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我校郑月娟、张卫东团队发文揭示黄芩苷在MRSA感染中调控细胞因子风暴的作用和机制

发布时间 2020-09-07 访问量 10

近日,我校基础医学院郑月娟教授和交叉科学研究院张卫东教授团队联合攻关,研究论文Baicalin protects mice from infection with methicillin-resistant Staphylococcus aureus via alleviating inflammatory response被免疫学期刊、美国白细胞生物学会会刊Journal of Leukocyte Biology(《白细胞生物学杂志》)接收。

在重症监护病房(ICU)中,脓毒症仍然是导致病人死亡的主要原因,它以病原菌感染引发的多器官功能障碍为诊断标准。由感染引发机体过度的免疫反应,导致系统性炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)为该疾病的主要特征。早期使用抗生素和支持疗法显著提高脓毒症患者的存活率,但是日益严重的细菌耐药性问题加上抗生素研发的严重滞后,使得耐药菌感染引发脓毒症的临床治疗面临极大的挑战。据流调显示,金黄色葡萄球菌是导致临床重症感染的主要致病菌,特别是耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)感染的发病率和继发的死亡率均较高。感染引发的机体免疫反应不仅仅能有助于清除病原体,过强的免疫反应往往是重症感染患者死亡的主要原因。近来,宿主靶向治疗(host-directed therapy, HDT)作为辅助治疗方法,在抗感染领域备受关注。它具有两方面的含义:一是增强宿主对病原体可能的积极防御、吞噬等来抗感染;二是通过控制机体过度的炎症反应,从而减轻过度免疫反应对组织脏器的损伤。靶向宿主免疫反应的治疗策略巧妙而有效地避开了细菌耐药性的问题,有助于成为耐药菌治疗的辅助手段。

沈自尹院士曾指出,中药的长处主要在于调控机体的免疫反应。黄芩(Scutellaria baicalensis Georigi)属于唇形科植物,其药用历史悠久,使用广泛,在《神农本草经》《景岳全书》《本草备要》等古籍中都有详细的记载。黄芩以其根部入药,其性寒、味苦,主要归肺、胆、脾、大肠、小肠经,有泻火解毒、清热燥湿、止血安胎的功效。2020年新冠肺炎疫情发生以来,在临床上发挥重要抗疫疗效的中药复方“清肺排毒汤”中就包含黄芩。我校交叉科学研究院的葛广波研究员团队研究发现在“清肺排毒汤”灌胃的小鼠中,已知化合物含量最高的入血、入肺成分就是来自黄芩的黄芩苷(baicalin, BAI)。

我校郑月娟和张卫东研究团队首次揭示了黄芩苷(BAI)在MRSA感染中的治疗作用。在用MRSA或者细菌模拟物分别刺激巨噬细胞和树突状细胞时,黄芩苷能显著降低促炎性细胞因子白细胞介素6(IL-6)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)的分泌。其主要是通过抑制NF-κB等途径来发挥抗炎作用的。在MRSA感染的急性腹膜炎小鼠体内,黄芩苷能降低血清中TNF-α的水平,并且能够增加抑炎性细胞因子IL-10的分泌。黄芩苷与万古霉素在治疗MRSA感染方面具有协同保护作用,其主要机制可能是调控机体过度的炎症反应、减少组织脏器细菌荷载量,从而减轻组织损伤,提高存活率。因此,黄芩苷有望作为辅助治疗的HDT候选药物治疗MRSA等耐药菌感染。

本研究揭示了黄芩的有效成分黄芩苷在耐甲氧西林金黄色葡萄球菌引发的重症感染中具有调控免疫反应、抑制“细胞因子风暴”的作用,从而保护小鼠。这不仅为中药黄芩在感染性疾病中的作用阐明了作用机制,也为其他以过度炎症的“细胞因子风暴”为特征的感染性疾病的治疗提供了思路和候选药物。

基础医学院郑月娟团队的硕士生石婷和李甜甜为并列第一作者,上海中医药大学为第一通讯单位。该研究工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金委、上海市东方学者特聘教授、医学免疫学国家重点实验室开放课题、上海市中医药防治新冠肺炎科研攻关项目、上海中医药大学杏林学者跟踪计划等资助。(科技处、基础医学院、交叉科学研究院)


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