基于文献研究的中药对慢性阻塞性肺疾病模型的药理作用研究

基于文献研究的中药对慢性阻塞性肺疾病模型的药理作用研究

慢性肺疾病（copd）是一种严重的慢性疾病，严重危及公众健康。发病率和死亡率在美国排名第四，40岁以上的中国人得出结论。引起COPD的危险因素主要有个体α1-抗胰蛋白酶缺乏、吸烟、空气污染、感染等,对于COPD稳定期的管理多采用健康教育、支气管扩张剂、黏液溶解剂、抗氧化及免疫调节剂等。中医药防治慢性疾病已成为近年研究热点,COPD属中医“咳嗽”“喘证”和“肺胀”范畴,正虚积损为COPD的主要病机,故扶正补虚为COPD稳定期的主要治则。近些年来国内开展了许多补益方药对COPD药理作用的实验研究,证实补益方药对于改善COPD的病理状态具有较好的作用,但缺乏进一步的数据整理与分析。基于此,本研究对国内外公开发表的补益方药对COPD药理作用的实验文献进行有效处理,并运用数学方法进行数据挖掘,探讨补益方药对COPD的药理作用,为COPD中医药防治提供证据。数据类型化方法及检验效能分析1.文献检索与处理1.1文献检索检索中国学术期刊全文数据库(CNKI)、中文科技期刊数据库(VIP)、万方数据库、中国生物医学文献数据库(CBM),辅以手工检索网络数据库检索不到全文的文献。检索时间为2011年11月7-15日,不限定各数据库检索年限。检索词包括:“慢性阻塞性肺疾病”、“COPD”、“中医”、“中医药”、“动物”、“鼠”。1.2纳入标准1动物实验类文献;2实验组用药为单纯补益类中药或补益类兼祛瘀或化痰中药;对照组未用药物或单纯0.9%氯化钠溶液;3实验组与对照组的指标均值及标准差明确;5实验模型只数10只。1.3排除标准1临床研究类;2缺乏对照组或数据不完整;3重复发表;4会议报告、文摘、研究简报或信札;5单纯祛邪或祛邪兼扶正类治疗方法。1.4信息提取1文献名称、发表年代、造模方法;2COPD模型的证型、方剂及具体的药物、服用途径、服用时间;3实验组模型只数和各指标数值,对照组模型只数和各指标数值;4原文献中的统计结果P值;5原文献研究结论。1.5统计学方法对文献中出现的指标进行分类,数据标准化处理,分组(COPD实验组和对照组),将提取的信息录入Excel电子表格并对数据进行审查,重新核对数据相同或有疑问的数据。2.数理分析方法采用比值法(ratio-comparison,R-C)和积分法(integration-comparison,I-C)。此两种方法的优点在于:一是能够全面综合考虑疾病病理机制及影响因素的复杂性,尽可能的消除不同文献基准的差异以及不同指标的量纲差异,基于指标组间差异的大小,对指标重要性进行鉴别。二是仅需要有样本均值、标准差及实验只数,便可计算。且数据分析结果能够通过简单的正号(负号)来显示出实验组某指标水平高于(低于)对照组。2.1比值法比值法是基于变异系数以及Met分析的原理。为方便不同文献及不同量纲之间的数据进行计算和比较,对不同单位的指标先进行标准化处理,然后以实验模型只数作为权数,对标准化后不同文献中报道的同一个指标“均数”进行加权求和。这种方法的检验效能较高,样本量较小时仍可使用。例如,对于某一指标来说,若以A代表所有实验组,其中文献i报道的实验组数据为ai=(ue0afi±sx),B代表所有“对照组”,相应文献中的“对照组”数据为。由于相对误差能确切地表示近似值的近似程度,本方法采用相对误差(A-B)/B的数值来反映该指标在表现COPD实验组状态上的相对重要性。对于比值法来说,其结果可解释为加权后实验组是对照组的(1+P)倍,假如加权后实验组模型的二氧化碳分压(PaCO2)为49,对照组为35,则P为0.4。2.2积分法积分法是基于非参数检验的原理,构造符号秩统计量U,经过编秩后处理分别求出正号秩和Q+以及负号秩和Q-,最后计算符号秩统计量Q,并以其作为积分法结果来表示数据差异的显著程度。此法结果比较稳健,可以减少极端值对实验结果的干扰。但相对于比值法来说,检验效能低一点,适用于样本量大的情形。3.比值法与积分法结果的界定比值法与积分法都可以全面综合分析多篇文献数据。鉴于考察的指标较多,因部分指标所占的文献较少。