慢性阻塞性肺病(COPD)在全世界疾病死亡原因中排名第三。COPD的临床特点主要表现为不可逆的气流阻塞以及由于有害的环境因素刺激所导致的持续气道炎症反应,其中最多见的诱发因素是吸烟。大多数COPD患者临床上主要表现为慢性支气管炎和肺气肿两种形式。COPD急性加重是指由于突发事件所致肺功能及健康状况的急剧下降,这在COPD患者中经常存在,从而导致肺功能和生活质量的受损以及产生巨大的医疗费用。因此,对于COPD患者来说,预防其急性加重是重要的治疗目标。吸入用糖皮质激素可以减少COPD患者的气道炎症,改善其肺功能和临床症状,在COPD的临床治疗中非常有效。联合吸入糖皮质激素和长效β2受体激动剂可以明显减少COPD的急性加重,所以此方案在COPD急性加重患者的临床治疗中被建议应用。据统计,目前超过80%的COPD患者单独使用吸入糖皮质激素或者激素联合长效β2受体激动剂治疗。但是,近年来研究发现,吸入糖皮质激素可以增加COPD患者肺炎发生的风险,加上激素的长期吸入可能导致的其他一些副作用,这些原因促使医生在临床治疗过程中会考虑酌情停用吸入用激素。然而,相比没有采用吸入激素治疗的患者,吸入用糖皮质激素的撤除却导致了不良反应发生率的增加,疾病急性加重的频率明显升高,这在欧洲慢性阻塞性肺病吸入糖皮质激素的研究中有所报道。这种发现在随后的研究中亦有提及,包括激素撤除所导致的肺功能恶化、临床症状的加重以及生活质量的下降等。在一项随机研究中,研究者甚至发现在维持吸入长效β2受体激动剂的前提下,糖皮质激素的撤除仍可引起肺功能减退,进而导致呼吸困难,引发轻微的急性加重现象。此外,也有研究发现在激素撤除的最后阶段,肺功能会出现明显下降。因此,为了避免此类情况的发生,在糖皮质激素撤除的过程中需格外谨慎,同时,进一步研究糖皮质激素的替代治疗是十分有必要的。半夏(天南星科)是一种单子叶多年生草本植物,它的块茎作为一种重要的中药,主要用于治疗慢性呼吸系统疾病,在中国已有长时间的应用。通常,半夏的药理作用主要包括镇静、止咳化痰、促进排泄和抗炎抗呕吐等。在韩国和日本,它也被用于治疗气道炎症性疾病。基于半夏对慢性呼吸系统疾病的临床疗效,我们推测它可能对糖皮质激素撤除时造成的副作用起潜在的保护作用。目的粘液的高分泌和气道炎症反应是COPD的基本特征,可以作为评估COPD严重程度的主要指标。布地奈德是COPD临床治疗中最常用的吸入用糖皮质激素。在气道内滴注脂多糖联合烟熏法造模的COPD大鼠模型中,我们研究布地奈德撤除时气道主要的炎症因子和粘蛋白的分泌变化以及探索半夏在其撤除过程中起到的潜在保护作用和机制。方法首先,建立大鼠COPD模型:通过气管内注入脂多糖2次并联合予以被动熏香烟4周的方法建立大鼠COPD模型。其次,造模后分组:70只SPF级健康SD大鼠随机分成7组(a,b,c,d,e,f,g),每组10只。a组为正常对照组,雾化吸入生理盐水4周,其余6组为COPD模型组。造模后b组雾化吸入生理盐水4周;c组雾化吸入布地奈德4周;d组雾化吸入布地奈德2周后处死;e组雾化吸入布地奈德2周后改吸入生理盐水2周;f组雾化吸入布地奈德2周后改半夏灌胃2周;g组半夏灌胃4周。所有雾化吸入的时间为每日30分钟,实验结束后检测相关指标。最后,指标检测方法:奥蓝/过碘酸Schiff(alcianblue/periodic acid Schiff.AB/PAS)染色法测定气道杯状细胞数量百分比、免疫组化法测定肺组织MUC5AC蛋白、Western Blot法测定气道信号蛋白p-38、ERK、JNK的表达以及双抗夹心ELISA法测定支气管肺泡灌洗液(BALF)中细胞因子(IL-1β、TNF-α)水平的变化。