艾葉發酵物治療系統性白念珠菌感染*

白靜,胡雷,張麗,田春雨,龐得全,薄海美,韓淑英

(1.河北聯合大學基礎醫學院藥理系,唐山 063000;2.河北省唐山市工人醫院麻醉科,唐山 063000)

艾葉發酵物治療系統性白念珠菌感染*

白靜1,胡雷1,張麗2,田春雨1,龐得全1,薄海美1,韓淑英1

(1.河北聯合大學基礎醫學院藥理系,唐山 063000;2.河北省唐山市工人醫院麻醉科,唐山 063000)

目的 觀察艾葉發酵物對系統性白念珠菌感染的治療作用,并探討其可能機制。方法建立免疫抑制小鼠系統性白念珠菌感染模型。將模型小鼠隨機分為模型對照組,艾葉發酵物小、中、大劑量組(100,200,400 mg·kg-1)及氟康唑組(20 mg·kg-1),每組30只。小鼠灌胃給予相應治療藥物,bid,連續給藥5 d。計算模型建立后21 d各組小鼠生存率,酶聯免疫吸附(ELISA)法測定小鼠血清γ-干擾素(IFN-γ)、白細胞介素2(IL-2)水平,噻唑藍(MTT)法檢測小鼠脾臟T淋巴細胞增殖活性,平板計數法測定小鼠肝、腎組織活菌數目。結果與模型對照組比較,艾葉發酵物中、大劑量組和氟康唑組小鼠存活率,血清IFN-γ、IL-2水平及脾臟T淋巴細胞增殖活性均較高,而肝、腎組織白念珠菌數目較低(P＜0.01);與艾葉發酵物小劑量組比較,中、大劑量組和氟康唑組上述各指標變化更顯著(P＜0.05或P＜0.01),但中、大劑量組與氟康唑組間比較,各指標差異無統計學意義(P>0.05)。結論艾葉發酵物200～400 mg·kg-1對系統性白念珠菌感染有一定治療作用,其機制可能與其提高T淋巴細胞增殖活性及IFN-γ、IL-2水平相關。

艾葉發酵物;感染白念珠菌

艾葉為我國傳統中藥,具有除濕止癢、抗菌消炎、抗腫瘤等功效[1-2],為提高艾葉抗菌作用,筆者在本研究采用中藥發酵技術,將艾葉制成艾葉發酵物,通過測定白念珠菌感染小鼠生存率及小鼠肝、腎組織中白念珠菌數目,考察艾葉發酵物對小鼠系統性念珠菌感染是否具有治療作用。并通過測定小鼠脾臟T細胞增殖活性及血清γ-干擾素(interferon-γ,IFN-γ)和白細胞介素-2(interleukin-2,IL-2)水平,考察該發酵物作用機制是否與增強免疫力相關。

1 材料與方法

1.1 動物 SPF級昆明小鼠,體質量18～22 g,雌性,購自北京華阜康生物科技股份有限公司,實驗動物合格證號:SCXK(京)2009-0008。飼養環境:溫度25～26℃,相對濕度50%～60%,全新風單向流動,空氣潔凈度達1萬級。

1.2 受試藥物的制備 艾葉采自內蒙古通遼,經河北聯合大學基礎醫學院韓淑英教授鑒定為菊科植物艾(Folium ArtemisiaeArgyi.)的干燥葉。艾葉水提物:將艾葉研碎,水浴加熱煮沸2 h后,4層紗布過濾,濾渣繼續浸煮2 h,將兩次濾液合并,濃縮至每100 mL含生藥100 g。艾葉發酵物:取高壓滅菌后的增菌液體培養液(蛋白胨40 g,酵母浸粉20 g,葡萄糖40 g于1 000 mL純化水中)于無菌容器內,無菌環境下加安琪干酵母100 g,置37℃恒溫培養箱培養6 h。將活化增殖的酵母菌液加入等體積上述艾葉水提物、6%蛋白胨、6%葡萄糖,混合均勻后繼續發酵。發酵條件:培養溫度37℃,培養時間72 h。發酵結束后,將發酵物加入無水乙醇,使乙醇終濃度達到70%,在70℃萃取4 h,將提取液離心15 min,2 500 r·min-1(r=15 cm)。取上清液在旋轉蒸發儀上回收乙醇,回收乙醇后的剩余液即為醇提后的艾葉發酵物。每100 mL艾葉發酵物含生藥50 g。

