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植物藥抗蛇毒局部毒性效應(yīng)作用與機制研究進展

2020-01-17 09:57:52董德剛鄧中平毛文麗王萬春
中國藥理學(xué)通報 2020年7期

董德剛,宋 梅,鄧中平,毛文麗,王萬春

(1. 江西中醫(yī)藥大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,江西 南昌 330004;2. 上海中醫(yī)藥大學(xué)創(chuàng)新中藥研究院,上海 201203;3. 江西中醫(yī)藥大學(xué)科技學(xué)院,江西 南昌 330004;4. 江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,江西 南昌 330006)

在世界許多國家與地區(qū),尤其在熱帶與亞熱帶地區(qū),毒蛇咬傷是一個嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題。據(jù)WHO統(tǒng)計,全世界每年約有500萬人被蛇咬傷,其中超過10萬人死亡,多達40萬人截肢和永久性缺陷[1]。我國南方夏秋季節(jié)毒蛇咬傷是常見的急危重癥,6~9月是蛇傷事件高發(fā)期。我國蛇的種類繁多,現(xiàn)有蛇200余種,毒蛇近50種,劇毒蛇10余種,每年毒蛇咬傷患者達50萬余人次,蛇咬傷死亡率為5%~10%,致殘率為25%~30%[2]。另外,偏遠農(nóng)村蛇傷患者選擇鄉(xiāng)村醫(yī)師或經(jīng)驗方進行治療的很常見,這些病例鮮有統(tǒng)計。因此,實際病例可能大于報道數(shù)據(jù)。盡管如此,毒蛇咬傷事件卻未受到足夠的關(guān)注與重視。鑒于此,2017年,蛇毒中毒被WHO再次列為A類被嚴(yán)重忽視熱帶疾病名錄。

毒蛇咬傷病理表現(xiàn)包括全身癥狀與局部效應(yīng),全身癥狀主要表現(xiàn)為神經(jīng)毒性、肌毒性、心臟毒性、細(xì)胞毒性、溶血、凝血和低血壓作用等;局部效應(yīng)包括出血、水腫、疼痛、肌壞死、皮膚壞死以及繼發(fā)性感染等[3]。前者致死性強,后者是致殘或?qū)е缕渌蝹χ饕蛩亍V参锼幫ㄟ^多成分、多靶點、多途徑的有效分子群協(xié)同作用于蛇毒毒素,尤其在治療蛇毒局部效應(yīng)及并發(fā)癥等方面優(yōu)勢明顯。全世界大多數(shù)偏遠地區(qū)的農(nóng)村和部落居民在很大程度上依賴民間植物藥治療毒蛇咬傷,尤其在我國及印度農(nóng)村地區(qū)極為普遍。本文就藥用植物在治療毒蛇咬傷局部病理中的作用方面作一綜述。

1 蛇毒中產(chǎn)生局部毒性效應(yīng)主要組分

蛇毒是一種具有藥理活性的酶和非酶蛋白及肽毒素的復(fù)合混合物,是毒蛇在自然界長期進化過程產(chǎn)生具有麻痹、幫助消化獵物及防御功能的一類物質(zhì)。蛇毒中含有30多種酶,主要包括蛇毒金屬蛋白酶(snake venom metalloproteinases,SVMPs)、磷脂酶A2s(phospholipases A2,PLA2s)、蛇毒透明質(zhì)酸酶(snake venom hyaluronidases,SVHYs)、絲氨酸蛋白酶、乙酰膽堿酯酶、轉(zhuǎn)氨酶、磷酸二酯酶、核苷酸酶、ATP酶和核糖苷酶[4]。其中SVMPs、PLA2、SVHYs是導(dǎo)致局部效應(yīng)的主要成分,抑制這些酶的活性能明顯減輕局部組織損傷。

SVMPs是由一類具有不同結(jié)構(gòu)域組成的鋅依賴性蛋白酶。研究表明,SVMPs通過直接作用于毛細(xì)血管而引起出血,分裂基底膜組分的關(guān)鍵肽鍵,從而影響基底膜與內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用,這些細(xì)胞在體內(nèi)發(fā)生一系列形態(tài)學(xué)和功能改變,在內(nèi)皮細(xì)胞中形成裂隙,通過裂隙發(fā)生血液滲出[5]。SVMPs也參與了皮膚損傷、肌壞死、水腫等局部病變[6],此外,SVMPs也可以通過裂解內(nèi)源性金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)的前肽而激活,MMPs在細(xì)胞外基質(zhì)的降解和重構(gòu)中至關(guān)重要,并抑制受損骨骼肌的再生[7]。因此,SVMPs在蛇毒誘導(dǎo)的局部組織損傷的發(fā)生中起關(guān)鍵作用,是開發(fā)新型抗蛇毒藥物的重要靶點。

