邢錫熙,吳紹欽,沈存思,李建香,王益俊,嚴晶
1.南京市江寧區(qū)中醫(yī)醫(yī)院,江蘇南京211100;2.南京中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院中醫(yī)兒科學研究所/江蘇省兒童呼吸疾病(中醫(yī)藥)重點實驗室,江蘇南京210023;3.南京中醫(yī)藥大學附屬南京中醫(yī)院,江蘇南京210001;4.南京中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院代謝病中醫(yī)研究重點實驗室,江蘇南京210023
急性腦出血(acute intracerebral hemorrhage,AICH)約占急性腦血管病的10% ~20%,其發(fā)病率、復發(fā)率、病死率和致殘率高,給社會和家庭帶來沉重的負擔[1]。除了急性期顱內(nèi)血腫對腦組織造成壓迫,產(chǎn)生占位效應及其分解產(chǎn)物造成腦組織損傷外,繼發(fā)性的腦水腫和炎癥反應等亦會加重腦損傷[2]。西醫(yī)內(nèi)科多采用脫水、利尿、降顱壓等方法,外科多以清除血腫、去骨瓣降顱壓等治法為主,但會遺留除疾病本身以外手術創(chuàng)傷帶來的合并癥[3]。雖然目前已有一些針對炎癥因子的藥物,如腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor,TNF-α)抑制劑等,但仍處于試驗階段[4]。中醫(yī)以辨證論治為基礎,復方見長。諸多研究發(fā)現(xiàn),聯(lián)合中藥治療可顯著提高臨床療效[5]。課題組所擬中風1號方具有涼血活血、通腑泄熱、開竅通絡、上下并治之功,聯(lián)合應用后臨床療效顯著。本文主要觀察其對神經(jīng)損傷、腦水腫、血腦屏障、炎癥因子的影響,初步揭示其神經(jīng)保護作用機制。
1.1 動物SD雄性大鼠144只,清潔級,體質(zhì)量200~250 g,南京市江寧區(qū)青龍山動物繁殖場提供[動物合格證號:SCXK(蘇)2017-0001],飼養(yǎng)于南京中醫(yī)藥大學動物實驗中心。室溫23~25℃、相對濕度65% ~70%,飼養(yǎng)環(huán)境清潔、安靜。大鼠自由飲水、飲食,適應性飼養(yǎng)1周后再進行實驗。
1.2 藥物及試劑中風1號方由生大黃10 g,生地黃10 g,牡丹皮12 g,三七3 g,全瓜蔞15 g,石菖蒲10 g組成。購于南京市江寧區(qū)中醫(yī)醫(yī)院中藥房,按傳統(tǒng)方法煎煮熬制,濃縮至含0.54 g·mL-1生藥的藥液,調(diào)整pH至7.0,無菌操作過濾除菌后,4℃冰箱保存?zhèn)溆谩R廖乃妓{(Evans Blue,EB)(Solarbio,貨號:E8010);大鼠TNF-αELISA試劑盒(福麥斯生物,貨號:ELR010);大鼠IL-1βELISA試劑盒(福麥斯生物,貨號:ELR002)。
1.3 儀器腦立體定位儀(北京智鼠多寶,型號:DB053);微量進樣器(上海高鴿,50μL);酶標儀(優(yōu)利特,型號:URIT-660);電子天平[賽多利斯科學儀器(北京)有限公司];電熱鼓風干燥箱(天津市泰斯特儀器有限公司,型號:WGL-125B)。
2.1 AICH模型的建立采用自體尾部血液注入法造模。0.4%的戊巴比妥鈉(1 mL·100 g-1)腹腔注射麻醉后斷尾取血,用微量進樣器(預先用1‰肝素鈉沖洗)抽取自體不凝血50μL備用。將大鼠以俯臥位用立體定位儀固定在操作臺上,使前后囟處于同一平面,門齒溝的水平與耳間線比較低2.4 mm。沿頭皮正中縱行切開約10 mm,暴露顱骨,依據(jù)《腦立體定位圖譜》定位尾殼核。將微量進樣器固定在立體定位儀上,將微量進樣器尖端垂直于矢狀縫右側(cè)旁開3.0 mm,前囟前0.2 mm處,用三棱針在正對針尖下方鉆一直徑約1.0 mm的小孔,深度達硬腦膜表面,調(diào)整上下坐標尺,以顱骨外板為零點,使微量進樣器進針深度為6.0 mm。按照5μL·min-1的速度,緩慢勻速地將大鼠自體血加50μL注入至尾殼核內(nèi),注血完成留針約15 min后再緩慢地退針,用骨蠟對鉆孔進行封閉后縫合手術切口,進行常規(guī)消毒后將大鼠側(cè)臥位放置于單獨的鼠籠。假手術組只行進針,不注入自體血,手術操作同其余各組。以上操作均遵守無菌原則。
