祛风止痉散在治疗支气管哮喘(哮病-风痰哮证)患者中对气道炎症及气道重塑的作用机制

王 玲, 杨 柳, 展楠楠, 姚龙龙, 席 磊

(1新疆维吾尔自治区中医药研究院, 2新疆维吾尔自治区中医医院, 乌鲁木齐 830000; 3新疆医科大学中医学院, 乌鲁木齐 830017)

支气管哮喘(Bronchial asthma,BA)是一种以气道慢性炎症为特征的异质性疾病[1],全球约有超过3亿支气管哮喘患者[2],我国支气管哮喘的发病率约为1.0%～4.8%[3]。支气管哮喘患者在发作时会出现喘息、咳嗽、胸闷等症状,严重时可导致呼吸困难,甚至危及生命[4-5]。哮喘患者支气管气道中的血管生成会导致严重的慢性炎症,发育良好的血管网络可以使炎症细胞迁移到支气管壁,从而导致支气管气道重塑[6-7]。ORMDL-3是支气管哮喘的一个易感基因[8]。ORMDL-3在嗜酸性粒细胞(Eosinophil,EOS)中高表达可提高细胞外信号调节激酶1/2(Ertracellular signal-regulated kinase 1 and 2,ERKl/2)在体内的磷酸化水平[9],且ORMDL-3与ERKl/2存在正相关性[10]。ORMDL-3基因可促进人支气管上皮细胞内的基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinase,MMP)家族成员中的Ⅳ型胶原酶类高表达[9]。MMP-9表达受ERKl/2调控,通过ERKl/2的信号传导,促进巨噬细胞的迁移[10-11]。因此,ERK/MMP-9信号通路的激活可诱导支气管上皮细胞迁移、增殖以及细胞外基质胶原蛋白合成,进而影响气道重塑[12-13]。既往多项研究证实白细胞介素各炎症因子在支气管哮喘的发生和发展过程中发挥重要作用[14-18]。此外,MMP-9对细胞外基质的分解、重组至关重要[19]。白细胞介素等炎症因子通过调节MMP-9的表达,进而影响细胞外基质的稳定性,促使炎症细胞浸润和气道结构变化[20]。

祛风止痉散是根据新疆医科大学附属中医医院呼吸科主任李风森教授的多年临床经验方开发而成的中药制剂[21]。该方在降低支气管哮喘患者气道炎症、气道高反应方面具有明确疗效[22-23]。祛风止痉散中僵蚕息风止痉,化痰散结,蝉衣息风止痉,两药共为君药合用共奏疏散风热、息风止痉之效;地龙清热息风,平喘通络为臣药,配伍君药加强息风止痉平喘之效;防风祛风解表解痉,为佐药,全方配伍,共用起到祛风止痉之效。本研究通过观察祛风止痉散对支气管哮喘(哮病-风痰哮证)患者实验室指标的影响,探讨祛风止痉散对改善支气管哮喘气道炎症的作用机制。

1 资料与方法

1.1 一般资料选择2021年7月至2022年5月就诊于新疆维吾尔自治区中医医院确诊为支气管哮喘(哮病-风痰哮证)患者75例,选择同期健康体检者10例作为健康对照。诊断标准:西医诊断标准参考2020年全球哮喘诊断标准,中医诊断标准参考第十三五教材《中医内科学》哮病-风痰哮证标准。纳入标准:符合支气管哮喘诊断标准[9];符合中医哮病-风痰哮证诊断标准;受试者签署知情同意书。排除标准:年龄小于18 周岁或大于80 岁;妊娠或哺乳期妇女;合并活动性结核,肺部肿瘤、间质性肺病等其他呼吸系统疾病;合并难治性的慢性感染性疾病、恶性肿瘤、自身免疫性疾病及严重的心血管疾病;合并严重的糖代谢紊乱、甲状腺功能亢进等内分泌系统疾病;合并严重的肝、肾脏等原发性疾病。本研究经新疆维吾尔自治区中医医院伦理委员会审核通过(审批号:2019-KY-166-01)。

1.2 分组与治疗方法75例确诊为支气管哮喘(哮病-风痰哮证)患者按随机数字表法分为对照组(n=38)和试验组(n=37),选择同期健康体检者10例作为健康组。对照组给予布地奈德福莫特罗粉吸入剂(阿斯利康制药有限公司,160/4.5 μg),每日2次,每次1吸;试验组在对照组基础上联合中药祛风止痉散(主要由防风、蝉蜕、僵蚕、地龙等组成)口服。疗程3个月。健康组不予治疗。

