蔣　麗，張　彧

(大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院急診科，遼寧 大連 116011)

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姜黃素對(duì)百草枯致肺纖維化的干預(yù)治療臨床研究

蔣麗※，張彧

(大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院急診科，遼寧 大連 116011)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.05.044

摘要：目的通過(guò)監(jiān)測(cè)姜黃素干預(yù)下百草枯中毒(PQP)患者血清基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)9、組織金屬蛋白酶抑制物(TIMP)1及肺部影像學(xué)的變化，探討姜黃素對(duì)PQP患者肺纖維化的干預(yù)作用。方法選擇2008年5月至2010年3月大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院急診科收治的PQP患者共61例，依據(jù)隨機(jī)量表法分為姜黃素干預(yù)組(31例)和非姜黃素組(30例)。姜黃素干預(yù)組給姜黃素1000 mg/(kg·d)，每日2次口服，兩組其他治療方案相同，采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法測(cè)定患者入院后第1、3、5、7、11天血清MMP-9、TIMP-1水平；并監(jiān)測(cè)肺CT對(duì)PQP患者肺纖維化進(jìn)展程度進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果姜黃素干預(yù)組與非姜黃素組在病死率方面的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是姜黃素干預(yù)組的生存時(shí)間與對(duì)照組的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。非姜黃素干預(yù)組MMP-9、TIMP-1與姜黃素干預(yù)組比較各時(shí)點(diǎn)間的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。姜黃素干預(yù)組血清MMP-9、TIMP-1水平均顯著低于同期非姜黃素組(P<0.05)。PQP患者肺CT檢查，姜黃素干預(yù)組組肺纖維化程度較非姜黃素組顯著減輕。結(jié)論MMP-9及TIMP-1可能參與PQP肺纖維化的啟動(dòng)及進(jìn)展過(guò)程,可作為臨床生化指標(biāo)聯(lián)合CT等其他檢查對(duì)肺纖維化的程度及預(yù)后做出評(píng)估。對(duì)PQP患者早期進(jìn)行姜黃素干預(yù)治療可降低血循環(huán)中MMP-9及TIMP-1水平，減輕肺纖維化程度，延緩病情發(fā)展，延長(zhǎng)生存時(shí)間，但不能降低患者病死率。

關(guān)鍵詞：百草枯中毒；基質(zhì)金屬蛋白酶9；組織金屬蛋白酶抑制物1；姜黃素；肺纖維化

Clinical Research of Curcumin in the Intervention Treatment for Pulmonary Fibrosis Induced by Paraquat PoisoningJIANGLi,ZHANGYu.(DepartmentofEmergency,theFirstAffiliatedHospitalofDalianMedicalUniversity,Dalian116011,China)

Abstract：ObjectiveTo explore the intervention effect of curcumin on pulmonary fibrosis in patients with paraquat poisoning(PQP) by monitoring the changes of serum matrix metalloproteinase(MMP)9,serum matrix metalloproteinase inhibitor (TIMP)1,and lung imaging features of the patients.MethodsA total of 61 PQP patients admitted in Emergency Department of the First Affiliated Hospital of Dalian Medical University from May 2008 to Mar.2010 were randomly divided into curcumin group(31 cases) and non-curcumin group(30 cases).Patients in both groups were treated by normal therapy,while patients in curcumin group orally took curcumin capsules 1000 mg/(kg·d),twice per day.Serum levels of MMP-9,TIMP-1 of the patients in both groups were detected by ELASA on the 1st,3th,5th,7th,11thday after admission,and the degree of pulmonary fibrosis was evaluated by lung HRCT.ResultsThere was no statistically significant difference in mortality rate between the two groups.However,the survival time of patients in curcumin group was longer than non-curcumin group,the difference was statistically significant(P<0.05).The levels of MMP-9 and TIMP-1 of curcumin group were significantly lower than those of the non-curcumin group during the same period(P<0.05).The degree of pulmonary fibrosis in patients of curcumin group reduced more significantly than of the non-curcumin group detected by lung HRCT.ConclusionMMP-9 and TIMP-1 may be involved in initiation and progression of pulmonary fibrosis.Serum levels of MMP-9 and TIMP-1 can be used as biochemical markers in clinical to evaluate the degree of pulmonary fibrosis and its prognosis combined with lung HRCT and other examinations.Early curcumin intervention for PQP patients can reduce the serum levels of MMP-9 and TIMP-1,reduce the degree of pulmonary fibrosis,suspend the progression of the disease,and prolong the survival time of the patients,but cannot reduce the mortality rate.

