周新娥 歐陽(yáng)運(yùn)薇 潘小玲△ 何躍東 李恒 鄧璐霞 黃寧 吳琦

(1.成都市婦產(chǎn)科醫(yī)院婦產(chǎn)科,成都 610015;2.四川大學(xué)華西第二醫(yī)院婦產(chǎn)科,成都 610041;3.四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院感染免疫教研室,成都 610041)

女性生殖道感染是婦產(chǎn)科的常見(jiàn)病、多發(fā)病,各年齡組均可發(fā)病。大腸埃希菌既是女性陰道正常菌群之一,又是引起女性生殖道感染常見(jiàn)革蘭陰性菌之一,比如,在近25%的細(xì)菌性陰道病患者中可以分離到大腸埃希菌。

血紅蛋白除了最基本的攜氧功能外,新近發(fā)現(xiàn)血紅蛋白及其片段還具有抗菌的生物學(xué)活性[1-3]。迄今,血紅蛋白及其片段的抗菌活性研究均見(jiàn)于體外實(shí)驗(yàn),而無(wú)整體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)報(bào)道。因此我們建立大鼠大腸埃希菌陰道感染模型,通過(guò)陰道局部給予血紅蛋白,探討血紅蛋白在體內(nèi)是否具有抗菌抑炎作用,從而為將來(lái)直接應(yīng)用或者間接通過(guò)基因工程生產(chǎn)血紅蛋白片段重組產(chǎn)品用于臨床包括女性生殖道感染在內(nèi)的防治提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 主要試劑 一氧化碳購(gòu)自四川天一科技股份有限公司。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 雌性Wistar大鼠,性成熟未交配,體重180.2±5.8g,由四川大學(xué)華西醫(yī)學(xué)中心實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。

1.1.3 病原體 大腸埃希菌臨床分離株來(lái)自四川抗生素研究所饋贈(zèng)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 裂解紅細(xì)胞、分離提純出血紅蛋白 取志愿者數(shù)毫升血液肝素抗凝,通入一氧化碳?xì)怏w180s并輕搖,生理鹽水洗三次,離心除上清,加入0.2倍體積二氯甲烷漩渦振蕩3min后離心取最上層,再重復(fù)加入二氯甲烷處理。避光60℃加熱1h,離心取上清,即為血紅蛋白。

1.2.2 建立大鼠陰道感染模型 無(wú)菌條件下切除大鼠雙側(cè)卵巢,皮下注射苯甲酸雌二醇建立和維持假動(dòng)情期,皮下注射氫化可的松琥珀酸鈉造成全身免疫力低下,生理鹽水反復(fù)沖洗陰道后,陰道內(nèi)注入大腸埃希菌(2.1×109CFU?ml-1),每日接種一次,共接種三次。每日觀察大鼠外觀和陰道外口分泌物、局部有無(wú)紅腫等炎性表現(xiàn)。造模動(dòng)物隔日交替皮下注射苯甲酸雌二醇或氫化可的松琥珀酸鈉,以維持動(dòng)情期和免疫功能低下?tīng)顟B(tài)。感染5d后肉眼和病理組織學(xué)檢查陰道粘膜充血、水腫或炎細(xì)胞浸潤(rùn)等者為感染成功。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的分組及處理 將感染成功的大鼠隨機(jī)分組：基質(zhì)對(duì)照組(感染后不治療,n=7),血紅蛋白治療組(實(shí)驗(yàn)組,n=9),每只每天陰道給血紅蛋白5mg,連續(xù)5d。另設(shè)模型對(duì)照組(n=5),正常對(duì)照組(n=2)。

1.2.4 病理觀察 末次給藥后24h將大鼠處死取子宮宮頸陰道標(biāo)本,先進(jìn)行肉眼觀察、稱(chēng)重。計(jì)算臟器指數(shù)：子宮宮頸陰道重量(g)/體重(g)然后進(jìn)行常規(guī)石蠟切片,HE染色,鏡下觀察陰道組織形態(tài)學(xué)變化及粘膜、粘膜下間質(zhì)形態(tài)學(xué)的炎癥改變程度,根據(jù)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定炎癥程度。

圖1 大鼠陰道分泌物涂片(200×)

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用統(tǒng)計(jì)軟件spss13.0,單因素方差分析。

2 結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)大鼠動(dòng)情周期的監(jiān)測(cè)

