李云鶴，茍小軍，王夏雷，詹美榕，李修龍，賈益群#（.上海中醫(yī)藥大學(xué)科技實(shí)驗(yàn)中心分析測試室，上海003；.上海市寶山區(qū)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室，上海 0900）

隨著中醫(yī)藥現(xiàn)代化與國際化的迅速發(fā)展，中藥及其制劑在全球醫(yī)療和保健中的應(yīng)用都愈發(fā)廣泛[1]。而近年來，中藥安全性問題卻日漸突顯。由于我國地袤物博，各地區(qū)自然環(huán)境與人物環(huán)境差異巨大，加之中草藥的種類復(fù)雜繁多，導(dǎo)致存在因地域差別而帶來的同名異物現(xiàn)象較普遍[2]，真?zhèn)位煜?、同名錯(cuò)用帶來的嚴(yán)重后果如造成患者肝損傷甚至中毒致死[3]，應(yīng)引起高度重視。

三七和景天三七作為心腦血管疾病的常用中藥，均具有活血化瘀、止血止痛的功效，在臨床上應(yīng)用廣泛[4-5]。菊三七為菊科菊三七屬植物菊葉三七[Gynura segetum（Lour.）Merr.]的根或全草，又名“紅背三七”“狗頭三七”，有破血散瘀、消腫止血之功效，始載于《滇南本草》。景天三七（Sedum aizonL.）為景天科景天屬多年生草本植物，又名“費(fèi)菜”，是我國歷史悠久的藥食兩用植物[6]。菊三七因含有吡咯里西啶類生物堿（PAs），可引起肝小靜脈損傷，導(dǎo)致肝竇阻塞綜合征（HSOS）[7]。而具有毒性的菊三七因與三七、景天三七有相似的功效，加之菊三七與景天三七在民間又都被稱作“土三七”，因此菊三七容易被誤食而引發(fā)肝血竇等肝損傷病癥，后果嚴(yán)重[8]。筆者以“菊三七”“毒性機(jī)制”“肝損傷”“肝竇阻塞綜合征”“Gynura segetum”“Toxicity mechanism”“Liver damage”“HSOS”等為關(guān)鍵詞，在中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)、PubMed等數(shù)據(jù)庫中組合查詢2000年1月－2019年1月發(fā)表的中英文相關(guān)文獻(xiàn)。結(jié)果，共檢索到文獻(xiàn)70 922篇，最終納入有效文獻(xiàn)42篇?，F(xiàn)對(duì)菊三七致肝損傷的發(fā)展及其毒性機(jī)制進(jìn)行綜述,旨在為深入研究菊三七的毒性機(jī)制提供依據(jù)，同時(shí)為臨床尋求有效的治療方法提供思路。

1 菊三七與HSOS

HSOS，又被稱為肝小靜脈閉塞癥（Hepatic veno-occlusivedisease，HVOD），是以肝竇內(nèi)皮細(xì)胞毒性損傷引起的肝腫大、腹水和高膽紅素血癥為特征的一種肝功能異常和門靜脈高壓的肝臟血管性疾病[9-10]。臨床癥狀主要以腹水、腹脹、腹痛、黃疸、肝腫大、肝區(qū)疼痛等為特征表現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)室檢查以肝功能損害為主，血清生化指標(biāo)上以丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（AST）、總膽紅素（TBIL）、直接膽紅素（DBIL）升高和白蛋白（ALB）降低為主，病理上是以肝小靜脈壁增厚、肝纖維化、管腔狹窄，繼而發(fā)生肝細(xì)胞萎縮、彌散性肝纖維化和肝硬化門脈高壓為主要特征[11]。在西方國家，HSOS被認(rèn)為是一種常見的與大劑量化療、放療和骨髓造血干細(xì)胞移植（HSCT）有關(guān)的并發(fā)癥[12-13]。而在國內(nèi)，多數(shù)HSOS患者則是因服用含PAs的中草藥所致[14]。我國學(xué)者侯景貴[15]在1980年首次報(bào)道了關(guān)于服用菊三七致HVOD的2例臨床病例，引起了人們的關(guān)注。近年來，國內(nèi)因服用菊三七而引發(fā)的中毒報(bào)道日益增多，已逐漸引起臨床重視[16-18]。中華醫(yī)學(xué)會(huì)消化病學(xué)分會(huì)肝膽疾病協(xié)作組的報(bào)告曾指出，我國以PAs導(dǎo)致HSOS的患者中，因誤食菊三七而導(dǎo)致HSOS的患者約占50.0%～88.6%[19]。由此可見，菊三七因含有PAs，其所致的HSOS應(yīng)引起臨床高度重視。

