王學文,李永清,章振華,陳小玲,鄭振輝,康愛君,趙德明
(1.中國農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院,北京 100193;2.北京市農(nóng)林科學院畜牧獸醫(yī)研究所,北京 100097;3.北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司,北京 100107;4.北京大學醫(yī)學部動物部,北京 100191)
流感病毒(Influenza virus,IV)屬于正黏病毒科成員,為單分子負鏈RNA病毒,主要分為甲、乙、丙3型。H1N1亞型流感病毒主要侵害人和動物的呼吸系統(tǒng)。它引起的癥狀及并發(fā)癥嚴重,且病死率比較高。目前,用于治療甲型流感的西藥合成藥物金剛烷胺、達菲等雖有抑制病毒作用,但其毒副作用大,妨礙其廣泛應用,且在發(fā)達國家還出現(xiàn)了達菲耐藥現(xiàn)象[1]。中藥抗H1N1亞型流感病毒研究和應用已引起國內(nèi)外廣泛關(guān)注[2-3],證實中藥作用靶點多,既可直接殺滅病毒作用,又有抑制病毒復制作用,不良反應少,藥源豐富,價格低廉且重視病毒、機體和中藥三者辯證施治關(guān)系。近年來中草藥抗病毒研究已成為當今醫(yī)藥開發(fā)關(guān)注的熱點。清毒片是由多種中藥成分組成的復方中藥,該中藥針對解熱鎮(zhèn)痛、抗病毒、抗感染和調(diào)節(jié)免疫功能而組方。為驗證其是否具有抗H1N1亞型流感病毒的功效,本試驗對清毒片體外抗H1N1亞型流感病毒的作用進行研究,現(xiàn)將結(jié)果報道如下。
1.1.1 藥物 清毒片,是由北京洪天力藥業(yè)有限公司提供的棕色藥片(批號:20130303);鹽酸金剛烷胺、噻唑藍(MTT)、二甲基亞砜(DMSO)為Sigma公司產(chǎn)品;DMEM培養(yǎng)基、胰蛋白酶和胎牛血清為美國Hyclone公司產(chǎn)品。
1.1.2 細胞與病毒 流感病毒 A/Guangdong/sz223/1997(H1N1)由北京市農(nóng)林科學院畜牧獸醫(yī)研究所畜禽生物制劑高技術(shù)研究室冷凍保存;犬腎上皮細胞(MDCK)由北京市農(nóng)林科學院畜牧獸醫(yī)研究所畜禽生物制劑高技術(shù)研究室提供,2d~3d傳代1次。
1.2.1 藥物配制
1.2.1.1 清毒片配制 用分析天平稱取1g清毒片于100mL燒杯中,然后在燒杯中加入20mL 100℃去離子水,迅速攪拌均勻后,再加入80mL熱水,繼續(xù)攪拌至充分溶解,冷卻過濾除菌,即得到濃度為10 000μg/mL的清毒片溶液,作為母液4℃保存,用時稀釋至所需濃度。
1.2.1.2 金剛烷胺配制 用分析天平稱取0.1g金剛烷胺于100mL燒杯,加入80mL去離子水,混勻溶解,然后過濾除菌,即得到1 250μg/mL金剛烷胺無菌溶液,然后再稀釋至所需濃度即可,現(xiàn)用現(xiàn)配。
1.2.2 MTT法測定清毒片對MDCK細胞的半數(shù)毒性濃度(TC50) 將MDCK細胞分別接種于96孔板,每孔200μL,含細胞2×104個/孔,37℃、體積分數(shù)為5%CO2培養(yǎng)24h,細胞長成單層。吸去上清,分別加入10 000、5 000、2 500、1 250、625、312.5、156.25、78.125、39.06μg/mL清毒片溶液,每濃度4孔,設(shè)細胞對照(細胞+培養(yǎng)基)。設(shè)金剛烷胺為陽性對照藥,濃度梯度為312.5、156.25、78.125、39.06μg/mL,每濃度4孔,觀察96h后結(jié)束試驗,加MTT染色4h,吸去上清加DMSO溶解0.5h,用酶標儀測定OD 570nm值,用統(tǒng)計軟件SPSS13.0對數(shù)據(jù)進行Probit回歸分析,計算藥物的TC50。
1.2.3 細胞病變(CPE)法測定病毒對 MDCK細胞的半數(shù)感染量(TCID50) 原病毒液在雞胚尿囊腔中培養(yǎng)傳代3次后,測定血凝滴度為1∶128。MDCK細胞上適應傳代并觀察細胞病變,發(fā)現(xiàn)明顯病變且穩(wěn)定3代后,同時測定TCID50。將MDCK細胞接種于96孔板,每孔200μL,含細胞2×104個/孔,37℃培養(yǎng)24h,細胞長成單層,將病毒液用培養(yǎng)液依次10倍稀釋10-3~10-12共10個濃度加至前10排細胞孔內(nèi),每濃度8孔,最后兩排作為細胞對照孔,只加入細胞維持液,37℃、體積分數(shù)為5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)。每天用倒置顯微鏡觀察細胞病變。記錄細胞病變程度,連續(xù)觀察96h后結(jié)束試驗。用Reed-Muench法計算病毒TCID50。