结果1.半夏治疗可以减少COPD大鼠模型布地奈德撤除所致气道杯状细胞数量增多的现象。我们首先测定正常对照组和COPD模型组气道内的杯状细胞数量,它是反映慢性气道炎症的主要指标。COPD+生理盐水4周组中杯状细胞数量明显高于正常对照组,而COPD+布地奈德4w/2w治疗组与正常对照组无明显差异。但是COPD+布地奈德2w+生理盐水2周组杯状细胞数量出现明显反弹增加,COPD+布地奈德2w+半夏2w组减少这种反弹现象,提示半夏治疗对激素撤除导致气道杯状细胞反弹的现象有抑制作用。2.半夏治疗可以抑制布地奈德撤除所致的粘蛋白分泌增多现象。我们选择MUC5AC做免疫组化测定来评估布地奈德撤除是否也导致其反弹增多。我们发现COPD组中MUC5AC的表达明显增多,而布地奈德治疗可以阻断该现象。与杯状细胞相同,激素撤除后MUC5AC表达反弹性增多,而半夏治疗可以抑制这种现象,这更进一步提示半夏在气道炎症反应中潜在的保护作用。3.半夏治疗可以阻断布地奈德撤除所致气道细胞因子IL-1β和TNF-α的分泌增加。无论是从杯状细胞的数量测定还是MUC5AC表达水平来看,我们发现在COPD模型组和COPD+布地奈德撤除组中均存在着粘液的高分泌情况,我们进一步测定支气管肺泡灌洗液中的两种重要的促炎性细胞因子IL-1β和TNF-α以明确是否存在气道炎症反应。与正常对照组相比,COPD模型组中IL-1β和TNF-α的表达明显升高,布地奈德可以阻断这种现象,而布地奈德的撤除却能导致其反弹增加。重要的是,布地奈德撤除后给予半夏治疗可以阻止IL-1β和TNF-α的反弹,这提示半夏对激素撤除所导致的气道炎症损伤有保护作用。4.布地奈德撤除所致气道炎症由ERK信号通路激活介导。由于COPD模型组和激素撤除组均能诱导气道炎症反应,我们进一步探索其是由哪个信号转导通路介导的,我们研究了三种不同的激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK),即ERK和JNK,p38,发现在COPD模型组中ERK明显激活,而JNK和p38没有这种现象,布地奈德可以阻断ERK的激活,这表明布地奈德撤除引起的气道炎症是通过活化ERK通路介导的。5.半夏治疗可以阻断布地奈德撤除所致的ERK通路激活状态。鉴于布地奈德撤除引起的气道炎症是由活化ERK通路介导的,且半夏治疗可以阻断激素撤除所致气道炎症反应,我们想知道半夏是否是通过阻断ERK通路来完成抑制气道炎症的。结果发现,半夏治疗可以阻断布地奈德撤除诱导的ERK通路活化,这提示半夏治疗是通过抑制ERK通路的激活来阻断布地奈德撤除引起的气道炎症反应。6.MUC 5AC的表达与杯状细胞增生、气道炎症和ERK的活性相关。由于布地奈德的撤除可以诱导反弹现象,如杯状细胞数量增多,MUC5AC分泌增加,促炎性细胞因子水平升高,ERK通路的激活,我们进一步探索这些现象之间的相关性。我们将MUC5AC表达用皮尔森相关分析法与其他个体效应进行分析,结果显示MUC5AC表达与其他个体影响的水平呈正相关,这提示MUC5AC的表达与杯状细胞数量、气道炎症反应和ERK通路的激活相关。结论1.半夏作为一种传统的中草药,在COPD大鼠模型中,可以阻断布地奈德撤除诱导的一系列反弹现象,如杯状细胞数量的反弹增多,MUC5AC免疫表达的增加,促炎性细胞因子IL-1β和TNF-α的释放增多,ERK信号通路的激活。2.ERK通道活化-促炎性细胞因子释放-粘蛋白MUC5AC的表达增加是布地奈德撤除导致的反弹反应的信号机制。3.COPD患者吸入糖皮质激素撤除的过程中,采用半夏治疗干预也许是一种有效的治疗方法。