SVHYs是降解細(xì)胞外基質(zhì)及血管、毛細(xì)血管、平滑肌周圍結(jié)締組織透明質(zhì)酸的主要酶,能損傷靶器官的結(jié)構(gòu)完整性,促進其他毒素的分布與毒性效應(yīng)而被稱為“傳播因子”[8]。SVHYs降解咬傷部位中的透明質(zhì)酸(HA)是局部組織損傷不斷擴散的關(guān)鍵因素,SVHYs不僅損害局部組織,且通過促進PLA2s、蛋白酶等主要蛇毒毒素進入體循環(huán),增加了這些毒素的效力。盡管SVHYs在局部毒理效應(yīng)中起重要作用,但人們對它的研究較少,有待進一步深入探究。

PLA2s酶水解在甘油骨架的sn-2位的甘油磷脂,釋放溶血磷脂和脂肪酸,是所有磷脂酶中研究最多的酶。PLA2s除了具有主要的催化功能外,還可誘導(dǎo)突觸前或突觸后神經(jīng)毒性、心臟毒性、肌毒性、血小板聚集抑制、水腫、溶血、抗凝、驚厥和低血壓等多種作用[9-10]。PLA2s使磷脂組分的無序排列引起膜結(jié)構(gòu)和功能完整性的改變,導(dǎo)致Ca2+離子流入,肌鈣蛋白收縮,激活Ca2+離子依賴的蛋白酶和內(nèi)源性PLA2s,并使線粒體受損,這些最終致使大量細(xì)胞死亡[11]。

2 蛇毒局部效應(yīng)的治療策略

抗蛇毒血清是蛇傷唯一特異性藥物,能有效減輕蛇毒致死性的全身作用,明顯降低了毒蛇咬傷的致死率。然而,抗蛇毒血清已被證明在治療蛇咬傷引起的局部病理方面是無效的[12]。雖然體外實驗證實通過毒液和抗蛇毒血清共孵育,能有效中和局部作用毒素,即抗蛇毒血清中有足夠針對局部作用毒素的抗體,但在實際的蛇咬傷中,局部病變發(fā)展迅速,蛇毒局部作用的毒理動力學(xué)與抗蛇毒血清抗體的藥代動力學(xué)不匹配[13]??股叨狙蹇贵w或其片段只有損傷發(fā)生后才能夠到達受影響組織。因此,蛇傷患者盡管使用了抗蛇毒血清,局部效應(yīng)仍在繼續(xù)發(fā)展。

抗蛇毒血清還存在如免疫反應(yīng)風(fēng)險大、成本高、部分地區(qū)難以獲得等諸多局限性。因其價格貴、運輸不便及存儲成本較高等問題,在最需要抗蛇毒血清的農(nóng)村診所或鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院往往因抗蛇毒血清短缺而延誤治療。另外,抗蛇毒血清作為外源蛋白使易感人群出現(xiàn)超敏反應(yīng)、“血清病”等不良反應(yīng)??股叨狙宓牟涣挤磻?yīng)如處理不當(dāng),常引起嚴(yán)重后果,甚至威脅生命。

目前,植物藥用于毒蛇咬傷的治療已被廣泛報道。植物藥治療蛇傷具有成本低、易獲得、室溫穩(wěn)定、無過敏反應(yīng)等優(yōu)點。此外,蛇毒液的成分組成隨物種的不同而變化,并因大小、性別、生境、食物和季節(jié)的不同而發(fā)生變化。應(yīng)用植物藥治療蛇傷,醫(yī)生可依據(jù)具體情況確定藥物的組成及比例,以期達到個體化治療蛇傷的目的。如今,這些用于民間傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的草藥解毒劑已受到了世界各地毒理學(xué)家的廣泛關(guān)注。