1.2.4 清毒片抗 H1N1作用
1.2.4.1 清毒片抑制 H1N1生物合成作用 將MDCK細胞接種于96孔板,每孔200μL,含細胞2×104個/孔,37℃、體積分數(shù)為5%CO2培養(yǎng)24h,細胞長成單層。加入100μL(100TCID50)病毒,吸附2h后,棄去上清液,隨后再分別加入1 250、625、312.5、156.25、78.125、39.062μg/mL清毒片溶液,每孔100μL,每濃度4孔。同時設(shè)病毒對照(細胞+病毒+培養(yǎng)液)、細胞對照(細胞+培養(yǎng)液)、清毒片對照(1 250μg/mL的清毒片溶液+細胞+培養(yǎng)液),另設(shè)金剛烷胺為陽性對照藥,濃度梯度為312.5、156.25、78.125、39.062μg/mL,每濃度 4孔。逐日觀察細胞形態(tài)變化,當病毒對照孔細胞出現(xiàn)病變時,記錄細胞病變結(jié)果,連續(xù)觀察96h后結(jié)束試驗,MTT染色法測定細胞活性。試驗重復3次。用統(tǒng)計軟件SPSS13.0對數(shù)據(jù)進行Probit回歸
1.2.4.2 清毒片抗 H1N1的吸附傳入作用 將MDCK細胞接種于96孔板,每孔200μL,含細胞2×104個/孔,37℃、體積分數(shù)為5%CO2培養(yǎng)24h,細胞長成單層。拋去上清液,分別加入1 250、625、312.5、156.25、78.125、39.062μg/mL清毒片,每孔100μL,每濃度4孔。與細胞預作用6h后,棄去上清液,再加入含100TCID50的病毒液100μL,吸附2h后,棄去病毒液,PBS洗滌2次,加入含20mL/L FBS的細胞維持液,每孔100μL。試驗設(shè)正常細胞對照組和陽性藥組和病毒對照組。逐日觀察細胞形態(tài)變化,記錄細胞病變結(jié)果,連續(xù)觀察96h后終止試驗,MTT染色法測定細胞活性。試驗重復3次。用統(tǒng)計軟件SPSS13.0對數(shù)據(jù)進行Probit回歸分析,計算藥物EC50。計算TI=TC50/EC50,用以評價藥物對流感病毒的吸附傳入作用。
1.2.4.3 清毒片直接滅活H1N1作用 將 MDCK細胞接種于96孔板,每孔200μL,含細胞2×104個/孔,37、體積分數(shù)為5%CO2培養(yǎng)24h,細胞長成單層。棄上清液,將不同濃度的藥物的2倍濃度與等體積的200TCID50流感病毒在無菌EP管中混勻,4℃作用6h后再將混合液接種于細胞板。設(shè)正常細胞對照組、陽性藥及病毒對照。吸附2h后,拋上清液,加入細胞維持液,37℃、體積分數(shù)為5%CO2培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)。逐日觀察細胞形態(tài)變化,記錄細胞病變結(jié)果,連續(xù)觀察96h后結(jié)束試驗,MTT染色法測定細胞活性。試驗重復3次。用統(tǒng)計軟件SPSS13.0對數(shù)據(jù)進行Probit回歸分析,計算藥物EC50。計算TI=TC50/EC50,用以評價藥物對流感病毒的吸附傳入作用。分析,計算藥物EC50。采用治療指數(shù)(treatment index,TI)作為評價指標,用以評價藥物對流感病毒的生物合成作用,TI=TC50/EC50。
細胞感染病毒后出現(xiàn)明顯病變,細胞折光性增強,細胞之間拉網(wǎng)、皺縮、呈星狀聚集成團、脫落(圖1),而對照孔中的MDCK細胞狀如梭形或者多邊形,H1N1的 TCID50為10-4.12/100μL。
圖1 MDCK細胞感染病毒后形態(tài)學變化Fig.1 Morphological changes of virus-infected MDCK cells
中藥清毒片的不同濃度對細胞的毒性結(jié)果,見表1。光鏡下觀察,清毒片對MDCK細胞的毒性作用表現(xiàn)為:細胞增殖緩慢,折光性發(fā)生改變,腫脹變圓,部分細胞貼壁能力下降,破碎,脫落,胞漿內(nèi)顆粒增多(圖2)。
由表1可知,清毒片的TC50≥2 500μg/mL,其細胞存活率很低,清毒片的TC50≤1 250μg/mL,細胞存活率≥75%,金剛烷胺藥物濃度為312.5μg/mL時,細胞存活率≥80%,金剛烷胺最大無毒濃度大于312.5μg/mL。SPSS13.0對數(shù)據(jù)進行Probit回歸分析,藥物對MDCK細胞的半數(shù)抑制濃度TC50為1 596μg/mL。由圖2可見,加入1 250μg/mL清毒片組96h后和對照組細胞無差異(圖2A,圖2B);而加入2 500μg/mL清毒片組96h后細胞脫落,皺縮成團(圖2C)。
