余雷, 楊云霜, 曹慧敏, 李延暉, 鄒夢穎, 劉曉辰, 張蓉
(1.火箭軍特色醫(yī)學中心中醫(yī)與康復醫(yī)學科,北京 100088;2.蘇州大學,江蘇蘇州 215000;3.火箭軍特色醫(yī)學中心醫(yī)研部,北京 100088)
隨著放射技術的高速發(fā)展,人們在享受它帶來豐富受益的同時也面臨著放射性損傷。長期的放射暴露容易造成免疫損傷,引起炎癥反應,炎性因子對臨近細胞造成影響,進而又加劇機體組織損傷。白細胞介素(IL)6是重要的促炎因子,IL-10為多效抗炎細胞因子,它們的動態(tài)變化反映了機體的炎癥水平及免疫狀態(tài)[1]。補腎解毒方為火箭軍特色醫(yī)學中心醫(yī)研部張蓉博士自擬方劑,旨在研發(fā)出一種新型、低毒的放射防護劑。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)該方能減輕放射后胸腺、脾等免疫器官損傷[2-3]。細胞因子是重要的炎癥介質和免疫調節(jié)因子,因此,本研究觀察補腎解毒方對放射后小鼠血清IL-6、IL-10分泌水平的調控作用,同時觀察其對受損白細胞的保護作用,探討放射后補腎解毒方的抗炎抗損傷作用,現(xiàn)將研究結果報道如下。
1.1 實驗動物72只SPF級C57BL∕10J小鼠,7~8周齡,體質量(23±3)g,由南京大學生物醫(yī)藥研究院培育,動物生產許可證號:[SCXK(蘇)2018-0008]。于北京師范大學生命科學院實驗動物中心飼養(yǎng),溫度25℃,濕度50%,提供正常光照條件,所有動物均可自由進水攝食。
1.2 藥物補腎解毒方,方劑組成:熟地黃10 g,牡丹皮10 g,山萸肉12 g,茯苓10 g,山藥10 g,冬蟲夏草3 g,澤瀉10 g,白花蛇舌草10 g。由康仁堂藥業(yè)有限公司配制成中藥顆粒制劑。將顆粒制劑與生理鹽水混合后加熱,配制出濃度為1.38g∕mL的混懸液,以備灌胃。
1.3 輻射源60Coγ-輻射裝置,由北京師范大學提供,北京伽瑪高新有限公司生產,型號:GM-11-03-A。
1.4 主要試劑與儀器IL-6酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)試劑盒(規(guī)格型號:96T,購自北京瑞格博科技發(fā)展有限公司);IL-10 ELISA試劑盒(規(guī)格型號:96T,購自北京瑞格博科技發(fā)展有限公司)。Thermo Multiskan MK3酶標儀(美國Thermo Scientific公司);CT15RT高速臺式冷凍離心機(上海天美科學儀器有限公司);電子天平(賽多利斯科學儀器北京有限公司)。
1.5 實驗動物分組及處理方法將72只小鼠按隨機數(shù)表分為3組,即空白對照組、單純放射組、放射+中藥組,每組24只。適應性飼養(yǎng)3 d后開始給藥。參照人體給藥劑量(13.5 g∕kg),按公式轉換為小鼠給藥劑量[4]。放射+中藥組每日予以補腎解毒方湯劑1.54 g∕mL灌胃0.2 mL,1次∕日,空白對照組和單純放射組給予等體積(0.2 mL)生理鹽水灌胃。連續(xù)灌胃第11天,除空白對照組外,其余小鼠全部接受與照射源同等距離的一次性4 Gy60Coγ-射線全身照射。照射后各組每日繼續(xù)灌胃至實驗結束,方法同前。共灌胃25 d。并于照射后第1、7、14天取材,每組隨機抽取8只,稱其體質量,并眼球取血處死,分離血清。
1.6 血清IL-6、IL-10水平測定收集血液上清,采用ELISA法,嚴格按照試劑盒操作步驟進行,根據(jù)標準曲線的回歸方程,計算出小鼠血清IL-6、IL-10水平。
1.7 血清白細胞數(shù)應用全自動生化儀檢測白細胞數(shù)。
1.8 統(tǒng)計方法數(shù)據(jù)分析采用Graphpad Prism 5.0軟件,數(shù)據(jù)描述使用均數(shù)±標準差(±s),3組間比較采用兩因素方差分析,兩兩比較使用Tukey法,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 各組小鼠一般情況比較小鼠在照射后一般情況均較照射前差,具體表現(xiàn)為體質量減輕、活躍度下降、精神狀態(tài)不佳、皮毛光澤度下降,尤其單純放射組程度更甚,5只小鼠出現(xiàn)毛發(fā)塊狀脫落的癥狀。
