3组不同时间点血清学参数cTn(IA)、NT-proBNP(B)、TNF-α(C)、IL-6(D)和IL-1β(E)变化曲线
图4 3组肺栓塞组织的HE染色结果(×200)
3 讨论
APE患者病死率增加,预后不良,这可能与急性炎 症过程有关[2]。LHQW具有抗炎和免疫调节功能[8-9], 这些功能来源于中药成分;其中连翘子、薄荷醇、麻黄能驱寒;石膏、金银花、板蓝根能清气解热;杏仁核、鱼腥草能解毒、祛痰;大黄、广藿香清虚脏腑、清肺热,红景天具有补气养阴、调节免疫力、增强机体抵抗力、祛邪的作用。
本研究通过向家兔肺动脉重复注射体积为 5 mm3的自体血凝块,成功建立了基于MAP和MPAP值定义的APE模型[10]。在之前的一项研究中,YU等[11]报道了一种将自体血凝块注入右股静脉的兔急性血栓栓塞性肺动脉高压(PAP≥30 mmHg)模型。ZHAO等[12]也描述了一种通过自体血凝块建立APE犬模型的方法。兔子模型与犬模型非常相似。实验方案为反复将栓子注入家兔的肺动脉[左上下支干和(或)右上中下支干作为栓塞的靶点],直到全身动脉出现栓塞,使肺动脉压升高2~3倍于正常值。
图5 3组肺栓塞组织中性粒细胞个数比较
溶栓治疗是APE的主要治疗选择,然而,溶栓治疗无法消除体内的炎症因子。伴随着肺部组织的严重损伤,大量的免疫细胞被激活并释放炎症因子,进一步放大了机体炎症反应,加重了肺泡毛细血管屏障破坏。因此,非溶栓方案缓解机体炎症反应可能与APE患者溶栓同样重要。溶栓治疗APE的失败率高达50%,其原因之一可能是单纯溶栓治疗无法充分纠正机体免疫状态[13]。本研究结果表明,LHQW可以有效地减弱该模型中APE期的炎症水平,并增加APE兔的存活率,提示LHQW对APE患者的免疫调节作用可能是溶栓治疗的理想和有益补充。本研究还表明,LHQW治疗缓解了肺血管痉挛,降低了MPAP,改善了低氧血症。此外,模型组和LHQW组由于气道通畅和低氧血症引起的换气过度,PCO2没有升高,反而有轻微降低。因此,LHQW治疗的效果可能与改善整个肺部的血流和减少死腔样通气有关。
APE与肺组织显著炎症和细胞因子释放有关[14]。 本研究中,模型组兔子在APE模型建立后,血清TNF-α、IL-1β、IL-6 水平持续升高,而APE兔子经LHQW治疗后,上述细胞因子升高程度均得到有效降低。这与LHQW组肺栓塞区小血管明显扩张的结果一致。肺血流改善,使左心室充盈增加,对于减轻心肌损伤、改善心功能至关重要。LHQW组在治疗后1、 2、4和8 h cTnI、NT-proBNP均显著低于模型组,表明LHQW保护心脏功能可能与改善机体炎症状态有关。此外,在LHQW治疗后8 h,LHQW组肺组织中性粒细胞的积累较模型组显著减少。这些结果表明,LHQW可能通过多种途径来降低APE引发的炎症反应。
综上所述,LHQW灌胃治疗有助于降低APE家兔的机体炎症水平,改善了动脉血气和血流动力学指标,并减轻心肌损伤,对APE有一定的治疗效果。