1.3 試劑 氟康唑注射液(安徽雙鶴藥業有限責任公司生產,規格:100 mL含氟康唑0.2 g,氯化鈉0.9 g,批號:1109184A)。注射用環磷酰胺(江蘇恒瑞醫藥股份有限公司生產,規格:0.2 g,批號:11021821)。沙氏培養液(北京博星生物技術有限責任公司,批號: 20110826)。IFN-γ(批號:0706127)、IL-2(批號: 0706125)試劑盒由上海森雄科技實驗有限公司提供。

1.4 菌株 白念珠菌臨床新分離菌株,由開灤醫院檢驗科提供并由河北聯合大學微生物系李靜副教授鑒定為白念珠菌株。經沙氏培養液培養48 h,置4℃冰箱保存備用。挑取新培養白念珠菌菌落混懸于磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered solution,PBS)液中,震蕩使之充分混勻,應用血細胞計數板調節濃度至2× 106·mL-1。

1.5 儀器 MLS-3750高壓滅菌器(日本SANYO產), HR40-IIA2生物安全柜(青島海爾公司產),Coic倒置顯微鏡XDS-1B(重慶光電儀器有限公司產),二氧化碳(CO2)恒溫培養箱2123TC(美國SHEL-LAB產)。

1.6 模型建立、分組給藥及各組小鼠存活率測定 小鼠腹腔內一次性注射環磷酰胺200 mg·kg-1,每只0.2 mL,制備免疫抑制小鼠模型。4 d后經小鼠尾靜脈注射2×106·mL-1白念珠菌菌液,每只0.2 mL[3]。將成模小鼠隨機分為5組,即模型對照組,陽性對照組(氟康唑20 mg·kg-1),艾葉發酵物小、中、大劑量組(艾葉發酵物100,200,400 mg·kg-1),每組30只,其中10只用于測定存活率,20只用于測定其他各指標。各組小鼠灌胃給予相應藥物0.2 mL·kg-1;模型對照組灌胃等體積純化水。各組均連續給藥5 d,bid。于給藥第1天開始觀察,計算各組小鼠在21 d內的存活率,并繪成曲線。

1.7 ELISA法測定各組小鼠血清IFN-γ與IL-2水平 于給藥第6天將每組存活小鼠取8只,經眼球取血,離心得血清。采用酶標儀按試劑盒說明書測定血清IFN-γ、IL-2水平。

1.8 MTT法檢測小鼠脾臟T淋巴細胞增殖活性 將小鼠頸椎脫臼處死,無菌取出小鼠脾臟,加入Hank's液研磨,以200目不銹鋼網濾過,1 500 r·min-1離心(r=15 cm)5 min,棄去上清液,加Hank's液重復洗滌2次,收集脾細胞,加入RPMI1640培養液混懸,用血球計數板調細胞濃度至5×106·mL-1。將脾細胞懸液加入96孔培養板中,每孔100 μL,同時每孔加入刀豆蛋白A(Concanavalin A,ConA,終濃度為4 μg·mL-1) 100 μL,并設不加ConA的孔,均設3個復孔,置37℃、5%CO2中培養72 h,加入2 mg·mL-1MTT50 μL,繼續培養4 h,離心棄上清液,每孔加入酸性二甲亞砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)150 μL。振蕩,于室溫暗處放置15 min,酶標儀于波長578 nm測定吸光度(A)值,計算細胞增殖活性。增殖活性=加ConAA值/無ConAA值[4]。

