千金葦莖湯對(duì)支氣管擴(kuò)張癥中銅綠假單胞菌群體感應(yīng)系統(tǒng)影響的可行性*

樊長(zhǎng)征　張文江　張燕萍　苗　青　張　瓊

?

【方藥縱橫】

千金葦莖湯對(duì)支氣管擴(kuò)張癥中銅綠假單胞菌群體感應(yīng)系統(tǒng)影響的可行性*

樊長(zhǎng)征張文江張燕萍苗青張瓊

中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院呼吸科(北京 100091)

摘要：目的探究從銅綠假單胞菌群體感應(yīng)系統(tǒng)研究千金葦莖湯治療支氣管擴(kuò)張癥作用機(jī)理的可能行。方法銅綠假單胞菌對(duì)抗生素的耐藥性使其感染幾乎不可能被清除從而導(dǎo)致肺衰竭最終導(dǎo)致患者死亡。研究干擾銅綠假單胞菌群體感應(yīng)系統(tǒng)的藥物是一個(gè)很有前景的降低其毒力因子產(chǎn)生、抑制生物膜的形成以及提高藥物敏感性的途徑。結(jié)果從中醫(yī)經(jīng)典方千金葦莖湯治療支氣管擴(kuò)張癥中銅綠假單胞菌感染入手，研究千金葦莖湯抑制銅綠假單胞菌群體感應(yīng)系統(tǒng)來(lái)治療支氣管擴(kuò)張癥中銅綠假單胞菌感染是可行的。結(jié)論從銅綠假單胞菌群體感應(yīng)系統(tǒng)研究千金葦莖湯治療支氣管擴(kuò)張癥的作用機(jī)理，可能是抓住千金葦湯治療支氣管擴(kuò)張癥作用通路、作用靶點(diǎn)的主要環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：千金葦莖湯；支氣管擴(kuò)張癥；銅綠假單胞菌； 群體感應(yīng)系統(tǒng)

支氣管擴(kuò)張癥是一種常見(jiàn)的慢性呼吸道疾病，由于反復(fù)感染，可嚴(yán)重?fù)p害患者肺組織和功能，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，造成沉重的社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。其影響因素包括喘息癥狀、FEV1下降、痰量以及是否存在銅綠假單胞菌感染[1]。持續(xù)的銅綠假單胞菌感染誘導(dǎo)了支氣管上皮細(xì)胞及周圍血管增生[2]，最終導(dǎo)致支氣管擴(kuò)張。目前由于銅綠假單胞菌對(duì)抗生素的耐藥性使其感染幾乎不可能被清除從而導(dǎo)致肺衰竭最終導(dǎo)致患者死亡。這促使人們致力于研究其感染的機(jī)制，從而尋找新的治療途徑。

細(xì)菌的群體感應(yīng)廣泛存在于自然界的微生物中，是一個(gè)依賴細(xì)菌密度的基因調(diào)控系統(tǒng)[3]。研究表明銅綠假單胞菌感染加速支氣管擴(kuò)張癥患者疾病進(jìn)展[4]，其致病因子受一種被稱為群體感應(yīng)的，涉及細(xì)胞-細(xì)胞間復(fù)雜信號(hào)交流的環(huán)路所控制[5]。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)銅綠假單胞菌可以通過(guò)產(chǎn)生和感應(yīng)特定信號(hào)分子濃度的變化來(lái)監(jiān)測(cè)其群體密度，協(xié)調(diào)群體行為的過(guò)程,完成這一信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程稱為銅綠假單胞菌的群體感應(yīng)(Quorum-sensing，QS)系統(tǒng)。

銅綠假單胞菌群體感應(yīng)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)細(xì)菌群體的許多生理功能，如游動(dòng)能力、顫搐運(yùn)動(dòng)、質(zhì)粒轉(zhuǎn)移、各種毒力因子產(chǎn)生等表達(dá)中起重要作用[6]。銅綠假單胞菌復(fù)雜的群體感應(yīng)系統(tǒng)通過(guò)產(chǎn)生特定的化學(xué)信號(hào)調(diào)控著毒力基因的表達(dá)、生物被膜的形成及接合反應(yīng)等，從而影響銅綠假單胞菌的致病過(guò)程[7]。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，銅綠假單胞菌很多毒力因子(彈性蛋白酶、鼠李糖脂、綠膿菌素等)的分泌和生物被膜的形成都是受群體感應(yīng)系統(tǒng)調(diào)控。因此，干擾銅綠假單胞菌的群體感應(yīng)系統(tǒng)是一個(gè)很有前景的降低其毒力因子產(chǎn)生、抑制生物膜的形成以及提高藥物敏感性的途徑，可以作為潛在的防治銅綠假單胞菌感染新的途徑。