2.2 各組小鼠照射后體質量變化比較表1結果顯示:照射后第1天,小鼠體質量各組間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);照射后第7天,單純放射組小鼠體質量低于空白對照組和放射+中藥組(P<0.05或P<0.01);照射后第14天,單純放射組小鼠體質量低于空白對照組(P<0.01),放射+中藥組小鼠體質量與空白對照組比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
表1 各組小鼠體質量變化比較Table 1 Comparison of body mass changes of mice in various groups (±s,g)
表1 各組小鼠體質量變化比較Table 1 Comparison of body mass changes of mice in various groups (±s,g)
①P<0.01,與同時間點空白對照組比較;②P<0.05,與同時間點單純放射組比較
組別空白對照組單純放射組放射+中藥組照射后第14天26.07±1.27 23.19±1.52①24.67±1.65鼠數(shù)(只)888照射后第1天24.29±1.96 23.58±1.26 23.91±1.44照射后第7天25.32±2.24 21.98±1.75①24.09±1.73②
2.3 各組小鼠照射后血清IL-6水平比較表2結果顯示:照射后第1天,單純放射組血清IL-6水平高于空白對照組(P<0.01),放射+中藥組血清IL-6水平低于單純放射組,但差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);照射后第7、14天,單純放射組血清IL-6水平高于空白對照組和放射+中藥組(P<0.01),而放射+中藥組血清IL-6水平與空白對照組比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
表2 各組小鼠血清IL-6水平比較Table 2 Comparison of serum IL-6 Level of mice in various groups (±s,ng·L-1)
表2 各組小鼠血清IL-6水平比較Table 2 Comparison of serum IL-6 Level of mice in various groups (±s,ng·L-1)
①P<0.01,與同時間點空白對照組比較;②P<0.01,與同時間點單純放射組比較
組別空白對照組單純放射組放射+中藥組照射后第14天21.68±1.77 32.14±3.92①22.15±3.02②鼠數(shù)(只)888照射后第1天21.95±2.63 28.21±4.53①24.94±2.98照射后第7天22.14±2.8 32.22±4.33①24.71±2.88②
2.4 各組小鼠照射后血清IL-10水平比較表3結果顯示:照射后第1、14天,3組間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);照射后第7天,放射+中藥組IL-10水平高于空白對照組(P<0.01)。
表3 各組小鼠血清IL-10水平比較Table 3 Comparison of serum IL-10 level of mice in various groups (±s,ng·L-1)
表3 各組小鼠血清IL-10水平比較Table 3 Comparison of serum IL-10 level of mice in various groups (±s,ng·L-1)
①P<0.01,與同時間點空白對照組比較
組別空白對照組單純放射組放射+中藥組照射后第14天101.33±6.59 110.37±8.47 111.68±9.71鼠數(shù)(只)888照射后第1天101.53±9.33 107.93±5.77 110.19±10.28照射后第7天102.11±7.97 108.37±9.28 113.55±9.87①
2.5 各組小鼠照射后外周血白細胞水平比較表4結果顯示:照射后第1、7天,單純放射組和放射+中藥組白細胞水平低于空白對照組(P<0.01),放射+中藥組白細胞水平高于單純放射組(P<0.05或P<0.01),與空白對照組比較,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);照射后第14天,單純放射組白細胞水平低于空白對照組(P<0.01),放射+中藥組白細胞水平高于單純放射組,與空白對照組比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
