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

李樹雯，俞 琦，楊鳳嬌，李良紅

0 引 言

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是較為常見的臨床肺疾病，目前居世界疾病致死率第四位，發病機制復雜，普遍認為COPD以氣管、支氣管、肺泡、肺間質、肺部血管的慢性炎癥為特征[1-2]。而炎癥的發病機制與腫瘤壞死因子-α(tumer necrosis factor-α,TNF-α)、白細胞介素-2(interleukin-2,IL-2)等細胞因子介導炎性細胞在氣管、支氣管、肺泡、肺間質等聚集、趨化、轉移等密切相關，最終引起肺組織的慢性炎癥反應[3-4]。而據報道TNF-α能增強細胞內細胞間黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule,ICAM-1)的表達[5]。卡介菌多糖核酸(BCG-polysaccharide nucleic acid,BCG-PSN)是從卡介菌中提取的主要含多糖和核酸的非特異性免疫調節劑，通過調節IL-2、干擾素、TNF-α等調節機體細胞免疫和體液免疫功能[6]。臨床上卡介菌多糖核酸治療COPD應用較為廣泛，但相關機理的研究較少，因此本研究觀察卡介菌多糖核酸注射液對慢性阻塞性肺疾病(COPD)大鼠血清中ICAM-1、TNF-α、IL-2的影響，探討卡介菌多糖核酸注射液治療COPD的作用機制。

1 材料與方法

1.1 材料健康清潔雄性SD大鼠60只，6～8周齡，體質量200～250 g，常規飼料喂養，自由飲食飲水，12 h光照周期，溫度18～26 ℃，相對濕度40%～70%，購自浙江中醫藥大學動物實驗中心[實驗動物許可證號：SYXK(浙)2018-0012]。利群牌香煙購自浙江煙草公司。大鼠ICAM-1、TNF-α、IL-2酶聯免疫分析試劑盒購自美國ENDONGEN公司。脂多糖購自Sigma公司。自制吸煙染毒箱。卡介菌多糖核酸注射液購自陜西醫藥控股集團生物制品有限公司。

1.2 方法

1.2.1 COPD大鼠模型的建立將60只大鼠隨機分為對照組、模型組、藥物組各20只。模型組和藥物組采用熏香煙加氣管內注入脂多糖法建立大鼠COPD模型。給予對照組大鼠常規喂養；模型組與藥物組在第1天及第15天向大鼠氣管內注射1 g/mL脂多糖0.2 mL(當天不進行香煙熏染)，其他時間將模型組、藥物組大鼠每天暴露于煙霧中3次/d(每次間歇2 h)，每次10支香煙熏染30 min。造模期28 d。完成后進行造模評價，從模型組、藥物組、對照組各取5只大鼠處死，取肺組織在光鏡下觀察肺組織形態學變化，綜合判斷造模是否成功。

1.2.2 給藥方法造模完成后，按大鼠與人體公斤體重劑量折算系數表折算，藥物組給予卡介菌多糖核酸注射液0.45 mg/kg腹腔注射，隔日1次。模型組、對照組給予等滲鹽水0.3 mL腹腔注射，隔日1次。

1.2.3 大鼠一般狀態觀察從造模開始每周觀察大鼠體重、精神狀態、皮毛是否光澤、活動狀況、對刺激的反應是否靈敏、口鼻分泌物、食欲、咳痰、咳喘、死亡等情況。

1.2.4 血清采集在第30天分別將對照組、模型組、藥物組大鼠用10%水合氯醛按300 mg/kg劑量腹腔麻醉后處死，抽心血2 mL于滅菌離心管，室溫靜置1 h后置4 ℃冰箱12 h，離半徑12 cm，以2000 r/min離心15 min，取血清待檢。

1.2.5 主要檢測指標及方法采用雙抗體夾心ELISA法，取血清50 μL加入反應孔，震蕩、混勻，37 ℃孵育，檢測大鼠血清中ICAM-1、TNF-α、IL-2的值。試驗板設復孔，同時設空白對照。

