穿心莲内酯对慢阻肺疾病急性加重期患者的影响

谢 健 邓淑妍 李学莹 屈桂妮 彭晓青

广州市第一人民医院药剂科(广州 510180)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一种的慢性呼吸系统疾病，其主要体征是持续性气流受限，反复发作并进行性加重。相关研究表明，我国COPD患者总数高达9 990万人，40岁以上人群COPD的发生率由2002年的8.2%迅速增加到13.7%[1]，目前COPD正发展为与高血压、糖尿病等量齐观的慢性疾病。慢性阻塞性肺疾病急性加重 (acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD) 是患者在原有慢阻肺的基础上，出现咳嗽、咳痰、呼吸困难等症状加重的一种疾病。AECOPD不仅影响患者日常生活质量，而且影响疾病的整体严重程度，加快患者的死亡。临床上最常见诱发AECOPD的因素多为感染，主要表现为呼吸道炎症反应加重，也可表现为全身性的炎症反应。现阶段AECOPD的治疗方式主要有抗感染、抗炎、扩张气道。目前除糖皮质激素具备抗炎作用外，穿心莲内酯亦被广泛认为具有显著的抗炎作用和抗菌作用,《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行)》第 6 版[2]的中医治疗部分推荐在临床治疗期重型和危重型(气营两燔证、病毒感染或合并轻度细菌感染)使用喜炎平注射液(原料为穿心莲内酯总磺化物)治疗。本文通过研究喜炎平注射液中的穿心莲内酯在AECOPD患者中治疗前后血清学基质金属蛋白酶- 9 (matrix metalloproteinase- 9, MMP- 9)、降钙素原 (procalcitonin, PCT)、白介素- 6 (interleukin- 6, IL- 6) 水平及肺功能指标进行比较分析，以期为穿心莲内酯在临床治疗慢性阻塞性肺疾病急性加重期提供新策略。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择在2017年6月—2018年6月期间于我院呼吸内科住院治疗的慢性阻塞性肺疾病急性加重的80例患者。纳入标准：患者有 COPD 等危险物质的接触和暴露史，有咳嗽、咳痰并进行性加重的慢性呼吸困难疾病史，使用支气管扩张药物后经肺功能检查一秒率<0.7，存在不可逆的气流受阻，处于急性加重期，合并细菌感染。排除标准：严重的心、肝、肾器官或多器官功能衰竭，合并有恶性肿瘤、免疫缺陷，妊娠期或哺乳期女性，对复方异丙托溴铵、糖皮质激素、哌拉西林舒巴坦、喜炎平等药物过敏，不能配合相关诊疗活动者。按照治疗方案不同，将80例患者分为对照组和实验组。

1.2 治疗方式

对照组及观察组2组患者均给予布地奈德与复方异丙托溴铵联合雾化吸入、氨溴索祛痰、常规氧疗等治疗。对照组在此基础上予哌拉西林钠舒巴坦钠(湘北威尔曼制药股份有限公司，国药准字：H20084504)3.0 g，q 8 h，静脉滴注。观察组在对照组的基础上给予喜炎平注射液(江西青峰药业有限公司，国药准字Z20026249)250 mg，qd，静脉滴注。2组患者治疗疗程均为7天。

1.3 观察的指标与检测方法

1.3.1 MMP- 9、PCT及IL- 6的检测：空腹抽取肘静脉血3 mL，经3 000 r/min离心10 min，提取血清，通过酶联免疫吸附法测定2组治疗前后MMP- 9的数值，MMP- 9试剂盒均购自欣博盛生物有限公司；通过电化学发光法来测定2组患者在治疗前后PCT、IL- 6的数值，试剂均购于罗氏诊断产品(上海)股份有限公司。均严格按照说明书提供的方法完成相应步骤。

1.3.2 肺功能指标的测定：入组的患者均在治疗前及治疗7天后通过意大利COSMED肺功能检测仪测定患者肺功能，其中主要观察指标包括第1秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second, FEV1)、用力肺活量(forced vital capacity, FVC)、一秒率(FEV1/FVC)。

1.4 统计学方法

2 结 果

2.1 一般资料的比较

2组患者在年龄、性别比例及病程等资料相比无统计学差异(P>0.05)，见表1。

表1 2组一般资料的比较 (n=40)

