王 燕,俞春英,周建華,楊燕燕,謝金東,鐘秋明,王訓立
(福建中醫(yī)藥大學,福州 350122)
環(huán)磷酰胺(cyclophosphamide,CTX)是1957年合成的烷化劑,是一種較廣譜的抗腫瘤藥物[1]。CTX進入體內后,經肝臟的酶催化和烷化等作用下,分解產生的磷酰胺氮芥對腫瘤細胞有抑制功能,對治療多種類型的腫瘤效果顯著,特別是對惡性淋巴瘤效果明顯,其次是慢性粒細胞白血病,還有對急性淋巴細胞白血病、多發(fā)性骨髓病、肺癌、卵巢癌等也有理想的療效[2]。目前,在臨床上,環(huán)磷酰胺作為治療腫瘤的常用化療藥物[3]。
近年來,CTX作為免疫抑制劑在治療免疫性疾病方面應用受到廣泛關注[4],CTX通過活化烷化的基團與機體細胞的蛋白質和核酸中氨基、羧基、巰基、磷酸基等親核基團相互作用,烷基取代親核基團中的氫原子,再與DNA的雙鏈交叉連接,烷化作用的結果,造成DNA的結構和功能損傷[5],為此,環(huán)磷酰胺對機體免疫功能也有顯著抑制作用,主要表現(xiàn)在對機體的器官造成損傷,特別是對肝臟和腎臟的功能有嚴重的影響[6],因此,環(huán)磷酰胺也是制備免疫抑制動物模型的藥物。
CTX作為烷化劑的免疫抑制劑,具有作用力強、持續(xù)時間長等特點,在臨床上主要在移植和治療免疫性疾病等方面應用,但是,CTX對免疫系統(tǒng)的作用機制尚未有比較全面和系統(tǒng)的了解[7]。制備免疫抑制動物模型,對CTX進一步深入研究,使其發(fā)揮更好的臨床效果,具有重要的意義。
福建黃兔是福建省古老特有的家兔品種之一,篩選福建黃兔作為新型的實驗動物,具有獨特的地方資源優(yōu)勢[8],近幾年已有一些相關的報道[9]。本實驗通過不同劑量的環(huán)磷酰胺對福建黃兔外周血中電解質、肌酶、血糖、血脂、肝功能、腎功能的指標分析,為探索環(huán)磷酰胺制備福建黃兔免疫抑制動物模型,提供實驗參考依據。
福建黃兔18只,體重為(2.2±0.2)kg,4月齡,來源于福建省連江玉華山自然生態(tài)農業(yè)試驗場提供。在福建中醫(yī)藥大學實驗動物中心動物實驗室適應性飼養(yǎng)5天(實驗動物使用許可證SYXK[閩]2020-0003),隨機分組進行實驗。
環(huán)磷酰胺(25 g),購自上海源葉生物有限公司(批號:X13J11Y115691);生化指標檢測采用日立診斷產品(上海)有限公司生產的日立7180全自動生化分析儀。
模型組:每日上午,腹腔注射環(huán)磷酰胺(生理鹽水溶解),劑量分別為20、40、60、80、100 mg/kg,連續(xù)7天;對照組:腹腔注射生理鹽水。
實驗結束后次日(第8天),采用腹腔注射30%烏拉坦注射液(3.5 mL/kg體重)麻醉動物,通過耳緣靜脈取血約2 mL,常溫靜置10 min后,3000 rpm,離心20 min,收集血清樣品于Eppendorf管中,-20℃冰箱保存,待測。
應用日立7180全自動生化分析儀,測定福建黃兔外周血的生化指標。
實驗所得數(shù)據用x±s表示,使用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據分析。
隨著環(huán)磷酰胺的劑量增加,外周血的Na、Cl、Ca、碳酸氫根、陰離子間隙、滲透壓等水平顯著低于對照組(P<0.01);而外周血的K、Mg、P水平隨著環(huán)磷酰胺的劑量增加顯著高于對照組(P<0.01),見表1。
表1 不同劑量環(huán)磷酰胺對黃兔電解質的影響 mmol/L
不同劑量的環(huán)磷酰胺對黃兔外周血的乳酸脫氫酶(LDH)、肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶(CKMB)水平有明顯差異(P<0.05),見表2。
表2 不同劑量環(huán)磷酰胺對黃兔肌酶的影響 U/L
不同劑量的環(huán)磷酰胺對黃兔外周血的葡萄糖(GLU)水平有顯著差異(P<0.01),見表3。
表3 不同劑量環(huán)磷酰胺對黃兔血糖的影響 mmol/L
隨著環(huán)磷酰胺的劑量增加,外周血的CHOL、TG水平隨著環(huán)磷酰胺的劑量增加顯著高于對照組(P<0.05);外周血的HDLC、LDLC、A1APOA1、BAPOB等水平顯著低于對照組(P<0.01);而不同劑量的環(huán)磷酰胺對黃兔外周血的B/A1水平沒有顯著差異(P>0.05),見表4。
表4 不同劑量環(huán)磷酰胺對黃兔血脂的影響 mmol/L