Key word:Paraquat poisning; Matrix metall oproteinase 9; Tissne inhibitor of metallopoteinase 1; Curcumin; Pulmonary fibrosis

百草枯中毒(paraquat poisoning，PQP)特點(diǎn)是致死劑量小，沒(méi)有特效解毒劑，病程進(jìn)展快，治療棘手，病死率高，達(dá)60%～80%[1]。百草枯對(duì)各個(gè)器官組織均有極強(qiáng)的毒性，大劑量中毒患者迅速出現(xiàn)心、肝、腎、肺等重要臟器的衰竭[2-3]，小劑量中毒患者晚期多發(fā)展為肺纖維化，最終因呼吸衰竭而死亡[4]。Yamashita等[5]對(duì)存活的PQP患者進(jìn)行隨訪發(fā)現(xiàn)，輕微的肺損傷仍可引起患者在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)限制性肺功能受損，而且仍可致不可逆的肺間質(zhì)纖維化。

本研究通過(guò)姜黃素干預(yù)PQP患者，檢測(cè)血清基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)9以及組織金屬蛋白酶抑制物(tissue inhibitor of metallopoteinase,TIMP)1，聯(lián)合肺部CT的變化，研究PQP患者肺纖維化的演變，探討姜黃素對(duì)PQP患者肺纖維化的干預(yù)作用，嘗試為臨床PQP導(dǎo)致肺纖維化尋找治療的靶點(diǎn)和藥物。

1資料與方法

1.1一般資料選擇2008年5月至2010年3月大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院急診科收治的PQP患者共61例，均為口服中毒，服毒量為5～200 mL，男36例、女25例，年齡18～40歲，所有患者既往身體健康，無(wú)明確慢性病史，服毒至入院時(shí)間<72 h。

1.2分組方法制訂隨機(jī)量表,患者入院時(shí)按序號(hào)分組,分為姜黃素干預(yù)組(31例)和非姜黃素組(30例)。非姜黃素組男18例，女12例，年齡(27±3)歲，服毒劑量為(42±13) mL，發(fā)病至洗胃時(shí)間為0.5~3.5 h，平均(3.8±0.8) h，發(fā)病至開(kāi)始用藥時(shí)間為2~12 h，平均(4.6±2.3) h；姜黃素干預(yù)組男18例，女13例，患者年齡(25±5)歲，服毒劑量為(40±14) mL，發(fā)病至洗胃時(shí)間為0.3~5.0 h，平均(3.2±0.7) h，發(fā)病至開(kāi)始用藥時(shí)間為2~12 h，平均(4.4±1.1) h。兩組患者的性別、年齡、服毒劑量、發(fā)病至洗胃時(shí)間、開(kāi)始用藥時(shí)間等方面比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)，具有可比性。

1.3治療方法

1．3.1常規(guī)治療患者均給予呼吸支持，反復(fù)清水洗胃，血液灌流連續(xù)2～3次，靜脈注射甲潑尼龍500 mg，3 d后減量等治療；還要給予抗氧化、護(hù)肝、營(yíng)養(yǎng)心肌，維持水電解質(zhì)、酸堿平衡等支持治療。

1.3.2姜黃素治療姜黃素干預(yù)組患者在常規(guī)治療基礎(chǔ)上給予姜黃素(南京廣潤(rùn)生物制品有限公司生產(chǎn)，批號(hào)：GR-133-140421)1000 mg/(kg·d)，每日2次口服，直至患者出院或死亡。非姜黃素組僅給予常規(guī)治療方案。

1.4試驗(yàn)方法

1.4.1標(biāo)本采集分離收集PQP患者入院后第1、3、5、7、14日的外周靜脈血5 mL，每天每8小時(shí)抽血1次，取平均值。離心(湖南星科科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)離心機(jī))分離血清置于-70 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。血清中MMP-9和TIMP-1水平用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)。

1.4.2患者肺纖維化程度入院第1、3、5、7、14日行肺部高分辨率CT(high resolution computed tomography,HRCT)檢查。肺纖維化分為4級(jí):①無(wú)纖維化(-)為0分；②輕度纖維化(+)為1分，病變范圍<20%，累及胸膜及胸膜下肺實(shí)質(zhì),肺泡結(jié)構(gòu)發(fā)生紊亂；③中度纖維化(++)為2分，病變范圍占全肺20%～50%，肺纖維化從胸膜開(kāi)始延伸,但仍屬局部；④重度纖維化(+++)為3分，病變范圍>50%，彌散性肺纖維化，融合損傷并伴有廣泛肺實(shí)質(zhì)結(jié)構(gòu)紊亂[6]。