2.2 治疗前后MMP- 9、PCT及IL- 6水平

治疗前，比较2组MMP- 9、PCT、IL- 6水平均无差异(PMMP- 9=0.266;PPCT=0.905;PIL- 6=0.645)；治疗后，对照组MMP- 9的变化与治疗前相比差异无统计学意义(P=0.254)，对照组PCT及IL- 6与治疗前相比均有所下降，差异有统计学意义(PPCT=0.039;PIL- 6=0.029)，观察组MMP- 9、PCT及IL- 6均比治疗前有所下降，差异有统计学意义(PMMP- 9=0.010;PPCT=0.008;PIL- 6=0.007)。其中治疗后观察组的MMP- 9、IL- 6的水平低于治疗后对照组的MMP- 9、IL- 6水平，差异有统计学意义(PMMP- 9=0.043;PIL- 6=0.045)，见表2。

表2 治疗前后2组MMP- 9、PCT及IL- 6水平比较

2.3 治疗前后FEV1、FVC、FEV1/FVC水平

观察组和对照组的FEV1、FVC、FEV1/FVC在治疗前均无差异(PFEV1=0.568;PFVC=0.877;PFEV1/FVC=0.256)；治疗后，2组FEV1、FVC均比治疗前有一定程度上升，差异有统计学意义(PFEV1=0.006;PFVC=0.009)，2组FEV1/FVC均比治疗前有一定程度升高，差异有统计学意义(P对照组=0.043;P观察组=0.038)。但在治疗后，观察组的FEV1、FVC和FEV1/FVC与对照组的FEV1、FVC、FEV1/FVC相比未见差异有统计学意义(PFEV1=0.250;PFVC=0.510;PFEV1/FVC=0.437)，见表3。

表3 治疗前后2组肺功能指标比较

3 讨 论

COPD是以气道或者(和)肺泡异常、血管重塑等病理特征为主要表现的慢性非特异性呼吸道疾病。基于2015年全球疾病负担研究中指出，2015年全球因COPD总死亡人数达到320万人，发病率较1990年增加44.2%，而死亡率则增加11.6%[3]。目前认为COPD的发病与感染、烟雾、职业粉尘、空气污染、化学物质以及遗传等多重因素密切相关。感染是诱发AECOPD的主要危险因素，气道及肺泡的炎症是促使疾病进一步恶化的主要致病因素，当人体全身或局部发生感染时，病原体产生的毒素或其他有害物质会直接刺激中性粒细胞、单核-巨噬细胞等炎症细胞的产生并促进了炎性因子释放而导致全身炎症反应爆发，从而加重肺内外的损伤。因此，在AECOPD的患者中，抗感染和抑制炎症反应可能是预防加重的有效方法。

蛋白酶-抗胰蛋白酶失衡是COPD的发病机制之一。有研究指出，MMP- 9在气道在重塑中发挥关键作用[4]，其主要参与细胞外基质的降解和组织的重建。MMP- 9在正常肺组织中不产生，但在炎症刺激下由支气管黏膜上皮细胞、肺泡巨噬细胞、成纤维细胞和血管内皮细胞产生。生成的MMP- 9通过以下三种途径损伤呼吸系统：①破坏微纤维以及弹性蛋白核心，加速气道壁细胞外基质和肺泡基底膜裂解；②趋化炎症细胞迁徙至气道壁，释放炎症因子以加重呼吸道的炎性反应[5]，③通过刺激和活化生长因子，促进毛细血管和成纤维细胞过度增生；进而使得肺的弹性回缩力降低、气道壁的增厚以及肺血管的顺应性下降。有相关研究表明，AECOPD 患者的支气管肺泡灌洗液中MMP- 9显著升高，且升高的程度与肺功能呈负相关[6]。Linder等[7]研究也指出MMP- 9在COPD患者组的中位数显著高于健康人群组，且MMP- 9的水平与FEV1%相关。MMP- 9的产生主要受上游TNF-α、NF-kB等调控，因此抑制TNF-α、NF-kB诱导MMP- 9表达的通路可以被认为是AECOPD炎症反应爆发的重要通路和潜在治疗靶点。

