王珍,梁麗娜,馬群英,秦虹,唐由之
單純皰疹病毒(herpes simplex virus,HSV)是一組人類常見的病原體,每年在全世界引起數(shù)百萬例感染[1],其有2 種形式:原發(fā)性感染和復(fù)發(fā)性感染。原發(fā)感染后,HSV 在上皮細胞中有效復(fù)制,并通過神經(jīng)末端進入感覺神經(jīng)元。逆行轉(zhuǎn)運后,病毒基因組被遞送到細胞核中,并建立了終生潛伏的感染[2]。在適宜的刺激下,如紫外線照射、發(fā)熱、疲勞、外傷、精神壓力,月經(jīng)以及一些免疫缺陷病[3],可使單皰病毒活化增殖,形成復(fù)發(fā)性單皰病毒性角膜炎(herpes simple keratitis,HSK)。復(fù)發(fā)性HSK 的危害遠遠高于角膜感染本身,復(fù)發(fā)性HSK 的無限制的炎癥反應(yīng)可能導(dǎo)致無法挽回的組織學(xué)損害,包括角膜新生血管形成、角膜斑翳、乃至失明[4]。目前,尚無治療復(fù)發(fā)性HSK 的特效藥物,探索干預(yù)復(fù)發(fā)性HSK 的有效藥物仍是研究的熱點和難點。中藥復(fù)方雙秦眼用凝膠是醫(yī)院制劑,本課題前期研究證實,雙秦眼用凝膠有抗炎、抗病毒、減少HSK 復(fù)發(fā)等功效,本實驗觀察雙秦眼用凝膠對復(fù)發(fā)性HSK 小鼠的干預(yù)作用,報道如下。
選用SPF 級BALB/c 小白鼠48 只,雌性,5~8 周齡,體質(zhì)量20~25 g,由北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司提供[許可證號:SCXK(京)2012-0001)]。無菌環(huán)境下飼養(yǎng),22~25℃,循環(huán)光照(8 h/16 h,光照/黑暗)。實驗前雙眼前節(jié)和眼底檢查均正常。實驗動物及實驗條件符合國家科學(xué)技術(shù)委員會頒布的《實驗動物管理條例》。
凝膠基質(zhì)、雙秦眼用凝膠(中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所加工制備),無環(huán)鳥苷(aciclovir,ACV)滴眼液(8 mL∶8 mg,武漢五景藥業(yè)有限公司,13020102),氯霉素滴眼液(武漢天天明藥業(yè)有限責(zé)任公司,121201-064),鹽酸奧布卡因滴眼液(倍諾喜)(日本參天制藥株式會社,B1018),熒光素鈉注射液(廣州白云山明興制藥有限公司,120602),氯胺酮注射液(福建古田藥業(yè)有限公司,110530),鹽酸賽拉嗪注射液(陸眠寧)(吉林華牧動物保健品,201010),腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)ELISA 試劑盒、白細胞介素-17(interleukin 17,IL17)免疫組織化學(xué)試劑盒(北京博奧森生物科技有限公司),病毒液為HSV-I SM44 株(中國中醫(yī)科學(xué)院眼科醫(yī)院實驗室),非洲綠猴腎細胞[African green monkey kidney cells(Verda reno),VERO](北京協(xié)和細胞資源中心),裂隙燈顯微鏡(蘇州六六視覺科技股份有限公司,Y Z-5T),PCR 電泳儀(北京市六一儀器廠,DY Y-6C)。
將48 只小鼠按隨機數(shù)字表法分為4 組:凝膠基質(zhì)組(A 組)、雙秦眼用凝膠組(B 組)、無環(huán)鳥苷滴眼液組(C 組)、無環(huán)鳥苷+可的松滴眼液組(D 組),每組各12 只。待造模成功后第2 d 開始治療,A 組為對照組,予凝膠基質(zhì)點眼,每日4 次;B 組予雙秦眼用凝膠點眼,每日4 次;C 組予無環(huán)鳥苷滴眼液點眼,每日6 次;D 組予無環(huán)鳥苷滴眼液+可的松(0.5 mg/0.1 mL)點眼,每日6次。各組均治療14 d。
1.4.1 初次發(fā)病模型建立 HSK 造模的造模法[5]:將A、B、C、D 4 組小鼠術(shù)前12 h 禁食水。麻醉劑按氯胺酮40 mg/kg體重、陸眠寧5 mg/kg體重標準配制成水溶液,右后肢肌肉麻醉,右眼點用氯霉素滴眼液,向小鼠腹腔注射人的抗HSV-1 血清1 mL,間隔5 min 后,右眼滴鹽酸奧布卡因滴眼液,用25 號無菌手術(shù)刀片輕柔刮除右眼角膜上皮,滴入HSV-1 型SM44株病毒原液(5 μL),病毒滴度為1×107pfu/mL,閉眼輕柔按摩小鼠眼瞼30 s。