3 抗蛇毒局部毒理作用的藥用植物種類概況

3.1 單味植物藥單味植物藥抗蛇毒局部毒性效應(yīng)的基礎(chǔ)研究已陸續(xù)報道。Molander等[14]將抗蛇咬植物數(shù)量較多、代表不同文化、地理和植物區(qū)系的國家:中國、巴西、尼加拉瓜、尼泊爾和南非5個國家抗蛇傷的藥物植物建立數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)集進行回歸分析和二項式分析,發(fā)現(xiàn)夾竹桃科、唇形科、茜草科和姜科等為抗蛇毒植物的“熱點”科。Giovannini等[15]收集了中美洲260份獨立的植物利用報告,用于治療咬傷的有208種植物,這些種隸屬146屬,分布于74個植物科。用于治療中美洲的蛇咬傷有豆科(22種)、胡椒科(18種)、茜草科(13種)、天南星科(8種)、夾竹桃科(7種)、馬兜鈴科(8種)、菊科(6種)、旋花科(6種)、西番蓮科(5種)、蓼科(5種)和茄科(5種)。其中夾竹桃科、茜草科在二文中均有提及。

Alves等[16]研究了遠志科植物BredemeyerafloribundaWilld根提取物(BFRE)對巴西矛頭蝮(Bothropsjararacussu)毒液(BjuV)引起的局部損傷作用的影響,實驗結(jié)果顯示BFRE對 BjuV誘導(dǎo)的磷脂酶A2和蛋白水解活性均有抑制作用, BFRE (150 mg·kg-1)可抑制BjuV (50 μg每只)誘導(dǎo)的足部水腫,減輕整體水腫。BFRE治療可明顯降低BjuV引起的出血和壞死作用,能有效治療BjuV誘導(dǎo)的局部毒性作用。Krishnan等[17]將不同濃度的蛇根草根(Ophiorrhizamungos)提取物與圓斑蝰(Daboiarusselii)毒液預(yù)孵育30 min后,涂于6日齡的雞胚卵黃囊膜上,6 h內(nèi)觀察胚胎存活率及出血情況。結(jié)果顯示,較高濃度的根提取物完全消除了毒蛇毒素引起的出血損傷,認(rèn)為雞胚是一種新型的無感動物模型,它減少了高級哺乳動物實驗?zāi)P偷耐纯?,對毒液的毒理研究具有重要意義。

3.2 植物藥復(fù)方制劑目前,針對蛇傷的治療,臨床多采用復(fù)方藥物治療蛇傷,其中季德勝蛇藥片是目前公認(rèn)的蛇傷特效藥,該藥已有300多年的歷史。季德勝蛇藥片是國家絕密配方,處方公布有重樓、蜈蚣、干蟾皮、地錦草4 味藥,具有清熱解毒、活血化瘀、消腫止痛等功效,可內(nèi)服與外敷,使用方便,價格低廉,在我國民間已被廣泛應(yīng)用于毒蛇咬傷的治療。

Chen等[18]通過126例蛇傷患者臨床觀察評價季德勝蛇藥治療眼鏡蛇毒局部損傷作用,對照組外用40%甘油硫酸鎂治療(n=52),治療組季德勝藥濕敷(n=74)。觀察皮膚和軟組織局部最大壞死面積、消退時間、愈合時間和植皮率。結(jié)果顯示:治療組局部皮膚軟組織壞死面積最大為(19.9±7.3) cm2,對照組為(23.3±6.4) cm2。治療組愈合時間短于對照組[(32.1±3.7)vs(34.4±4.5) d],治療組植皮率低于對照組(10.81%vs25.00%)。對照組與治療組在皮膚軟組織局部最大壞死面積、愈合時間、植皮率等方面差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05),認(rèn)為季德勝蛇藥外用可促進眼鏡蛇咬傷所致皮膚軟組織壞死創(chuàng)面愈合,降低植皮率。

此外,雷允上藥業(yè)生產(chǎn)的上海蛇藥片,中藥方劑犀角地黃湯、蛇黃散、復(fù)方三角草片、復(fù)方四黃液、雙黃蛇藥散、三黃散、四妙勇安湯、青龍蛇藥片等是目前治療毒蛇咬傷局部損傷常用經(jīng)典方或復(fù)方成藥,以及自制院內(nèi)制劑或驗方如717解毒合劑、蛇腫散、蛇傷外敷散、解毒通腑湯、蛇傷解毒散、抗蝮蛇2號、蝮蛇解毒湯等復(fù)方文獻證實均有抗蛇毒局部效應(yīng)。

在諸多的治療蛇傷復(fù)方中,半邊蓮、白芷、七葉一枝花使用頻率較高,其次如甘草、雄黃、野菊花、金銀花、虎杖、車前子等中藥也常用于蛇傷藥配伍組方。這些藥物通過多層次、多靶點、多途徑發(fā)揮藥理效應(yīng),臨床證實對蛇傷患者局部損傷修復(fù)取得了理想的效果。