1.9 平板計數法測定各組小鼠肝、腎組織活菌數目無菌取出各組小鼠肝臟、腎臟,加入Hank's液研磨,稀釋1 000倍,取1 mL加入沙氏培養液,于37℃培養箱中培養48 h。每份臟器設3塊平板。臟器總活菌數/mL=同一臟器3個平板中菌落平均數×稀釋倍數。

1.10 統計學方法 采用SPSS17.0版統計軟件進行統計學分析,各組樣本均數組間比較采用單因素方差分析法。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 對系統性白念珠菌感染小鼠存活率的影響 見圖1。模型對照組小鼠于第8天全部死亡。艾葉發酵物小劑量組于第13天全部死亡,而艾葉發酵物中、大劑量組第21天存活率仍可達20%和40%。陽性對照組第21天存活率為30%。

2.2 對小鼠脾臟T淋巴細胞增殖活性的影響 見圖2。與模型對照組比較,艾葉發酵物小、中、大劑量組和陽性對照組T淋巴細胞增殖活性增強(P＜0.05,P＜0.01)。

2.3 ELISA法測定各組小鼠血清中IFN-γ、IL-2水平 見表1。與模型對照組比較,艾葉發酵物小劑量組血清IFN-γ水平差異無統計學意義,IL-2水平顯著升高(P＜0.05);艾葉發酵物中、大劑量組和陽性對照組血清IFN-γ、IL-2水平顯著提高(P＜0.01)。

圖1 5組小鼠存活率實驗結果Fig.1 Results of survival ratio in five groups of mice

與模型對照組比較*1P＜0.05,*2P＜0.01圖2 5組小鼠脾臟T淋巴細胞增殖活性實驗結果Compared with the model control group,*1P＜0.01,*2P＜0.05Fig.2 Proliferation activity of splenic T lymphocyte in five groups of mice

2.4 5組小鼠肝腎組織活菌數 見表2。與模型對照組比較,艾葉發酵物小劑量組肝、腎組織活菌數量差異無統計學意義,艾葉發酵物中、大劑量組和陽性對照組肝、腎組織活菌數量顯著降低(P＜0.01)。

3 討論

中藥發酵是以中藥為反應底物,通過微生物發酵過程對其結構進行修飾、轉化從而達到提高中藥藥效、降低毒性、促進吸收、改善口味等目的[5-6]。目前該技術已成為一種新型的中藥研究技術,并取得了一定的成果。本研究以艾葉為反應底物,通過酵母菌發酵過程對艾葉中成分進行修飾,以期得到更有效的抗白念珠菌治療藥物。

表1 5組小鼠血清IFN-γ與IL-2水平測定結果Tab.1 Serum levels of IFN-γ and IL-2 in five groups of mice ±s,n=8

表1 5組小鼠血清IFN-γ與IL-2水平測定結果Tab.1 Serum levels of IFN-γ and IL-2 in five groups of mice ±s,n=8

與模型對照組比較,*1P＜0.05,*2P＜0.01;與艾葉發酵物小劑量組比較,*3P＜0.05Compared with model control group,*1P＜0.05,*2P＜0.01; Compared with Artemisia argyi ferment substance group,*3P＜0.05

組別劑量/ (mg·kg-1) IFN-γ/ (ng·L-1) IL-2/ (μg·L-1)模型對照組…136.56±26.595.23±0.61艾葉發酵物組小劑量組100147.28±31.646.12±0.95*1中劑量組200156.25±34.26*211.56±1.59*2*3大劑量組400164.23±32.55*2*315.52±2.65*2*3陽性對照組20149.53±33.11*214.26±2.49*2*3

表2 5組小鼠肝與腎組織活菌數測定結果Tab.2 Viable count of liver and kidney tissues in five groups of mice x±s,n=8

