黄连解毒汤治疗阿尔茨海默病的临床观察及实验研究

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目的:
  阿尔兹海默病(Alzeimer disease, AD)以起病隐匿、进行性认知功能损害为特征,属神经系统变性疾病,给患者生存质量及生命健康带来严重危害,目前我国老龄人口逐渐增加,AD的患病人数也逐年上升,药物治疗可改善AD患者临床症状,但不能彻底阻断其病程发展,服药疗程较长。既往临床研究结果显示,黄连解毒汤对AD具有治疗作用,在实验研究方面,黄连解毒汤对AD模型小鼠具有抑制AD特征性病理改变,下调炎性因子表达等作用效应。本研究采用单中心、随机、阳性药物对照、非劣效性设计,以多奈哌齐为对照药物,通过整体认知功能、日常生活活动能力、生活质量、中医证候方面综合评价黄连解毒汤对AD的疗效,通过观察不同时间点疗效以及不同时间段的疗效维持效应,分析黄连解毒汤治疗AD的时效特征。通过分析中医证候要素与整体认知功能、日常生活活动能力、生活质量的相关性,从现代医学角度理解AD患者中医证候的临床意义。为中医诊疗AD及应用黄连解毒汤治疗AD提供研究依据。本研究从学习记忆能力、Aβ及相关炎性因子、组织病理表现、小胶质细胞活化状态、NLRP3炎性小体相关蛋白及基因表达多层面观察黄连解毒汤对AD模型小鼠的作用效应,探讨黄连解毒汤干预AD的可能性机制。
  方法:
  1.临床观察:本研究收集符合纳入标准的50例AD患者,研究过程包含筛选AD患者、基线评价、随机分组、治疗阶段(12周)、随访阶段(12周)。经筛选后的AD患者随机分为试验组和对照组,均进行基线评价,评估可比性。在治疗阶段,对照组用多奈哌齐治疗,试验组用黄连解毒汤治疗。在随访阶段,停用黄连解毒汤和多奈哌齐。在疗效评价的指标方面,主要观察指标为MMSE量表与ADAS-Cog量表的评分以评价整体认知功能,ADL量表评分评价日常生活活动能力,QOL-AD量表评分评价生活质量,次要观察指标为PES-D/11量表评分评价中医证候要素分布及程度。分别比较两组患者主要观察指标在治疗后各时间点(入组第4、8、12、16、20、24周)与治疗前的差异,并分析同一时间点两组患者主要观察指标的组间差异。分析两组患者于入组第12周至第16周、入组第16周至第20周、入组第20周至第24周的主要观察指标差异率,进而比较两组疗效维持效应的差异。通过分析PES-D/11量表评分与MMSE、ADAS-Cog、ADL、QOL-AD量表评分的相关性,探讨中医证候要素与整体认知功能、日常生活活动能力、生活质量的相关性。比较两组患者次要观察指标于入组第12周的组间差异,观察黄连解毒汤与多奈哌齐对中医证候的影响并分析疗效差异。最后对两组服药的安全性以及依从性进行评价。
  2.实验研究:本实验以9月龄Tau/APP/PS1三转基因的AD模型小鼠为研究对象,随机分为模型组、多奈哌齐组、黄连解毒汤(Huanglian Jiedu Decoction, HLJDT)大剂量组、黄连解毒汤中剂量组、黄连解毒汤小剂量组。模型组予以羧甲基纤维素钠溶液,多奈哌齐组予以盐酸多奈哌齐片溶液,黄连解毒汤大、中、小剂量组分别予以865mg·kg-1·d-1、433mg·kg-1·d-1、216mg·kg-1·d-1不同浓度的黄连解毒汤提取物溶液,均灌胃给药3个月。实验一应用Morris水迷宫实验评价五组小鼠的学习能力与记忆能力。实验二通过ELISA法检测五组小鼠海马组织中可溶性及不可溶性的Aβ1-40及Aβ1-42、IL-1β、IL-18的表达水平。实验三运用HE染色法观察五组小鼠海马CA1区的组织形态改变,用免疫组化方法观察五组小鼠海马CA1区的小胶质细胞形态及活化的小胶质细胞数量。实验四通过免疫印迹法检测五组小鼠海马组织NLRP3、ASC、Pro-caspase-1、Caspase-1p20的蛋白表达量,采用实时荧光定量PCR检测五组小鼠海马组织NLRP3、ASC、Caspase-1的mRNA表达水平。