1.4.2 原發(fā)HSK 的檢測方法及判定標準 HSK 的檢測方法[5]:將VERO細胞用24板孔培養(yǎng)。VERO細胞呈棱形貼壁生長,當(dāng)VERO 細胞呈單層且相互融合時待用。在HSV-1 角膜接種后的7 d,每日用蘸有MEM的濕棉片擦拭左眼角膜表面的淚液膜,然后將其放入盛有1 mL MEM 的試管中吹打6 次,取0.2 mL 角膜擦拭液移入上述VERO 細胞培養(yǎng)板的1 個孔中,繼續(xù)培養(yǎng)7 d,每天在相差倒置的顯微鏡下觀察VERO細胞是否出現(xiàn)細胞球形變、漂浮、集攏等細胞病理學(xué)改變(cell pathological effects,CPE),CPE 陽性者表明該角膜擦拭液中有病毒復(fù)制(圖1A),在HSV-1角膜接種后的14 d內(nèi),每天用裂隙燈顯微鏡檢查角膜病變,凡是角膜呈現(xiàn)點狀、樹枝狀(圖1B)、地圖狀角膜炎且角膜擦拭液中有病毒復(fù)制的鼠被判定為患HSK。
1.4.3 復(fù)發(fā)模型的建立將上述感染HSK 的小鼠繼續(xù)飼養(yǎng)6 周,以便其急性上皮型角膜炎愈合并使病毒在三叉神經(jīng)節(jié)或角膜內(nèi)建立潛伏感染。飼養(yǎng)期間,每周用裂隙燈顯微鏡檢查角膜1次,觀察HSK有無自發(fā)性復(fù)發(fā)。6 周后將處于病毒潛伏期且角膜恢復(fù)光滑透明的小鼠用紫外線(波長302 nm,強度170 mJ/cm2)照射右眼。
1.4.4 復(fù)發(fā)HSK 的檢測方法及判定標準紫外線照射后的當(dāng)天及隨后7 d,每日用蘸有MEM 的濕棉片擦拭右眼角膜表面的淚液膜,并通過VERO 細胞培養(yǎng)檢測有無CPE 改變,CPE 陽性則表明該角膜擦拭液中有病毒復(fù)制,即判定HSK 復(fù)發(fā)[5-6],提示復(fù)發(fā)性HSK 模型建立成功。感染眼于造模后第1、3、5、7、10、12、14 d,行裂隙燈檢查,觀察病變情況,癥狀評分標準參考夏麗坤等[5]的文獻制定(表1)。
表1 病變評分標準
治療干預(yù)14 d 后斷頸處死所有小鼠,在無菌條件下,將彎鑷從外眥部垂直探入,至眼球下方夾住視神經(jīng),平行向上提起,摘出眼球,將眼球置于4%多聚甲醛內(nèi)留作石蠟包埋、HE 染色、免疫組織化學(xué),同時取小鼠右眼外周血,4℃,3,000 rpm,離心15 min,取上清,凍存于-20℃,留作ELISA。
把小鼠眼球組織放入15 mL 管里,加入新鮮4%多聚甲醛,或配好新鮮4%多聚甲醛1.5 mL 存放于4°C,組織放進去最長48 h 室溫。倒掉固定液,梯度酒精脫水,角膜朝下放入包埋盒中,視神經(jīng)方向與包埋盒垂直,石蠟包埋,每個眼球組織間斷切片3 張,厚度5 μm,HE 染色,光鏡檢查,顯微彩色數(shù)碼相機照相。
石蠟切片脫蠟水化,56℃加熱切片15 min融蠟,然后梯度脫水后,抗原修復(fù),將切片浸在3%H2O2甲醇溶液(新鮮配置)中,滴加一抗(0.25% Triton 稀釋),滴加二抗(溶液B)、鏈霉素抗生物素-過氧化物酶溶液(溶液C)、DAB 溶液,脫水透明,中性樹膠封固。
用藥后14 d 處死全部小鼠,摘小鼠右眼球,取外周血500 μL,血標本4℃3,000 rpm離心15 min,留上清備用,行ELISA方法檢測:分別在標準品孔和樣品孔中加入標準品和樣品稀釋液,然后加入檢測抗體,孵育、洗滌5次,加底物、孵育、加終止液,在酶標儀450 nm波長處測定各孔OD值。
采用SPSS26.0 軟件進行數(shù)據(jù)分析,符合正態(tài)分布的計量資料用均數(shù)±標準差()表示,組間比較采用完全隨機設(shè)計單因素方差分析,組內(nèi)比較采用LSD-t檢驗。當(dāng)P<0.05 時,認為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
病毒接種后部分小鼠蜷縮,少動,進食少,大部分活潑,生長良好。由于造模麻醉原因總死亡4 只(其中A組1 只,B組1 只,C組0只,D組2 只)。