本研究通過注射環磷酰胺造成小鼠免疫功能低下,再尾靜脈注射白念珠菌,建立系統性白念珠菌小鼠模型。結果顯示,模型對照組小鼠在給藥后第8天已全部死亡,而艾葉發酵物組中、大劑量組和陽性對照組可明顯提高模型小鼠生存率。模型對照組小鼠肝臟、腎臟白念珠菌活菌數量也明顯高于艾葉發酵物中、大劑量組和陽性對照組。提示艾葉發酵物中、大劑量對系統性白念珠菌感染具有一定治療作用。

既往研究表明,CD+4亞群(Th細胞),主要是Th1細胞在宿主與白念珠菌的相互作用過程中具有重要的調節作用[7],Th1細胞有利于機體對真菌感染的免疫防護。而Th1細胞所發揮的大部分效應是通過其所分泌的細胞因子IL-2、IFN-γ等來實現的。IL-2和IFN-γ不僅能增強巨噬細胞的殺菌活性,而且能使靜止的T細胞向Th1細胞分化,活化,介導細胞免疫應答[8]。實驗結果顯示,與模型對照組比較,艾葉發酵物不同劑量組可明顯增強T淋巴細胞增殖活性,其血清中IL-2、IFN-γ含量也顯著增高。提示艾葉發酵物可能通過提高T淋巴細胞增殖活性,及增加體內IL-2、IFN-γ的含量來發揮抗白念珠菌作用。

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DOI 10.3870/yydb.2014.11.010

Therapeutic Effects of Artemisia Argyi Ferment Substance on Systemic Candida Albicans Infection

BAI Jing1,HU Lei1,ZHANG Li2,TIAN Chun-yu1,PANG De-quan1,BO Hai-mei1,HAN Shu-ying1
(1. Department of Pharmacology,School of Basic Medicine,Hebei United University,Tangshan 063000,China;2.Department of Anesthesiology,Tangshan Gongren Hospital,Hebei Province,Tangshan 063000,China)

ObjectiveTo investigate the therapeutic effects and mechanism ofArtemisia argyiferment substance on systemicCandida albicansinfection.MethodsThe model of systemicCandida albicansinfection was established in immunosuppressed mice.The model mice were randomly divided into the model control,Artemisia argyiferment substance(AAFS) at different doses(100,200,and 400 mg·kg-1)and fluconazole group(20 mg·kg-1),30 mice in each.Mice in each treatment group were given therapeutic drugs by gavage for 5 consecutive days,twice daily.The survival of mice was determined 21 days after the model was set up.The serum levels of IFN-γ and IL-2 were determined by ELISA.The proliferation activity of T lymphocyte in the spleen was detected by MTT assay.The number of living fungi in liver and kidney tissues was counted.ResultsCompared with the model control,AAFS at middle and high doses and fluconazole significantly increased the survival rate of mice,the serum levels of IFN-γ and IL-2,and the proliferation activity of T lymphocyte in the spleen,but decreased the number of living fungi in tissues(P＜0.01).Compared with low dose AAFS,middle and high doses of AAFS and fluconazole showed significantly different effect on each index(P＜0.05 orP＜0.01),but there was no difference among these groups(P>0.05).ConclusionAAFS at 200-400 mg·kg-1has inhibitory effects on systemicCandida albicansinfection in mice,the mechanism of which is related to increasing the proliferation of T lymphocyte in spleen and the levels of IFN-γ and IL-2 in serum.

Artemisia argyiferment substance;Infection,candida albicans

R286;R965

A

1004-0781(2014)11-1438-04

2013-11-06

2013-12-11

*唐山市科技計劃項目(12130208A-2)

白靜(1978-),女,遼寧葫蘆島人,副教授,碩士,主要研究方向:中藥藥理。電話:0315-3725870,E-mail:13513259511@sina.com。

韓淑英(1959-),女,內蒙古通遼人,教授,碩士,主要研究方向:中藥藥理。電話:0315-3725870,E-mail:shuyinghan59@163.com。