在健康状态下，IL- 6水平低于10 pg/mL，病理状态下，血浆IL- 6浓度会显著升高。IL- 6的作用主要促进Th2细胞的分化和增殖、促进抗体产生、诱导合成急性期反应蛋白[13]。Singh等[14]的研究表明，COPD患者的炎性细胞被激活并释放IL- 6等介质扩大炎症反应，损伤气道结构和肺组织。有报研究指出[15]，在COPD合并肺动脉高压患者组，其IL- 6水平显著高于不合并肺动脉高压组，该研究认为IL- 6可能系COPD继发肺动脉高压的独立危险因素或者IL- 6通过5-羟色胺促进肺动脉高压的形成。在肺动脉高压中高水平的IL- 6，其死亡率更高[16]。在炎症反应中，IL- 6 不但可以激活JAT/STAT信号通路，还可激活MAPK通路和PI3K/AKT通路，从而触发炎症级联反应。

当身体受到严重感染，尤其是细菌感染时，PCT被释放到血液中。PCT的产生可能通过以下两种途径进行诱导：(1)通过细菌产生的内毒素直接诱导刺激细胞内信号转导；(2)通过机体中的促炎因子如IL- 6、IL- 8以及TNF-α介导宿主细胞进行免疫应答产生[8]。健康人群中，血液中PCT的浓度一般<0.05 ng/mL。在社区获得性肺炎中，当患者PCT高于0.25 ng/mL时提示可能存在需要治疗的细菌感染，建议使用抗菌药物治疗[9-10]。据报道，在脓毒血症发病72小时内PCT在革兰氏阴性菌组显著高于革兰氏阳性菌组[11]。但在病毒感染中，由于干扰素-γ的作用下，TNF-α表达受到抑制，PCT的产生也受到抑制[12]。脓毒血症中PCT水平持续升高或者居高不下往往提示预后不佳，其降低程度和存活率的升高呈现一定的正相关。PCT不但可以反映感染的严重程度，还可以反映治疗效果。当出现细菌感染时，一般认为在治疗后72小时内，PCT每天下降30%以上，说明治疗有效。在AECOPD合并细菌感染时，尽快明确病原学并有效地控制感染，减轻机体全身炎症反应成为治疗的重要目标。

FEV1称为1秒用力呼气容积，FVC称为用力肺活量，一秒率则是判断气流受限的主要指标，当吸入支气管扩张剂后，FEV1/FVC<0.7仍是诊断气流受限的金标准，而FEV1/FVC在0.6～0.8之间则建议在不同医院再次检查以明确[18]。当气道阻塞时，患者呼气的速度会明显变小，但经过较长时间的呼气后，患者可充分呼出气体，此时的FVC可基本正常或稍有下降，因而FEV1/FVC也会下降；若存在严重气道阻塞时，呼气速度不但会降低，此时即使给予较长的呼气时间，患者亦难以完成充分的呼气，因此FVC下降得更为明显，此时的FEV1/FVC反而有所升高[17]。

AECOPD患者大多并发细菌感染，但仅用抗菌药物有时疗效较差。近年来，喜炎平注射液作为小儿急性支气管炎、老年人慢性支气管炎辅助治疗药物疗效显著。中医角度认为，慢性阻塞性肺疾病急性加重多由于久劳成伤、脏腑虚衰、外邪侵袭、痰热郁结、气道阻塞所致，治疗原则主要以解热消炎、宣肺降逆为主。穿心莲内酯磺酸酯是喜炎平注射液的有效成分，其是一种天然抗生素，具有抗菌、抗炎和免疫调节作用。多个研究指出流感嗜血杆菌、肺炎链球菌、卡他莫拉菌是构成AECOPD的主要致病菌[23- 25]，其次还有铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌和肠杆菌科细菌，病毒感染也是引起AECOPD的重要诱因。喜炎平注射液中的穿心莲内酯在抗感染方面，对铜绿假单胞菌、大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌具有良好抑菌作用[26]。在急性炎症反应中，穿心莲内酯的抗炎机制主要通过抑制NF-kB、MAPK以及PI3/AKT通路的信号转导减少炎症因子释放[19- 21]；通过抑制SOCS1和SOCS3的表达使得环氧合酶- 2表达减少，进而减少前列素E的产生[19]；抑制粘附分子ICAM-1的表达和减少内皮单核细胞的粘附[21]。其中NF-kB、MAPK以及PI3/AKT通路的过度激活引起炎症级联反应的扩大可以触发过多的MMP- 9和IL- 6的生成，引起炎症风暴的恶性循环。目前穿心莲内酯对NF-kB的信号通路的影响研究较为透彻，正常情况下，NF-kB多由p50和p65构成，并与抑制蛋白IkB结合，机体在病原体感染后，IkB激酶会磷酸化并通过泛素蛋白酶降解，而游离的NF-kB则与相应的靶点结合调节各种炎症基因的表达。穿心莲内酯可通过阻断TNF-α诱导的IkB-β的降解和p65的积聚，从而抑制NF-kB与靶点结合[21- 22]。目前认为，MMP- 9是在TNF-α、NF-kB等调控下产生并发挥其气道重塑作用，IL- 6则通过激活JAT/STAT、MAPK和PI3K/AKT多个信号通路促发下游炎症因子的产生，而喜炎平中的穿心莲内酯则可以阻断NF-kB、MAPK以及PI3/AKT等通路抑制MMP- 9和IL- 6的过度生成，从而达到减轻炎症反应目的。

