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中药仙鱼汤防治放射性肺炎的实验与临床研究

作　者: 宫地康加
导　师: 陈锐深
学　校: 广州中医药大学
专　业: 中西医结合临床
关键词: 放射性肺炎炎症反应仙鱼汤
分类号: R818
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

放射性肺炎是核辐射事故、骨髓移植预处理及胸部肿瘤放疗后常见的并发症。它是指放射野内的正常肺组织受到损伤而引起的炎症反应。轻者无症状,炎症可自行消散；重者肺脏发生广泛纤维化,导致呼吸功能损害,甚致呼吸衰竭。早在1966年R b i n等就提出这个概念,此后,许多学者进行了大量的临床和实验研究。随着放射线种类的更替、放疗技术日臻成熟以及对放射性生物反应的认识不断深入,相信在不久的将来会取得较为瞩目的成就。开发有效的放射防护约药物一直是大家关注的热点,但目前仍处于研究阶段,尚无可靠的药物上市。故辩证治疗尤显重要。并且,随着肿瘤患者对生存质量的要求不断提高和医生的日益关注,放射性肺炎作为肿瘤治疗所产生的并发症也越来越受到医生和患者的关注。虽然放疗引起放射性肺炎的生物学机制尚不清楚,但目前比较一致的观点认为电离辐射所引起的一系列基因和分子事件是导致肺组织损伤和异常修复的重要原因。针对这些靶点研究并产生了一些新的治疗药物,如自由基(SOD)清除剂Amifostine,它能通过减少电离辐射在肺组织产生的过量自由基而起到抗辐射损伤的作用；角细胞生长因子(KGF)能促进肺Ⅱ型上皮细胞的增殖和分化,使放疗早期受损的Ⅱ型上皮细胞得以修复；抗TGF-β治疗,包括TGF-βⅡ型受体基因治疗、促进TGF-β蛋白抑制Smad7表达的halofuginone等在基础研究中显示出良好的放射性肺炎预防和治疗效果。由于放射性肺炎涉及了多细胞和分子间的相互作用,开发能够有广谱抗辐射损伤作用的药物也成为研究思路之一,如一些已经上市的药物反应停(thalidomide)因其能抑制成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor, BFGF)、血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、 TGF-β并减少前炎症因子TNF-α的释放,他汀类药物(statins)能恢复细胞表面的抗凝功能而用于放射性肺炎防护的研究当中。放射性肺炎不是一个线性的,决定性的病理过程,而是不同细胞及其释放的细胞因子所构成的网络在肺组织产生的级联效应。这种网络在放射性肺炎中的调控作用是错综复杂的,从生物进化角度看这是机体保持内环境稳态的必要机制,另一方面也说明放射性肺炎的病例过程是动态的、可调的,但同时也对放射性肺炎防治研究提出了挑战。西医治疗研究随着发病机理研究的不断进展和深入,尤其是在认识到细胞因子的早期表达和级联效应对数周后放射性肺损伤的作用后,针对放射性肺炎早期细胞因子的变化进行干预可能成为预防放射性损伤病例改变的有效途径之一,如TGFβ拮抗剂的研究。阿米福汀、超氧化物歧化酶等药物已不同程度地显示出良好的防治趋势,但还需更加系统、大规模的病例积累和研究。中医药防治放射性肺炎的临床用药原则和规律已基本取得共识,但治疗带有较大的经验性,需要系统、深入地研究以阐明其作用机制和特点。活血化瘀类中药的疗效已经在临床和基础研究上得到初步证实,仍需更加规范和深入的研究。在我国中西医结合治疗已经成为防治放射性肺炎的发展方向。大量文献报道应用中医药预防和治疗放射性肺炎和肺纤维化。与前述现代医学研究的药物有明确的作用靶点不同,中医药长于通过调节整体机能治疗疾病,但这给证实并阐述中医药的作用及其机理带来困难。本工作在阐述中药仙鱼汤的作用和机理研究中,围绕其养阴润肺,解毒散结的治疗原则,主要基于以下两点思考：1.放射性肺炎是各种细胞受到射线作用后释放细胞因子,由细胞核细胞因子相互作用构成复杂网络在肺组织的反应,其特点是临床症状和组织病理学表现远远晚于细胞的活化和细胞因子的释放,由此提示中药仙鱼汤是否能通过调节前炎症反应细胞因子预防放射性肺炎的发生；2.