張 璇,唐小云,唐春銀,石學魁,王惠琦,張曉東,沈海萍,楊春輝
作者單位:157011黑龍江省牡丹江市 牡丹江醫(yī)學院附屬紅旗醫(yī)院感染病科(張璇,楊春輝,王惠琦,張曉東,沈海萍);牡丹江醫(yī)學院(唐小云,唐春銀,石學魁)
急性肝衰竭(acute liver failure,ALF)是指各種原因引起肝細胞大面積壞死或嚴重肝功能損害,出現(xiàn)以黃疸、腹水、肝性腦病和凝血功能障礙等為主要表現(xiàn)的一種臨床綜合征[1-6]。目前,我國的ALF主要以病毒性肝炎、藥物性肝損害為主,且發(fā)病率逐年增加。ALF的發(fā)病機制復雜,菌群紊亂和內(nèi)毒素血癥在ALF的發(fā)病過程中起著重要的作用[7,8]。ALF個體腸道黏膜屏障受損,腸腔內(nèi)有害物質(zhì)如細菌和毒素就會穿過腸粘膜進入人體內(nèi)其他組織、器官和血液循環(huán)。我們研究的中藥方劑赤白湯是由白術、白芍、赤芍熬制而成,其中白術主要含有白術內(nèi)酯和揮發(fā)油等成分,具有調(diào)節(jié)胃腸道運動,改善消化道功能的功效[9];白芍主要含芍藥苷和內(nèi)酯苷等多種化學成分,具有護肝、抗炎、止痛等功效[10];赤芍主要含黃酮類、萜類等,具有護肝、抗氧化、抗內(nèi)毒素等功效[11]。本實驗采用D-氨基半乳糖/脂多糖誘導ALF小鼠,觀察了中藥方劑赤白湯對動物腸道菌群的影響,以期為ALF臨床治療提供參考。
1.1 實驗動物、藥品、試劑和儀器 清潔級昆明小鼠48 只,雌雄各半,6~8 周齡,體質(zhì)量 25~30 g,由哈爾濱醫(yī)科大學提供。白術、白芍、赤芍(本院),麗珠腸樂膠囊(珠海市麗珠集團),D-氨基半乳糖(上海源葉公司),脂多糖(美國Sigma公司),Oxoid酵母粉(上海根生生物科技有限公司),冰乙酸(天津北方天醫(yī)化學試劑廠),吐溫80(寶泰克生物科技公司),無菌均質(zhì)袋、2.5 L厭氧產(chǎn)氣包、EMB瓊脂、腸球菌瓊脂、LBS瓊脂、BS瓊脂(青島海博生物技術有限公司),YXQ-LS-30SⅡ全自動立式壓力蒸汽滅菌鍋和超凈工作臺(上海博訊實業(yè)有限公司),電熱恒溫培養(yǎng)箱(常州恒德儀器制造有限公司),臺式高速離心機(德國Eppendorf),電子分析天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司),正置顯微鏡(日本尼康有限公司),培養(yǎng)皿(江蘇新康醫(yī)療器械有限公司),干熱滅菌器(日本SANYO),恒溫水浴鍋(江蘇金壇醫(yī)療儀器廠),全自動生化分析儀(日本日立公司)。
1.2 中藥方劑赤白湯的制備 根據(jù)人與動物體表面積折算法,按照(1:1:1.5)熬制,首先將藥物粉碎為細末,均勻混合,然后加10倍體積蒸餾水浸泡60 min,再煮沸30 min,共煎藥2次,合并2次藥液,65℃水浴濃縮成每mL含1 g生藥的藥液,4℃冷藏保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3 ALF模型構(gòu)建 隨機將48只小鼠分為正常組、模型組、大劑量、中劑量和小劑量中藥組,和麗珠腸樂組,每組8只。造模前8 d,在干預組,分別給予中藥 20 g·kg-1、10 g·kg-1和 5 g·kg-1或麗珠腸樂(用生理鹽水稀釋成 0.2億活菌/ml)0.5 ml或生理鹽水0.5 mL灌胃,1次/d。然后,給予一次性腹腔注射D-氨基半乳糖(600 mg·kg-1)和脂多糖(20 μg·kg-1)誘導 ALF 小鼠模型。8 h后,采用頸椎脫臼法處死動物。取肝臟,稱取肝臟質(zhì)量,根據(jù)公式計算小鼠肝臟指數(shù),即肝臟指數(shù)(%)=肝臟質(zhì)量(g)/體質(zhì)量(g)×100%。取小鼠肝右葉組織,置于10%中性福爾馬林溶液中固定18 h,常規(guī)脫水、包埋、HE染色,于光鏡下觀察肝組織病理學變化。