2.2 分組及給藥將造模成功的大鼠隨機分成3組,每組各36只,即模型+生理鹽水組、模型+中風1號方低劑量組、模型+中風1號方高劑量組,假手術組共36只。并按照指標檢測的時間不同分為24 h、72 h兩個亞組,每亞組隨機分配18只大鼠,用于檢測不同指標。給藥劑量根據(jù)體表面積折算,低劑量相當于成人每日等效劑量(75 g·0.018·0.2 kg-1=6.75 g·kg-1),低、高劑量比為1∶2。假手術組、模型組(24 h、72 h)均予以等量生理鹽水,灌胃容積均為10 mL·kg-1,低劑量組每日1次,高劑量組每日2次。各組的灌胃療程均以各亞組的時間(24 h、72 h)為準。
2.3 檢測指標
2.3.1 神經(jīng)行為學評分造模結(jié)束及各時間點給藥結(jié)束后,均參照Longa 5級評分法評估神經(jīng)功能損傷程度[6]。評分標準為:0分,無神經(jīng)功能缺損癥狀;1分,提尾倒掛時血腫對側(cè)前肢緊貼胸壁不能伸展;2分,行走時向血腫對側(cè)轉(zhuǎn)圈;3分,行走或站立時向血腫對側(cè)傾倒;4分,意識障礙,不能行走。評分為1~3分認為造模成功,0分則認為造模失敗,4分和死亡大鼠均被剔除實驗并根據(jù)分組進行相應補充。
2.3.2 腦水腫檢測采用干濕重法檢測腦含水量。分別于24 h、72 h,每組隨機選擇6只大鼠予0.4%戊巴比妥鈉(1 mL·100 g-1)腹腔注射麻醉后斷頭,用鉗剝開硬腦膜,取出整個大腦濾干。沿中線將腦組織切成兩半,再沿穿刺針眼縱切一刀見到水腫,取血腫周圍腦組織約150 mg(濕重),置于100~110℃的干燥箱中,24 h后體質(zhì)量恒定稱重(干重)。
腦組織含水量(%)=(濕重-干重)/濕重×100%
2.3.3 血腦屏障通透性檢測每組隨機選擇6只大鼠按上法麻醉后,由尾靜脈注入4 mL·kg-1的2%EB溶液,當大鼠眼球結(jié)膜、四肢變藍時,說明EB注入成功。2 h后,開胸通過左心室灌注生理鹽水,直到右心房流出無色液體為止。大鼠斷頭取腦之后,取血腫周圍組織,稱重后加入3 mL的甲酰胺,置于54℃的恒溫水浴箱中孵育24 h。對溶有EB的甲酰胺溶液進行過濾,用分光光度計(λ=632 nm)測其吸光度值。根據(jù)EB標準曲線計算腦組織EB的含量。
2.3.4 ELISA法檢測TNF-α、IL-1β水平每組剩余的6只按上述方法麻醉后,用鉗剝開硬腦膜,取出待測出血周圍腦組織,檢測TNF-α、IL-1β水平。在酶標儀上測450 nm波長處吸光度(OD值),計算樣本濃度。
2.4 統(tǒng)計學方法采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件,原始數(shù)據(jù)用±s表示,符合正態(tài)分布采用One-Way ANOVA檢驗,不符合正態(tài)分布用Wilcoxon秩和檢驗。以P<0.05作為有統(tǒng)計學意義。
3.1 中風1號方對AICH模型大鼠神經(jīng)功能的影響與假手術組相比,模型組大鼠24 h、72 h神經(jīng)行為學評分均顯著增加(P<0.01)。與模型組相比,中風1號方低、高劑量組大鼠24 h神經(jīng)行為學評分有降低的趨勢(P>0.05);中風1號方低、高劑量組大鼠72 h神經(jīng)行為學評分降低(P<0.05,P<0.01)。見表1。
表1 中風1號方對各時間段AICH模型大鼠神經(jīng)行為學評分的影響(分,±s)
表1 中風1號方對各時間段AICH模型大鼠神經(jīng)行為學評分的影響(分,±s)
注:與同時段假手術組比較,#P<0.05,##P<0.01;與同時段模型組比較,△P<0.05,△△P<0.01
