王桂桂 馬延祥
食物過敏是一種較常見的變態(tài)反應(yīng)性疾病,在發(fā)達(dá)國家已被視為一個(gè)主要的健康問題[1]。已有的研究表明,食物過敏輕者可引起皮膚、胃腸道過敏癥狀,重者可致哮喘發(fā)作、休克甚至死亡。嬰幼兒期患過食物過敏的小兒,在小學(xué)時(shí)期的身高明顯低于正常同齡兒[2]。由于食物過敏發(fā)病率較高,對(duì)人類健康危害性較大,研究食物過敏的病因、發(fā)生機(jī)制、臨床表現(xiàn)和診斷措施,已成為近年國內(nèi)外學(xué)者十分關(guān)注的課題,但有關(guān)應(yīng)用有效藥物積極防治食物過敏的研究,至今尚不多見。為此,我們應(yīng)用卵清蛋白建立小鼠腸道致敏模型,觀察單味中藥燈籠草對(duì)小鼠消化道過敏反應(yīng)的影響,探尋臨床上能夠有效防治兒童食物過敏的藥物。
1.1 試劑、儀器與動(dòng)物 卵清蛋白(ovalbumin OVA)、氫氧化鋁、甲苯胺蘭等(Sigma公司),IgE、ALT、?-干擾素(IFN-?)、白介素5(IL-5)試劑等(上海藍(lán)基生物科技有限公司),燈籠草(延邊大學(xué)醫(yī)學(xué)部供應(yīng)科)。所用儀器均來自延邊大學(xué)附屬醫(yī)院檢測(cè)中心實(shí)驗(yàn)室。生長條件相同、無雞蛋喂養(yǎng)、6~8周齡,體重16~18g,BALB/C♀小鼠(SPF級(jí),延邊大學(xué)醫(yī)學(xué)部)。
1.2 方法
1.2.1 動(dòng)物分組與藥物制備 將64只小鼠隨機(jī)分為正常對(duì)照組(Control)、模型組(Model),灌服高、中、低濃度燈籠草預(yù)防組(YH、YM、YL組),灌服高、中、低濃度燈籠草治療組(TH、TM、TL組)。按照傳統(tǒng)中藥煎劑制備方法,取燈籠草全草100g,加入500ml雙蒸水,浸泡20min后,加熱煎煮至150ml,用紗布濾去藥渣,再用文火將該煎劑濃縮為100ml的浸膏,分裝于無菌小瓶內(nèi),-20℃儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?00g生藥制成100ml定為100%濃度,并將藥物濃度分為高(100%)、中(50%)、低(25%)三個(gè)濃度。
1.2.2 建立0VA致敏小鼠模型 基礎(chǔ)致敏:實(shí)驗(yàn)第1天,對(duì)Y組、T組和ModeL組的每只小鼠,腹腔注射含有10ug OVA及l(fā)mg氫氧化鋁的無菌生理鹽水0.5ml,ControL組腹腔注射等量無菌生理鹽水。強(qiáng)化致敏:實(shí)驗(yàn)第15天,對(duì)Y組和Model組每只小鼠,腹腔注射含20ug OVA的無菌生理鹽水0.5m1;Control組腹腔注射無菌生理鹽水0.5m1。激發(fā)腸道過敏:實(shí)驗(yàn)第20、25、30天,分別以O(shè)VA生理鹽水0.5ml(OVA濃度為50mg/ml),對(duì)Model、Y、T組每只小鼠進(jìn)行灌胃激發(fā),ControL組小鼠同時(shí)以等量生理鹽水灌胃。
1.2.3 給藥 每只小鼠灌服的燈籠草水提物劑量(以下簡稱燈籠草),均按每次0.3ml/10g體重,每日2次,共10d,其中,Y組于實(shí)驗(yàn)前7天開始灌服,T組于實(shí)驗(yàn)開始第20天開始灌服。
1.2.4 標(biāo)本采集 實(shí)驗(yàn)第30天,摘除小鼠眼球取血,分離血清,放入-70℃的冰箱中保存?zhèn)溆?;取完眼球血后,將小鼠四肢固定于案板上,切開腹部皮膚并暴露腹腔組織,取十二指腸Treitz韌帶以下5cm的小腸0.5cm,用冷生理鹽水清洗,再浸入10%福爾馬林中固定,常規(guī)石蠟包埋、切片4um,做HE染色和甲苯胺藍(lán)染色。
