千金葦莖湯對支氣管擴張癥中銅綠假單胞菌群體感應系統影響的可行性*

樊長征　張文江　張燕萍　苗　青　張　瓊

?

【方藥縱橫】

千金葦莖湯對支氣管擴張癥中銅綠假單胞菌群體感應系統影響的可行性*

樊長征張文江張燕萍苗青張瓊

中國中醫科學院西苑醫院呼吸科(北京 100091)

摘要：目的探究從銅綠假單胞菌群體感應系統研究千金葦莖湯治療支氣管擴張癥作用機理的可能行。方法銅綠假單胞菌對抗生素的耐藥性使其感染幾乎不可能被清除從而導致肺衰竭最終導致患者死亡。研究干擾銅綠假單胞菌群體感應系統的藥物是一個很有前景的降低其毒力因子產生、抑制生物膜的形成以及提高藥物敏感性的途徑。結果從中醫經典方千金葦莖湯治療支氣管擴張癥中銅綠假單胞菌感染入手，研究千金葦莖湯抑制銅綠假單胞菌群體感應系統來治療支氣管擴張癥中銅綠假單胞菌感染是可行的。結論從銅綠假單胞菌群體感應系統研究千金葦莖湯治療支氣管擴張癥的作用機理，可能是抓住千金葦湯治療支氣管擴張癥作用通路、作用靶點的主要環節。

關鍵詞：千金葦莖湯；支氣管擴張癥；銅綠假單胞菌； 群體感應系統

支氣管擴張癥是一種常見的慢性呼吸道疾病，由于反復感染，可嚴重損害患者肺組織和功能，嚴重影響患者的生活質量，造成沉重的社會經濟負擔。其影響因素包括喘息癥狀、FEV1下降、痰量以及是否存在銅綠假單胞菌感染[1]。持續的銅綠假單胞菌感染誘導了支氣管上皮細胞及周圍血管增生[2]，最終導致支氣管擴張。目前由于銅綠假單胞菌對抗生素的耐藥性使其感染幾乎不可能被清除從而導致肺衰竭最終導致患者死亡。這促使人們致力于研究其感染的機制，從而尋找新的治療途徑。

細菌的群體感應廣泛存在于自然界的微生物中，是一個依賴細菌密度的基因調控系統[3]。研究表明銅綠假單胞菌感染加速支氣管擴張癥患者疾病進展[4]，其致病因子受一種被稱為群體感應的，涉及細胞-細胞間復雜信號交流的環路所控制[5]。同時研究發現銅綠假單胞菌可以通過產生和感應特定信號分子濃度的變化來監測其群體密度，協調群體行為的過程,完成這一信號傳導過程稱為銅綠假單胞菌的群體感應(Quorum-sensing，QS)系統。

銅綠假單胞菌群體感應系統在調節細菌群體的許多生理功能，如游動能力、顫搐運動、質粒轉移、各種毒力因子產生等表達中起重要作用[6]。銅綠假單胞菌復雜的群體感應系統通過產生特定的化學信號調控著毒力基因的表達、生物被膜的形成及接合反應等，從而影響銅綠假單胞菌的致病過程[7]。同時研究發現，銅綠假單胞菌很多毒力因子(彈性蛋白酶、鼠李糖脂、綠膿菌素等)的分泌和生物被膜的形成都是受群體感應系統調控。因此，干擾銅綠假單胞菌的群體感應系統是一個很有前景的降低其毒力因子產生、抑制生物膜的形成以及提高藥物敏感性的途徑，可以作為潛在的防治銅綠假單胞菌感染新的途徑。

目前控制銅綠假單胞菌感染主要有兩種策略：第一種是直接殺死細菌；第二種是減弱其毒力。長期以來第一種策略被廣泛應用，但是近年來日益增多的抗菌藥物的應用，產生了細菌多重耐藥、菌群失調等負面作用。研究者們開始關注第二種策略，即通過“抗毒力藥物”(anti-virulence drugs)選擇性阻止病原菌的毒力，使之無法對抗宿主免疫防御而易于被機體自身清除[8]。

目前，國內外有大量以干擾群體感應系統作為抗菌靶位的新藥物研究。主要有以下幾個方面，一是抗生素如阿奇霉素、環丙沙星、頭孢他啶等在其抑菌濃度下能夠通過干擾群體感應系統而減少細菌毒力因子和一些基因的轉錄。二是從海洋藍藻細菌中發現多種群體感應系統抑制分子，這些分子可以干擾LasR活性從而影響銅綠假單胞菌毒力。三是有研究發現濃度為5%的人參能抑制群體感應系統，降低蛋白酶活性從而抑制蛋白質的合成和細菌的生長。還有學者利用群體感應系統抑制物選擇器篩選影響群體感應系統活性的非毒性化合物，包括純化學藥品、食物分離物和中草藥等。取得了一定的成果。上述研究均取得了不同程度的成果，但大多為體外研究，未能在臨床治療中得到全面試驗及運用。而從豐富的中醫藥治療支氣管擴張癥臨床經驗中尋找有效方藥并研究其對銅綠假單胞菌群體感應系統的影響及機制有可能為中醫藥治療支氣管擴張癥中銅綠假單胞菌感染提供新思路及新方法。

多年以來許多學者的研究結果證實中醫藥在支氣管擴張癥治療中起重要的作用，但對其中進一步的作用通路研究較少。如果從中醫經典方千金葦莖湯治療支氣管擴張中銅綠假單胞菌感染入手，研究其對銅綠假單胞菌群體感應系統的影響及作用機制，有可能抓住中醫藥在支氣管擴張癥治療作用通路、作用靶點的主要環節。