目前控制銅綠假單胞菌感染主要有兩種策略：第一種是直接殺死細(xì)菌；第二種是減弱其毒力。長(zhǎng)期以來(lái)第一種策略被廣泛應(yīng)用，但是近年來(lái)日益增多的抗菌藥物的應(yīng)用，產(chǎn)生了細(xì)菌多重耐藥、菌群失調(diào)等負(fù)面作用。研究者們開(kāi)始關(guān)注第二種策略，即通過(guò)“抗毒力藥物”(anti-virulence drugs)選擇性阻止病原菌的毒力，使之無(wú)法對(duì)抗宿主免疫防御而易于被機(jī)體自身清除[8]。

目前，國(guó)內(nèi)外有大量以干擾群體感應(yīng)系統(tǒng)作為抗菌靶位的新藥物研究。主要有以下幾個(gè)方面，一是抗生素如阿奇霉素、環(huán)丙沙星、頭孢他啶等在其抑菌濃度下能夠通過(guò)干擾群體感應(yīng)系統(tǒng)而減少細(xì)菌毒力因子和一些基因的轉(zhuǎn)錄。二是從海洋藍(lán)藻細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)多種群體感應(yīng)系統(tǒng)抑制分子，這些分子可以干擾LasR活性從而影響銅綠假單胞菌毒力。三是有研究發(fā)現(xiàn)濃度為5%的人參能抑制群體感應(yīng)系統(tǒng)，降低蛋白酶活性從而抑制蛋白質(zhì)的合成和細(xì)菌的生長(zhǎng)。還有學(xué)者利用群體感應(yīng)系統(tǒng)抑制物選擇器篩選影響群體感應(yīng)系統(tǒng)活性的非毒性化合物，包括純化學(xué)藥品、食物分離物和中草藥等。取得了一定的成果。上述研究均取得了不同程度的成果，但大多為體外研究，未能在臨床治療中得到全面試驗(yàn)及運(yùn)用。而從豐富的中醫(yī)藥治療支氣管擴(kuò)張癥臨床經(jīng)驗(yàn)中尋找有效方藥并研究其對(duì)銅綠假單胞菌群體感應(yīng)系統(tǒng)的影響及機(jī)制有可能為中醫(yī)藥治療支氣管擴(kuò)張癥中銅綠假單胞菌感染提供新思路及新方法。

多年以來(lái)許多學(xué)者的研究結(jié)果證實(shí)中醫(yī)藥在支氣管擴(kuò)張癥治療中起重要的作用，但對(duì)其中進(jìn)一步的作用通路研究較少。如果從中醫(yī)經(jīng)典方千金葦莖湯治療支氣管擴(kuò)張中銅綠假單胞菌感染入手，研究其對(duì)銅綠假單胞菌群體感應(yīng)系統(tǒng)的影響及作用機(jī)制，有可能抓住中醫(yī)藥在支氣管擴(kuò)張癥治療作用通路、作用靶點(diǎn)的主要環(huán)節(jié)。

千金葦莖湯出自《備急千金藥方·卷十七·肺癰第七》, 系唐代醫(yī)家孫思邀所創(chuàng), 是中醫(yī)治療肺癰的代表方劑。 原方由葦莖、冬瓜仁、桃仁、薏苡仁組成, 具有清肺化痰、逐瘀排膿的功用。而支氣管擴(kuò)張癥急性期病因病機(jī)多屬痰、熱、瘀, 多屬中醫(yī)“肺癰”范疇, 故臨床常將千金葦莖湯用于治療支氣管擴(kuò)張癥，取得很好療效，為治療支氣管擴(kuò)張癥急性期(痰熱蘊(yùn)肺型)的有效方藥，其能夠促使痰液排出, 有利于控制感染，被歷代醫(yī)家推崇[9]?，F(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)千金葦莖湯有與人參相似的“適應(yīng)原”樣作用, 有抗疲勞、抗寒、增強(qiáng)機(jī)體應(yīng)激力的作用,還有增強(qiáng)網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)吞噬能力,有抗菌、抗病毒的作用。因此，研究千金葦莖湯抑制銅綠假單胞菌群體感應(yīng)系統(tǒng)來(lái)治療支氣管擴(kuò)張癥中銅綠假單胞菌感染是可行的，是一個(gè)很有前景的發(fā)展方向。