1.2.5 主要觀察指標(biāo) 血清OVA特異性IgE水平(OD值),采用ELISA法;血清ALT(U/L)檢測(cè)采用賴氏法:用UV-8500熒光分光光度劑,于波長505nm處檢測(cè)吸光度,制定標(biāo)準(zhǔn)曲線,換算成ALT值;形態(tài)學(xué)觀察及肥大細(xì)胞完整率采用病理顯微圖像分析儀進(jìn)行小腸粘膜組織形態(tài)學(xué)觀察與分析;隨機(jī)連續(xù)計(jì)數(shù)小腸切片10個(gè)高倍視野內(nèi)的肥大細(xì)胞數(shù)目,取平均值代表其密度,并同時(shí)累計(jì)肥大細(xì)胞總數(shù)及脫顆粒數(shù)。IL-5和IFN-?的表達(dá)強(qiáng)度對(duì)小腸組織病理標(biāo)本行免疫組化染色(sABC法),參照Hayashi等標(biāo)準(zhǔn)[3],將 IL-5和IFN-?免疫組化染色切片的表達(dá)強(qiáng)度行半定量評(píng)分:0分(細(xì)胞未著色);1分(淺黃色);2分(淺棕黃色);3分(棕黃色);4分:(棕褐色)。
1.2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS17.0軟件,采用單因素方差和非參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量數(shù)據(jù)均以±s表示,多組間比較采用LSD法,P<0.05具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
HE染色結(jié)果 模型組:小腸絨毛上皮細(xì)胞出現(xiàn)局灶性壞死、脫落,固有層明顯水腫、血管充血;TH、TM、YH、YM組:小腸上皮脫落減少,炎癥細(xì)胞浸潤較模型組明顯減輕。YL、TL組:小腸炎癥程度與模型組相近。
表1 各組小鼠觀察指標(biāo)結(jié)果(n=8,±s)Table 1 Change of index in mice(n=8, ±s)
表1 各組小鼠觀察指標(biāo)結(jié)果(n=8,±s)Table 1 Change of index in mice(n=8, ±s)
注:Compared with Model group:*P<0.01;compared with control group: ▲P<0.01;compared with Y group and T group:■P>0.05。注:與Model組比較*P<0.01; 與control組比較▲P<0.01;Y組與T組比較■P>0.05。
Groups Integrality of mast cell (%) IgE(OD) IL-5(marks) IFN-?(marks) ALT(U/L)control 84.7±6.79 0.81±0.04 1.47±0.14 1.21±0.04 39.63±3.91*Model 48.6±5.34▲ 1.01±0.03▲ 2.99±0.05▲ 2.91±0.09 79.63±6.82 YH 70.5±6.77*■ 0.86±0.02*■ 2.35±0.02*▲■ 2.33±0.04*▲■ 37.88±3.85*■YM 63.5±3.08*■ 0.87±0.02*■ 2.50±0.04*▲■ 2.43±0.05*▲■ 38.38±3.53*■YL 37.0±4.64▲■ 0.99±0.04▲■ 2.96±0.06▲■ 2.86±0.08▲■ 57.75±7.08*■TH 78.6±4.90* 0.78±0.05* 2.21±0.02*▲ 2.19±0.04*▲ 39.63±2.88*TM 65.4±4.30* 0.83±0.05* 2.33±0.03*▲ 2.28±0.05*▲ 43.00±5.99*TL 38.0±4.36▲ 0.96±0.06▲ 2.81±0.05▲ 2.85±0.06▲ 43.63±6.14*
