慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease,COPD)是一种以持续性气流受限为特征的可预防和治疗的疾病,气流受限呈进行性发展,其发病机制与氧化应激、炎症反应、自身免疫及蛋白酶-抗蛋白酶失衡有关。理肺汤是本研究团队在诊疗COPD、哮喘等慢性炎症性呼系统疾病的过程中总结出来的经验效方,经过长期的临床及实验研究发现理肺汤能够治疗气道炎症性疾病,它对中医辨证为肺脾肾三脏虚损的COPD和哮喘患者具有较好的疗效。课题组前期临床和实验研究证实理肺汤在治疗COPD和哮喘疾病方面,具有抗氧化应激、抑制炎症反应和调节免疫的作用。本研究通过总结慢性阻塞性肺疾病炎症反应及蛋白酶-抗蛋白酶失衡的研究进展,系统综述中药干预对慢性阻塞性肺病稳定期患者炎性因子和蛋白酶系统的影响,在前期实验研究结果及确切临床疗效认识的基础上,拟继续沿着气道氧化应激-炎症反应-蛋白酶／抗蛋白酶失衡-肺组织损伤这一系列COPD病理演变机制纵深研究,重点关注炎症反应及蛋白酶／抗蛋白酶失衡环节,开展理肺汤干预氧化应激性COPD大鼠对血清及肺组织匀浆炎性因子和中性粒细胞弹性蛋白酶、a1抗胰蛋白酶影响的实验研究。一、目的1.通过文献研究客观了解中医药对COPD稳定期患者炎性因子和蛋白酶系统的影响；2.分析理肺汤干预氧化应激性COPD大鼠对炎性因子及蛋白酶-抗蛋白酶失衡的影响；3.探索中药理肺汤调控炎性因子及蛋白酶-抗蛋白酶失衡的机制。二、方法1.通过香烟烟雾暴露联合脂多糖滴注加臭氧暴露的方法建立SD大鼠氧化应激COPD模型,实验大鼠随机分为7组(正常组、模型组、地塞米松组、DMP777组、理肺汤低剂量组、理肺汤中剂量组、理肺汤高剂量组),每组10只,造模时间共计120天,用药干预4周。2.观察各组大鼠一般情况；采用anires2005小动物肺功能仪观测大鼠肺功能；通过光学显微镜观察各组大鼠HE染色肺组织切片、炎症细胞浸润等病理学特征；采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测血清及肺组织匀浆中GM-CSF、IL-6、IL-8、PAF、TGF-β1、ET、NE、α1-AT水平。采用免疫组织化学染色法制成肺组织病理切片,通过IPP6软件检测各组大鼠肺组织切片中弹性蛋白含量。3.采用多元logistic方法分析血清及肺组织中GM-CSF、IL-6、IL-8、PAF、 TGF-β、ET与NE、α1-AT、NE/α1-AT之间的关系。三、结果1.本实验中,烟雾刺激+气管内滴注LPS+臭氧暴露可诱导大鼠发生COPD相关病理改变,减轻大鼠体重,降低大鼠肺功能,导致大鼠肺组织炎症细胞浸润及肺气肿发生,并能显著升高大鼠血清及肺泡灌洗液IL-6、IL-8、ET、PAF、GM-CSF、 TGF-β1和NE水平。2.病理解剖学方面,HE染色显示理肺汤各剂量组能够改善肺组织炎性细胞浸润、肺气肿和粘液高分泌等病理现象；理肺汤高、中剂量在改善肺组织炎症、管腔狭窄、支气管和血管平滑肌增生、上皮脱落、杯状细胞及腺体增生,肺泡腔扩大等方面优于中药低剂量组；免疫组化分析显示,COPD大鼠存在体内蛋白酶／抗蛋白酶系统失衡,肺内蛋白分解活跃,肺泡壁破坏,肺泡融合及肺气肿样改变,这与肺组织HE染色所见相吻合。地塞米松组和中药高剂量组大鼠肺内弹性蛋白的表达较高。3.