據(jù)此，利用現(xiàn)在分子生物學(xué)技術(shù)及高效液相色譜-質(zhì)譜技術(shù)，以大鼠銅綠假單胞菌氣管內(nèi)注入建立的支氣管擴(kuò)張癥模型為研究對(duì)象，在千金葦莖湯基本藥效評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，給予千金葦莖湯干預(yù)治療后，檢測(cè)銅綠假單胞的主要菌毒力因子表達(dá)變化及其群體感應(yīng)系統(tǒng)的系統(tǒng)信號(hào)分子表達(dá)變化，深入研究千金葦莖湯對(duì)支氣管擴(kuò)張癥中銅綠假單胞菌群體感應(yīng)系統(tǒng)的影響及作用機(jī)制，將為中醫(yī)藥防治支氣管擴(kuò)張癥提供新思路和理論依據(jù)，具有十分重要的臨床價(jià)值，同時(shí)為探索支氣管擴(kuò)張癥中醫(yī)藥防治研究提供重要方向。

參考文獻(xiàn)

[1]成人支氣管擴(kuò)張癥診治專家共識(shí)編寫(xiě)組. 成人支氣管擴(kuò)張癥診治專家共識(shí)(2012 版)[ J/ CD]. 中華危重癥醫(yī)學(xué)雜志：電子版，2012，5(5)：315-328.

[2]C. Martin, G. The′venot, S. Danel, et al. Pseudomonas aeruginosa induces vascular endothelial growth factor synthesis inairway epithelium in vitro and in vivo[J]. Eur Respir J, 2011, 38: 939-946.

[3]Rasamiravaka T, Jedrzejowski A, Kiendrebeogo M, et al. Endemic Malagasy Dalbergia species inhibit quorum sensing in Pseudomonas aeruginosa PAO1[J]. Microbiology, 2013,159(Pt5):924-38.

[4]金前,黃飛華,周穎,等. 銅綠假單胞菌對(duì)支氣管擴(kuò)張患者氣道中基質(zhì)金屬蛋白酶-9和金屬蛋白酶組織抑制因子-1表達(dá)的影響[J]. 中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院學(xué)報(bào), 2012, 34(4): 385-389.

[5]Tateda K, Ishii Y, Kimura S, et al. Suppression of Pseudomonas aeruginosa quorum-sensing systems by macrolides: a promising strategy or an oriental mystery?[J]. J Infect Chemother, 2007, 13(6):357-67.

[6]Jacobsen JN, Andersen AS, Krogfelt KA. Impact of Pseudomonas aeruginosa quorum sensing on cellular wound healing responses in vitro[J]. Scand J Infect Dis, 2012,44(8):615-619.

[5]Valderrey AD, Pozuelo MJ, Jiménez PA, et al. Chronic colonization by Pseudomonas aeruginosa of patients with obstructive lung diseases: cystic fibrosis, bronchiectasis, and chronic obstructive pulmonary disease[J]. Diagn Microbiol Infect Dis, 2010,68(1):20-7.

[7]Bala A, Gupta RK, Chhibber S, et al. Detection and quantification of quinolone signalling molecule: A third quorum sensing molecule of Pseudomonas aeruginosa by high performance-thin layer chromatography[J]. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci, 2013,25(930C):30-35.

[8]Cegelski L, Marshall GR, Eldridge GR, et al. The biology and future prospects of antivirulence therapies [J].Nat Rev Microbiol, 2008, 6(1): 17-27.

[9]王冰,苗青. 千金葦莖湯治療支氣管擴(kuò)張的研究進(jìn)展[J]. 內(nèi)蒙古中醫(yī)藥, 2011(23): 109-111.

*基金項(xiàng)目：中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院第三批苗圃項(xiàng)目(No.XY13-10)

doi:10.3969/j.issn.1003-8914.2016.02.063

文章編號(hào)：1003-8914(2016)-02-0279-02

收稿日期：(本文校對(duì)：何沂2015-03-04)

Study on the Feasibility of Qianjing Weijing Decoction on Pseudomonas Aeruginosa Quorum Sensing System in Bronchiectasis

FAN ChangzhengZHANG WengjingZHANG YanpingMIAO QingZHANG Qiong

(Xiyuan Hospital CACMS, Beijing 100091, China)

Abstract：ObjectiveTo explore the feasibility of Qianjing Weijing decoction on pseudomonas aeruginosa quorum sensing system in bronchiectasis. ResultPseudomonas aeruginosa resistance to antibiotics makes it almost impossible to clear the infection, which causing pulmonary failure and hence death. Researching Pseudomonas aeruginosa quorum sensing system interference drugs is a promising way to reduce its virulence factor production, inhibit the formation of biofilms and increase drug sensitivity. ResultsResearching Qianjing Weijing decoction from the Chinese classic on the inhibition of Pseudomonas aeruginosa quorum sensing system for the treatment of bronchiectasis in Pseudomonas aeruginosa infection is feasible. ConclusionPossibly the main link to seize the pathways and target of Chinese medicine in the treatment of bronchiectasis was starting study the inhibition of Pseudomonas aeruginosa quorum sensing system of Qianjin Weijing decoction..

Key words：Qianjing Weijing decoction; Bronchiectasis; Pseudomonas aeruginosa; Quorum sensing