卡介菌多糖核酸注射液对慢性阻塞性肺疾病大鼠血清ICAM-1、TNF-α和IL-2的影响

李树雯，俞 琦，杨凤娇，李良红

0 引 言

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是较为常见的临床肺疾病，目前居世界疾病致死率第四位，发病机制复杂，普遍认为COPD以气管、支气管、肺泡、肺间质、肺部血管的慢性炎症为特征[1-2]。而炎症的发病机制与肿瘤坏死因子-α(tumer necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-2(interleukin-2,IL-2)等细胞因子介导炎性细胞在气管、支气管、肺泡、肺间质等聚集、趋化、转移等密切相关，最终引起肺组织的慢性炎症反应[3-4]。而据报道TNF-α能增强细胞内细胞间黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule,ICAM-1)的表达[5]。卡介菌多糖核酸(BCG-polysaccharide nucleic acid,BCG-PSN)是从卡介菌中提取的主要含多糖和核酸的非特异性免疫调节剂，通过调节IL-2、干扰素、TNF-α等调节机体细胞免疫和体液免疫功能[6]。临床上卡介菌多糖核酸治疗COPD应用较为广泛，但相关机理的研究较少，因此本研究观察卡介菌多糖核酸注射液对慢性阻塞性肺疾病(COPD)大鼠血清中ICAM-1、TNF-α、IL-2的影响，探讨卡介菌多糖核酸注射液治疗COPD的作用机制。

1 材料与方法

1.1 材料健康清洁雄性SD大鼠60只，6～8周龄，体质量200～250 g，常规饲料喂养，自由饮食饮水，12 h光照周期，温度18～26 ℃，相对湿度40%～70%，购自浙江中医药大学动物实验中心[实验动物许可证号：SYXK(浙)2018-0012]。利群牌香烟购自浙江烟草公司。大鼠ICAM-1、TNF-α、IL-2酶联免疫分析试剂盒购自美国ENDONGEN公司。脂多糖购自Sigma公司。自制吸烟染毒箱。卡介菌多糖核酸注射液购自陕西医药控股集团生物制品有限公司。

1.2 方法

1.2.1 COPD大鼠模型的建立将60只大鼠随机分为对照组、模型组、药物组各20只。模型组和药物组采用熏香烟加气管内注入脂多糖法建立大鼠COPD模型。给予对照组大鼠常规喂养；模型组与药物组在第1天及第15天向大鼠气管内注射1 g/mL脂多糖0.2 mL(当天不进行香烟熏染)，其他时间将模型组、药物组大鼠每天暴露于烟雾中3次/d(每次间歇2 h)，每次10支香烟熏染30 min。造模期28 d。完成后进行造模评价，从模型组、药物组、对照组各取5只大鼠处死，取肺组织在光镜下观察肺组织形态学变化，综合判断造模是否成功。

1.2.2 给药方法造模完成后，按大鼠与人体公斤体重剂量折算系数表折算，药物组给予卡介菌多糖核酸注射液0.45 mg/kg腹腔注射，隔日1次。模型组、对照组给予等渗盐水0.3 mL腹腔注射，隔日1次。

1.2.3 大鼠一般状态观察从造模开始每周观察大鼠体重、精神状态、皮毛是否光泽、活动状况、对刺激的反应是否灵敏、口鼻分泌物、食欲、咳痰、咳喘、死亡等情况。

1.2.4 血清采集在第30天分别将对照组、模型组、药物组大鼠用10%水合氯醛按300 mg/kg剂量腹腔麻醉后处死，抽心血2 mL于灭菌离心管，室温静置1 h后置4 ℃冰箱12 h，离半径12 cm，以2000 r/min离心15 min，取血清待检。

1.2.5 主要检测指标及方法采用双抗体夹心ELISA法，取血清50 μL加入反应孔，震荡、混匀，37 ℃孵育，检测大鼠血清中ICAM-1、TNF-α、IL-2的值。试验板设复孔，同时设空白对照。

