賈宗月 綜述,白 融,蔡佩良,劉超武 審校
(天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院/國(guó)家中醫(yī)針灸臨床醫(yī)學(xué)研究中心,天津 300381)
哮喘是全球最常見(jiàn)的慢性非傳染性疾病之一[1]。目前,有研究發(fā)現(xiàn),其發(fā)病機(jī)制包括慢性氣道炎癥、氧化應(yīng)激[2]、免疫失調(diào)[3]、細(xì)胞凋亡[4]等。近年來(lái),隨著發(fā)展中國(guó)家不斷進(jìn)步,生活水平和健康意識(shí)不斷提高,但現(xiàn)有的醫(yī)療水平和環(huán)境因素的不足,使哮喘在發(fā)展中國(guó)家的患病率逐年增加,嚴(yán)重危害人體健康,降低人們的生活質(zhì)量[5]。目前,對(duì)哮喘致病機(jī)制的研究已逐漸明朗,在過(guò)去幾年中生物制劑的出現(xiàn)確實(shí)有效控制了嚴(yán)重哮喘發(fā)作,但由于成本造價(jià)昂貴,持續(xù)用藥難以維系,且臨床常規(guī)藥物種類(lèi)仍較單一[3]。這些藥物雖然在一定程度上改善了哮喘患者的臨床癥狀,但由于依從性不佳,導(dǎo)致其發(fā)展為難治性哮喘的情況屢見(jiàn)不鮮,甚至嚴(yán)重危及患者生命安全。
哮喘在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中屬“哮病”“咳嗽”等范疇,急性發(fā)作期是由于外感六淫邪氣引觸體內(nèi)宿痰,阻于氣道,導(dǎo)致氣機(jī)不暢,痰氣相搏于肺絡(luò),發(fā)而為病,治療應(yīng)以降氣平喘、祛痰止咳為主。在該理論指導(dǎo)下蘇子降氣湯應(yīng)運(yùn)而生,其在改善哮喘癥狀、提高生活質(zhì)量方面療效顯著。臨床常用方源自《太平惠民和劑局方》,以紫蘇子、清半夏、厚樸、前胡、肉桂、當(dāng)歸、生姜、甘草、大棗等為主,具有成分多、靶點(diǎn)多、活性高、不良反應(yīng)少等特點(diǎn),彌補(bǔ)了西藥在治療哮喘方面的不足之處。但由于缺乏蘇子降氣湯成分的基礎(chǔ)研究,故現(xiàn)將蘇子降氣湯單味藥的有效成分干預(yù)哮喘發(fā)病過(guò)程的作用機(jī)制進(jìn)行歸納和總結(jié)如下,以期揭示蘇子降氣湯的作用機(jī)制。
紫蘇子化學(xué)成分主要包括酚酸類(lèi)、揮發(fā)油、黃酮類(lèi)等[6]。根據(jù)氣相色譜-質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn),酚酸類(lèi)中的迷迭香酸、黃酮類(lèi)中木犀草素活性較高,且能有效緩解氣道炎癥,減輕氧化應(yīng)激反應(yīng),降低細(xì)胞自噬水平,改善哮喘的病理過(guò)程,控制哮喘癥狀[7]。
藥理研究發(fā)現(xiàn),迷迭香酸具有抗氧化、抗炎等生物活性[8],對(duì)哮喘具有良好的防治作用。在哮喘模型小鼠中發(fā)現(xiàn),核因子κB(NF-κB)和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路活性在氣道炎癥中上調(diào),控制促炎介質(zhì)的合成和分泌。FARHADI等[9]發(fā)現(xiàn),迷迭香酸可降低哮喘模型小鼠中的核因子抑制蛋白和NF-κB的p65,以及細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)和c-Jun氨基末端激酶(JNK)中p38的磷酸化,抑制NF-κB、激活MAPK信號(hào)通路,減少白細(xì)胞介素-4(IL-4)、免疫球蛋白E(IgE)和嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子的分泌,下調(diào)趨化因子配體11、趨化因子受體3 mRNA表達(dá),減輕氣道炎癥反應(yīng)。
木犀草素具有抗炎、抗氧化等多種藥理作用[10-11]。一氧化氮(NO)作為細(xì)胞內(nèi)的生物信息遞質(zhì),參與了組織的炎癥損傷,在哮喘的病理生理過(guò)程中具有重要作用。鄒華等[12]發(fā)現(xiàn),哮喘小鼠NO合酶(iNOS)的表達(dá)和NO含量顯著升高,致使氣道大量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。有研究表明,木犀草素通過(guò)減少活性氧和活性氮的生成抑制哮喘的氣道炎癥,通過(guò)降低iNOS蛋白的表達(dá)達(dá)到阻止NO釋放的目的;另外,還可通過(guò)顯著下調(diào)哮喘幼鼠肺組織中的環(huán)加氧酶-2(COX-2)、前列腺素E2、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、IL-1β mRNA和蛋白的表達(dá),抑制COX-2信號(hào)通路的激活,降低哮喘小鼠NO的表達(dá)[13]。此外,減輕機(jī)體的氧化應(yīng)激也是治療哮喘重要途徑之一。