感染后咳嗽(PIC)的典型表现为呼吸道感染急性期后,咳嗽症状持续超过三周,并存在演变为慢性咳嗽的风险。据相关统计数据显示,在上呼吸道传染病流行期间,PIC的发病率高达20-50%。临床实践中,由于PIC的误诊和误治现象较为普遍,易造成抗菌药物的不合理应用。此外,患者长期且频繁的咳嗽症状对其生活质量也产生了显著的不良影响。
杏贝止咳颗粒(XB)作为外感咳嗽的经典治疗方剂,具备清宣肺气、止咳化痰的功效。尽管其化学成分已进行过分离研究,但关于其治疗效果与具体作用机制尚待进一步探究与明确。
日前,一篇名为“Xingbei antitussive granules ameliorate cough hypersensitivity in post-infectious cough guinea pigs by regulating tryptase/PAR2/ TRPV1 pathway”的文章对此进行了相关研究及阐述。
图1 论文首页
XB治疗减轻了炎症反应
为评估XB对肺损伤的治疗效果,研究采用了HE组织病理学进行分析。相较于对照组,豚鼠经CS和LPS暴露10天后,肺组织呈现出显著的炎症细胞浸润现象,气管上皮质受损严重,肺泡壁增厚(图2A)。随后,XB治疗有效缓解了肺组织损伤症状。同样,CMC也展现出对肺损伤的改善作用,与XB-H组和XB-L组具有相似的疗效。
为进一步探究XB对肺部炎症的具体影响,研究还检测了包括IL-4、INF-γ和TNF-α在内的炎症介质表达情况。模型组BALF中IL-4、INF-γ、TNF-α的水平均显著上升(图2B)。经XB治疗后,这些炎症介质的表达水平得到了有效抑制。尽管模型组与XB-L组在BALF中的TNF-α水平上未表现出显著差异,但XB-H组的抑制作用尤为明显。同时,CMC也发挥了降低上述炎症介质水平的作用。
此外,该研究还探讨了XB对炎症介质mRNA水平的影响。在LPS和CS的刺激下,IL-4、INF-γ、TNF-α的mRNA表达均呈现出显著升高(图2C)。然而,经高剂量XB治疗后,豚鼠肺组织中的IL-4、INF-γ和TNF-α mRNA水平均明显降低。
综上所述,XB对LPS和CS诱导的豚鼠肺部炎症具有显著的改善作用。
图2 XB治疗减轻了豚鼠的炎症反应,并降低了炎症细胞因子的水平
XB处理抑制了肥大细胞的脱颗粒
研究采用酶联免疫吸附试验(ELISA)、逆转录实时定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)以及免疫组化染色(IHC)等手段,对豚鼠肥大细胞脱颗粒的情况进行了全面检测。经XB处理后,肥大细胞中的胰蛋白酶(p<0.001)以及β-Hex(p<0.01)的表达水平均受到显著抑制(图3A)。此外,研究还针对mase细胞中的胰蛋白酶在mRNA层面上的表达情况进行了检测。XB处理显著降低了胰蛋白酶mRNA的表达水平(p<0.01),这表明XB对肥大细胞脱颗粒具有显著的抑制作用(图3B)。IHC结果亦提供了有力的证据,进一步证实了XB对肥大细胞脱颗粒的抑制作用(图3C)。
图3 XB处理抑制了肥大细胞的脱颗粒
XB治疗下调PAR2/PKC/TRPV1
如图4A-C所示,相较于对照组,肺组织内TRPV1、PAR2以及p-PKC的蛋白表达量,以及p-PKC与PKC之间的比值均呈现上升趋势。然而,经过高剂量XB处理后,TRPV1、PAR2以及p-PKC的蛋白表达量均有所降低,同时p-PKC与PKC的比值也呈现出下调的趋势。而高剂量XB治疗能够有效降低肺组织中TRPV1和PAR2的mRNA水平(图4D)。此外,免疫组化结果亦证实了这一变化趋势。同时,研究还对神经节中TRPV1和PAR2的蛋白水平进行了测定。鉴于丘神经节与颈神经节在组织学解剖结构方面几乎不存在显著差异,且二者体积相对较小,因此研究采用了将每只豚鼠的两个神经节混合后进行蛋白质提取的方法。在加入XB后,神经节中的TRPV1和PAR2蛋白同样受到了抑制(图5)。
图4 XB治疗抑制了PAR2/PKC/TRPV1
图5 免疫组化染色检测TRPV1(A-B)和PAR2(C-D)的表达
XB治疗减轻了神经源性炎症
经CS和LPS刺激后,SP、CGRP以及NKA的水平呈现出显著的上调趋势(图6A)。当给予高剂量的XB处理后,这种上升趋势在PIC豚鼠中得到了有效抑制。同时,CMC也表现出对上述神经肽表达的抑制作用。
为进一步验证上述实验结果,研究采用了RT-qPCR技术对SP、CGRP、NKA以及NGF的mRNA表达水平进行了检测。XB干预治疗后,豚鼠肺组织中的SP、CGRP、NKA及NGF的mRNA表达均受到了显著的抑制(图6B)。
结果表明,XB能够有效抑制豚鼠的神经源性炎症反应,为深入研究相关疾病的发病机制和治疗策略提供了重要的实验依据。
图6 XB对神经源性炎症的影响
XB处理后呼吸细菌菌群的变化
经过对BALF中的细菌菌群进行深入的16S rRNA测序分析(图7),研究成功识别了各组之间存在显著性差异的物种。通过对各组豚鼠呼吸道细菌菌群的Rank-Abundance曲线分析,结果显示各组的菌群均展现出丰富的多样性,但均匀性相对有限。同时,稀释性曲线分析进一步确认了当前样品数量足以满足测序的精确度要求。
此外,PCoA分析结果显示,对照组、模型组和XB-H组的所有样本在分布上存在相交现象。尤其是,XB-H组在PC1和PC2方向上均呈现出向对照组靠近的趋势,提示XB-H组在细菌菌群结构上可能更接近于对照组。
为了进一步验证组间差异的显著性,研究采用了MRPP、Anosim和Adonis等多种分析方法。同时,研究者还重点关注了差异最明显的5个菌属,并发现XB的干预有效恢复了部分模型组中菌属丰度的下降趋势。这一发现表明,XB对于帮助恢复呼吸道细菌菌群丰度的下降具有积极作用。
图7 XB对呼吸道细菌菌群的影响
结论
该研究详细阐述了XB对于抑制肥大细胞脱颗粒、降低传入神经致敏状态以及减轻咳嗽过敏状态和呼吸道神经源性炎症的积极效应。结合糖诱导豚鼠实验,研究表明XB通过下调胰蛋白酶/PAR2/TRPV1通路,并恢复呼吸道细菌微生物群的稳态,从而证实了XB在治疗相关症状方面的合理性。
参考文献:
Li Y, Zhao R, Zhang M, Shen K, Hou X, Liu B, Li C, Sun B, Xiang M, Lin J. Xingbei antitussive granules ameliorate cough hypersensitivity in post-infectious cough guinea pigs by regulating tryptase/PAR2/TRPV1 pathway. J Ethnopharmacol. 2024 Jan 30;319(Pt 3):117243. doi: 10.1016/j.jep.2023.117243
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