基于动物实验动物模型和网络药理学的肺力咳合剂止咳、祛痰、平喘的作用研究
发布时间：
2022-04-15
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摘要
通过动物实验观察肺力咳合剂止咳、祛痰和平喘的药理作用 ，并结合网络药理学探讨其作用机制。采用豚鼠枸橼酸引咳实验观察止咳作用;小鼠气管酚红排泌实验、脂多糖致大鼠黏液高分泌实验观察祛痰作用;豚鼠磷酸组胺引喘实验观察平喘作用。
采用 TCMSP、TCMID、TCMIP、BATMAN-TCM 数据库及文献查找肺力咳合剂各中药化学成分，并通过 ADMETlab 2.0进行潜在活性成分的筛选。利用STITCH、Swiss Target Prediction 和 TCMSP进行成分靶点预测。通过 SymMap 数据库查询咳、痰、喘相关症状群靶点。
将药物靶点与症状群靶点取交集后 ，分别利用OECloud 工具进行 GO生物过程分析和 KEGG 通路富集分析。结果显示，肺力咳合剂 0.43~1.74 g·kg-1可显著降低豚鼠3 min 内咳嗽次数（P<0.05，P<0.01），6~12 g·kg1可增加小鼠气管酚红排泌量（P<0.01），2~8 g·kg-1可抑制杯状细胞的数量（P<0.05，P<0.01）;7~11.2 g'kg-1 可明显延长引喘潜伏期（P<0.05）。
通过网络药理学分析 ，肺力咳合剂共获得115 个潜在活性化学成分、910 个靶点。肺力咳合剂止咳、祛痰、平喘交集靶点分别为 27、12、7 个GO生物过程和 KEGG 通路结果发现三者存在共性和特性 ，其中细胞因子-细胞因子受体相互作用、感染性疾病相关信号通路是三者共同KEGG 通路。
通过实验验证和网络药理学分析均证明肺力咳合剂具有较好的止咳、祛痰和平喘作用。
关键词肺力咳合剂;止咳;祛痰;平喘;网络药理学,动物模型
咳嗽、咳痰、气喘是呼吸系统疾病常见目易反复发作的症状，其高发生率增加了医疗负担，极大降低了患者的生活质量，长期咳嗽还会严重影响病患的社会心理健康。临床上，咳嗽、咳痰、气喘症状常伴随出现，现代医学对其治疗是针对不同的症状分别予以不同的药物治疗， 导致服药种类增多. 增加了患者服药难度，同时治疗费用也明显增加。
肺力咳合剂是一种临床常用的中成药，由黄苓、前胡、百部、红花龙胆、梧桐根、白花蛇舌草、红管药组成，具有清热解毒，镇咳祛痰的功效，用于痰热犯肺所引起的咳嗽痰黄，支气管哮喘，气管炎见上述证候者。已被纳入国家基本医疗保险。肺力咳合剂由多味中药配伍，能够协同发挥抗炎、抑菌、抗病毒、调节免疫等作用，使其同时具有止咳、祛痰、平喘治疗效果。肺力咳合剂前期多项临床研究发现，肺力咳合剂能够改善支气管炎、支气管扩张、哮喘、慢性阻塞性肺疾病等呼吸系统常见疾病的咳嗽、咳痰、气喘等症状。但其尚未在动物模型上开展针对咳嗽、咳痰、气喘症状的药效试验。因此，本研究分别开展枸橼酸引咳，气管酚红排泌，脂多糖致大鼠粘液高分泌，磷酸组胺引喘动物实验，以验证其止咳、化痰、平喘药效。并结合网络药理学的方法探讨肺力咳合剂 止上咳、祛痰、平喘的作用机制。研究流程见图1。
讨论
中医辨证施治的观点认为小儿急性支气管炎、肺炎和哮喘等呼吸道疾病多因为小儿内热湿重、脏腑柔弱，卫外不固，外邪入侵所致。肺气失宣则会出现咳嗽;肺气上逆则出现呼吸气促，气喘，津液失调，水饮内停蓄积干肺，日久生热，则出现咳痰、痰黄、痰黏稠。肺力咳合剂中黄茶清泻肺执.可