  结果:
  1.临床观察
  (1)患者招募情况
  本研究纳入AD患者50例,脱落8例,最终完成研究患者42例,试验组21例,对照组21例。
  (2)基线资料
  试验组与对照组患者治疗前在一般资料、痴呆评价相关量表评分、中医证候要素分布及证候程度、神经影像学评分方面,组间无统计学差异(P>0.05)。
  (3)各时间点疗效指标比较
  在MMSE量表评分方面,试验组与对照组于入组第4、8、20、24周的评分较治疗前无统计学差异(P>0.05),两组于入组第12、16周的评分较治疗前增加(P<0.05),入组第4、8、12、16、20、24周试验组与对照组评分的组间比较均无统计学差异(P>0.05)。
  在ADAS-Cog量表评分方面,试验组与对照组于入组第4、8、20、24周的评分较治疗前无统计学差异(P>0.05),两组于入组第12、16周的评分较治疗前降低(P<0.05),入组第4、8、12、16、20、24周试验组与对照组评分的组间比较均无统计学差异(P>0.05)。
  在ADL量表评分方面,试验组于入组第4、8、20、24周的评分较治疗前无统计学差异(P>0.05),对照组于入组第4、8、16、20、24周的评分较治疗前无统计学差异(P>0.05),试验组于入组第12、16周的评分较治疗前降低(P<0.05),对照组于入组第12周的评分较治疗前降低(P<0.05),入组第4、8、12、16、20、24周试验组与对照组评分的组间比较均无统计学差异(P>0.05)。
  在QOL-AD量表评分方面,试验组于入组第4、20、24周的评分较治疗前无统计学差异(P>0.05),对照组于入组第4、8、20、24周的评分较治疗前无统计学差异(P>0.05),试验组于入组第8、12、16周的评分较治疗前评分升高(P<0.05),对照组于入组第12、16周的评分较治疗前评分升高(P<0.05),入组第4、8、12、16、20、24周试验组与对照组评分的组间比较均无统计学差异(P>0.05)。
  重复测量数据的方差分析结果显示时间因素影响两组患者的MMSE、ADAS-Cog、ADL、QOL-AD评分。两组MMSE、QOL-AD评分在时间与组别间不存在交互效应,两组ADAS-Cog、ADL评分在时间与组别间存在交互效应。在MMSE、ADAS-Cog、ADL、QOL-AD评分方面,作为主体内差异因素的各时间点,其评分间有统计学差异(P<0.05),作为主体间差异因素的两治疗方法,其评分间无统计学差异(P>0.05)。
  MMSE、QOL-AD评分随两组治疗时间的延长而增加,均在入组第12周升至最高水平。ADAS-cog、ADL评分随两组治疗时间的延长而降低,均在入组第12周降至最低水平。疗程结束后两组MMSE、QOL-AD评分出现降低,ADAS-cog、ADL评分出现升高。
  (4)疗效的维持效应
  入组第12周至第16周试验组与对照组ADL、QOL-AD评分差异率的组间比较有统计学差异(P<0.05),显示试验组的疗效维持效应优于对照组,而同时间段MMSE、ADAS-cog评分差异率的组间比较无统计学差异(P>0.05);入组第16周至第20周以及入组第20周至第24周试验组与对照组MMSE、ADAS-cog、ADL、QOL-AD评分差异率的组间比较均无统计学差异(P>0.05)。
  (5)中医证候要素与认知功能、日常生活活动能力、生活质量的相关性