2 菊三七主要毒性成分的分離鑒定及菊三七致肝損傷動(dòng)物模型的建立

菊三七主要含有生物堿類、黃酮類、色原酮類、香豆素類、酚酸類、萜類、甾醇類等多種結(jié)構(gòu)類型的化合物[20]。其中，PAs為菊三七的主要肝毒性成分[21]，可引起肝細(xì)胞出血性壞死并引發(fā)HSOS[22]。早在1990年，我國研究者袁珊琴等[23]就已開始對(duì)菊三七中的生物堿進(jìn)行研究，分離并鑒定了包括已知的千里光堿（Senecionine）、千里光菲靈堿（Seneciphylline），和未知的新成分菊三七堿甲（Sineciphyllinine）、菊三七堿乙[（E）-sineciphylline]在內(nèi)的4個(gè)生物堿。直至2006年，高新生等[24]從菊三七根部中提取并鑒定了超過5種以上的有毒性的PAs成分，其中包括具有強(qiáng)肝毒性的千里光堿、全緣千里光堿和千里光菲靈堿；同時(shí)，該研究初步建立了菊三七致小鼠HSOS模型。

為了更深入地研究其發(fā)病機(jī)制，2011年，宋宇等[25]給大鼠灌胃不同濃度的菊三七水煎劑，結(jié)果發(fā)現(xiàn)灌胃的給藥濃度、劑量以及大鼠的性別均直接影響著造模的成功率；結(jié)合給藥后的大鼠肝臟病理切片變化，該研究最終使用雄性SD大鼠成功建立了HSOS模型。茍小軍等[26]也通過實(shí)驗(yàn)證明菊三七水煎劑灌胃法能夠成功復(fù)制HSOS模型，且在病理機(jī)制上與人類HSOS相似。

3 菊三七致肝損傷的發(fā)病機(jī)制

菊三七誘發(fā)肝功能衰竭的毒性機(jī)制尚不明確，目前研究者普遍認(rèn)為菊三七致肝毒性是與其所含的PAs經(jīng)肝代謝后生成的毒性成分有關(guān)系；此外，細(xì)胞分子水平的相關(guān)研究也表明，不飽和型PAs可使細(xì)胞器受損、內(nèi)皮細(xì)胞損傷、細(xì)胞凋亡等，進(jìn)而產(chǎn)生較強(qiáng)的肝細(xì)胞毒性；近年來興起的代謝組學(xué)的相關(guān)研究也從機(jī)體整體角度出發(fā)證明了PAs可通過介導(dǎo)膽汁酸代謝、氨基酸代謝等代謝異常致肝損傷的毒性機(jī)制。