2結(jié)果

2.1兩組病死率和存活時(shí)間比較姜黃素干預(yù)組死亡12例,病死率38.7%(12/31)；非姜黃素組死亡15例,病死率50.0%(15/30)，兩組病死率比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.788，P=0.375)。姜黃素干預(yù)組患者平均存活(9.38±3.62) d，非姜黃素組患者平均存活(5.37±1.13) d,平均存活時(shí)間兩組之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=4.123,P=0.005)。

2.2兩組血清MMP-9水平比較MMP-9從入院即時(shí)開(kāi)始升高，非姜黃素組第3日到高峰，姜黃素干預(yù)組第5日達(dá)高峰，之后呈逐漸下降趨勢(shì)，組內(nèi)各時(shí)點(diǎn)間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。姜黃素干預(yù)組患者第1、3、5、7日血清MMP-9水顯著低于同期非姜黃素組患者(P<0.05)。第14天血清MMP-9水平組間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。

2.3兩組血清TIMP-1水平比較兩組患者血清TIMP-1入院后均呈逐漸增高趨勢(shì)，兩組各時(shí)間點(diǎn)比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見(jiàn)表1。

2.4兩組患者肺HRCT評(píng)分及纖維化程度的比較兩組比較，除姜黃素干預(yù)組內(nèi)第3日和第5日HRCT評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外，其余差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)，并隨著時(shí)間的推移呈增高的趨勢(shì)；組間比較，姜黃素干預(yù)組各時(shí)間點(diǎn)HRCT評(píng)分均低于非姜黃素組(P<0.05)，見(jiàn)表1。

組別MMP-9(μg/L)n第1日n第3日n第5日n第7日n第14日FP非姜黃素組 30272.03±20.1927382.37±16.28a16347.50±14.25ab15304.56±7.25abc15117.40±5.32abcd41.920.025姜黃素干預(yù)組31219.26±25.1130298.87±17.48a24327.38±16.60ab21121.86±6.15abc19118.71±1.50abcd46.460.025t2.0502.0652.0862.1212.130P<0.05<0.05<0.05<0.05>0.05組別TIMP-1(μg/L)n第1日n第3日n第5日n第7日n第14日FP非姜黃素組 30309.03±15.4827404.26±14.63a16527.38±24.24ab15624.44±15.65abc151125.80±123.61abcd34.170.025姜黃素干預(yù)組31153.48±18.8430223.03±13.44a24328.68±16.98ab21446.21±13.45bcd19734.00±7.98abc22.720.025t2.0542.0682.0912.1242.148P<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05組別HRCT(%)n第1日n第3日n第5日n第7日n第14日FP非姜黃素組 302.12±0.87276.70±2.35a168.94±4.10ab1511.38±4.75abc1516.20±6.65abcd27.460.025姜黃素干預(yù)組310.92±0.34303.02±1.65a244.86±2.58a219.14±1.46abc1910.43±1.71abcd24.770.032t2.0582.0622.1032.1222.154P<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05

PQP：百草枯中毒；MMP-9:基質(zhì)金屬蛋白酶9；TIMP-1：組織金屬蛋白酶抑制物1；HRCT：肺部高分辨率CT；a與本組第1日比較，P<0.05；b與第3日比較，P<0.05；c與第5日比較，P<0.05；d與第7日比較，P<0.05

3討論

百草枯引起肺纖維化及多器官損傷的發(fā)病機(jī)制目前存在多種學(xué)說(shuō)，其中越來(lái)越受到人們關(guān)注的是酶失衡學(xué)說(shuō)[7]。Ruiz等[8]研究表明，百草枯誘導(dǎo)的肺纖維化的產(chǎn)生機(jī)制可能與膠原酶、MMP、TIMP之間作用的不平衡，從而產(chǎn)生過(guò)度的凝膠分解活性有關(guān)，同時(shí)肺泡上皮的凋亡也參與其中。

賀曉艷等[9]研究發(fā)現(xiàn),PQP大鼠肺泡細(xì)胞中MMP-9/TIMP不平衡，肺間質(zhì)早期即出現(xiàn)充血水腫，炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，3～4周在大鼠的肺組織病理可見(jiàn)膠原沉積、成纖維細(xì)胞增生、肺間質(zhì)粉紅色條索狀改變。

Lanchou等[10]研究發(fā)現(xiàn)，MMP-9/TIMP-1可能是急性肺損傷患者轉(zhuǎn)歸的預(yù)測(cè)因素。MMP-9/TIMP-1比值>1，可通過(guò)降解細(xì)胞外基質(zhì)(extracelluar matrix，ECM)而阻止纖維化的進(jìn)展，若比值<1則向纖維化方向發(fā)展。在肺纖維化發(fā)生中，MMP/TIMP比例失衡,ECM成分過(guò)度沉積,最終形成肺纖維化，可能是促進(jìn)疾病進(jìn)展的主要因素。