放射性肺炎以肺组织成纤维细胞的不断增殖和胶原的过度沉积为最终结局,中药仙鱼汤养阴润肺,解毒散结的作用是否能影响成纤维细胞的成长,这种影响在放射性肺炎中将会起到何种作用。为此,本研究在体内、体外和临床三方面进行了探索,包括应用大鼠放射性肺炎模型探索中药仙鱼汤在减轻病理反应、调节细胞因子等方面的作用；建立了中药仙鱼汤血清药理学研究方法,探讨中药仙鱼汤对成纤维细胞生长的影响；收集32例胸部放疗患者,观察其放射性肺炎的发生率和在放疗过程中外周血TGF-p1水平的变化。通过基础实验和临床观察阐述中药仙鱼汤预防放射性肺炎的作用和部分机理。本工作旨在研究中药仙鱼汤对急性放射性损伤的预防作用和可能机理。1体内实验研究本研究以6MV X直线加速器给大鼠全胸单次照射20Gy建立急性放射性肺炎模型。SPF级Sprague Dawley (SD)大鼠共90只,5只／笼,于SPE级实验室常规饲养。随机分为：正常对照(N)组、模型(M)组、小剂量仙鱼(P5)组、中剂量仙鱼(P10)组、大剂量仙鱼(P20)组、通宣理肺对照(T)组。每组15只,共6组,分别于照射后2周、4周和8周活杀取材。研究了5g/kg/d、10g/kg/d和20g/kg/d仙鱼汤灌服对受照大鼠急性放射性肺炎的保护作用。结果表明20g/kg/d灌服可对射线造成的肺组织急性炎症反应起到保护作用,包括改善大鼠一般状况,降低肺指数,减轻肺组织炎性渗出和炎症细胞聚集,调节TGF-β1、 IL-6、IL-10和INF-γ等炎症因子的表达。药物对照通宣理肺口服液灌服不能减轻大鼠的急性放射性炎症反应。2体外实验研究依据体内试验的仙鱼汤灌服剂量,选取10g/kg/d和20g/kg/d两种剂量对大鼠进行血清药理学研究。选取SPF级Sprague Dawley (SD)大鼠(购于广州医学院实验动物中心),雄性,200-250g,共15只,5只/笼,于SPF级实验室常规饲养。通过运用血清药理学方法研究仙鱼汤含药血清对CCC-HPF-1的作用,证明20g/kg/d灌服大鼠所获血清在体外可明显抑制细胞的生长,该抑制作用是通过G1期细胞周期阻滞和诱导细胞凋亡实现的。在培养体系中直接加入生药(生物对照组)虽然也可抑制细胞生长,但在进一步探讨其作用机制的研究中与应用血清药理学方法所获结果不同,提示含药血清可能含有某些有效成分,而这些成分为经体内代谢所产生,是抑制人胚肺成纤维细胞生长的重要因素。3临床研究观察仙鱼汤对放射性肺炎的预防作用。共观察32例。病例来源于广州南洋肿瘤医院。随机分为仙鱼组(放疗同时服用仙鱼汤)和对照组(单纯放疗)两组。对照组按照常规完成放射治疗。观察组在放疗同时予仙鱼汤。从放疗第一天开始服用,每次10ml,每日3次,连续服至放疗结束后一个月。两组患者发生放射性肺炎者均采用皮质激素、抗生素(合并感染者)治疗,并给予吸氧、平喘、支气管扩张等对症处理。患者入组前行血常规、胸部CT检查和治疗计划系统(TPS)测量,放疗过程中每周行血常规检查1次,放疗结束后3月和6月行胸部CT检查,放疗前、放疗第3周和放疗第6周抽取外周血备TGF-β1检测(EDTA抗凝,离心,1000g15min,吸取上清,-20℃冻存)。观察急性放射性肺炎发生率,无症状型急性放射性肺炎发生率,外周血TGF-131水平。对32例患者临床观察显示,接受总剂量40-70Gy照射,V20在15%-35%的胸部放疗患者,Ⅱ级和Ⅱ级以上的急性放射性肺炎发生率在21.63%(7/32)。对照组患者血浆TGF-β1水平在放射治疗过程中出现一定程度升高,仙鱼组则未见增高,但由于样本数量有限这些变化未显示出统计学差异。放射治疗是胸部肿瘤的主要治疗手段之一,通常疗程长达近2个月。放射性肺炎是目前胸部放疗过程中的重要并发症之一,常发生于放疗结束3-6个月。尤其是放射性肺纤维化是不可逆的,严重影响患者的生活质量。中医药治疗重点放在养阴润肺及清热解毒两个方面。笔者认为患者开始放疗至放疗结束可能是中医药预防放射性肺损伤的最佳时期。