3.1 毒性代謝物相關(guān)研究

3.1.1 PAs毒性代謝物 PAs的結(jié)構(gòu)是由千里光次酸和千里光次堿兩種基本成分構(gòu)成，屬于雙環(huán)氨基醇衍生物，可分為飽和型和不飽和型。飽和型無明顯毒性或低毒性，而不飽和型具有極強(qiáng)的肝毒性[27]。不飽和型PAs進(jìn)入肝臟后，可通過細(xì)胞色素P450酶（CYP）3A的催化發(fā)生氧化和去甲基化反應(yīng)，生成活性中間代謝物脫氫吡咯烷生物堿（DHPAs），再經(jīng)水解后生成脫氫裂堿（DHR）。DHPAs和DHR可以與蛋白結(jié)合形成吡咯蛋白加合物（PPAs），進(jìn)而損傷肝竇內(nèi)皮細(xì)胞[28]，這可能是PAs誘導(dǎo)HSOS的主要原因。Yang M等[28]以人肝竇內(nèi)皮細(xì)胞（HSEC）和人肝癌細(xì)胞HepG2這兩種缺乏CYP酶活性的細(xì)胞為對(duì)象，測定了DHPAs和DHR的直接細(xì)胞毒性，證明了活性代謝物可介導(dǎo)PAs中毒，并在研究中揭示了DHPAs和DHR（尤其是DHPAs）為導(dǎo)致PAs誘發(fā)肝損傷的重要反應(yīng)代謝物。該研究還對(duì)DHPAs和DHR的毒性強(qiáng)弱進(jìn)行了直接比較，發(fā)現(xiàn)DHPAs具有比DHR更高的毒性效力，因此DHPAs被證明是主要引起PAs中毒的主要致病代謝物[29]。Chojkier M等[27]還發(fā)現(xiàn)CYP3A的誘導(dǎo)劑和抑制劑可分別加速和阻斷PAs的代謝，通常CYP3A誘導(dǎo)劑會(huì)增強(qiáng)PAs的毒性，而CYP3A抑制劑則會(huì)減弱PAs的毒性。

由此可見，不飽和型PAs、PAs毒性代謝物及CYP3A酶在菊三七誘發(fā)肝損傷的發(fā)生和發(fā)展中具有重要的作用。

3.1.2 PA氮-氧化物代謝物的激活 在多種植物中，PAs與PA氮-氧化物是共存的，Yang MB等[29]在研究中確定了PA氮-氧化物可在人體內(nèi)誘發(fā)HSOS，也證實(shí)了PA氮-氧化物在嚙齒類動(dòng)物體內(nèi)的肝毒性。該研究還利用嚙齒類動(dòng)物模型確定了由PAs代謝激活形成的PPAs是由PA氮-氧化物代謝產(chǎn)生的，其中PPAs可引起肝毒性，但PA氮-氧化物誘導(dǎo)的肝毒性一般遠(yuǎn)低于其相應(yīng)的PAs。雖然PA氮-氧化物代謝物一般無活性，可通過尿液排出，但過量的代謝物可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為有毒的環(huán)氧化合物，損害細(xì)胞功能[30]。

3.2 細(xì)胞分子學(xué)相關(guān)研究

對(duì)于菊三七致肝毒性的前期研究大多集中于PAs的代謝毒性，近年來，隨著細(xì)胞分子生物學(xué)的發(fā)展，研究方向開始轉(zhuǎn)向了細(xì)胞毒性層面，并發(fā)現(xiàn)在菊三七致肝損傷發(fā)生與發(fā)展的整個(gè)過程中，不僅代謝物起了關(guān)鍵作用，體內(nèi)細(xì)胞毒性的作用也不可忽視。

3.2.1 PAs的細(xì)胞毒性 有研究表明，不飽和型PAs的環(huán)1，2位雙鍵上能形成烯丙醇酯結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)通過與肝細(xì)胞中DNA、RNA、酶和蛋白質(zhì)等親核基團(tuán)的結(jié)合而發(fā)生烴化反應(yīng)，進(jìn)而使肝細(xì)胞的細(xì)胞膜、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器受損而產(chǎn)生功能性障礙，最終表現(xiàn)出較強(qiáng)的肝細(xì)胞毒性[31]。