MMP9主要來(lái)自于炎性細(xì)胞和上皮細(xì)胞,是MMPs中分子量最大的酶,MMP9能夠降解ECM成分,尤其是Ⅳ型膠原,并破壞ECM及基底膜。TIMPs來(lái)自基質(zhì)細(xì)胞，能上調(diào)抑制MMPs的活性，MMPs/TIMPs比例失調(diào)可減少ECM的降解，發(fā)展為ECM積聚和沉積導(dǎo)致肺纖維化形成，從而對(duì)肺組織的重構(gòu)有不可忽視的作用。

姜黃素是從中藥姜黃中提取的一種色素，目前研究發(fā)現(xiàn)它具有抗纖維化作用，可抑制肺纖維化大鼠肺組織的膠原沉積,在大鼠肺纖維化形成中起延緩作用。

本研究結(jié)果顯示，PQP患者血清中MMP-9早期增高，晚期下降，TIMP-1持續(xù)增高，提示百草枯可能通過(guò)干擾MMP-9、TIMP-1水平，減少ECM的降解，致肺纖維化。PQP早期以MMP-9的增加為主促進(jìn)基膜溶解，加速肺泡炎癥發(fā)展，TIMP-1的抑制作用未充分體現(xiàn)，晚期隨著TIMP-1表達(dá)增加，其抑制作用逐漸增強(qiáng)，MMP-9的作用減弱，它們之間的平衡被打破，無(wú)明確規(guī)律可尋，隨著時(shí)間的推移肺維化程度加重。

有研究證實(shí)ECM的代謝在肺纖維化的形成中占有重要的地位。而姜黃素可以抑制肺纖維化時(shí)ECM的過(guò)度沉積,使肺間質(zhì)中纖維沉積減少[11]。在生理情況下，肺組織內(nèi)ECM處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，以維持肺組織的正常結(jié)構(gòu)和功能。但在病理?xiàng)l件下，ECM合成增加和(或)降解減少打破動(dòng)態(tài)平衡，而引起ECM過(guò)度積聚導(dǎo)致肺纖維化。研究表明，姜黃素能顯著降低肺纖維化大鼠血清Ⅲ、Ⅳ膠原,粘連蛋白及透明質(zhì)酸含量，從而減輕肺組織纖維性增生，減少ECM的過(guò)度沉積。姜黃素能提高大鼠體內(nèi)的谷胱甘肽過(guò)氧化物酶和超氧化物歧化酶水平，降低丙二醛和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶水平。姜黃素能調(diào)節(jié)肺纖維化大鼠體內(nèi)自由基水平，減輕自由基對(duì)肺組織結(jié)構(gòu)的氧化損傷[12]。Venkatesan[13]研究證實(shí)，使用姜黃素治療后PQP大鼠的支氣管肺泡灌洗液中血管緊張素轉(zhuǎn)化酶、堿性磷酸酶、硫代巴比妥酸反應(yīng)物、中性粒細(xì)胞等水平顯著降低而谷胱甘肽水平升高，同時(shí)病死率也降低。這些發(fā)現(xiàn)也提示姜黃素在治療PQP中的機(jī)制可能多樣化。

本研究結(jié)果顯示，姜黃素干預(yù)組血清MMP-9、TIMP-1水平較非姜黃素組顯著降低，且出現(xiàn)高峰時(shí)間延遲說(shuō)明姜黃素可能通過(guò)抑制MMP-9、TIMP-1表達(dá)水平，發(fā)揮抗纖維化作用。

本研究結(jié)果顯示，姜黃素干預(yù)組內(nèi)第3日和第5日之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，考慮可能由于姜黃素的干預(yù)作用，延緩了肺纖維化的進(jìn)程，同時(shí)也可能是所選患者于入院第3、5日死亡例數(shù)多，樣本量少，差異體現(xiàn)不充分等原因造成的。姜黃素干預(yù)組纖維化程度較非姜黃素組有所減輕，說(shuō)明姜黃素具有減輕PQP肺部損傷并延緩肺纖維化程度的作用。

總之，PQP是嚴(yán)重的急危重癥，并伴隨多臟器的病理生理改變特別是肺,通過(guò)誘導(dǎo)肺泡上皮細(xì)胞多種因子的表達(dá)和釋放引起進(jìn)行性肺纖維化。姜黃素通過(guò)改善MMP-9/TIMP-1的平衡延緩肺纖維化進(jìn)程。

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收稿日期：2013-10-08修回日期：2014-09-19編輯：鮑淑芳

中圖分類(lèi)號(hào)：R453.9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-2084(2015)05-0883-03