1.4 血清ALT檢測 采用摘除眼球法取血,離心留取血清,使用全自動生化分析儀檢測ALT水平。
1.5 腸道菌群檢測 在實驗結(jié)束時,處死小鼠,于解剖板上進行常規(guī)消毒,沿腹中線切開腹腔,在無菌操作條件下取出結(jié)腸部糞便0.1 g,置于無菌均質(zhì)袋中,加入0.05%無菌酵母液9.9 ml,人工拍打使糞便均質(zhì)化,再用0.05%無菌酵母液對糞便進行10倍系列稀釋,直至稀釋至10-9倍。選擇3個稀釋度樣品,每個10 μl,滴加到相應的培養(yǎng)基上,每個稀釋度設3個培養(yǎng)基。采用平板活菌計數(shù)法計數(shù)菌落數(shù),同一稀釋濃度取均值(x)。根據(jù)公式,計算每一個培養(yǎng)基的菌落數(shù),即菌落形成單位(clonal formation unit,CFU)/克標本 =x×100×稀釋倍數(shù)。1.6統(tǒng)計學分析 應用SPSS 22.0軟件行數(shù)據(jù)分析,計量資料以(±s)表示,多組樣本均數(shù)的兩兩比較采用ANOVA分析(方差齊時,采用LSD-t檢驗,方差不齊時,采用Games-Howell法),P<0.05代表差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 各組肝組織病理學改變情況 模型組小鼠肝小葉結(jié)構(gòu)紊亂,肝細胞索消失,有多處出血壞死灶,并有大量的炎性細胞浸潤;大劑量中藥組小鼠肝小葉結(jié)構(gòu)紊亂,有大量出血壞死灶;中劑量中藥組和小劑量中藥組小鼠可見肝小葉結(jié)構(gòu)較模型組排列稍整齊,細胞腫脹、壞死和出血減輕;麗珠腸樂組可見大量出血壞死灶(圖1)。
2.2 各組血清ALT水平和肝指數(shù)變化 見表1。
2.3 腸道菌群 與正常組比,模型組大腸桿菌、腸球菌顯著增高(P<0.01,P<0.001),乳酸桿菌、雙歧桿菌顯著降低(P<0.001,P<0.001);大劑量組大腸桿菌、腸球菌顯著增高(P<0.05,P<0.01),乳酸桿菌、雙歧桿菌顯著降低(P<0.01,P<0.05);小劑量組乳酸桿菌、雙歧桿菌顯著降低(P<0.05,P<0.05);麗珠腸樂組乳酸桿菌顯著降低(P<0.05)。與模型組比,大劑量組雙歧桿菌顯著增高(P<0.05);中劑量組大腸桿菌、腸球菌顯著降低(P<0.01,P<0.001),乳酸桿菌、雙歧桿菌顯著增高(P<0.001,P<0.001);小劑量組大腸桿菌、腸球菌顯著降低(P<0.05,P<0.01),乳酸桿菌、雙歧桿菌顯著增高(P<0.05,P<0.05);麗珠腸樂組大腸桿菌、腸球菌顯著降低(P<0.05,P<0.01),乳酸桿菌、雙歧桿菌顯著增高(P<0.05,P<0.01,表 2)。
圖1 各組肝組織病理學改變(HE,100×)
表1 各組小鼠血清ALT水平和肝指數(shù)(±s)比較
表1 各組小鼠血清ALT水平和肝指數(shù)(±s)比較
與正常組比,①P<0.05;與模型組比,②P<0.05
ALT(U/L) 肝指數(shù)(%)正常組 8 36.9±7.5 5.2±0.3模型組 7 1983.3±629.0① 6.7±0.6①大劑量中藥 7 1373.5±306.7② 5.8±0.7①中劑量中藥 8 230.8±71.7①② 5.5±0.6②小劑量中藥 8 676.7±202.8①② 5.7±0.6②麗珠腸樂 8 490±119.7①② 6.0±0.5①只