2 结 果

2.1 大鼠一般状态观察及肺组织形态学变化对照组：大鼠精神状态好，皮毛有光泽，无束毛，饮食、饮水正常，口鼻分泌物正常，呼吸平稳。模型组：大鼠精神状态萎靡，活动减少，毛色晦暗，进食量减少，频发咳嗽，活动后有明显气促，口鼻分泌物增多;光镜下可见肺泡壁变薄、胀大、破裂等。药物组经治疗后精神状态、毛色、进食量均明显改善，咳嗽、活动后气促好转。光镜下肺组织的病理变化较模型组改善。

2.2 各组实验大鼠血清ICAM-1、TNF-α、IL-2含量变化模型组大鼠血清中ICAM-1、TNF-α、IL-2含量与对照组比较均明显增高(P<0.05)，而药物组大鼠血清中的ICAM-1、TNF-α、IL-2含量较模型组明显降低(P<0.05)，表明卡介菌多糖核酸注射液抑制大鼠血清中ICAM-1、TNF-α、IL-2的表达。见表1。

表1 COPD大鼠模型血清中ICAM-1、TNF-α、IL-2的表达情况

3 讨 论

COPD是以进行性气流受限为特征的通气功能障碍性肺部疾病，不完全可逆并进行性发展，致病原因和发病机制均不确切，研究证实COPD是气道、肺实质以及肺血管的慢性炎症为主要病理特征的疾病[7]。其气道慢性炎症是通过T淋巴细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等免疫细胞产生的细胞因子介导的结果[8-9]。中性粒细胞的活化聚集，释放中性粒细胞弹性蛋白酶、中性粒细胞组织蛋白酶G等多种蛋白酶引起慢性粘液高分泌状态并导致肺实质的破坏。随着研究的深入，人们逐渐认识到COPD亦具有自身免疫性疾病的特征，存在获得性免疫的启动与失衡[10]。TNF-α、IL-2作为重要的炎症因子在慢性炎症性和自身免疫性疾病中发挥着重要的作用[11]。TNF-α是一种由内毒素激活的巨噬细胞和淋巴细胞等分泌的细胞因子。可以增加成纤维母细胞黏附分子(ICAM-1)的表达，从而促进中性粒细胞和单核细胞的募集和活化，促进炎症反应[12]。同时TNF-α、IL-2等因子可加剧小气道平滑肌及肺泡完成性的破坏，促进支气管的结构重塑，影响气道气流的稳定性[13-14]。

卡介菌多糖核酸是一种非特异性免疫调节剂，通过调节机体内细胞免疫、体液免疫，刺激网状内皮系统来增强机体抗病能力，同时通过稳定肥大细胞，减少脱颗粒细胞释放活性物质，达到抗炎平喘作用[15]，主要用于预防和治疗慢性支气管炎、感冒及哮喘。

本实验采用双抗体夹心ELISA法，测定大鼠血清中ICAM-1、TNF-α、IL-2含量，实验结果表明，与对照组比较，COPD模型组ICAM-1、TNF-α、IL-2的表达显著升高(P<0.05)，而药物组与模型组相比较，ICAM-1、TNF-α、IL-2的含量明显降低(P<0.05)，说明ICAM-1、TNF-α、IL-2表达与COPD相关，参与COPD病变的病理过程。笔者初步分析其升高的机理认为：①当感染时免疫复合物刺激单核-巨噬细胞合成释放过量的ICAM-1、TNF-α、IL-2。②患者血中异常增高的TNF-α、IL-2激活炎症细胞、氧自由基等，促使炎性介质释放、磷脂酶A2活化，致红细胞渗出、白细胞浸润，中性粒细胞活化，内毒素释放，引起TNF-α、IL-2再升高[16]。同时卡介菌多糖核酸通过降低ICAM-1、TNF-α、IL-2的含量，延缓炎症细胞的聚集、活化，抑制炎症介质的释放，减轻肺组织的炎性病变。总之本实验表明卡介菌多糖核酸不仅通过调节机体免疫功能治疗COPD，而且抑制组织的炎性反应，从而对COPD有较好的治疗作用。