2.2.1 角膜病變變化情況紫外線照射小鼠后第1 d,由于角膜受到光損傷的影響,4 組小鼠的角膜病變評分均達到峰值,各組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);從第3 d開始,B組評分均低于A組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t3d=2.273,P=0.029;t5d=5.874,P=0.000;t7d=-2.459,P=0.020;t10d=2.142,P=0.039;t12d=8.607,P=0.000;t14d=6.576,P=0.000)。第5 d、12 d、14 d,B 組評分均低于C組,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(t5d=4.854,P=0.000;t12d=4.510,P=0.000;t14d=2.090,P=0.035)。第5 d,B 組評分低于D 組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=2.265,P=0.003)(表2,圖3、圖4)。
表2 紫外線照射后不同時間點小鼠角膜病變評分(,分)
表2 紫外線照射后不同時間點小鼠角膜病變評分(,分)
注:*與A 組比較,P<0.05;#與C 組比較,P<0.05;&與D 組比較,P<0.05;A 組凝膠基質(zhì)組;B 組雙秦眼用凝膠組;C 組無環(huán)鳥苷滴眼液組;D組無環(huán)鳥苷+可的松滴眼液組
2.2.2 結(jié)膜病變變化情況紫外線照射小鼠后第1 d,4組小鼠的結(jié)膜病變評分均達到峰值,各組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。隨著治療的進行,各組小鼠的角膜病變評分均處于逐漸下降的趨勢;從第3 d開始,B 組評分均低于A 組,差異均有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(t3d=5.620,P=0.000;t5d=3.299,P=0.002;t7d=8.426,P=0.000;t10d=12.515,P=0.000;t12d=8.318,P=0.000;t14d=16.353,P=0.000)。且從第10 d開始,B組評分均低于C組,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(t10d=2.657,P=0.012;t12d=4.102,t14d=6.869,均P=0.000)(表3,圖5)。
表3 紫外線照射后不同時間點小鼠結(jié)膜病變評分(,分)
表3 紫外線照射后不同時間點小鼠結(jié)膜病變評分(,分)
注:*與A 組比較,P<0.05;#與C 組比較,P<0.05;A 組凝膠基質(zhì)組;B 組雙秦眼用凝膠組;C 組無環(huán)鳥苷滴眼液組;D 組無環(huán)鳥苷+可的松滴眼液組
治療14 d 后處死小鼠,制作角膜組織病理切片,HE 染色觀察各組角膜結(jié)構(gòu)(圖3)。A 組角膜基質(zhì)層纖維變性、水腫,且有炎性細胞;B 組基質(zhì)層輕度水腫,各層結(jié)構(gòu)大致正常;C組角膜基質(zhì)層有大量炎性細胞;D 組基質(zhì)層纖維變性明顯、伴有高度水腫,上皮層結(jié)構(gòu)不完整。
各組角膜內(nèi)IL-17 抗體陽性細胞的表達,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=32.334,P=0.000),與A 組比較,其余3 組的IL-17 的表達量均較低,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(tB組=6.379,P=0.000;tC組=2.490,P=0.020;tD組=9.478,P=0.000),并且B 組表達量低于C 組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=3.889,P=0.001)(表4,圖4)。
各組角膜內(nèi)TNF-α 的含量差異,有統(tǒng)計學(xué)意義(F=3.986,P=0.013),與A 組比較,B 組、C 組角膜內(nèi)TNF-α 的含量均較低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(tB組=2.652,P=0.016;tC組=2.979,P=0.008)(表4)。
表4 4組小鼠角膜內(nèi)IL-17和TNF-α表達的比較()
表4 4組小鼠角膜內(nèi)IL-17和TNF-α表達的比較()