24 h 72 h假手術組組別0.00±0.00 0.00±0.00模型組2.50±0.55##1.83±0.41##中風1號方低劑量組2.33±0.52 1.16±0.41△中風1號方高劑量組2.17±0.41 1.00±0.63△△
3.2 中風1號方對AICH模型腦組織含水量的影響與假手術組相比,模型組大鼠24 h、72 h腦組織含水量均增加(P<0.05,P<0.01)。與模型組相比,中風1號方低、高劑量組大鼠24 h腦組織含水量有降低的趨勢(P>0.05);中風1號方低、高劑量組大鼠72 h腦組織含水量降低(P<0.05,P<0.01)。見表2。
表2 中風1號方對各時間段AICH模型大鼠腦組織含水量的影響(%,±s)
表2 中風1號方對各時間段AICH模型大鼠腦組織含水量的影響(%,±s)
注:與同時段假手術組比較,#P<0.05,##P<0.01;與同時段模型組比較,△P<0.05,△△P<0.01
24 h 72 h假手術組組別67.75±5.75 68.37±4.97模型組75.44±4.94#81.49±3.02##中風1號方低劑量組72.00±4.94 74.20±4.53△中風1號方高劑量組70.10±1.45 72.38±2.47△△
3.3 中風1號方對AICH模型血腦屏障的影響
與假手術組相比,模型組大鼠24 h、72 h腦組織EB水平均增加(P<0.05,P<0.01)。與模型組相比,中風1號方高劑量組大鼠24 h腦組織EB水平顯著降低(P<0.01);中風1號方低、高劑量組大鼠72 h腦組織EB水平均顯著降低(P<0.01)。見表3。
表3 中風1號方對各時間段AICH模型大鼠腦組織EB水平的影響(μg·g-1,±s)
表3 中風1號方對各時間段AICH模型大鼠腦組織EB水平的影響(μg·g-1,±s)
注:與同時段假手術組比較,#P<0.05,##P<0.01;與同時段模型組比較,△△P<0.01
24 h 72 h假手術組組別9.70±0.37 9.81±0.52模型組20.00±0.98#29.21±1.78##中風1號方低劑量組18.61±0.74 21.37±1.69△△中風1號方高劑量組16.60±0.45△△17.91±1.13△△
3.4 中風1號方對AICH模型大鼠腦血腫旁組織炎癥因子的影響與假手術組相比,模型組大鼠24 h、72 h腦血腫旁組織TNF-α、IL-1β水平均顯著增加(P<0.01)。與模型組相比,中風1號方高劑量組大鼠24 h腦血腫旁組織TNF-α、IL-1β水平顯著降低(P<0.01);中風1號方低、高劑量組大鼠72 h腦血腫旁組織TNF-α、IL-1β水平顯著降低(P<0.01)。見表4。
表4 中風1號對AICH模型大鼠腦血腫旁組織TNF-α、IL-1β的影響(pg·mL-1,±s)
表4 中風1號對AICH模型大鼠腦血腫旁組織TNF-α、IL-1β的影響(pg·mL-1,±s)
注:與同時段假手術組比較,##P<0.01;與同時段模型組比較,△△P<0.01
組別24 h TNF-αIL-1β 72 h TNF-αIL-1β 5±37.57模型組1146.19±111.04##1209.49±138.93##994.83±159.07##1066.40±175.96##中風1號方低劑量組1073.17±123.71 1051.21±95.94 754.28±119.20△△811.52±61.44△△中風1號方高劑量組930.57±73.72△△832.40±102.58△△660.17±138.30△△619.18±71.14假手術組68.51±15.38 387.44±36.99 73.26±10.37 413.6△△