大鼠去卵巢后的陰道分泌物涂片鏡下觀如圖1A,鏡下見(jiàn)大部分是白細(xì)胞,偶爾可見(jiàn)有核扁平上皮細(xì)胞。給予苯甲酸雌二醇后的陰道分泌物涂片鏡下觀如圖1B,鏡下見(jiàn)膨大的上皮細(xì)胞核消失,脫落的角化上皮細(xì)胞并聚,似落葉堆疊。如去卵巢后大鼠的陰道涂片不似圖1A,說(shuō)明該只大鼠的卵巢未切除完全,剔除該只大鼠;如給予苯甲酸雌二醇皮下注射后的陰道分泌物不似圖1B,進(jìn)一步說(shuō)明該只大鼠的卵巢未切除干凈存在內(nèi)源性雌激素,也剔除該只大鼠。

2.2 大鼠的子宮宮頸陰道臟器指數(shù)的影響

血紅蛋白組、模型對(duì)照組間無(wú)差異(P＞0.05),基質(zhì)對(duì)照組與前兩組比有顯著性差異(P＜0.05),血紅蛋白組的臟器指數(shù)較基質(zhì)對(duì)照組的減少明顯,提示血紅蛋白能減輕感染后的局部水腫等炎癥程度,見(jiàn)表1。

2.3 大鼠陰道組織形態(tài)學(xué)觀察

從圖2可見(jiàn),模型對(duì)照組大鼠復(fù)層扁平上皮較正常大鼠稍厚,表層平滑完整,固有層全層較疏松,余未見(jiàn)異常;基質(zhì)對(duì)照組大鼠復(fù)層扁平上皮表層不平滑,固有層內(nèi)有大量的炎細(xì)胞浸潤(rùn)伴血管擴(kuò)張充血;與基質(zhì)對(duì)照組相比,血紅蛋白組大鼠陰道復(fù)層扁平上皮表層較平滑,固有層內(nèi)炎細(xì)胞浸潤(rùn)明顯減少,且組織內(nèi)充血明顯減輕。復(fù)層扁平上皮的增厚可能與外源性雌激素的作用有關(guān),因?yàn)榇萍に乜蓪?dǎo)致陰道復(fù)層扁平上皮增生和角化,粘膜增厚。

表1 血紅蛋白對(duì)大鼠子宮宮頸陰道臟器指數(shù)的影響()

表1 血紅蛋白對(duì)大鼠子宮宮頸陰道臟器指數(shù)的影響()

組 別 動(dòng)物數(shù)(只)子宮宮頸陰道臟器指數(shù)(g?g-1)模型對(duì)照組 5 3.52×10-3±3.63×10-4基質(zhì)對(duì)照組 7 5.38×10-3±7.44×10-4血紅蛋白組 9 3.88×10-3±4.56×10-4

3 討論

女性生殖道感染是婦科常見(jiàn)疾病,各年齡組均可發(fā)病,育齡婦女是生殖道感染的主要易患人群,可造成流產(chǎn)、早產(chǎn)、低出生體重兒、異位妊娠、盆腔炎癥、宮頸癌、焦慮等,嚴(yán)重影響育齡婦女的生殖健康和身心健康。因而,生殖道感染是目前國(guó)內(nèi)比較關(guān)注的生殖健康問(wèn)題。

圖2 各組大鼠陰道病理變化(HE)

目前有關(guān)細(xì)菌性陰道感染動(dòng)物模型的報(bào)道,采用的方式一為去除卵巢后給外源性雌激素,反復(fù)陰道沖洗后再以細(xì)菌攻擊。另一方式直接用細(xì)菌攻擊。前者的優(yōu)點(diǎn)在于先去除卵巢消除了內(nèi)源性雌激素對(duì)大鼠動(dòng)情周期的影響,再給予外源性雌激素使動(dòng)物同步維持在動(dòng)情周期的動(dòng)情期階段,有文獻(xiàn)報(bào)道動(dòng)情期動(dòng)物更易于細(xì)菌的陰道定植[4];加用糖皮質(zhì)激素,使造模動(dòng)物全身免疫功能低下;而陰道沖洗可改變陰道pH值,陰道環(huán)境改變,更有利于大腸埃希菌等病原體在陰道粘膜的定植[5]。直接用細(xì)菌攻擊建造模型的方法,雖然步驟簡(jiǎn)單,實(shí)驗(yàn)周期短,但是由于動(dòng)物可能處于動(dòng)情周期的不同階段,或由于其保持原有免疫功能從而可能影響感染動(dòng)物之間的同步性。所以本實(shí)驗(yàn)選擇了第一種方式來(lái)建立動(dòng)物模型,通過(guò)陰道分泌物涂片白細(xì)胞及脫落上皮細(xì)胞的變化來(lái)監(jiān)測(cè)模型動(dòng)物去卵巢和外源性雌激素的效果。在給予大腸埃希菌攻擊后,大鼠陰道外口變化及陰道病理切片均證實(shí)了模型建立成功。