注:a IL-17 檢測各組n=7;b TNF-α 檢測各組n=4;*與A 組比較,P<0.05;#與C組比較,P<0.05;A組凝膠基質(zhì)組;B組雙秦眼用凝膠組;C組無環(huán)鳥苷滴眼液組;D組無環(huán)鳥苷+可的松滴眼液組
HSV 具有兩種血清型HSV-1 和HSV-2[7],HSV-1感染眼角膜組織引起HSK,是臨床最常見的引起角膜潰瘍的原因[8],是導(dǎo)致視力喪失甚至失明的主要疾病之一[9],其致盲率在角膜病中占第1 位[10]。機體在初次感染皰疹病毒后在三叉神經(jīng)節(jié)形成潛伏感染,在一定的刺激條件下誘導(dǎo)其復(fù)發(fā),以致反復(fù)發(fā)作、遷延不愈[11]。目前公認HSK 是一種由單純皰疹病毒及病毒抗原引起的T淋巴細胞介導(dǎo)的免疫病理性疾病。IL-17 主要由CD4+T 細胞Th17 細胞分泌,可以促進T 細胞的激活和刺激成纖維細胞、內(nèi)皮細胞、巨噬細胞、上皮細胞產(chǎn)生多種致炎因素(包括IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α、粒細胞集落刺激因子、前列腺素E2、金屬蛋白酶等),導(dǎo)致炎癥的發(fā)生[12-13]。張勝男等[14]發(fā)現(xiàn)IL-17 在復(fù)發(fā)性HSK 小鼠模型的角膜成纖維細胞、內(nèi)皮細胞、上皮細胞、基質(zhì)層中的炎癥細胞均有表達。IL-17 在外周血中CD4+T 細胞中的表達與疾病嚴重程度呈正相關(guān)。TNF-α 是急性炎癥期間巨噬細胞/單核細胞產(chǎn)生的炎癥細胞因子,負責(zé)細胞內(nèi)的各種信號傳導(dǎo)事件,導(dǎo)致壞死或凋亡[15],是目前與炎癥損傷關(guān)系最密切的因子之一[16]。TNF-α作為促炎性因子,介導(dǎo)炎癥的級聯(lián)式反應(yīng),通過與
其他炎性因子的相互作用將炎性反應(yīng)放大,反映繼發(fā)性炎癥損傷狀態(tài)[17]。
中醫(yī)學(xué)認為,HSK 發(fā)于黑睛,在五輪學(xué)說中病屬風(fēng)輪,在臟屬肝。本病多為風(fēng)熱之邪誘發(fā),起初毒邪尚淺,黑睛出現(xiàn)星點狀翳稱“銀星獨現(xiàn)”。如風(fēng)熱之邪更進一步則生簇狀片狀樹枝狀云翳,稱聚星障,隨著外邪的進一步熾盛,向內(nèi)深入,易產(chǎn)生花翳白陷,凝脂翳、混睛障等重癥[18]。中藥復(fù)方雙秦眼用凝膠由秦皮、秦艽等組成,秦皮味苦、澀、性寒,歸肝、膽、大腸經(jīng),具有清熱燥濕、收澀明目之功效,中醫(yī)眼科常用秦皮治療目腫赤痛、目生翳膜;秦艽味苦、辛、性平,歸肝、膽、胃經(jīng),具有祛風(fēng)濕、清濕熱、止痹痛之功效。二者合用,共奏清熱祛風(fēng)、退翳明目之功。另外,眼用凝膠眼表滯留時間長,可增加藥物在眼部的吸收,使藥物緩慢由結(jié)膜傳遞至鼻腔,減少因全身吸收引起的毒副作用[19]。
本研究結(jié)果顯示,3 個治療組對小鼠的角膜、結(jié)膜病變均有一定的治療作用,其中雙秦眼用凝膠組對復(fù)發(fā)性HSK 小鼠的角膜保護作用發(fā)揮最早,并與無環(huán)鳥苷+可的松組對結(jié)膜病變的抑制作用較為顯著;對復(fù)發(fā)性HSK 小鼠的角膜的保護作用較其余各組更加明顯,其角膜基質(zhì)層僅有輕度水腫,且各層結(jié)構(gòu)大致正常;3個治療組對角膜內(nèi)IL-17的表達均有抑制作用,其中尤以雙秦眼用凝膠組和無環(huán)鳥苷+可的松滴眼液組的抑制作用最為明顯;雙秦眼用凝膠和無環(huán)鳥苷均對角膜內(nèi)的TNF-α 的含量有抑制作用,可抑制TNF-α誘導(dǎo)的細胞凋亡。
本課題前期研究[6,20]發(fā)現(xiàn)雙秦眼用凝膠對HSK有良好的治療及抗復(fù)發(fā)作用,通過本次研究可以得知,雙秦眼用凝膠對于復(fù)發(fā)性HSK 同樣具有一定的治療作用。復(fù)發(fā)性HSK 的成功治療可縮短疾病持續(xù)時間,防止導(dǎo)致視力喪失的進行性角膜瘢痕形成,并降低進一步復(fù)發(fā)的風(fēng)險[21]。本研究為復(fù)發(fā)性HSK 的治療提供了新的方法和思路。但是由于樣本量較少,本次實驗尚有不足之處,故雙秦眼用凝膠對實驗性小鼠復(fù)發(fā)性HSK 的干預(yù)作用及機制仍需在增加樣本量的基礎(chǔ)上進一步研究、探討。