甲苯胺蘭染色結(jié)果 模型、YL、TL組:小鼠小腸固有層肥大細(xì)胞聚集,多數(shù)肥大細(xì)胞胞膜破裂,輪廓不清,并向外排除顆粒;YH、YM、TH、TM組:小鼠小腸固有層肥大細(xì)胞聚集及脫顆粒現(xiàn)象較模型組明顯緩解。
各組小鼠觀察指標(biāo)結(jié)果請(qǐng)見表1。
各組間比較結(jié)果:小腸肥大細(xì)胞完整率(%):模型組明顯低于正常對(duì)照組(P<0.01);YH、YM組均明顯高于模型組(P<0.01);但Y與T組之間未見顯著性差異(P>0.05),進(jìn)一步提示高、中濃度的燈籠草,能夠有效保持肥大細(xì)胞的完整,減少肥大細(xì)胞脫顆粒,且肥大細(xì)胞完整率與燈籠草的濃度有關(guān)。
血清IgE水平(OD值):模型組明顯高于其他各組(P<0.01);YH、YM組均明顯高于模型組(P<0.01);Y組的IgE水平雖在數(shù)值上優(yōu)于相同濃度的T組,但統(tǒng)計(jì)學(xué)上未見顯著性差異(P>0.05)。提示高、中濃度預(yù)防組小鼠,血清IgE水平與治療組一樣,均顯著低于模型組,并接近正常對(duì)照組的水平。
小鼠腸組織IL-5和IFN-?表達(dá)強(qiáng)度:模型組小鼠IL-5和IFN-?含量均明顯升高(P<0.01);YH、YM組均明顯低于模型組(P<0.01);Y組的IL-5和IFN-?水平在數(shù)值上也優(yōu)于相同濃度治療組,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
各組小鼠ALT水平:模型組小鼠ALT水平明顯升高;YH、YM組的ALT水平均明顯低于模型組,差異具有顯著性(P<0.01);相同燈籠草濃度在Y組與T組之間無顯著性差異(P>0.05)。
對(duì)人類健康構(gòu)成威脅的食物過敏原,主要來自食物中含有的致敏蛋白質(zhì)、食物加工儲(chǔ)存中使用的食品添加劑和含有過敏原的轉(zhuǎn)基因食品[4]。目前已知食物過敏的主要影響因素包括:遺傳因素、喂養(yǎng)情況、孕期飲食及吸煙情況,但因?yàn)槿祟愂澄锲贩N繁多,地區(qū)、季節(jié)、個(gè)人飲食習(xí)慣又各不相同,診斷和治療都存在一定困難[5]。
以往的研究結(jié)果已證實(shí):某些細(xì)胞因子,在食物過敏反應(yīng)中起重要作用,如:血清特異性IgE水平、嗜酸性粒細(xì)胞及組胺含量、肥大細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子或直接引起胃腸效應(yīng),或活化狀況(通常以肥大細(xì)胞完整率表達(dá))、相關(guān)組織中IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α、IFN-?的表達(dá)[6]。因此,檢測(cè)這些相關(guān)的細(xì)胞或細(xì)胞因子的含量水平,追蹤觀察其變化情況,對(duì)于及時(shí)診斷食物過敏性疾病和臨床療效的判定,甚至預(yù)防作用的確立,都具有較重要的意義。