腦出血歸屬于中醫(yī)學“出血性中風”范疇。既往中醫(yī)治法有活血化瘀法、破瘀滌痰法、通腑法、復元醒腦法、解毒活血法、涼血通瘀法等[7]。課題組秉承國醫(yī)大師周仲瑛教授學術思想,認為“離經(jīng)之血便是瘀”“治風先治血,血行風自滅”,因此瘀血證候貫穿于出血性中風整個過程。瘀血日久郁而化熱,而致瘀熱搏結(jié)阻于腦竅,瘀熱搏結(jié)不解,則熱愈熾,瘀益甚,氣機愈壅,進而化火、生風、成痰(水),三者互為因果兼夾,終致風火相煽,痰瘀閉阻于腦竅,而致腦髓受損,神機失用[8,9]。治則當急則治其標,以涼血通瘀為治療大法。所擬中風1號方,以生大黃為君藥,涼血逐瘀,通腑泄熱,實際運用中無論有無腑實證候,均可應用,以下為度;臣以生地黃清熱涼血、養(yǎng)陰生津,以治瘀熱相搏所致之傷陰耗血,牡丹皮、三七涼血活血散瘀,既可阻斷血中之熱煎熬成瘀,又可防瘀熱生風化痰,佐以瓜蔞,清熱化痰,潤腸通便,使以石菖蒲,芳香走竄、開竅豁痰、醒神益智、引藥上行以達巔頂。全方共奏涼血活血、通腑瀉熱、開竅通絡、上下并治之功。
現(xiàn)代醫(yī)學認為,腦部炎癥在血腦屏障受損、腦組織損傷、神經(jīng)細胞凋亡等方面發(fā)揮了重要作用[10]。田婷等進行了腦出血瘀熱機元的生物標志物的研究,發(fā)現(xiàn)“熱”機素主要與炎癥反應有關,TNF-α、IL-1β明顯升高[11]。王昀應用人全基因組表達譜芯片篩選腦出血中風急性期“瘀熱阻竅證”患者和非“瘀熱阻竅證”患者基因的差異表達,發(fā)現(xiàn)34條與炎癥因子相關的信號通路發(fā)生了變化,其中與TNF-α等差異明顯[12]。TNF-α可干擾細胞外谷氨酸星形膠質(zhì)細胞的去除導致繼發(fā)性腦損傷,加劇興奮性毒性,激活小膠質(zhì)細胞,誘導NF-κB活化,加重炎性反應產(chǎn)生級聯(lián)效應,亦能增強炎癥細胞粘附作用,進一步導致腦血管結(jié)構(gòu)、血腦屏障受損[13-14]。IL-1β主要是腦出血后繼發(fā)性腦損傷刺激星形細胞、膠質(zhì)細胞和內(nèi)皮細胞所分泌,且能進一步激活星形膠質(zhì)細胞、巨噬細胞,破壞血腦屏障,促進神經(jīng)細胞凋亡[13,15];另一方面,IL-1β又誘導免疫細胞產(chǎn)生繼發(fā)性細胞因子等,誘導炎性反應,擴大級聯(lián)效應,造成細胞、腦組織的進一步損傷[16]。兩者在腦出血急性期顯著升高,并與病情嚴重程度呈正相關,能評價腦出血嚴重程度,參與預測急性腦出血的病情惡化[17-19]。
本研究中,中風1號方可不同程度降低不同時間段AICH模型大鼠Longa 5級評分、腦組織含水量、EB含量,72 h更明顯,提示中風1號方可改善急性腦出血大鼠神經(jīng)功能損傷、修復血腦屏障受損,減輕腦水腫。另外,本方亦可不同程度地顯著降低腦出血周圍組織24 h、72 h的TNF-α、IL-1β水平,提示中風1號方緩解急性腦出血的機制與抑制炎癥因子水平密切相關。雖然中風1號方低、高劑量組對24 h大鼠神經(jīng)功能、腦組織含水量的效果不存在明顯差異,但有下降趨勢,且中風1號方高劑量組對大鼠腦組織EB水平、TNF-α、IL-1β水平的效果比低劑量組更明顯,存在劑量依賴性,這可能與給藥療程短等因素有關。藥理研究結(jié)果提示,中風1號方中的中藥單體大黃素可降低鐵過載,抑制小膠質(zhì)細胞激活,降低TNF-α、IL-1β、谷氨酸水平,減輕腦水腫,緩解腦出血[20-21];牡丹皮通過升高大鼠血清超氧化物歧化酶含量、降低丙二醛、一氧化氮含量,減輕氧化應激、炎癥反應[22];三七總皂苷可降低腦出血大鼠TNF-α水平,保護損傷腦組織[23];石菖蒲能減輕缺血腦中風模型大鼠腦水腫、保護腦細胞的作用與抑制腦皮質(zhì)和海馬神經(jīng)細胞凋亡相關[24]。生地黃湯(含生地黃、大黃)可顯著改善AICH模型大鼠神經(jīng)功能,減輕腦水腫及EB外滲,其機制與下調(diào)TLR4、NF-κB、TNF-α、IL-1β表達,抑制小膠質(zhì)細胞活化有關[25]。有研究者采用差異mRNA表達結(jié)合網(wǎng)絡藥理學方法,發(fā)現(xiàn)周老所擬涼血通瘀方(含大黃、三七、生地黃、赤芍等)可通過干預AICH模型大鼠7個靶點,涉及5個病理通路來改善AICH,主要包括修復腦功能缺損,改善神經(jīng)功能,保護血腦屏障損傷,減少炎癥因子,抑制細胞凋亡[26]。他們的研究進一步佐證了涼血通瘀法的療效,也為我們課題組進一步深入研究中風1號方的作用機制指引了方向。