肺功能方面,理肺汤能够改善氧化应激性COPD大鼠的肺功能指标(FVC、FEF25%、MMF、PEF、FMFT),改善大鼠通气功能,理肺汤中剂量组在改善以上指标方面优于理肺汤高剂量、理肺汤低剂量、地塞米松和DMP777组。4.炎症反应方面,理肺汤能够调节COPD大鼠血清和肺组织匀浆中炎性因子(IL-6、IL-8、ET、PAF、GM-CSF、TGF-β1)的水平,理肺汤高剂量在改善血清IL-6、IL-8、TGF-β1、GM-CSF水平上优于其他治疗组,理肺汤中剂量在改善肺组织匀浆ET、GM-CSF水平上优于其他治疗组。5.对蛋白酶-抗蛋白酶系统的影响方面,理肺汤能够降低氧化应激COPD大鼠血清及肺组织匀浆中NE和NE/α1-AT水平,同时升高a 1-AT水平；理肺汤高剂量在降低肺组织匀浆NE水平上优于对照药物地塞米松和DMP777,在升高肺组织匀浆α1-AT水平上与地塞米松相近；理肺汤中剂量在降低血清及肺组织匀浆中NE/α1-AT水平上优于对照药物地塞米松和DMP777。6.炎症反应与蛋白酶-抗蛋白酶失衡的关系方面,大鼠血清NE水平与血清IL-8、TGF-β1呈正相关,大鼠肺组织匀浆NE水平与肺组织匀浆ET、GM-CSF、 TGF-β1呈正相关,大鼠血清α1-AT水平与血清ET、GM-CSF、IL-6、PAF呈正相关,大鼠肺组织匀浆α1-AT水平与肺组织匀浆ET、GM-CSF、IL-8、TGF-β1呈正相关,大鼠血清NE/α1-AT比值与血清ET、TGF-β1呈正相关,大鼠肺组织匀浆NE/α1-AT比值与肺组织匀浆ET、GM-CSF、IL-8、PAF、TGF-β1呈正相关。四、结论1.通过模型评价,本实验中运用香烟烟雾暴露联合脂多糖滴注加臭氧暴露的方法建立SD大鼠氧化应激COPD模型是成功的。炎症反应、蛋白酶-抗蛋白酶失衡是本实验关注的重点。2.理肺汤能够改善氧化应激性COPD大鼠的肺功能指标(FVC、FEF25%、MMF、 PEF,FMFT),改善大鼠通气功能障碍。3.理肺汤各剂量组均能改善COPD大鼠肺组织炎性细胞浸润、肺气肿、粘液高分泌现象；在改善以上症状方面理肺汤中、高剂量优于中药低剂量组。地塞米松和理肺汤高剂量大鼠肺内弹性蛋白的表达较高,从而证实理肺汤可以改善大鼠肺内蛋白酶／抗蛋白酶失衡,抑制肺组织结构蛋白溶解,延缓COPD肺组织损伤。4.理肺汤能够通过调节COPD大鼠血清和肺组织匀浆中IL-6、IL-8、ET、PAF、 GM-CSF、TGF-β1的水平,来改善大鼠肺部及全身性炎症反应,其中理肺汤高剂量在调节血清IL-6、IL-8、TGF-β1、GM-CSF水平方面优于其它各组,理肺汤中剂量在改善肺组织匀浆ET、GM-CSF水平上优于其它各组。5.理肺汤能够调节氧化应激COPD大鼠血清及肺组织匀浆中NE、α1-AT和NE/ α1-AT水平。6.大鼠血清及肺组织匀浆NE、α1-AT水平与IL-8、TGF-β1、ET、GM-CSF、 IL-6、PAF存在正相关性,炎症反应与蛋白酶-抗蛋白酶失衡密切相关,炎性因子可引起蛋白酶-抗蛋白酶失衡。7.理肺汤既能直接调节血清和肺组织匀浆NE、α1-AT、NE/α1-AT水平,也能通过调节肺组织匀浆和血液中IL-6、IL-8、ET、PAF、GM-CSF、TGF-的水平,改善氧化应激COPD大鼠肺部炎症及全身性炎症,进而间接调节血清和肺组织匀浆NE、α1-AT、NE/α1-AT水平,减少COPD大鼠肺组织弹性蛋白降解,延缓肺组织损伤。达到治疗COPD的效果。