  Spearman相关系数分析结果显示髓减、毒盛积分与MMSE评分呈负相关(r=-0.31,P=0.04;r=-0.33,P=0.03),肾虚、毒盛积分与ADAS-Cog评分呈正相关(r=0.39,P=0.01;r=0.31,P=0.04)。髓减、毒盛积分与ADL评分呈正相关(r=0.35,P=0.02;r=0.32,P=0.04)。肾虚、痰浊、毒盛积分与QOL-AD评分呈负相关(r=-0.35,P=0.03;r=-0.36,P=0.02;r=-0.32,P=0.04)。
  (6)黄连解毒汤对中医证候要素的影响
  与治疗前比较,试验组治疗结束后(入组第12周)阳亢证、火毒证、痰浊证的积分均降低(P<0.05),对照组治疗结束后(入组第12周)肾虚证、气虚证、血虚证、髓减证、血瘀证、阳亢证、痰浊证、火毒证的积分均无显著改变(P>0.05)。于两组治疗结束后(入组第12周),试验组阳亢证、火毒证的积分均较对照组降低(P<0.05),而两组肾虚证、气虚证、血虚证、髓减证、痰浊证、血瘀证积分无统计学差异(P>0.05)。
  (7)安全性观察
  两组患者于入组、治疗、随访期间的安全性相关实验室指标均未发生异常。不良反应方面,对照组恶心1例,试验组腹胀2例,均为轻度。两组不良反应发生率无统计学差异(P>0.05)。
  (8)依从性观察
  试验组服药依从率为85.71%(18/21),对照组为80.95%(17/21),两组服药依从率无统计学差异(P>0.05)。
  2.实验研究
  (1)黄连解毒汤对AD模型小鼠学习记忆能力的影响
  在前4天训练期以及第5天的定位航行实验中,5组小鼠的逃避潜伏期与游泳总路程逐渐缩短。第5天定位航行实验结果显示,与模型组相比,多奈哌齐组、HLJDT大剂量组、HLJDT中剂量组的逃避潜伏期均显著减少(P<0.01),HLJDT小剂量组的逃避潜伏期也较模型组减少(P<0.05),多奈哌齐组与HLJDT大、中、小剂量组的游泳总路程均较模型组减少(P<0.05)。
  空间探索实验结果显示,多奈哌齐组、HLJDT大剂量组及中剂量组的穿越平台次数与目标象限时间比均较模型组显著增加(P<0.01),第一次抵达原平台时间均较模型组显著减少(P<0.01)。HLJDT小剂量组的穿越平台次数与目标象限时间比均较模型组增加(P<0.05),HLJDT小剂量组的第一次抵达平台时间较模型组减少(P<0.05)。
  (2)黄连解毒汤对AD模型小鼠海马Aβ及相关炎性因子表达的影响
  在小鼠海马的Aβ1-40及Aβ1-42表达水平方面,与模型组相比,HLJDT大、中、小剂量组的可溶性与不可溶性Aβ1-40、可溶性与不可溶性Aβ1-42、总Aβ1-40、总Aβ1-42均显著降低(P<0.01),多奈哌齐组的不可溶性Aβ1-40表达降低(P<0.05),多奈哌齐组的可溶性与不可溶性Aβ1-42、可溶性Aβ1-40、总Aβ1-40、总Aβ1-42的表达量显著降低(P<0.01);与多奈哌齐组相比,HLJDT大剂量组的可溶性与不可溶性Aβ1-40、可溶性与不可溶性Aβ1-42、总Aβ1-42表达量均降低(P<0.05),HLJDT大剂量组的总Aβ1-40表达水平显著降低(P<0.01)。HLJDT中剂量组的可溶性与不可溶性Aβ1-40、可溶性与不可溶性Aβ1-42、总Aβ1-40、总Aβ1-42表达量均较多奈哌齐组降低(P<0.05);与HLJDT小剂量组相比,HLJDT大剂量组的可溶性Aβ1-40和总Aβ1-40表达量降低(P<0.05,P<0.01),HLJDT中剂量组的可溶性Aβ1-40和总Aβ1-40表达量降低(P<0.05)。
  在小鼠海马IL-1β表达量方面,HLJDT大、中、小剂量组与多奈哌齐组的表达量均较模型组降低(P<0.05)。在小鼠海马IL-18表达量方面,HLJDT大、中、小剂量组与多奈哌齐组的表达量均较模型组显著降低(P<0.01),HLJDT大剂量组、HLJDT中剂量组的表达量均较多奈哌齐组降低(P<0.05),HLJDT大剂量组、HLJDT中剂量组的表达量均较HLJDT小剂量组降低(P<0.05)。