3.2.2 PAs誘導(dǎo)的肝損傷與谷胱甘肽（GSH）的減少有關(guān) 細(xì)胞內(nèi)的GSH一般以還原形式存在，在氧化應(yīng)激過程中可轉(zhuǎn)化為氧化形式。GSH是一種重要的細(xì)胞內(nèi)抗氧化劑，其能與有毒物質(zhì)結(jié)合，參與致癌物質(zhì)、自由基和過氧化物的解毒過程，從而最終保護(hù)細(xì)胞和器官免受氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的毒性損傷。而PAs和PA氮-氧化物會(huì)消耗體內(nèi)的GSH，這使得肝小葉第三區(qū)域的肝竇內(nèi)皮細(xì)胞更容易受損[28]。有研究表明，肝腺泡第三區(qū)的肝細(xì)胞含有豐富的CYP酶，因此PAs所致HSOS主要集中于肝腺泡分區(qū)的第三區(qū)，該區(qū)中具有解毒作用的GSH含量較少，且肝竇內(nèi)皮細(xì)胞中的GSH更少，故PAs在氧化應(yīng)激后更容易造成肝竇及內(nèi)皮細(xì)胞損傷[32]。Chen Y等[33]的體外研究也表明，細(xì)胞內(nèi)GSH在調(diào)節(jié)PAs誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性中起重要作用。Yang MB等[29]的體外研究同樣表明，PAs誘導(dǎo)的HSOS與血竇內(nèi)皮細(xì)胞中GSH的消耗有關(guān)，這表明PAs誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激反應(yīng)能促進(jìn)肝竇內(nèi)皮細(xì)胞損傷，進(jìn)而造成肝損傷。

3.2.3 PAs誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡 Liu W等[34]的體外研究結(jié)果顯示，PAs能抑制細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，且呈劑量依賴性。上述作用的機(jī)制之一是其可降低抗凋亡蛋白Bcl-xL的表達(dá)和提高促凋亡蛋白Bax的表達(dá)，其中Bax可促進(jìn)細(xì)胞色素C從線粒體中釋放從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為，PAs誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的機(jī)制是通過降低抗凋亡蛋白Bcl-xL或p53的表達(dá)和增加促凋亡蛋白Bax的表達(dá)，以達(dá)到抑制肝細(xì)胞增殖的目的，從而實(shí)現(xiàn)PAs誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[28]。Zuckerman M等[35]進(jìn)行的體外研究發(fā)現(xiàn)，PAs在高濃度下可導(dǎo)致細(xì)胞壞死，在較低濃度下還會(huì)加快細(xì)胞凋亡，促使β微管蛋白破壞以及核染色體異常。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，PAs能刺激單核細(xì)胞分泌腫瘤壞死因子α（TNF-α）、內(nèi)皮素1（ET-1）和白細(xì)胞介素1β（IL-1β）等細(xì)胞因子。其中，TNF-α能誘導(dǎo)正常的內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生凋亡，TNF-α、IL-1β則可維持血液高凝狀態(tài)[31]。這表明細(xì)胞凋亡在HSOS的發(fā)生、發(fā)展中也具有重要作用。

3.2.4 細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）降解 ECM起著維持細(xì)胞正常結(jié)構(gòu)和生理功能的作用，基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）能夠降解大部分ECM成分。當(dāng)MMPs異常增長時(shí)，ECM則被過度降解，進(jìn)而促使原本正常的細(xì)胞表型和功能被破壞[36]。Yu XZ等[37]通過建立HSOS大鼠模型發(fā)現(xiàn)在菊三七致HSOS的早期，肝竇內(nèi)皮細(xì)胞損傷與MMPs表達(dá)增加有相關(guān)性，MMPs表達(dá)增多會(huì)使ECM降解增多，從而破壞肝竇內(nèi)皮細(xì)胞的連續(xù)性。因此，在菊三七致HSOS的初期病理階段，發(fā)生肝竇內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性有可能與該區(qū)肝竇細(xì)胞內(nèi)高表達(dá)的MMPs有關(guān)，從而最終導(dǎo)致細(xì)胞功能和表型的破壞。