3.3 植物源性單體成分體內(nèi)、外實驗表明,藥用植物中的多種生物堿、黃酮類 、多酚類、萜類、皂苷類、甾醇類、苷類等成分能有效治療蛇毒所致的局部毒性效應(yīng)[19]。其中以眼鏡蛇毒與蝮蛇毒的防治為主。植物藥治療蛇傷方面雖已被廣泛研究,但尚未找到植物單體成分可有效治療蛇傷藥物。現(xiàn)有植物抗蛇毒研究實際上大部分都是基于在體外實驗獲得的結(jié)果,研究對象主要是與局部組織損傷相關(guān)的酶,即SVMPs、PLA2s、SVHYs等。

目前,單寧、馬兜鈴酸、槲皮素類以及植物源性糖蛋白是目前研究較多的抗蛇毒局部效應(yīng)的植物藥單體。徐淑芬等[20]發(fā)現(xiàn),柿子單寧能抑制磷脂酶A2 酶、L-氨基酸氧化酶和乙酰膽堿酯酶活力,并存在劑量-效應(yīng)關(guān)系。Sachetto等[21]證實,蘆丁能減輕局部出血,增加反應(yīng)性防止了紅細(xì)胞計數(shù)和纖維蛋白原水平的下降,減少了尾部出血并能縮短凝血酶原時間。Machiah等[22]從茄科植物Withaniasomnifera中提取的糖蛋白通過酶譜分析和皮膚組織染色檢測,發(fā)現(xiàn)該糖蛋白具有明顯抑制眼鏡蛇(NajaNaja)和蝰蛇(Daboiarusselii)毒液的透明質(zhì)酸酶活性。

鑒于蛇毒成分與毒效作用的復(fù)雜性,單體藥物并不適宜抗蛇毒的臨床治療,提示多種植物藥或單體復(fù)合物是蛇傷臨床防治的主要研究思路與方向。

4 植物藥抗蛇毒局部效應(yīng)藥理機制

4.1 抗炎作用蛇毒金屬蛋白酶、磷脂酶A2s等介導(dǎo)的炎癥發(fā)生是蛇毒引起局部組織損傷的致病機制,產(chǎn)生水腫,血管通透性增加和白細(xì)胞遷移等局部應(yīng)激性反應(yīng)。植物藥通過抗炎癥反應(yīng)是其實現(xiàn)抗蛇毒主要藥理活性形式。鐵仔屬parvifolia的己烷、二氯甲烷及乙醇提取物均有減輕美洲矛頭蝮引起的小鼠爪水腫及血管通透性,減少白細(xì)胞數(shù)目與遷移,具有潛在的抗炎活性,特別是降低了蛇毒局部損傷作用[23]。李嬌等[24]發(fā)現(xiàn)人微血管內(nèi)皮細(xì)胞(HMEC)受眼鏡蛇毒因子介導(dǎo)的補體旁路激活產(chǎn)物刺激后,引起黏附分子(ICAM-1、VCAM-1、E-selectin)和炎癥介質(zhì)(IL-6、TNF-α)的表達上調(diào),以及NF-κB核內(nèi)轉(zhuǎn)錄活性的上調(diào)。不同濃度的川芎嗪對上述炎癥反應(yīng)相關(guān)指標(biāo)的上調(diào)均有干預(yù)作用,且表現(xiàn)出劑量依賴性。認(rèn)為川芎嗪對眼鏡蛇毒因子引起的補體旁路特異激活HMEC炎癥反應(yīng)有明顯的干預(yù)作用,其機制可能與抑制NF-κB的核內(nèi)轉(zhuǎn)錄活性有關(guān)。

4.2 抗氧化作用黃彬等[25]觀察蛇毒清膠囊對眼鏡蛇咬傷合并局部組織壞死患者血漿 LPO、SOD、GSH-Px的影響及療效,治療7 d后,顯示治療組LPO明顯低于對照組,SOD、GSH-Px明顯高于對照組,治療組療效優(yōu)于對照組(P<0.05),認(rèn)為蛇毒清膠囊能減輕眼鏡蛇咬傷引起的氧化性損傷。Gomes等[26]觀察從菊科植物PlucheaindicaLess中分離得到的β-谷甾醇和豆甾醇對蝰蛇和眼鏡蛇毒的中和作用,動物實驗證實活性成分可以明顯中和蛇毒誘導(dǎo)的致死,出血,去纖維蛋白原形成,水腫和PLA2活性,并拮抗毒液誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化和SOD活性的變化。