1.3 检测方法与检测指标清晨空腹抽取静脉血5 mL,25℃下转速3 000 r/min,离心15 min。采用聚合酶链反应(Polymerase chain reaction,PCR)检测细胞外信号调节蛋白激酶-1、2(Extracellular regulating kinase,ERK-1、ERK-2)、MMP-9、血清类黏蛋白1样蛋白3基因(Orosomucoid1-like protein 3,ORMDL-3);采用酶联免疫吸附试验(Enzyme linked i mmunosorbent assay,ELISA)检测白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-8(Interleukin-8,IL-8)、白细胞介素-13(Interleukin-13,IL-13)、白细胞介素-17(Interleukin-17,IL-17)、白细胞介素-32(Interleukin-32,IL-32)水平。具体操作严格按照ELISA试剂盒说明步骤进行。试剂盒公司为乌鲁木齐英捷领先生物有限公司。

2 结果

2.1 试验组与对照组一般资料比较对照组年龄 24～77岁,平均年龄(52.29±14.35)岁;试验组年龄 24～77岁,平均年龄(51.54±13.16) 岁。2组患者性别、年龄、吸烟史、鼻炎病史、过敏史以及两组患者病情严重程度分布,差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 试验组与对照组一般资料比较

2.2 健康组、试验组、对照组治疗前ORMDL-3、ERK-1、ERK-2、MMP-9水平比较治疗前,与健康组比较,对照组、试验组ORMDL-3、ERK-2、ERK-1水平明显升高,差异有统计学意义(P<0.05);与健康组比较,对照组、试验组MMP-9表达水平差异无统计学意义(P>0.05);与对照组比较,试验组ORMDL-3、ERK-2、ERK-1、MMP-9表达水平差异均无统计学意义(P>0.05),见表2。

2.3 试验组与对照组治疗后炎症因子及ERK-1、ERK-2、MMP-9、ORMDL-3水平比较治疗后,试验组与对照组IL-6、IL-8、IL-17、IL-32、ERK-1、ORMDL-3差异均无统计学意义(P>0.05),但试验组IL-13、ERK-2水平较对照组明显降低,差异有统计学意义(P<0.05),见表3。

3 讨论

多项研究表明,ORMDL-3基因的某些变体与哮喘的发病风险增加有关[24-25],ORMDL-3的表达增加与小儿过敏性哮喘有关[26]。调节哮喘易感基因ORMDL-3的表达可改善哮喘的气道炎症和重塑过程[27]。本研究显示,经祛风止痉散干预治疗后ORMDL-3的表达水平下调。IL-6、IL-8、IL-17和IL-32是炎症和免疫反应中重要的细胞因子,与哮喘的发生和发展有着密切的联系。IL-6和 IL-8的分泌显著减少可减少气道炎症,避免哮喘的发生[28]。有研究发现哮喘患儿血清IL-23和IL-17水平与病情严重程度、诱导痰细胞表型及肺功能存在相关性[29]。此外,有研究指出通过阻断IL-17和IL-22的表达水平,可改善严重哮喘患者的生活[29],动态监测哮喘患者中的IL-32含量可以作为哮喘诊断、病情评估的一个指标[30]。本研究显示,试验组的IL-6、IL-8, IL-17、 IL-32的表达水平虽然低于对照组,但两组差异无统计学意义,但试验组IL-13、ERK-2水平较对照组明显降低,差异有统计学意义。推测原因可能是祛风止痉散可能通过降低IL-13的炎症因子水平以改善以Th2细胞驱动的哮喘气道炎症。

有研究发现,通过表达ORMDL-3会上调ERKl/2、VEGF 和 MMP-9,进而促进慢性哮喘患者的血管生成[10]。ERKl/2信号通路将来自外界的刺激输送到胞内,该通路通过磷酸化调节下游靶基因如MMP-9的转录,从而加剧气道炎症及气道重塑[30-31]。本研究显示,经祛风止痉散治疗后,试验组ERK-2水平较对照组明显降低,差异有统计学意义;试验组治疗后的MMP-9表达较治疗前有所下降,但与对照组比较差异无统计学意义。原因可能是样本量不足。在支气管哮喘患者体内,高表达的ORMDL-3基因可能促进ERKl/2磷酸化、提高MMP9表达水平,从而诱导包括肿瘤坏死因子(TNF)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)在内的多种转录因子生成,促进血管生成,进而导致了哮喘患者的气道重塑。

综上,祛风止痉散可能是通过提高ERK-2和降低IL-13的表达水平,进而减轻风痰哮证患者介导的炎症反应,改善气道重塑。今后尚需大样本、多中心研究验证是否能将ERK-2、IL-13作为治疗支气管哮喘患者气道炎症及气道重塑的检测指标。