3.3 代謝組學(xué)相關(guān)研究

代謝組學(xué)的研究可以揭示生物體在受到藥物干擾后自身內(nèi)源性代謝產(chǎn)物的變化引起的內(nèi)在毒性機(jī)制[38]，從而從整體角度來評(píng)價(jià)菊三七致肝損傷的機(jī)制。房蓮相[39]對(duì)小鼠HSOS模型及臨床HSOS患者進(jìn)行血清代謝圖譜分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，菊三七致肝損傷與其膽汁酸的腸肝循環(huán)遭到破壞、進(jìn)而使膽汁酸代謝紊亂有關(guān)。仇守蓓[40]應(yīng)用超高效液相-質(zhì)譜法對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)、不同給藥劑量下的菊三七灌胃大鼠的血清、尿液和肝組織代謝物進(jìn)行代謝輪廓分析，并對(duì)給藥組與空白組的內(nèi)源性代謝物進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，在得到差異代謝物的基礎(chǔ)上進(jìn)一步鑒定篩選出16個(gè)潛在標(biāo)志物，以及12條代謝通路，該研究最終表明菊三七致肝損傷機(jī)制可能與氨基酸代謝、脂肪代謝及能量代謝等紊亂有關(guān)，從而揭示了菊三七的毒性機(jī)制。林珠燦等[41]采用超高效液相-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜法建立了空白組與菊三七總生物堿給藥組大鼠的血清代謝指紋圖譜，并利用多元統(tǒng)計(jì)分析比較了兩組間代謝物的圖譜差異，篩選鑒定出34個(gè)可作為肝毒性潛在生物標(biāo)記物的差異代謝物，該研究表明菊三七總生物堿致肝損傷可能與氨基酸代謝、核苷酸代謝及脂質(zhì)代謝等途徑的異常有關(guān)，最終從代謝組學(xué)的角度初步探索了菊三七總生物堿致肝損傷的作用機(jī)制。詹美榕等[42]在基于液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)的基礎(chǔ)上，檢測給予菊三七后大鼠尿液內(nèi)源性代謝物的變化，并進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)分析，篩選并鑒定出40個(gè)差異代謝物，7條主要代謝通路，該研究表明菊三七誘導(dǎo)大鼠肝損傷的機(jī)制可能與苯丙氨酸代謝、煙酸代謝、煙酰胺代謝及維生素B2代謝有關(guān)。

代謝組學(xué)方面的研究表明，菊三七進(jìn)入機(jī)體后使內(nèi)源性代謝物發(fā)生明顯的差異變化，導(dǎo)致體內(nèi)氨基酸、膽汁酸等代謝紊亂，進(jìn)而導(dǎo)致肝毒性。這點(diǎn)與前期大量研究中的觀點(diǎn)“PAs激活體內(nèi)毒性代謝物進(jìn)而引發(fā)肝損傷”的結(jié)論相照應(yīng)。

4 結(jié)論

由于中藥對(duì)機(jī)體的調(diào)控作用是整體性的，因此對(duì)于中藥引發(fā)的藥源性肝損傷，也應(yīng)從整體的角度出發(fā)進(jìn)行研究，以符合中醫(yī)藥的“整體性”理論。而目前，對(duì)于菊三七致肝損傷的研究多集中于從毒性代謝物和細(xì)胞分子毒性的角度來研究，大多僅通過對(duì)某一兩個(gè)毒性成分或從某個(gè)單一角度采用多種分析方法進(jìn)行中藥毒性作用及其機(jī)制的探究，而對(duì)于菊三七致肝損傷的系統(tǒng)性和整體性研究較少，不利于全面的闡明中藥菊三七對(duì)機(jī)體的影響。因此，今后研究者可應(yīng)用系統(tǒng)生物學(xué)和生物信息科學(xué)等方法，采用系統(tǒng)的、綜合的研究思路和手段從整體水平上動(dòng)態(tài)地對(duì)一個(gè)集合體系（組織、細(xì)胞或生物體）的特征、活動(dòng)規(guī)律和相互聯(lián)系加以研究，這可能會(huì)是菊三七致肝損傷相關(guān)機(jī)制研究的一個(gè)突破口，從而有助于臨床醫(yī)務(wù)人員在了解其中毒機(jī)制的水平上尋求更有效的治療手段。