  (3)黄连解毒汤对AD模型小鼠海马组织形态学及小胶质细胞活化情况的影响
  海马CA1区HE染色结果显示,模型组细胞层次减少,组织结构松散,排列紊乱,轮廓不清,神经细胞肿胀,部分细胞有空泡变性或固缩坏死。多奈哌齐组、HLJDT大剂量组、HLJDT中剂量组、HLJDT小剂量组的海马CA1区形态学表现较模型组改善,椎体细胞排列较整齐,组织结构更清晰,空泡变性或固缩坏死的细胞更少。在海马CA1区神经元总数目方面,HLJDT大剂量组、HLJDT中剂量组较模型组显著增加(P<0.01),多奈哌齐组、HLJDT小剂量组较模型组增加(P<0.05)。
  海马CA1区免疫组化结果显示,模型组小胶质细胞为活化状态,呈阿米巴状。多奈哌齐组、HLJDT大、中、小剂量组均较模型组的小胶质细胞体积小,染色浅,细胞突起长,活化的小胶质细胞数量减少。在活化小胶质细胞数量方面,HLJDT大剂量组、HLJDT中剂量组较模型组显著减少(P<0.01),多奈哌齐组、HLJDT小剂量组较模型组减少(P<0.05),HLJDT大剂量组、HLJDT中剂量组较多奈哌齐组减少(P<0.05)。
  (4)黄连解毒汤对海马NLRP3炎性小体相关蛋白及mRNA表达的影响
  免疫印迹法检测结果显示,多奈哌齐组及HLJDT大、中、小剂量组海马NALRP3、ASC、Caspase-1p20的蛋白表达水平均较模型组显著降低(P<0.01);多奈哌齐组、HLJDT大剂量组、HLJDT中剂量组海马NALRP3、ASC、Caspase-1p20的蛋白表达水平均较HLJDT小剂量组降低(P<0.05);五组海马Pro-caspase-1蛋白表达无统计学差异(P>0.05)。
  实时荧光定量PCR检测结果显示,多奈哌齐组与HLJDT大、中、小剂量组海马NLRP3、ASC、Caspase-1的mRNA表达较模型组显著降低(P<0.01)。其余组间NLRP3、ASC、Caspase-1的mRNA表达均无统计学差异(P>0.05)。
  结论:
  1.经临床观察认为,黄连解毒汤治疗AD患者可改善整体认知功能、日常生活活动能力、生活质量。与多奈哌齐相比,黄连解毒汤在改善生活质量方面起效时间更早,在改善日常生活活动能力以及生活质量的疗效维持效应方面优于多奈哌齐。AD患者肾虚、髓减、毒盛与整体认知功能,髓减、毒盛与日常生活能力,毒盛、痰浊与生活质量均存在相关性。黄连解毒汤可有效减轻AD患者阳亢证、火毒证、痰浊证的严重程度,对阳亢证、火毒证的改善作用优于多奈哌齐。黄连解毒汤在服药安全性与患者依从性方面表现良好。
  2.实验研究表明黄连解毒汤对Tau/APP/PS1三转基因小鼠的学习记忆能力具有改善作用,可下调海马可溶性与不可溶性Aβ1-40、总Aβ1-40、可溶性与不可溶性Aβ1-42、总Aβ1-42以及IL-18、IL-1β的表达水平,可减轻海马的组织病理损害,对海马小胶质细胞的活化状态具有抑制作用,可下调海马NLRP3、ASC、Caspase-1p20蛋白以及NLRP3、ASC、Caspase-1mRNA的表达水平。在不同剂量黄连解毒汤的作用差异方面,大剂量组与中剂量组对海马可溶性Aβ1-40、总Aβ1-40、IL-18表达的抑制作用以及对海马NLRP3、ASC、Caspase-1p20蛋白表达的下调作用均优于小剂量。上述实验结果提示黄连解毒汤改善Tau/APP/PS1三转基因小鼠的学习记忆能力可能与其抑制海马NLRP3炎性小体相关蛋白及基因表达、调节小胶质细胞活化状态、抑制神经炎症、保护神经元的作用有关。
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