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编号:10249355
抗细胞因子疗法治疗实验性急性胰腺炎研究进展
http://www.100md.com 《中国中西医结合急救杂志》 2000年第1期
     作者:杨立新 刘静 蒋俊明 张肇达

    单位:杨立新 蒋俊明 张肇达(华西医科大学附属第一医院,四川 成都 610044);刘静(山东胜利油田胜利医院,山东 东营 257000)

    关键词:

    中国中西医结合急救杂志000130分类号:R576 文献标识码:A

    文章编号:1008-9691(2000)01-0060-03▲

    在急性胰腺炎(AP)发病机制的各种学说中,“细胞因子学说”占有重要地位,90年代以来,随着细胞因子在AP中作用的逐渐阐明,各种抗细胞因子疗法纷纷涌现,显示了良好的疗效和发展前景。

    与AP相关的致炎性细胞因子主要有肿瘤坏死因子(TNF)、白介素1(IL-1)、白介素6(IL6)、白介素8(IL8)等。尽管IL6和IL8能可靠地反映出全身应激反应地程度,但它们并非AP并发多器官衰竭的推动者。TNF和IL-1不仅诱导IL6和IL8的产生,而且启动和扩大严重脓毒症时几乎所有的有害结果 ,作为重要的始发因子在细胞和亚细胞水平上激发一系列级联反应[1]。 所以目前抗细胞因子疗法主要 针对TNF和IL-1。
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    细胞因子必须经过转录、翻译才能够在体内表达,经过与其特异的细胞受体结合,通过信息传递导致靶细胞内新的信使核糖核酸(mRNA)和蛋白质的合成后才能发挥生物学作用。以TNF为例,如果能抑制机体中TNF mRNA 的过度转录,阻止TNF与靶细胞的结合,阻断信息传递途径,即可避免TNF所带来的不利影响。现就实验性AP研究中应用的抗细胞因子疗法综述如下。

    1 拮抗剂

    1.1 抗体:抗体通过与细胞因子的特异性结合来阻断其生物学功能的发挥,同时抗原抗体复合物的形成促进了机体对细胞因子的免疫清除过程。目前多家单位正在研究该类拮抗剂。TNF单抗用于脓毒症、脓毒性休克已在多中心进行了3 期临床实验,但尚未应用 于AP。

    Hughes等[2,3]于诱发大鼠AP前15分钟注射200 μl兔抗大鼠TNF多抗,治疗组血生化检测、病理检测、肺瘀血和腹水等较对照组有明显改善,对照组TNF释放高峰在诱发AP后1小时,6小时后逐渐恢复正常。而治疗组不出现释放高峰,维持在基础水平,且2组血TNF水平在1、3小时有显著性差异。治疗组72小时生存率为 77%,而对照组为43%,诱发AP后10分钟注射等量TNF多抗,生存率可上升至80%。
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    1.2 可溶性细胞因子受体:细胞因子生物学效应的发挥,有赖于其与靶细胞上的特异性受体相结合,以使信号向细胞内传递。TNF的2种受体分子 量分别为55 000(p55)、75 000(p75),均由信号肽、胞外结构区、跨膜区、胞浆区组成,存在于多种细胞表面,不同细胞表面的TNFR数目和亲和力有很大差异。人大部分细胞的p55、p75在诱导后均能表达。

    除细胞表面膜TNFR(mTNFR),尚有可溶性肿瘤坏死因子受体(sTNFR),二者存在免疫交叉反应,现认为成熟的sTNFR是mTNFR的胞外功能区。sTNFR相伴TNF的生成而产生,是体内TNF活性调节的重要机制之一。AP时sTNFR虽升高,但不足以抑制TNF的活性,sTNFR的拮抗作用呈剂量依赖性,具有双重作用。当sTNFR/TNF比值升高时,sTNFR可与TNF结合而使其灭活,当sTNFR/TNF比值降低时,sTNFR作为载体可增加TNF的稳定性,sTNFR/TNF复合物又可作为TNF的储藏库,使其维持一定的TNF水平,延长其效应。
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    Norman等[4]应用可溶性TNF受体预防及治疗使用以封闭TNF,可明显减低胰腺水肿和血清淀粉酶、脂肪酶、IL-1、IL6水平,并降低死亡率,提高生存率。且与应用时机有关,治疗时(症状明显、细胞因子升高但未达到最高时)使用效果最佳。

    可溶性 IL-1受体(sIL-1R)已用于脓毒症的一期临床试验,但尚未见到用于AP的报道。

    1.3 细胞因子受体抗体:IL-1RA是内生的IL-1拮抗剂,正常人体内含量不超过200 ng/L,在感染和炎症等病理条件下,随着IL-1的升高而明显升高,与IL-1R特异性结合而抑制其活性。重组IL-1RA用于AP的治疗目前仅限于动物实验。