本文拟在哌拉西林-舒巴坦抗感染和吸入布地奈德联合复方异丙托溴铵的基础上，加用喜炎平注射液治疗慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者。通过比较对照组及观察组治疗前后的MMP- 9、PCT、IL- 6、FEV1、FVC、FEV1/FVC的数值，进一步阐述穿心莲内酯在治疗慢性阻塞性肺疾病急性加重期的疗效及可能相关的机制。研究结果显示2组治疗后AECOPD患者MMP- 9、PCT、IL- 6有所下降，FEV1、FVC、FEV1/FVC较治疗前有所上升；且加用喜炎平注射液治疗后的AECOPD患者与未加用喜炎平注射液的相比，MMP- 9、IL- 6有明显降低，差异有统计学意义(P<0.05)，这可能与穿心莲内酯抗炎机制相关。但PCT水平在两组治疗后的差异未见统计学意义，可能因为在呼吸道感染中，病原体的种类繁多，包括细菌、真菌、病毒、非典型病原体，PCT的水平在呼吸道感染的患者中也呈现多样性，这主要因为与病原体的类型、感染的严重程度相关。AECOPD患者中常见的主要病原体，如流感嗜血杆菌、肺炎链球菌、卡他莫拉菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌科细菌，不能代表所有患者感染的病原体，穿心莲内酯的抗菌类型也不能完全覆盖AECOPD患者的主要致病菌，这也有助于解释使用喜炎平注射液后与未使用喜炎平注射液相比，其PCT水平未见明显差异。本研究将使用喜炎平注射液的治疗组与未使用喜炎平注射液的治疗组进行比较，发现FEV1、FVC、FEV1/FVC并未存在统计学差异，可能由于喜炎平注射液治疗时间短，气道的重塑及修复的过程较为漫长，短时间内使用喜炎平注射液的效果可能仅体现在抑制炎症因子的表达，阻止慢性阻塞性肺疾病急性期的气道重塑，从而遏制肺功能在急性期进一步下降；但对于减少炎症破坏肺组织后引起肺功能的改变，则仍需较长一段时间才可能体现。

随着社会老龄化步伐加快，营养不良及机体免疫力低下的患者增多，抗菌药物的不合理使用，细菌耐药性的问题日益凸显，严重影响到临床治疗效果。而我国中成药穿心莲内酯因其具有来源广泛、制备简单、价格低廉、多靶点抗炎、抗菌的优点，已广泛应用于临床。近年来，不断有研究指出穿心莲内酯不局限于抗炎、抗菌等功效，还具有抗肿瘤、免疫调节、对缺血再灌注器官保护作用。穿心莲内酯在抗炎过程中拥有独特的效果，其通过调节机体自身免疫系统来抑制炎性反应，从而达到减轻AECOPD患者全身炎症反应。因此，对于穿心莲内酯在AECOPD患者中抗炎的研究，不仅可以为AECOPD患者提供一种新的辅助治疗手段，还可以更深入研究和阐述药物抗炎的作用机制，发扬祖国传统医学。