表2 各組小鼠腸道菌群數(shù)量(lgCFU/糞便,±s)比較
表2 各組小鼠腸道菌群數(shù)量(lgCFU/糞便,±s)比較
與正常組比,①P<0.05;與模型組比,②P<0.05
只 大腸桿菌正常組 8 7.6±0.9模型組 7 8.7±0.5①大劑量中藥 7 8.3±0.6①中劑量中藥 8 7.6±0.4②小劑量中藥 8 8.0±0.2麗珠腸樂 8 8.0±0.3②腸球菌8.8±0.2 9.5±0.3①9.2±0.2①8.9±0.3②9.1±0.2 9.1±0.2乳酸桿菌10.4±0.5 9.3±0.3①9.7±0.6 10.2±0.7②9.9±0.3 9.9±0.4雙歧桿菌11.2±0.5 10.1±0.4①10.7±0.6①②11.1±0.3②10.7±0.4 11.0±0.3②
ALF臨床表現(xiàn)包括肝功能異常、凝血功能紊亂、肝性腦病等,在某些情況下,一些沒有肝病病史的患者可出現(xiàn)多器官衰竭[11]。目前,ALF的治療主要是一般支持治療,如針對病因治療、調(diào)節(jié)免疫功能治療以及防治并發(fā)癥的治療。最新的治療方案包括肝臟移植、生物人工裝置分子吸附再循環(huán)系統(tǒng)(MARS)、干細胞移植治療等[12-15]。ALF的治療主要是西藥治療,而中藥在我國有著廣泛的臨床應用,將中藥運用于ALF的治療有著廣闊的應用情景。
本實驗采用腹腔注射D-氨基半乳糖/脂多糖成功建立了ALF模型。與正常組比,模型組肝組織有多處出血、壞死,并有大量的炎性細胞浸潤,血清ALT水平明顯增高,肝臟指數(shù)明顯增高,腸道內(nèi)大腸桿菌、腸球菌數(shù)量明顯增多,而乳酸桿菌、雙歧桿菌數(shù)量明顯減少,說明模型組小鼠肝臟損傷嚴重并出現(xiàn)了腸道菌群紊亂。分別給予大、中、小劑量中藥灌胃,與模型組比,小、中劑量中藥組肝組織病理性出血、壞死較模型組減輕,且中劑量中藥組比小劑量中藥組肝臟損傷減輕更明顯。與模型組比,小、中劑量中藥組動物血清ALT水平顯著降低,且中劑量中藥組動物血清ALT水平比小劑量中藥組下降明顯。與模型組比,小、中劑量中藥組腸道糞便大腸桿菌和腸球菌顯著降低,而乳酸桿菌和雙歧桿菌顯著增高,證明中藥方劑赤白湯對ALF有一定的干預作用,且中劑量中藥組比小劑量中藥組效果好,而大劑量中藥組動物血清ALT水平、肝組織損傷、肝臟指數(shù)改善沒有中劑量中藥組明顯,且對腸道有害菌的調(diào)節(jié)作用與模型組相比也無統(tǒng)計學差異,證明中藥方劑赤白湯并非隨著中藥濃度的增加效果增加,而中藥最適濃度在5 g·kg-1(小劑量)~10 g·kg-1(中劑量)之間。
胃腸道是人體最大的細菌存儲庫,胃腸道內(nèi)的微生物群對宿主的健康起著重要的作用[16]。當機體處于健康狀態(tài)時,腸道內(nèi)細菌的種類和數(shù)量相對穩(wěn)定,有利于機體的消化吸收,還能抵御一些病原菌通過腸道侵入體內(nèi),是機體免疫系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分[17]。當機體的腸道菌群紊亂時,腸道內(nèi)菌群可能發(fā)生易位,甚至會引發(fā)內(nèi)毒素血癥,而內(nèi)毒素血癥是引起ALF的誘發(fā)因素之一,因而會加重病情[18-20]。因此,重視胃腸道功能在ALF發(fā)展中的作用,早期防止胃腸道功能紊亂,可以防止病情惡化,對改善ALF病情有重要意義,這也為中藥方劑赤白湯的臨床運用提供了理論依據(jù)。本實驗表明中藥方劑赤白湯可以促進腸道優(yōu)勢菌的增長、抑制有害菌的生長、減少菌群易位、進而有利于改善肝功能。中藥方劑赤白湯對肝臟的保護作用可能與其能夠調(diào)節(jié)ALF引起的腸道菌群紊亂有關。