迄今治療陰道炎的主要手段是采用抗菌類(lèi)的化學(xué)合成藥物,其治療方式多為陰道沖洗、口服或陰道局部給藥。然而采用這些治療可能帶來(lái)菌群失調(diào)的后果,表現(xiàn)為正常乳酸桿菌明顯減少,而腸桿菌、球菌卻異常增多。而且化學(xué)合成藥物雖短期療效好,但由于其有致畸可能等原因多慎用于孕婦、特別是停藥后易復(fù)發(fā),同時(shí)也極易誘發(fā)細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性成為其弱點(diǎn)。所以開(kāi)發(fā)應(yīng)用新型天然藥物以治療陰道炎是基礎(chǔ)與臨床應(yīng)用重要的研究方向之一。比如新近應(yīng)用乳酸桿菌等生物活性劑,通過(guò)調(diào)節(jié)陰道內(nèi)正常菌群,起到抑制致病菌生長(zhǎng)的作用。

血紅蛋白在體外具有強(qiáng)的抗大腸埃希菌作用,是一種內(nèi)源性的抗菌肽分子,由于內(nèi)源性抗菌肽分子具有較低幾率產(chǎn)生耐藥性的特點(diǎn),所以學(xué)術(shù)界認(rèn)為它有可能是新抗微生物戰(zhàn)略中的重要后選分子之一。各組陰道組織病理切片HE染色鏡下觀,證實(shí)血紅蛋白處理后陰道炎細(xì)胞侵潤(rùn)數(shù)較基質(zhì)對(duì)照組減少,血管擴(kuò)張減輕消失。同時(shí)血紅蛋白組大鼠的子宮宮頸臟器指數(shù)較基質(zhì)對(duì)照組降低,也提示血紅蛋白能減輕大鼠大腸埃希菌性陰道感染的炎癥反應(yīng)程度。

文獻(xiàn)報(bào)道血紅蛋白及其片段有直接的抗大腸埃希菌作用,雖本實(shí)驗(yàn)在動(dòng)物體內(nèi)直接使用的是血紅蛋白,但血紅蛋白在生物學(xué)活體內(nèi)可受酶解成血紅蛋白片段。Inavon[6]認(rèn)為血紅蛋白在紅細(xì)胞內(nèi)自然分解生成一些較大的片段,然后分泌出紅細(xì)胞,在細(xì)胞外不同組織進(jìn)一步分解成為較小的血紅蛋白片段,形成所謂的“血紅蛋白肽庫(kù)”,以發(fā)揮它們的不同生物學(xué)效應(yīng)。Mak[2]認(rèn)為血紅蛋白在陰道受氨基肽酶或羧基肽酶的影響可降解為血紅蛋白片段發(fā)揮抗菌作用。因此本實(shí)驗(yàn)雖直接使用的是血紅蛋白,在動(dòng)物感染炎癥模型中,它也可能在白細(xì)胞等釋放的蛋白酶作用下,降解為不同分子的片段起到抗菌抑炎的作用。

1 Liepke C,Baxmann S,Heine C,et al.Human hemoglobin-derived peptides exhibit antimicrobial activity：a class of host defense peptides[J].Journal of Chromatography B,2003,791(1-2)：345-356.

2 Mak P,Wicherek L,Suder P,et al.Analy sis of free hemoglobin level and hemog lobin peptides from human puerperal uterine secretions[J].J Soc Gynecologic Investig,2006,13(4)：285-291.

3 王莉莉,潘小玲,馬懿,等.子宮內(nèi)膜黏液抗菌肽的分離純化及鑒定[J].中華醫(yī)學(xué)雜志,2006,86(29)：2044-2048.

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