    Norman等[5,6]在小鼠急性坏死性胰腺炎模型造模前后使用不同剂量(10 mg/kg,100 mg/kg)的IL-1RA能够明显抑制IL-1、IL6、TNF的升高,并降低胰腺炎的严重程度。低剂量(1.0 mg/kg)的IL-1RA在造模前使用有轻度效果,造模后使用则无效。作者认为在诱导AP前或后阻断IL-1R能够通过抑制细胞因子“瀑布”式释放,减轻AP严重程度。Fink等[7]通过体内和体外实验证实,无论是大鼠轻型还是重型AP模型,IL-1受体拮抗剂均能明显降低酶的释放和组织坏死,且剂量越大,效果越明显。但体外实验证实并非IL-1对腺泡的直接作用,推测可能为腺泡与产生细胞因子的粒细胞相互作用所致。
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    2 小分子抑制剂

    上述几种拮抗剂发挥作用,只能在TNF、IL-1产生后,通过对抗或封闭其活性而达到治疗作用。小分子抑制剂和巨噬细胞抑制剂在炎症细胞因子形成以前通过抑制其产生发挥作用,无疑更具先进性。1995年后逐渐成为研究热点。

    2.1 IL-1转化酶抑制剂和TNF转化酶抑制剂:可以分别阻断IL-1和TNF的释放。

    Norman等[8]根据IL-1的分泌依赖于细胞内IL-1转化酶对IL-1前体的加工。通过IL-1转化酶抑制剂(VE13045)应用于大鼠出血性坏死性胰腺炎模型,结果发现IL-1 mRNA虽然升高了120倍,但是细胞因子的加工和分泌却受到影响,血清IL-1、TNF的水平降低(P<0.001),生存率从 32%升高到78%(P<0.01),并且病变程度明显降低。并且在IL-1转化酶基因消除小鼠中也得到类似结果。
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    2.2 使cAMP升高的试剂:如喘息定、前列腺素等可以有效地抑制TNF的转录水平。

    2.3 糖皮质激素:可以抑制有害细胞因子如TNF、IL6等的转录,还可降低其mRNA的稳定性。Lazar等[9]通过动物实验证实:地塞米松和氢化可的松可明显降低血清淀粉酶活性。在地塞米松治疗组,血清IL6水平在造模后4、8小时均明显降低,而在氢化可的松治疗组,各时段均明显降低。所有这些作用均可被糖皮质激素拮抗剂RU38486抵消。从而说明糖皮质激素通过抑制细胞因子的产生治疗AP。

    2.4 其它:Denham等[10]体外实验发现小分子抑制物CNI1493通过抑制TNF mRNA的翻译从而阻止巨噬细胞产生TNF和IL-1,在小鼠AP模型中使用小分子抑制物CNI1493(10 mg/kg,ip)后,虽然TNF和IL-1基因表达上调,但是胰腺和肺脏TNF mRNA、IL-1mRNA翻译明显降低(P<0.01),脂肪酶、淀粉酶、胰腺坏死程度与对照组相比亦降低(P<0.05)。作者认为:在细胞因子“瀑布”式释放前,对TNF的产生进行转录后抑制能明显降低胰腺和肺脏的损害程度。
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    3 巨噬细胞抑制疗法

    TNF主要由活化的单核巨噬细胞产生,而通过对单核或巨噬细胞的抑制能明显降低AP时炎症细胞因子水平和病变程度。以CNI1493为例,主要是通过抑制有丝分裂原激活激酶的磷酸化,而该酶是巨噬细胞产生细胞因子过程中关键的信号转导介质。

    Yang等[11]通过对AP大鼠使用巨噬细胞抑制剂(CNI1493,1.0 mg/kg,ip),18小时后处死动物。结果发现肝脏TNF mRNA、IL-1mRNA的 产生明显降低,血谷丙转氨酶、血谷草转氨酶、乳酸脱氢酶、TNF降低(P<0.05),作者认为使用巨噬细胞抑制剂能够抑制TNF和IL-1的制造,从而可减轻肝细胞损害。Fink[12]通过小鼠抗多形核白细胞(PMN)抗血清和抗巨噬细胞抗血清以清除中性粒细胞和巨噬细胞 ,结果AP小鼠血脂肪酶、淀粉酶、IL6、胰腺病变严重程度水平明显降低,并通过免疫组化和RTPCR证 明胰腺内IL-1的产生较对照组明显降低,提示白细胞及其产物的清除能够减轻胰腺损害的严重程度。Gloor等[13]对小鼠AP模型采用氯化铱(1 mg/100 g)静注以阻止肝脏巨噬细胞(枯否氏细胞)活性,结果降低了血IL-1,IL6,IL-10,TNF水平(P<0.05)及死亡率 (52%比86%;P<0.001),但胰腺炎症未减轻。作者认为:肝脏释放的细胞因子能够引起多器官损害和死亡,重症胰腺炎的死亡与肝脏细胞因子的二次释放有关,阻止肝脏枯否氏细胞活性能够降低死亡率。
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    4 细胞因子疗法