改善肺热壅遏所致咳嗽痰稠、气喘症状;前胡降气化痰，疏散风热， 可改善痰热雍肺、肺失宣降之咳喘胸满;百部止咳润肺;梧桐根平喘益肺、化痰止咳;红花龙胆、白花蛇舌草清热解毒利湿;红管药镇静祛痰、解毒清热。诸药合用可起清热疏风、化痰燥湿、止咳平喘之功效，正好针对上述急性支气管炎、肺炎和哮喘等呼吸道疾病出现咳嗽、咳痰、气喘症状的病机。前期研究发现，肺力咳合剂能通过对抗乙酰胆碱、组胺而松弛气管平滑肌，改善支气管痉挛，增强呼吸功能;抑制变态反应、抗菌、抗病毒、抗过敏等作用;减少炎性渗出，溶解痰液，抑制咳嗽反射而镇咳，并通过增强支气管纤毛运动使痰液排出11。现代药理学研究也表明，黄芩具有抑制变形链球菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和沙门菌，抑制登革热病毒复制，调节 Th1/Th2 失衡和组胺释放等作用;前胡能够降低 Th2 细胞活化，减少气道上皮黏液的产生， 炎症细胞和嗜酸性粒细胞增多∶百部可以减弱交替激活的巨噬细胞，抑制小鼠哮喘模型中肺嗜酸性粒细胞浸润、杯状细胞增生、黏液分泌、IgE 和 Th2 细胞因子的产生。以上证据均提示肺力咳合剂对呼吸系统常见症状咳嗽、咳痰、气喘有较好的治疗效果。本研究通过枸橼酸引咳、气管酚红排沙、脂多糖致大鼠黏液高分沙和磷酸组胺引| 喘实验发现，肺力咳合剂抑制枸橼酸引起的咳嗽，减少咳嗽次数;增加气管酚红的排泄量， 促进呼吸道黏液的分泌;抑制 LPS 致主支气管上杯状细胞的数量增加，从而抑制黏液产生; 延长组胺引喘豚鼠的引喘潜伏期， 降低支气管的反应性，也证实了其止咳、祛痰和平喘的药理作用。
针对肺力咳合剂止咳、祛痰、平喘作用靶点，采用网络药理学方法进一步探讨其发挥治疗作用的关键靶点和信号通路。对肺力咳合剂止咳、祛痰、平喘作用靶点的 KEGG 通路富集分析发现，三者均聚焦于多个靶点、多条通路，并存在一些共性。其中细胞因子-细胞因子受体相互作用通路是肺力咳合剂止上咳、祛痰、平喘作用靶占共同的信号通路。细胞因子是可溶性细胞外蛋白， 是细胞间调节剂和细胞动员剂， 参与先天性和适应性炎症防御机制、细胞生长、分化、细胞死亡、血管生成，旨在恢复体内平衡。细胞因由体内各种细胞释放，通常是对激活刺激做出反应， 与氧细胞表面的特定受体结合来诱导反应。细胞因子可以按结构分为不同的家族，其受体也相应分组。本研究获得肺力咳合剂止咳、祛痰、平喘的作用靶点广泛分布于趋化因子 CC 亚簇，趋化因子配体（CXCL）家族，二级螺旋细胞因子和肿瘤坏死因子（TNF）家族，提示肺力咳合剂对于多种细胞因子均具有调节作用。有研究发现黄芪、前胡、百部、白花蛇舌草提取物均具有良好抗炎的效果，均能够降低多个炎症细胞因子白介素（IL）-6、IL-1 和 TNF-α水平，其中黄芪提取物还能降低细胞因子-细胞因子受体相互作用通路中趋化因子配体2（CCL2）、CXCL1、IL-8水平。
肺力咳合剂止上咳、祛痰、平喘作用靶点之间也存在一些特性。肺力咳合剂止咳靶点还参与 TNF 信号通路、IL-17 信号通路。肺力咳合剂前期临床研究发现，其作为支气管炎、肺炎、哮喘的辅助治疗，可以显著改善患儿临床症状，同时降低炎症因子 TNF-a 的水平。IL-17 在多种肺部疾病过程中发挥作用。枯草芽孢杆菌感染小鼠，Vy6Vδ1 细胞会在肺部积聚，通过产生 IL-17促进细菌清除。在博莱霉素诱导的肺损伤模型中，γδT 细胞会产生 IL-17，通过协同促进炎症反应发挥保护作用。肺力咳合剂止上咳靶点还参与 cAMP 信号通路。当肺内 cAMP 水平升高时，激活蛋白激酶A（PKA），PKA 介导一系列复杂的过程，导致促进肌球蛋白轻链磷酸化的能力受损，从而导致气道平滑肌松弛。因此提高 cAMP 水平有利于缓解哮喘症状。
本研究的结果说明肺力咳合剂能够通过多靶点多通路发挥止咳、祛痰、平喘的治疗效果，为临床应用肺力咳合剂治疗呼吸道的咳、痰、喘常见症状提供了实验数据支持，但更深入的分子机制仍然需要进一先的实验去验证。
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