据积分法的计算原理,这里仅对同一指标在不同文献中出现5次以上(含5次)的指标用Q法计算。由于比值法的效能较高,且也适合样本量少的情形,所以对所有指标均求出P值,且计算结果比积分法占优。另外,两组实验例数应相差不大,否则,可能会导致计算结果误差增大。比值法计算得到的P值和积分法计算得到Q值均是筛选指标重要性的主要参考依据。若|P|值(或|Q|值)大,表明经补益方药治疗后,COPD实验组与对照组的差异显著,提示补益方药对COPD模型中该指标的关联性强;同时,P值(或Q值)为正值提示治疗后COPD实验组该指标水平高于对照组,而P值(或Q值)为负值则提示治疗后COPD实验组该指标水平低于对照组。依据大量COPD实验模型文献数据的变异程度,结合各指标值的范围,本研究以|P|≥0.4作为补益方药对COPD模型影响显著的筛选分位点,|P|≤0.2作为影响较弱的筛选分位点。当0.2<|P|<0.4时,结合医学专业知识,并根据具体的指标进行酌情选择。对于积分法而言,虽然有|Q|值大变异程度大,但又因随着样本量增大|Q|值也变大,且最高值在0.5左右。因此积分法的Q值,在这里不作为指标筛选参考的主要标准。突出指标相关指标1.检索结果初检得到文献248篇,通过阅读文献和摘要筛选出中医或中医药对COPD动物模型的研究文献共148篇,根据纳入文献和排除文献的标准,最终100篇文献,共141个指标纳入研究和数理分析。2.数理分析结果2.1肺功能见表1。与对照组比,补益方药对COPD模型影响较强的指标依次为:呼吸气幅度比第0.2秒用力呼气容积(FEV0.2)、FEV0.3、用力中期呼气流速(PEF25-75)、最大呼幅、FEV1、用力肺活量(FVC)、肺动态顺应性(CL)、咳嗽次数、气道阻力(R),除咳嗽次数和R外,实验组上述指标均有升高趋势(P>0.4)。对呼吸频率(RF)、呼气阻力(Re)、吸气阻力(Ri)、呼气峰流速(PEF)等指标影响较小(|P|<0.2)。2.2血气、肺血流动力学见表2。与对照组比,补益方药对COPD模型的血氧饱和度(SaO2)、右心室/左心室+空间隔重量比值(RV/LV+S)、平均肺动脉压(MPAP)、纤维蛋白原(FIB)影响较强,实验组SaO2升高(P>0.4),RV/LV+S、MPAP、FIB降低(P<-0.4);对二氧化碳分压(PaCO2)、全血黏度、红细胞压积等指标的影响较小(|P|<0.2)。2.3营养状态见表3。与对照组比,补益方药对COPD模型影响较强的指标有:D-木糖排泄率、血清瘦素、体质量增加质量,且实验组上述指标均有升高趋势(P≥0.40)。而对血清白蛋白影响较小(|P|<0.2)。2.4肺组织形态学、定量学相关指标见表4。与对照组比,补益方药对COPD模型影响较强的指标由高到低依次为:SP-A平均肺泡阳性细胞数、中等气道基底膜单位长度管壁厚度、小气道胶原厚度、肺泡间隔细胞凋亡指数(AI)、肺干湿比重、小气道炎症病理评分、单位面积肺泡数、支气管管径狭窄程度,其中SP-A阳性细胞数、肺干湿比重、单位面积肺泡数有升高趋势(P≥0.40),其他指标有降低趋势(P<-0.4)。对单位肺泡面积、细支气管管径、肺小动脉管径等指标影响较小(|P|<0.2)。2.5细胞计数及炎症相关指标见表5。与对照组比,补益方药对COPD模型影响较强的指标有:支气管肺泡灌洗液(BALF)中中性粒细胞数及百分比、白细胞总数,IL-2、IL-2/IL-4、内皮素(ET-1),血清中IL-10、白三烯B4(LTB4)、一氧化氮(NO),肺组织匀浆中IFN-γ/IL-4、ET-1,血清中IL-10、LTB4、NO、NFκB,肺组织匀浆中IFN-γ/IL-4、ET-1。其中IL-2、IL-2IL-4、IL-10、IFN-γ/IL-4、NO有上升趋势(P>0.40),其他指标均有下降趋势(P≤-0.40)。对IL-5、IL-6、IFN-γ等指标影响较小(|P|<0.2)。2.6氧化抗氧化指标见表6。与对照组比,补益方药对COPD模型影响较强的指标有γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCSmRNA)(肺组织匀浆)、血清中的超氧化物歧化酶(SOD)和GSH-PX。