    由于细胞因子的生物学作用及调节机制,具有双向性、多样性、网络性等特点。抑制性细胞因子如白介素10(IL-10)、白介素2(IL2)等具有对抗致炎性细胞因子的作用,是维持细胞因子网络平衡的重要负调节机制。

    4.1 IL-10:能抑制巨噬细胞抗原提呈,抑制巨噬细胞活化及继发的细胞免疫反应,对单核或巨噬细胞细胞因子的合成和功能有广泛的抑制作用。IL-10抑制炎症介质的产生主要是在转录水平,目前认为有核调节因子NFκB是IL-10的主要胞内靶分子。从而抑制数种NFκB相关炎症介质基因的表达。

    Laethem等[14]通过蛙皮素皮下注射制造小鼠急性坏死性胰腺炎模型,使用IL-10单抗抵消IL-10活性,结果发现:内源性IL-10的中和明显加重AP的严重程度,血TNF含量增加,胰腺、肺、肝的TNFmRNA表达增加。对照组IL-10升高并与病程相关,造模后8小时达到峰值,与TNF过程相似,在胰腺、肝、肺均有表达。作者得出结论:IL-10与AP病程相关,内源性IL-10能控制TNF的产生,对局部及全身起保护作用。Rongione等[15]用蛙皮素制造SD大鼠急性胰腺炎模型,分别于造模前1小时或造模后2小时给予15×104U的IL-10腹腔内注射,并且每3小时给予1次。结果淀粉酶、TNFmRNA、TNF蛋白表达、病理评分等均明显降低,血清TNF水平无法测出。推测IL-10是通过抑制巨噬细胞释放TNF减轻AP严重程度。Laethem等[16]在小鼠AP模型前30分钟和制模后4小时两次腹腔注射1 000 U IL-10,发现IL-10能抑制AP时TNFmRNA表达,并能降低血脂肪酶、淀粉酶及胰腺腺泡的坏死程度。作者认为IL-10阻止单核或巨噬细胞释放TNF等细胞因子是其作用机制。
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    4.2 IL-11:IL-11也是抗炎症细胞因子,可缓解内毒素反应中TNF和IL-1的生成。

    4.3 其它:实验研究提示:IL4、IL-13、转移生长因子均可抑制TNF基因的表达。

    5 转基因疗法

    Denham等[17]通过质粒或脂质体载体,进行腹腔注射将人IL-10基因转染鼠胰腺细胞,并运用逆转录PCR、原位PCR方法检测,结果发现近80%的胰腺细胞表达人IL-10的DNA,在随后的14日转录生成mRNA,并且无炎症或腺泡细胞损伤等不良反应。在随后制造的AP模型中,胰腺严重程度明显降低,提示了基因治疗在AP中的作用。

    6 中医药疗法

    中药本草九代、水飞蓟宾、欧芹素乙、大黄以及清热解毒药等均能抑制TNF的产生,有些如水飞蓟宾在体外亦可显著抑制 TNF 的分泌[18],但目前应用于AP模型的研究仍仅限于通里攻下法。倪弘等[19]用大黄早期干预大鼠AP模型,结果发现:与对照组相比,血TNF明显降低。作者认为大黄通过抑制肠道菌群和内毒素的易位,而达到降低此时内毒素血症的程度和减少细胞因子分泌的作用。夏庆等[20]采用通里攻下的代表方剂大承气汤治疗犬坏死型胰腺炎模型,发现外周血TNF明显降低(与对照组相比较,P<0.01)。
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    通里攻下类中药抑制TNF分泌均非直接作用,如能与TNF拮抗剂等联合应用,各展所长,应能取得更好疗效。

    7 小 结

    虽然抗细胞因子疗法治疗AP的研究主要集中于动物实验,但抗细胞因子疗法对AP是具有广阔应用前景的新疗法 。目前仍存在以下问题:①AP时细胞因子网络和免疫状态的复杂变化尚未阐明,比如细胞因子对免疫功能影响的多重性决定了在AP不同阶段的多重效应。②由于细胞因子网络的存在,单一细胞因子的治疗往往不能取得满意的效果,应该综合研究联合应用的效果以取得最佳疗效。③目前疗法多以对抗炎症性细胞因子为主,但由于细胞因子的生物学作用及调节机制,具有双向性、多样性、网络性等特点,各细胞因子自身又在诱生、受体调节、生物学效应三方面相互作用,似应以“调”为主以达到细胞因子网络的平衡,在AP的不同阶段采取不同的策略。探索合理有效的针对细胞因子的疗法,可能为今后临床AP的治疗闯出一条新路。

    基金项目:卫生部临床重点资助项目
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    作者简介:杨立新(1971-),男(汉族),山东青岛人,硕士研究生。

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    收稿日期:1999-12-12

    修稿日期:1999-12-27, 百拇医药