基于“气络-血络”理论与免疫细胞成分探讨“新加减定喘汤”的网络药理作用及干预儿童哮喘急性发作的临床研究

来源 :成都中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zy124321628
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本研究主要由中医理论研究、网络药理研究、生物信息研究、临床试验研究四部分组成,将“气络-血络”进展理论应用于儿童哮喘的临床证治思路;运用网络药理学对导师治疗儿童哮喘的临床经验方——新加减定喘汤进行分析,推断新加减定喘汤治疗儿童哮喘的药理学及分子生物学机制;通过生物信息研究手段,预测儿童哮喘的免疫炎症浸润特征及预后;结合临床病例观察、数据收集、标本分析,对新加减定喘汤结合西医疗法与单纯西医治疗手段之间的差异的疗效评价。第一部分:中医理论研究——基于“气络-血络”进展理论探析儿童哮喘证治“气络-血络”论是基于“络病证治”理论提炼与延伸而来,脏腑之病与气血津液密切相关,而终归于络与脉。肺为呼吸之橐龠,主气司呼吸,又朝百脉主治节,为气之主,为血之用,与“气络”、“血络(脉络)”相一致,属“经气环流系统”与“心脉血液循环系统”。而中医将其归为与经气环流系统末端网络分支之“气络”为病、血液循环系统末端网络分支之“脉络”如出一辙,为气血病变,亦为神经免疫调节与微血管阻塞性疾病,因此本文从“气络-血络”进展理论的角度,用辛通通络、络虚通补法通过以期指导临床实践。第二部分:网络药理研究——基于网络药理学的新加减定喘汤治疗儿童哮喘发作的作用机制目的:利用网络药理学方法探讨新加减定喘汤治疗儿童哮喘急性发作的作用机制。方法:借助中药系统药理学分析平台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology,TCMSP)筛选新加减定喘汤的化合物有效成分,结合新加减定喘汤的分析成分鉴定结果,通过Drug bank数据库筛选活性成分潜在靶点基因,通过CTD platform、Uniprot platform、TTD platform、Gene cards四个数据库得到儿童哮喘较强相关靶点基因,并通过Venn在线工具得出交集靶点基因,结合String数据库构建交集靶点基因PPI网络图;采用Cytoscape3.8.0中Network analyzer插件构建“药物-成分靶点-疾病靶点”网络,将筛选得到的主要活性成分和关键靶点进行分子对接验证,借助DAVID在线工具进行交集靶点的基因本体论(GO)功能和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,得到新加减定喘汤治疗儿童哮喘的重要调节靶点基因及富集信号通路。结果:1.新加减定喘汤共有40种有效成分;2.新加减定喘汤中的12味植物药作用有效靶点有134个,与哮喘相关性较强的30247个分子相交,得出129个关键靶点(该方找到对应名字的基因有130个),大于平均度值筛选出52个核心基因;3.分子对接结果显示,成分发挥作用最大为麻黄,其次为旋覆花、桑白皮、紫苏子,再次为白芍、黄芩、姜半夏、桂枝、射干、莱菔子、北五味子;4.GO富集及KEGG通路富集结果显示,新加减定喘汤对酪氨酸自主磷酸化、蛋白激酶B信号的正调控、跨膜受体蛋白激酶信号通路、正向调节血管生成、丝氨酸磷酸化、正向调节细胞迁移、负向调控细胞凋亡、正向调节细胞增殖、正向调控RNA聚合酶II启动子转录以及通路富集较明显的为VEGF信号通路、HIF-1信号通路、癌症蛋白多糖通路、Fox O信号通路、粘着斑通路、Rap1信号通路、癌症通路、Ras信号通路、PI3K-AKT信号通路等9条信号通路有较强相关性。结论:为研究新加减定喘汤治疗儿童哮喘的作用机制提供了蛋白组学、基因组学及代谢组学基础,并为新加减定喘汤的多效位、多靶点、多通路、多成分临床复合药效的发挥提供了科学依据。第三部分:生物信息研究——儿童哮喘免疫细胞浸润相关诊断生物标志物的生物信息学分析目的:哮喘是儿童最常见的慢性疾病,目前免疫细胞浸润在儿童哮喘(CA)进展中起着关键作用。因此,本研究的目的是探索潜在的诊断性CA的生物标志物,并分析免疫细胞浸润在CA进展中的作用。方法:从GEO数据库中下载CA的基因表达谱(GSE40732),进行单样本基因集富集分析(ss GSEA),计算每个样本29个免疫相关项目的相对丰度。