其中SOD、GSH-PX有上升趋势(P>0.40),γ-GCSmRNA有下降趋势(P<-0.40)。对髓过氧化物酶(MPO)等指标影响较小(|P|<0.2)。2.7基质金属酶和细胞外基质指标见表7-表8。与对照组比,补益方药对COPD模型影响较强的指标有肺组织匀浆中的基质金属酶-9(MMP-9)mRNA、MMP-2、胶原光密度,其中胶原光密度有上升趋势(P>0.40),MMP-9mRNA、MMP-2有下降趋势(P<-0.40)。对肺组织匀浆中MMP-1mRNA、血清中MMP-9、TIMP-1等指标影响较小(|P|<0.2)。2.8免疫指标见表9。与对照组比,补益方药对COPD模型影响较强的指标有胸腺指数、CD3+、CD4+/CD8+,且均呈上升趋势(P>0.40),而对吞噬指数等影响较小。增益方对copd肺组织病理变化的影响COPD是一种常见多发病,病死率高,社会经济负担重,受到世界各国重视。中医药治疗COPD的结果显示:中药治疗有一定疗效,可缓解咳嗽、咯痰、喘息、气短、纳差、乏力等症状,提高FVC、FEV1、6min步行距离,改善生活质量。但目前中医药治疗COPD的机制尚未完全明了。由于其存在肺气肿、小气道重构、肺动脉高压和慢性支气管炎4种解剖病变和功能性的损害及急性加重,导致COPD很难被模仿。尽管如此,近年来,国内外开展了一些对COPD动物模型的研究和评价,并建立了病证结合的动物模型。本文在总结补益方药治疗COPD文献的基础上,对相关指标综合并进行数理分析,探讨补益方药治疗COPD的药理作用,为COPD的中医药治疗提供参考。肺气肿和小气道阻塞是导致COPD患者进行性呼吸困难的直接原因,其病理变化为本虚标实,急性加重期以实为主,稳定期以气(阳)虚、气阴两虚为主,常见证候为虚证类(肺脾气虚证、肺肾气虚证、肺肾气阴两虚证),常兼痰瘀。本次纳入的文献中,实验组以补气、补肾纳气、补肺健脾、益气活血化痰为主。本结果提示,补益方药通过提高COPD模型的呼吸气幅度比、用力呼气容积和呼气流速,改善肺动态顺应性进而改善肺气肿状态。此外,肺血流动力学的改变在COPD的发生、发展过程中也起着重要作用,在人类中,大约有6%的COPD患者合并肺动脉高压而最终发展为肺心病。本结果显示补益方药中活血化瘀药物能够明显降低RV/LV+S、MPAP、FIB,缓解肺血管结构重建。COPD尤其中重度患者多伴有营养不良和免疫力低下,并直接影响COPD的预后。据统计COPD营养不良的发生率为24%-41%。中医认为,COPD在肺气虚-脾气虚-肾气虚-阴阳两虚演化过程中,脾气虚是其重要转折点,脾主运化,司肌肉四肢,脾虚纳差,不能为胃行其津液,四肢肌肉无以充养,则消瘦乏力。本结果显示补益方药能够明显增加COPD模型的D-木糖排泄率、血清瘦素和体质量增加质量、胸腺指数、CD3+、CD4+/CD8+水平等。COPD模型肺组织病理形态学的改变是衡量模型成功及药物疗效的直观指标,COPD特征性的病理改变存在于中央气道、外周气道、肺实质和肺的血管系统。在中央气道表现为炎性细胞浸润表层上皮,黏液分泌腺增大和杯状细胞增多使黏液分泌增加。在外周气道表现为气道壁结构重塑,胶原含量增加及瘢痕组织形成,肺实质表现为小叶中央型肺气肿,涉及呼吸性细支气管的扩张和破坏,肺血管的改变以血管壁的增厚为特征。本结果显示补益方药能够改变COPD的肺形态学,主要表现在增加肺干湿比重和单位面积肺泡数、减轻管壁厚度和小气道胶原厚度、减少肺泡间隔细胞凋亡指数、减轻支气管管径狭窄程度等。COPD以气道、肺实质和肺血管的慢性炎症为特征,邱川等认为COPD气道炎症以管腔内中性粒细胞聚集为主,管壁以T淋巴细胞及巨噬细胞浸润为主,IL-8、TNF-α等细胞因子或趋化因子和蛋白酶以及黏附因子等作为主要炎症介质共同调节炎性细胞的聚集、活化。目前对COPD动物模型炎症因子的研究主要集中在BALF、血清和肺组织匀浆中。本结果显示补益方药能够改善COPD模型的慢性炎性反应,在BALF中主要表现为降低白细胞总数、中性粒细胞数和ET-1、升高IL-2、IL-2/IL-4水平,在血清中主要为IL-10、NO水平的升高和LTB