4.3 調(diào)控免疫應(yīng)答Shenoy等[27]觀察胡椒科植物PiperlongumL乙醇提取物(PLE)和胡椒堿對羅素蝰蛇傷小鼠的免疫應(yīng)答反應(yīng)的影響,ELISA和雙重免疫擴散試驗證實了用PLE和胡椒堿免疫的小鼠血清中存在抗毒液抗體。兩種處理均能抑制毒液的致死作用。用胡椒堿處理的小鼠血清與毒液抗原之間存在明顯的交叉反應(yīng)(P<0.01)。認(rèn)為PLE和胡椒堿對小鼠產(chǎn)生高度的抗體反應(yīng),可用于治療羅素蝰蛇咬傷??梢?,除抗蛇毒血清通過高特異性免疫反應(yīng)對蛇毒起解毒作用之外,植物藥也可以通過相似的調(diào)控免疫應(yīng)答反應(yīng)機制用于蛇傷的臨床治療。

4.4 抗感染作用毒蛇咬傷繼發(fā)的傷口感染會使局部癥狀加重,是引起終生殘疾或缺陷的重要原因,抗生素顯示出較好的療效,但抗生素耐藥、腹瀉等副作用,及特殊人群如孕婦等部分患者不適用,植物藥是防治蛇傷感染的重要補充或替換藥物。樟科植物AnibafragransDucke葉(AEL)和樹皮(AEB)的水提物,葉乙醇水提取物(HLE)和葉水蒸餾殘留物的提取物(ERHL)能抑制矛頭蝮磷脂酶A 2及纖維蛋白溶解活性活性,其中HLE能明顯抑制摩氏摩根菌、大腸桿菌,金黃色葡萄球菌等11種細(xì)菌的生長,這些微生物在毒蛇口腔,以及環(huán)境中普遍存在,提示這些提取物可輔助治療蛇傷繼發(fā)性感染[28]。

然而,植物藥抗蛇傷局部效應(yīng)機制往往不是孤立的,是多種因素相互作用的結(jié)果。從黑麥草甲醇根提取物中分離的化合物(2-羥基-4-甲氧基苯甲酸)可能有效減輕蝰蛇毒素引起的白化雄性小鼠炎癥反應(yīng),減少小鼠肉芽腫,提高SOD活性,減少自由基的含量[29]。總之,植物藥通過抗炎、抗氧化、調(diào)控免疫以及抗感染等藥理作用下,促進了蛇傷局部損傷修復(fù)。

5 結(jié)語

近年來,針對蛇毒毒素的病理、診療,以及蛇毒局部效應(yīng)酶的特異性和作用方式等方面進行廣泛的研究。為了改善實際治療,提出了兩種主要的替代方案:針對大多數(shù)組織損傷/免疫原性毒素的合理設(shè)計新的特異性抗體; 或?qū)ふ夷軌蛞种七@些毒素并補充血清療法的新合成或天然化合物。從民間醫(yī)學(xué)中用于治療蛇咬傷的植物中分離天然化合物,是尋找蛇傷防治新的先導(dǎo)化合物的良好選擇。然而,基于蛇種多樣,蛇毒成分隨毒蛇年齡、季節(jié)、環(huán)境及飲食結(jié)構(gòu)等多種因素的影響,單一的化學(xué)成分很難作為毒蛇咬傷的防治。植物提取物或復(fù)方能多層次、多靶點進行特異性治療,是目前抗蛇毒局部效應(yīng)與并發(fā)癥研究的主要方向,這與中藥作用不謀而合。因中藥成分的復(fù)雜性,中醫(yī)藥抗蛇毒機制尚未得到完全闡明,現(xiàn)有研究主要集中在中醫(yī)藥治療蛇傷有效性的臨床觀察,少有對抗蛇毒機制的深入研究,尤其對中藥防治蛇傷優(yōu)勢即局部效應(yīng)作用靶點及機制缺乏科學(xué)詮釋,這極大地局限了中藥治療蛇傷的應(yīng)用與推廣。因此,深入開展中醫(yī)藥防治蛇傷,尤其在減輕蛇傷局部效應(yīng)機制研究能為蛇傷的有效治療,以及中藥資源開發(fā)與利用提供實驗依據(jù),具有重要的學(xué)術(shù)價值與現(xiàn)實意義。

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