仙鱼汤是广州中医药大学陈锐深教授从健脾清肺、化痰祛瘀出发,自拟的经验方”仙鱼汤”。方中君药为党参,具有补中益气、健脾益肺、生津养血的功效,为补益肺脾气之要药。黄芪配合党参,以补肺脾之气；浙贝母清热化痰、开郁散结；猫爪草散结消肿；三七片化瘀散结止痛,共为臣药。仙鹤草收敛止血、解毒抗癌；鱼腥草清热解毒、消痈排脓；天冬养阴清肺生津；山海螺解毒消肿、排脓祛痰；山慈菇清热解毒、化痰消肿散结；守宫散结止痛,共为佐药。炙甘草调和诸药,为使药。综合全方,扶正祛邪,攻补兼施,使祛邪而不伤正,共奏健脾清肺、化痰祛瘀之功效。故我科也常予仙鱼汤养阴润肺清热解毒,以减轻症状或预防急性放射性肺炎的发生。因此深入研究仙鱼汤是否能防治放射线对正常肺组织的损伤具有实际意义。本研究以6MV-X线全胸单次照射成功复制了大鼠急性放射性肺损伤模型,治疗上分别选取了5g/kg/d(P5组),10g/kg/d(P10组)和20g/kg/d(P20组)三种给药剂量。实验过程中,P10组大鼠的表现差异较大,部分大鼠照射后的一般状况较M组好,肺组织HE染色显示照射后4周5只大鼠中只有2只在病理学上有较明显改善(病例图片未列出)。所以总体上未显示明显疗效,未产生统计学差异。值得注意的是P5组虽然在一般状况、体重、肺指数及病理学表现方面未显示出明显疗效,但截至照射后8周取材,照射后8周组的5只大鼠全部存活,这种结果还需要加大样本量进一步证实,并寻找新的指标深入研究。TGF-β1是放射性肺炎和肺纤维化的发生过程中的重要因素之一。本研究在临床观察中,初步探讨了胸部放疗患者外周血TGF-β1水平变化,以及仙鱼汤是否对这种变化产生影响。结果显示对照组在放疗过程中血TGF-β1呈增高趋势,仙鱼组血TGF-β1则呈下降趋势,但由于样本量有限尚无统计学差异。将临床与动物试验数据结合分析,仙鱼汤在预防急性放射性肺炎中是否能影响机体细胞因子水平、调节细胞因子网络的表达?为此,研究进一步探讨了IL-6.IL-10和1FN-γ等细胞因子在急性放射性肺损伤中的表达。机理研究中选择了1型细胞因子IFN-γ和2型细胞因子IL-6、IL-10来探讨仙鱼汤的免疫调节作用。本研究结果表明,大鼠全胸单次照射20Gy后4周可引起肺组织IFN-γ mRNA表达减低,IL-6mRNA和IL-10mRNA表达升高,仙鱼汤20g/kg/d灌服可逆转这种变化,这种对细胞因子的调节效应从分子水平揭示了仙鱼汤在防治急性放射性肺损伤中调节免疫、平衡机体的作用。正常大鼠肺组织可见少量肥大细胞,分布于部分小支气管管周围,胸部照射后随时间推移肺组织肥大细胞数量增加,至照射后八周观察结束时,大量肥大细胞充斥于增宽的肺泡间隔中,这与文献报道相一致。大剂量仙鱼组照射后8周肺间隔中的肥大细胞较同期模型组明显减少。综上所述,我们证实了灌服大剂量仙鱼汤(20g/kg/d)可明显减轻急性放射性肺损伤大鼠肺部炎症反应、降低IL-6蛋白在肺组织的表达、在mRNA水平调节lFN-γ、IL-6.IL-10细胞因子网络,并且能减轻肥大细胞在炎症区域的聚集。但是我们仍不能提供特异性的证据证明仙鱼汤的起效环节。肥大细胞与成纤维细胞的相互作用在放射性肺纤维化的发生中占重要地位,后者的过度增殖和胶原大量分泌直接导致胶原沉积和纤维化发生。研究仙鱼汤对成纤维细胞的作用有可能为阐明该药的作用机理提供一些启示。为此,我们运用血清药理学方法,进行了仙鱼汤含药血清对人胚肺成纤维细胞作用的体外实验研究。体外研究表明,20g/kg/d仙鱼汤灌服大鼠所得血清可明显抑制人胚肺成纤维细胞(CCC-HPF-1)的生长,并诱导其发生凋亡。生药对照(仙鱼汤60mg/m1)虽然也可显著抑制CCC-HPF-1的生长,但不能诱导凋亡。由此推测含药血清中可能含有某些有效成分,而这些成分为经体内代谢所产生,是抑制人CCC-HPF-1生长的重要因素,有利于保护肺组织、减轻急性放射性肺损伤。

中药仙鱼汤防治放射性肺炎的实验与临床研究

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