通过使用估计算法计算CA患者的免疫和基质评分。然后检测免疫细胞、人类白细胞抗原(HLA)基因、免疫检查点分子、T-helper 1(Th1)/干扰素-γ(Th1/IFN-γ)通路和m6-甲基腺苷(m6A)在两种亚型中的差异。从免疫高、免疫低和对照中提取标记基因。进行GO和KEGG通路富集分析。同时,构建并可视化了蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络,并鉴定了中枢基因。最后对标记基因进行转录因子富集分析。2型免疫反应是上呼吸道变应性鼻炎和下呼吸道哮喘的特征,Ig E触发的对空气过敏原的超敏反应,气道上皮细胞的激活,效应细胞(肥大细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞)的化疗吸引,以及上皮细胞和上皮下基质的重塑。结果:根据29种免疫特征的免疫基因组图谱,鉴定出CA亚型,命名为两个CA亚型:免疫力高和免疫力低。免疫高亚型以免疫激活为特征,免疫评分升高,CD4+T细胞浸润最高。免疫高亚型患者HLA基因、免疫检查点分子及IFN-γ基因表达激活。此外,与免疫相关的m6A RNA甲基化在免疫高亚型中增加。功能和信号通路富集分析进一步表明,免疫高亚型与其他亚型之间差异表达的基因主要参与嗅觉转导和参与嗅觉感官知觉的化学刺激。PPI网络分析表明,在免疫高亚型中发现了7个中枢基因,在免疫低亚型中发现了14个中枢基因。IRF1、IRF4和PAX5是CA免疫应答中重要的转录调控因子。结论:基于免疫特征全面描述CA亚型有助于为CA治疗提供潜在的策略。第四部分:临床试验研究——“新加减定喘汤”干预哮喘发作(风痰相搏证)的临床研究目的:观察硫酸特布他林+布地奈德雾化联合新加减定喘汤(Xin Jia Jian Ding Chuan Decoction,XJJDCD)与硫酸特布他林+布地奈德雾化联合顺尔宁(孟鲁斯特纳片)治疗儿童哮喘发作(风痰相搏证)的临床观察及研究。研究表明,儿童哮喘急性发作风痰相搏哮占51.0%,该型哮喘发作为儿童急性哮喘发作的主要证候,因此针对该型哮喘的治疗寻找有效的中医疗法是目前的重要目的。方法:选取河南中医药大学第一附属医院儿科及郑大一附院儿科2019年12月~2021年1月通过随机、对照的试验设计,随机分为中西医结合治疗组(治疗组)和西药对照组(对照组),根据纳排标准,中西医结合组原有病例62例,剔除病例2例,西药对照组原有病例61例,剔除病例1例,最后总共纳入120名哮喘(风痰相搏证)患儿,每组60例,西药对照组给予硫酸特布他林+布地奈德雾化联合顺尔宁(孟鲁斯特纳片),中西医结合治疗组在西药对照组的雾化基础上予以XJJDCD,以观察硫酸特布他林+布地奈德雾化联合XJJDCD干预哮喘急性轻中度发作(风痰相搏证)的临床疗效,为哮喘急性发作期(风痰相搏证)预后提供科学的临床试验依据。有效性评价指标:Fe NO、肺功能检查、血常规及免疫六项,外周血指标:(1)哮喘血清标记物:ICAM-1、IL-33;(2)巨噬细胞极化:M1型(TNF-α);M2型为主(TGF-β和VEGF);(3)缺氧、血管重建与基质沉积:HIF-1α、MPO、NOS2、Ang-1、Tie-2、MMP12、MMP9。结果:临床试验结果及讨论发现,在基线资料一致的基础上,两组中Fe NO、FEV1/FVC、Ig E与CD4/CD8T细胞在治疗前后具有统计学意义(P<0.05),但治疗后两组间无差异(P>0.05),证明中西医结合治疗与西医对照可以产生相同的治疗效果,因此在治疗时可以予以中西医结合方案,同样可以缓解哮喘急性轻中度发作,并且缓解过敏反应,减少发作机会。两组中嗜酸性粒细胞、NOS2、IL-33、TNF-α、TGF-β1、Tie-2、Ang I、ICAM-1、VEGF、MPO、HIF-1α、MMP9、MMP12在治疗前后及两组治疗后比较具有差异性(P<0.05)。临床试验表明,中西医结合治疗可以抑制变态反应、改善哮喘炎症反应、调控免疫调节(M1型、M2型免疫反应)、抗氧化以改善氧化应激、修复气道上皮、抑制上皮细胞转化及减轻基质沉积,以改善气道炎症反应及气道高反应,比西医具有更好的优势。
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