隨著環(huán)磷酰胺的劑量增加,外周血的TP、ALB、GLB等水平顯著低于對照組(P<0.01);外周血的總膽紅素(TBIL)、直接總膽紅素(DBIL)、間接總膽紅素(IBIL)、谷丙轉氨酶(ALT)、谷草轉氨酶(AST)、谷氨酰轉肽酶(GGT)、AST/ALT、堿性磷酸酶(ALP)水平隨著環(huán)磷酰胺的劑量增加顯著高于對照組(P<0.05);而不同劑量的環(huán)磷酰胺對黃兔外周血的A/G水平沒有顯著差異(P>0.05),見表5。
表5 不同劑量環(huán)磷酰胺對黃兔肝功能的影響 μmol/L
不同劑量的環(huán)磷酰胺對黃兔外周血的尿素氮(BUN)、肌酐(CR)、尿酸(UA)水平有顯著差異(P<0.01),見表6。
表6 不同劑量環(huán)磷酰胺對黃兔腎功能的影響 mg/kg
環(huán)磷酰胺又稱環(huán)磷氮芥(Cytoxan,Endoxan,CTX),是制備免疫抑制動物模型應用最多的藥物之一,其在生物體外無活性,在體內,環(huán)磷酰胺經肝臟細胞色素P450的氧化作用下,產生醛磷酰胺(aldophosphamide)等中間物質,再經過肝微粒體的酶催化作用,形成丙稀醛(Acrolein)、磷酰氮芥(Phosphamide mustard)、去甲氮芥(Normustard)等重要產物,與細胞的脫氧核糖核酸(DNA)發(fā)生烷化作用[10-12],引起細胞毒性。
環(huán)磷酰胺產生細胞毒性的重要物質是丙烯醛,其主要通過修飾谷胱甘肽巰基組作用,形成巰基尿酸后,經腎臟排出體外。丙烯醛通過誘導細胞中的氧化應激和蛋白質羰基化等作用,對肝臟和腎臟造成明顯的毒性作用[13-14]。實驗結果表明:CTX對肝功能有顯著的變化,TP、ALB、GLB等水平顯著偏低;TBIL、DBIL、IBIL、ALT、AST、GGT、AST/ALT、ALP水平隨著環(huán)磷酰胺的劑量增加顯著升高;A/G水平沒有明顯差異。而BUN、CR、UA水平有顯著升高,說明環(huán)磷酰胺可致腎臟發(fā)生病變。
大劑量液體和高劑量CTX(>80 mg/kg)同時給予時,容易引起水中毒現(xiàn)象,出現(xiàn)嚴重的低鈉血癥,同時出現(xiàn)血肌酐升高,對腎小球濾過功能造成嚴重的影響[15]。實驗結果發(fā)現(xiàn):CTX對電解質的影響明顯,Na、Cl、Ca水平顯著低于對照組,環(huán)磷酰胺造成腎障礙、功能減退;K、Mg、P水平隨著環(huán)磷酰胺的劑量增加顯著高于對照組,說明環(huán)磷酰胺可導致腎功能不全;環(huán)磷酰胺造成機體代謝功能的紊亂,導致營養(yǎng)不良,引起碳酸氫根、陰離子間隙、滲透壓水平偏低。
CTX可引起心血管系統(tǒng)的損害,研究報道大劑量CTX(>80 mg/kg)造成出血性心肌壞死,甚至引起心力衰竭[16]。實驗結果顯示:不同劑量的CTX對LDH、CK、CKMB水平有明顯影響,由于環(huán)磷酰胺造成機體的肝臟、腎臟受損,代謝功能障礙,形成肌營養(yǎng)不良、心臟功能受損導致LDH、CK、CKMB增高。
由于CTX對腫瘤細胞和正常細胞的選擇性不高,對骨髓、淋巴組織、胃腸粘膜、毛囊等均有抑制,降低機體免疫力,臨床應用中作為免疫抑制劑,主要為治療自身免疫性疾病,及移植手術中用來抑制宿主抗移植的免疫反應[17]。
目前,CTX的免疫抑制機制目前尚不十分清楚,伍維高等[18]認為CTX可以有效抑制B細胞活性和自身抗體的形成,而對T細胞作用則比較復雜。大劑量時產生免疫抑制,如誘導淋巴細胞核損傷,代謝功能受抑,增殖受抑,B細胞比T細胞對CTX更敏感;低劑量時可以增強免疫反應,通過抑制T細胞封閉因子,降低Ts細胞活性使T細胞充分發(fā)揮免疫作用。
CTX作為抗腫瘤藥研究比較深入,但作為免疫調節(jié)劑使用時間不長,其作用機制和臨床應用尚有許多需深入研究的問題。有關CTX對免疫系統(tǒng)的影響有待后續(xù)進一步研究。
實驗證實:CTX對福建黃兔外周血生化指標有顯著的影響,不同劑量的環(huán)磷酰胺對外周血的電解質、肌酶、血糖、血脂、肝功能、腎功能等指標與對照組比較有顯著的變化,并呈現(xiàn)劑量依賴關系。隨著環(huán)磷酰胺劑量的升高,提示環(huán)磷酰胺對福建黃兔的肝臟和腎臟可能產生不同程度的毒性作用。而不同劑量的環(huán)磷酰胺可造成福建黃兔不同程度的肝腎組織損傷[19]。
福建黃兔是福建兔黃毛系的優(yōu)質家兔品種,具有適應能力廣、抗病能力強、繁殖能力高等優(yōu)點[20]。本實驗利用福建黃兔的免疫反應優(yōu)勢和體征優(yōu)勢,通過環(huán)磷酰胺對福建黃兔免疫抑制作用的研究,為探索環(huán)磷酰胺制備福建黃兔免疫抑制動物模型提供實驗參考,為開發(fā)一種經濟簡便、具有良好應用性、重復性好的福建黃兔免疫抑制動物模型提供理論依據。