IgE介導(dǎo)的速發(fā)型食物過敏是主要的過敏反應(yīng),其顯著特征是:無害的食物過敏原間接引起特異性IgE的產(chǎn)生。肥大細(xì)胞參與了腸道粘膜功能的調(diào)節(jié),脫顆粒釋放的介質(zhì)引起炎癥反應(yīng),食物特異性IgE常常在尚未出現(xiàn)臨床癥狀前就已經(jīng)存在。因此,測(cè)定血清食物特異性IgE,是目前公認(rèn)的食物過敏的診斷和預(yù)測(cè)方法。本實(shí)驗(yàn)成功建立了IgE介導(dǎo)的OVA過敏小鼠模型,并再次證實(shí):模型組小鼠血清特異性IgE水平確實(shí)明顯升高,腸道粘膜出現(xiàn)大量肥大細(xì)胞聚集、脫顆粒,絨毛上皮細(xì)胞局灶性壞死、脫落,固有層明顯水腫、血管充血[7]。
燈籠草為茄科帶萼果實(shí)植物,盛產(chǎn)于我國許多地區(qū),民間常用于治療咽喉腫痛、腮腺炎、肺熱咳嗽、泌尿道炎癥等病癥,是采集服用方便、無明顯不良反應(yīng)的果、藥兩用資源[8]。已有的研究結(jié)果表明:燈籠草能夠明顯緩解哮喘小鼠肺和過敏小腸組織的炎癥,對(duì)致敏小鼠的免疫性肝損傷具有明顯的保護(hù)作用;能夠降低肺組織中IL-5和IFN-r的表達(dá),且存在明顯的量效關(guān)系[9-11]。
本研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí),高、中濃度的燈籠草,可以明顯地緩解肥大細(xì)胞聚集、脫顆?,F(xiàn)象,緩解小腸炎性。其中,預(yù)防組的IgE、ALT、IL-5和IFN-?水平,均明顯低于模型組,肥大細(xì)胞完整率明顯高于模型組;預(yù)防組的IgE、IL-5和IFN-?水平,在數(shù)值上優(yōu)于相同濃度的治療組;但各個(gè)觀察指標(biāo)在預(yù)防組與治療組之間,均未見顯著性差異。
通過復(fù)習(xí)相關(guān)文獻(xiàn)我們認(rèn)為,高、中濃度的燈籠草降低過敏小鼠IgE水平及IL-5的表達(dá),可能通過調(diào)控過敏小鼠體內(nèi)Th3等調(diào)節(jié)性T細(xì)胞亞群,進(jìn)而下調(diào)體內(nèi)高水平的IL-5,發(fā)揮抗過敏作用。另一方面,燈籠草也可能直接降低腸道通透性,減少了通過腸道與肥大細(xì)胞結(jié)合的OVA過敏原數(shù)量,使IL-5的表達(dá)強(qiáng)度明顯低于激發(fā)組,從而降低小鼠發(fā)生Th2細(xì)胞優(yōu)勢(shì),維持小鼠的Th2/Th1平衡狀態(tài),發(fā)揮一定的免疫調(diào)節(jié)作用。
當(dāng)食物過敏反應(yīng)發(fā)生時(shí),腸道的通透性增加,仍具有抗原性的食物可被吸收,通過門靜脈進(jìn)入肝臟而誘發(fā)免疫反應(yīng),損傷肝臟組織。ALT主要存在于肝細(xì)胞中,其活性的高低,是肝功能受損或恢復(fù)的特異性指標(biāo)。本研究發(fā)現(xiàn):高、中濃度的預(yù)防組和治療組的ALT水平,均明顯低于模型組,提示燈籠草對(duì)免疫性肝損傷具有明顯的預(yù)防和保護(hù)作用。
綜上所述,高、中濃度的燈籠草,可以明顯緩解小鼠過敏引起的消化道炎癥,預(yù)防組緩解消化道過敏性炎變的表現(xiàn)與治療組的作用相似。燈籠草對(duì)食物過敏具有明顯地調(diào)節(jié)和緩解作用,但不能完全預(yù)防小鼠的消化道過敏反應(yīng)。燈籠草可能是用于防治兒童食物過敏的有效藥物,具有較高的臨床研究價(jià)值。
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