表1 藥物對MDCK細胞的毒性結(jié)果表Table 1 Toxicity of drug to MDCK cells(±SD)
表1 藥物對MDCK細胞的毒性結(jié)果表Table 1 Toxicity of drug to MDCK cells(±SD)
藥物Drugs藥物濃度/(μg·mL-1)Drug concentration吸光度值A(chǔ)bsorbance value細胞存活率/%Cell survival rate 10 000 0.24±0.03 20 5 000 0.139±0.01 12 2 500 0.197±0.03 17 1 250 0.89±0.02 75清毒片Qingdupian 625 0.93±0.11 79 312.50 0.94±0.01 80 156.25 1.11±0.14 95 78.12 1.18±0.11 100 39.06 1.18±0.14 100 312.50 0.97±0.03 82 156.25 0.96±0.05 81金剛烷胺Amantadine 78.12 1.05±0.02 89 39.06 1.20±0.04 100
圖2 清毒片對MDCK細胞毒性作用Fig.2 Toxicity of Qingdupian to MDCKcells
2.3.1 清毒片抑制H1N1在細胞內(nèi)合成的測定結(jié)果 給藥48h后,觀察到到病毒對照孔出現(xiàn)明顯的CPE(圖1A)。各濃度試驗孔細胞與病毒對照孔有明顯區(qū)別,試驗孔細胞明顯多于病毒對照孔,MTT法測定清毒片對H1N1抑制作用,結(jié)果見表2。
由表2可以看出在藥物的安全范圍內(nèi),隨著藥物濃度的增加,清毒片抗H1N1的抑制率而增強,呈一定的量效關(guān)系,其治療指數(shù)為3.5。
表2 清毒片抑制H1N1細胞內(nèi)合成作用Table 2 Inhabition H1N1intracellular biosynthesis effect of Qingdupian ±SD
表2 清毒片抑制H1N1細胞內(nèi)合成作用Table 2 Inhabition H1N1intracellular biosynthesis effect of Qingdupian ±SD
藥物濃度/(μg·mL-1)Drug concentration 73 625 0.89±0.07 0.82±0.02 0.69±0.05 69 65 63 312.5 0.76±0.06 0.68±0.06 0.58±0.04 58 53 51 411 434 532 3.5 156.25 0.58±0.02 0.60±0.04 0.50±0.04 43 46 44 78.12 0.45±0.04 0.48±0.06 0.42±0.03 32 35 36 39.06 0.30±0.05 0.38±0.02 0.39±0.01 18 27 eutic index 1 250 1.09±0.15 0.94±0.09 0.79±0.09 86 76 OD值OD value病毒抑制率/%Virus inhibitory rate半數(shù)有效濃度/(μg·mL-1)Median effective concentration治療指數(shù)Therap 33
2.3.2 清毒片抗H1N1的吸附傳入作用的測定結(jié)果 給藥48h后觀察細胞病變,發(fā)現(xiàn)病毒對照孔出現(xiàn)明顯的CPE,各濃度試驗孔細胞明顯多于病毒對照孔,MTT法測定清毒片對H1N1抑制作用,結(jié)果見表3。
由表3可以看出,清毒片抗H1N1的抑制率隨著藥物濃度的增加而增強,且呈一定的量效關(guān)系,其治療指數(shù)為3.6。
表3 清毒片抑制H1N1吸附、傳入細胞作用Table 3 Anti-influenza H1N1adsorption and accession to cells of Qingdupian ±SD
表3 清毒片抑制H1N1吸附、傳入細胞作用Table 3 Anti-influenza H1N1adsorption and accession to cells of Qingdupian ±SD