2 結 果

2.1 大鼠一般狀態觀察及肺組織形態學變化對照組：大鼠精神狀態好，皮毛有光澤，無束毛，飲食、飲水正常，口鼻分泌物正常，呼吸平穩。模型組：大鼠精神狀態萎靡，活動減少，毛色晦暗，進食量減少，頻發咳嗽，活動后有明顯氣促，口鼻分泌物增多;光鏡下可見肺泡壁變薄、脹大、破裂等。藥物組經治療后精神狀態、毛色、進食量均明顯改善，咳嗽、活動后氣促好轉。光鏡下肺組織的病理變化較模型組改善。

2.2 各組實驗大鼠血清ICAM-1、TNF-α、IL-2含量變化模型組大鼠血清中ICAM-1、TNF-α、IL-2含量與對照組比較均明顯增高(P<0.05)，而藥物組大鼠血清中的ICAM-1、TNF-α、IL-2含量較模型組明顯降低(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的表達。見表1。

表1 COPD大鼠模型血清中ICAM-1、TNF-α、IL-2的表達情況

3 討 論

COPD是以進行性氣流受限為特征的通氣功能障礙性肺部疾病，不完全可逆并進行性發展，致病原因和發病機制均不確切，研究證實COPD是氣道、肺實質以及肺血管的慢性炎癥為主要病理特征的疾病[7]。其氣道慢性炎癥是通過T淋巴細胞、巨噬細胞、中性粒細胞等免疫細胞產生的細胞因子介導的結果[8-9]。中性粒細胞的活化聚集，釋放中性粒細胞彈性蛋白酶、中性粒細胞組織蛋白酶G等多種蛋白酶引起慢性粘液高分泌狀態并導致肺實質的破壞。隨著研究的深入，人們逐漸認識到COPD亦具有自身免疫性疾病的特征，存在獲得性免疫的啟動與失衡[10]。TNF-α、IL-2作為重要的炎癥因子在慢性炎癥性和自身免疫性疾病中發揮著重要的作用[11]。TNF-α是一種由內毒素激活的巨噬細胞和淋巴細胞等分泌的細胞因子。可以增加成纖維母細胞黏附分子(ICAM-1)的表達，從而促進中性粒細胞和單核細胞的募集和活化，促進炎癥反應[12]。同時TNF-α、IL-2等因子可加劇小氣道平滑肌及肺泡完成性的破壞，促進支氣管的結構重塑，影響氣道氣流的穩定性[13-14]。

卡介菌多糖核酸是一種非特異性免疫調節劑，通過調節機體內細胞免疫、體液免疫，刺激網狀內皮系統來增強機體抗病能力，同時通過穩定肥大細胞，減少脫顆粒細胞釋放活性物質，達到抗炎平喘作用[15]，主要用于預防和治療慢性支氣管炎、感冒及哮喘。

本實驗采用雙抗體夾心ELISA法，測定大鼠血清中ICAM-1、TNF-α、IL-2含量，實驗結果表明，與對照組比較，COPD模型組ICAM-1、TNF-α、IL-2的表達顯著升高(P<0.05)，而藥物組與模型組相比較，ICAM-1、TNF-α、IL-2的含量明顯降低(P<0.05)，說明ICAM-1、TNF-α、IL-2表達與COPD相關，參與COPD病變的病理過程。筆者初步分析其升高的機理認為：①當感染時免疫復合物刺激單核-巨噬細胞合成釋放過量的ICAM-1、TNF-α、IL-2。②患者血中異常增高的TNF-α、IL-2激活炎癥細胞、氧自由基等，促使炎性介質釋放、磷脂酶A2活化，致紅細胞滲出、白細胞浸潤，中性粒細胞活化，內毒素釋放，引起TNF-α、IL-2再升高[16]。同時卡介菌多糖核酸通過降低ICAM-1、TNF-α、IL-2的含量，延緩炎癥細胞的聚集、活化，抑制炎癥介質的釋放，減輕肺組織的炎性病變。總之本實驗表明卡介菌多糖核酸不僅通過調節機體免疫功能治療COPD，而且抑制組織的炎性反應，從而對COPD有較好的治療作用。