千金葦莖湯出自《備急千金藥方·卷十七·肺癰第七》, 系唐代醫家孫思邀所創, 是中醫治療肺癰的代表方劑。 原方由葦莖、冬瓜仁、桃仁、薏苡仁組成, 具有清肺化痰、逐瘀排膿的功用。而支氣管擴張癥急性期病因病機多屬痰、熱、瘀, 多屬中醫“肺癰”范疇, 故臨床常將千金葦莖湯用于治療支氣管擴張癥，取得很好療效，為治療支氣管擴張癥急性期(痰熱蘊肺型)的有效方藥，其能夠促使痰液排出, 有利于控制感染，被歷代醫家推崇[9]?，F代藥理研究發現千金葦莖湯有與人參相似的“適應原”樣作用, 有抗疲勞、抗寒、增強機體應激力的作用,還有增強網狀內皮系統吞噬能力,有抗菌、抗病毒的作用。因此，研究千金葦莖湯抑制銅綠假單胞菌群體感應系統來治療支氣管擴張癥中銅綠假單胞菌感染是可行的，是一個很有前景的發展方向。

據此，利用現在分子生物學技術及高效液相色譜-質譜技術，以大鼠銅綠假單胞菌氣管內注入建立的支氣管擴張癥模型為研究對象，在千金葦莖湯基本藥效評價的基礎上，給予千金葦莖湯干預治療后，檢測銅綠假單胞的主要菌毒力因子表達變化及其群體感應系統的系統信號分子表達變化，深入研究千金葦莖湯對支氣管擴張癥中銅綠假單胞菌群體感應系統的影響及作用機制，將為中醫藥防治支氣管擴張癥提供新思路和理論依據，具有十分重要的臨床價值，同時為探索支氣管擴張癥中醫藥防治研究提供重要方向。

參考文獻

[1]成人支氣管擴張癥診治專家共識編寫組. 成人支氣管擴張癥診治專家共識(2012 版)[ J/ CD]. 中華危重癥醫學雜志：電子版，2012，5(5)：315-328.

[2]C. Martin, G. The′venot, S. Danel, et al. Pseudomonas aeruginosa induces vascular endothelial growth factor synthesis inairway epithelium in vitro and in vivo[J]. Eur Respir J, 2011, 38: 939-946.

[3]Rasamiravaka T, Jedrzejowski A, Kiendrebeogo M, et al. Endemic Malagasy Dalbergia species inhibit quorum sensing in Pseudomonas aeruginosa PAO1[J]. Microbiology, 2013,159(Pt5):924-38.

[4]金前,黃飛華,周穎,等. 銅綠假單胞菌對支氣管擴張患者氣道中基質金屬蛋白酶-9和金屬蛋白酶組織抑制因子-1表達的影響[J]. 中國醫學科學院學報, 2012, 34(4): 385-389.

[5]Tateda K, Ishii Y, Kimura S, et al. Suppression of Pseudomonas aeruginosa quorum-sensing systems by macrolides: a promising strategy or an oriental mystery?[J]. J Infect Chemother, 2007, 13(6):357-67.

[6]Jacobsen JN, Andersen AS, Krogfelt KA. Impact of Pseudomonas aeruginosa quorum sensing on cellular wound healing responses in vitro[J]. Scand J Infect Dis, 2012,44(8):615-619.

[5]Valderrey AD, Pozuelo MJ, Jiménez PA, et al. Chronic colonization by Pseudomonas aeruginosa of patients with obstructive lung diseases: cystic fibrosis, bronchiectasis, and chronic obstructive pulmonary disease[J]. Diagn Microbiol Infect Dis, 2010,68(1):20-7.

[7]Bala A, Gupta RK, Chhibber S, et al. Detection and quantification of quinolone signalling molecule: A third quorum sensing molecule of Pseudomonas aeruginosa by high performance-thin layer chromatography[J]. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci, 2013,25(930C):30-35.

[8]Cegelski L, Marshall GR, Eldridge GR, et al. The biology and future prospects of antivirulence therapies [J].Nat Rev Microbiol, 2008, 6(1): 17-27.

[9]王冰,苗青. 千金葦莖湯治療支氣管擴張的研究進展[J]. 內蒙古中醫藥, 2011(23): 109-111.

*基金項目：中國中醫科學院西苑醫院第三批苗圃項目(No.XY13-10)

doi:10.3969/j.issn.1003-8914.2016.02.063

文章編號：1003-8914(2016)-02-0279-02

收稿日期：(本文校對：何沂2015-03-04)

Study on the Feasibility of Qianjing Weijing Decoction on Pseudomonas Aeruginosa Quorum Sensing System in Bronchiectasis

FAN ChangzhengZHANG WengjingZHANG YanpingMIAO QingZHANG Qiong

(Xiyuan Hospital CACMS, Beijing 100091, China)

Abstract：ObjectiveTo explore the feasibility of Qianjing Weijing decoction on pseudomonas aeruginosa quorum sensing system in bronchiectasis. ResultPseudomonas aeruginosa resistance to antibiotics makes it almost impossible to clear the infection, which causing pulmonary failure and hence death. Researching Pseudomonas aeruginosa quorum sensing system interference drugs is a promising way to reduce its virulence factor production, inhibit the formation of biofilms and increase drug sensitivity. ResultsResearching Qianjing Weijing decoction from the Chinese classic on the inhibition of Pseudomonas aeruginosa quorum sensing system for the treatment of bronchiectasis in Pseudomonas aeruginosa infection is feasible. ConclusionPossibly the main link to seize the pathways and target of Chinese medicine in the treatment of bronchiectasis was starting study the inhibition of Pseudomonas aeruginosa quorum sensing system of Qianjin Weijing decoction..

Key words：Qianjing Weijing decoction; Bronchiectasis; Pseudomonas aeruginosa; Quorum sensing