表4 各組小鼠外周血白細胞水平比較Table 4 Comparison of serum leukocyte level of mice in various groups(±s,×109個·L-1)
表4 各組小鼠外周血白細胞水平比較Table 4 Comparison of serum leukocyte level of mice in various groups(±s,×109個·L-1)
①P<0.01,與同時間點空白對照組比較;②P<0.05,③P<0.01,與同時間點單純放射組比較
組別空白對照組單純放射組放射+中藥組照射后第14天10.01±0.89 8.73±0.65①9.42±0.83鼠數(shù)(只)888照射后第1天10.07±0.87 6.52±0.75①7.67±0.72①②照射后第7天9.94±0.87 7.24±0.71①8.61±0.70①③
長期暴露于中低劑量射線中引起的健康問題一直備受關注。在醫(yī)療領域,中西醫(yī)結合治療疾病的手段越來越多地在臨床中應用,尤其在腫瘤治療方面,化療患者都經受著不同程度的放射后遺癥。中藥能有效降低化療后副作用,減輕炎癥反應[5],彌補了現(xiàn)代醫(yī)學的不足。目前,國內外應用中藥治療放射損傷越來越受到重視,而控制感染成為抗放射損傷的首要環(huán)節(jié)。
IL-6由巨噬細胞、成纖維細胞等產生[6],是介導炎癥反應的重要細胞因子,是機體發(fā)生感染的重要指標[7]。本研究結果顯示,照射后第1天,單純放射組IL-6水平高于空白對照組,而放射+中藥與空白對照組無顯著性差異,表明照射初期,補腎解毒方即發(fā)揮了放射防護效應,通過抑制IL-6水平的升高減輕了機體炎性反應。Geginat和Jiang等[8-9]研究發(fā)現(xiàn),急性炎癥期血清IL-6水平比CRP上升更早,是判斷炎癥程度及預后的重要指標。本研究結果顯示,單純放射組IL-6水平在照射后第1天顯著升高,與這一發(fā)現(xiàn)相符。照射后第7、14天,單純放射組高于空白對照組和放射+中藥組,表明照射后服用中藥,機體能繼續(xù)發(fā)揮抗感染作用,而單純放射組IL-6水平無降低趨勢,說明照射中后期,機體仍處于較活躍的炎癥狀態(tài),自身修復機能難以遏制感染的發(fā)展,因此,放射后出現(xiàn)感染狀態(tài)需人為進行藥物干預,防止促炎因子過度表達爆發(fā)炎癥級聯(lián)反應[10],同時這一現(xiàn)象也證實了研發(fā)高效中藥防護劑的重要性。
IL-10主要由輔助性T淋巴細胞(Th)2細胞產生,介導調節(jié)Th1∕Th2細胞平衡[11],抑制促炎因子合成釋放,促炎因子與抑炎因子相互作用,維持體內炎性反應和免疫反應平衡[12]。本研究結果顯示,照射后第7天,放射+中藥組IL-10水平高于空白對照組和單純放射組,表明補腎解毒方通過上調IL-10水平,抑制促炎因子釋放而發(fā)揮抗炎作用,照射后單純放射組IL-10水平升高,但與空白對照組間差異無統(tǒng)計學意義,考慮到放射后炎性因子增加,IL-10作為主要的抑炎因子必然隨之增加。白細胞通常也被稱為免疫細胞,是外周血非常重要的一類細胞,在機體中擔負許多重任,包括吞噬異物并產生抗體,抵御病原體入侵等,它對射線敏感,接受輻射后白細胞水平會迅速下降。本研究結果顯示,放射+中藥組白細胞水平高于單純放射組,表明中藥有效減輕了放射所致白細胞減少,從而發(fā)揮免疫防護作用。
炎癥反應是照射后最常見的癥狀[13],炎性因子對臨近細胞造成影響,進而又加劇機體組織損傷,中醫(yī)藥在治療感染方面具有其獨特的優(yōu)勢。放射從中醫(yī)學角度可稱之為“火毒之邪”,易耗津傷陰,最損腎中真陰[14]。補腎解毒方由滋補腎陰基礎方六味地黃丸化裁而來?,F(xiàn)代研究已證實,六味地黃丸具有調節(jié)機體免疫、抗腫瘤的作用[15]。加入白花蛇舌草以清熱解毒,可發(fā)揮抗感染免疫功能[16]。加入冬蟲夏草以補肺益腎,Jing Y等[17-18]發(fā)現(xiàn)它的有效成分蟲草多糖能激活網狀內皮系統(tǒng),增強非特異性免疫。針對放射的“火熱”之性,諸藥合用擬成的補腎解毒方,可共奏扶正祛邪之功。
綜上所述,補腎解毒方通過抑制放射后IL-6分泌水平,提升IL-10水平,并減輕放射所致白細胞數(shù)減少,發(fā)揮抗炎抗損傷作用。促炎因子與抑炎因子的動態(tài)水平變化發(fā)揮著免疫調節(jié)作用[19],其中IL-6和IL-10是它們的典型代表,補腎解毒方是否還能通過其他細胞因子發(fā)揮放射防護作用,需進一步探討。