藥物濃度/(μg·mL-1)Drug concentration病毒抑制率/%73 625 0.78±0.06 0.72±0.03 0.75±0.08 67 68 68 312.5 0.65±0.06 0.63±0.02 0.62±0.03 55 58 53 404 458 467 3.6 156.25 0.53±0.02 0.45±0.04 0.48±0.04 43 39 39 78.12 0.41±0.04 0.42±0.03 0.38±0.07 32 36 31 39.06 0.33±0.03 0.34±0.15 0.34±0.06 25 28 eutic index 1 250 0.95±0.08 0.91±0.04 0.85±0.03 84 88 OD值OD value Virus inhibitory rate 半數(shù)有效濃度/(μg·mL-1)Median effective concentration治療指數(shù)Therap 26
2.3.3 清毒片直接滅活H1N1的測定結(jié)果 該試驗方法是相應濃度的清毒片和病毒在體外作用6h,然后加入96孔細胞板。48h后發(fā)現(xiàn)病毒對照孔出現(xiàn)明顯的CPE,各濃度試驗孔細胞明顯多于病毒對照孔,MTT法測定清毒片對H1N1抑制作用,結(jié)果見表4。
由表4可以看出,清毒片抗H1N1的抑制率隨著藥物濃度的增加而增強,且呈一定的量效關(guān)系,其治療指數(shù)為3.4。
表4 清毒片直接滅活H1N1亞型流感病毒作用Table 4 Killing influenza H1N1effect of Qingdupian ±SD
表4 清毒片直接滅活H1N1亞型流感病毒作用Table 4 Killing influenza H1N1effect of Qingdupian ±SD
藥物濃度/(μg·mL-1)Drug concentration 75 625 0.75±0.03 0.80±0.10 0.82±0.03 62 65 64 312.5 0.62±0.10 0.64±0.04 0.68±0.06 51 51 52 479 481 461 3.4 156.25 0.57±0.06 0.58±0.05 0.55±0.02 46 46 41 78.12 0.40±0.06 0.41±0.04 0.50±0.06 32 31 37 39.06 0.37±0.04 0.38±0.04 0.37±0.05 29 28 eutic index 1 250 0.87±0.04 0.96±0.05 0.95±0.01 72 78 OD OD value病毒抑制率/%Virus inhibitory rate半數(shù)有效濃度/(μg·mL-1)Median effective concentration治療指數(shù)Therap 26
本試驗選用H1N1株,結(jié)合CPE和MTT法,分析了復方中藥清毒片體外抗流感作用。
試驗選用的清毒片是由蒲公英、百部等多味中藥制成的復方中藥片劑,該中藥經(jīng)提取、濃縮等現(xiàn)代工藝提取出咖啡酸、葛根素和苜蓿素等多種成分??Х人峋哂锌寡趸⒖共《?、抗炎和抗菌等作用[4-5]。葛根素具有抗氧化、增強免疫力、抑制肺癌和抗炎作用[6-8]。苜蓿素是豆科植物紫苜蓿的濃縮提取物,研究證實苜蓿素有清熱解毒功效,且有抗氧化、抗菌和增強免疫力等多種生物活性[9]。蒲公英局具有清熱解毒,消腫散結(jié),利尿通淋之功效,近年來研究發(fā)現(xiàn)蒲公英還具有抗炎、抗氧化、抗菌和抗病毒作用[10-12]。百部味甘、苦,微溫,歸肺經(jīng),具有良好的止咳、化痰、平喘和抗炎功效[13]。從組方和提取成分可以看出,清毒片具有抗病毒,增強免疫力作用,而且可以抗病毒感染帶來的炎癥,緩解高熱和調(diào)節(jié)肺循環(huán)等功能。
從試驗方法而言,CPE帶有一定的主觀性,而MTT法簡單直觀,二者相結(jié)合可定量評估藥物抗病毒的活性[14],提高試驗的準確度。
試驗結(jié)果顯示,在清毒片安全濃度范圍內(nèi)(TC50<1 596μg/mL),抑制作用和藥物濃度表現(xiàn)出一定量效關(guān)系,清毒片抑制H1N1的能力隨藥物濃度的增大而增強。本文采用了治療指數(shù)作為對病毒抑制效力的評價,試驗結(jié)果顯示先感染病毒后給藥,先給藥后感染病毒和藥物病毒同時作用3種藥物與病毒的作用方式的TI分別為3.5、3.6和3.4,TI都大于常規(guī)藥物的2.0[15],說明該藥物是低毒高效的,也充分說明清毒片具有明顯的抑制H1N1在MDCK細胞內(nèi)的生物合成作用,阻止H1N1的吸附細胞的作用和直接滅活作用。說明清毒片具有多環(huán)節(jié)抗H1N1流感病毒作用,但其作用機制目前尚不清楚,有待進一步研究。
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