有研究發(fā)現(xiàn),以抗氧化,如超氧化物歧化酶(SOD)方式干預(yù)氧化應(yīng)激、減輕氣道高反應(yīng)可有效減少哮喘小鼠氣道黏液的分泌,達(dá)到防治哮喘的目的[14]。鄒華等[12]發(fā)現(xiàn),在哮喘模型小鼠中木犀草素通過(guò)上調(diào)SOD的表達(dá),增強(qiáng)抗氧化能力,進(jìn)而減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)。自噬是真核生物細(xì)胞內(nèi)的降解途徑,現(xiàn)有證據(jù)表明,磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B/哺乳動(dòng)物雷帕霉素蛋白(PI3K/Akt/mTOR)信號(hào)通路調(diào)控巨噬細(xì)胞自噬,參與了哮喘的病理過(guò)程[15-16]。有研究證實(shí),木犀草素可阻斷PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路,抑制芐氯素1-Ⅲ型磷脂酰肌醇3-激酶蛋白復(fù)合物的產(chǎn)生,從而降低哮喘小鼠巨噬細(xì)胞自噬水平,達(dá)到改善臨床癥狀的良好效果[17]。
總之,紫蘇子中的主要成分可抑制NF-κB、MAPK信號(hào)通路,緩解氣道炎癥,上調(diào)SOD的表達(dá),減輕氧化應(yīng)激反應(yīng),阻斷PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路,調(diào)控巨噬細(xì)胞自噬,進(jìn)而抑制哮喘氣道高反應(yīng),緩解哮喘癥狀。
半夏以生物堿、揮發(fā)油、甾醇類(lèi)等成分為主[18]。炮制后的清半夏可降低生半夏的毒性,增強(qiáng)半夏燥濕化痰的功效,但化學(xué)成分也發(fā)生了變化,其中生物堿含量明顯減少,甾醇類(lèi)中的β-谷甾醇含量顯著增加,其他成分含量均有不同程度的減少[19]。
β-谷甾醇具有抗炎、抗氧化、抗菌等藥理作用,對(duì)治療哮喘具有顯著療效[20]。CHUNG等[21]研究證實(shí),一定劑量的β-谷甾醇通過(guò)抑制RBL-2H3細(xì)胞的脫顆粒過(guò)程干預(yù)IL-4、IL-5、IL-13的釋放,繼而減少支氣管肺泡灌洗液中的嗜酸性粒細(xì)胞含量,改善哮喘癥狀。但目前關(guān)于β-谷甾醇治療哮喘的研究較少見(jiàn),其確切的藥效作用機(jī)制仍需深入研究。
中醫(yī)認(rèn)為,厚樸具有燥濕除滿(mǎn)、降逆平喘等功效[22]。現(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn),厚樸酚具有抗炎、抗氧化、抗重塑、解痙等多種藥效作用[23]。有研究證實(shí),信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)是調(diào)節(jié)哮喘炎癥和氣道高反應(yīng)性的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[24]。在哮喘模型大鼠的肺組織中發(fā)現(xiàn),ERK1/2、JNK蛋白的表達(dá)及磷酸化水平均顯著增加[25]。JIANG等[26]發(fā)現(xiàn),厚樸酚在卵清蛋白(OVA)誘導(dǎo)的哮喘模型中顯著抑制了ERK1/2、JNK活性,但對(duì)p38的磷酸化無(wú)影響,還發(fā)現(xiàn)厚樸酚也抑制了STAT3的磷酸化。表明厚樸酚減輕哮喘慢性炎癥與STAT3信號(hào)通路有關(guān)。
有研究表明,抑制氣道上皮細(xì)胞凋亡及DNA損傷可有效控制哮喘病情[27-28]。秦超等[29]發(fā)現(xiàn),厚樸酚可抑制p-JNK、NF-κB、半胱氨酸蛋白酶3(Caspase-3)等細(xì)胞凋亡靶點(diǎn)因子的表達(dá),升高抑制細(xì)胞凋亡的B淋巴細(xì)胞瘤-2基因(Bcl-2)蛋白水平,從而減少氣道上皮細(xì)胞凋亡。
總之,厚樸酚通過(guò)緩解氣道炎癥、改善氧化應(yīng)激反應(yīng)、抑制上皮細(xì)胞凋亡達(dá)到緩解哮喘癥狀的目的。
前胡經(jīng)化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)其主要成分為香豆素類(lèi)化合物[30],且已被列為哮喘治療的候選藥物[31]。其具有抗炎、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等多種作用[32]。
已知炎癥介質(zhì)可誘導(dǎo)MAPK、ERK、JNK中p38的磷酸化,激活多條信號(hào)通路。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,阻斷ERK、JNK、MAPK通路可降低巨噬細(xì)胞中iNOS和COX-2的表達(dá)及TNF-α和IL-1β的產(chǎn)生,其中COX-2刺激前列腺素E2的激活是炎癥過(guò)程中的核心步驟,iNOS是產(chǎn)生促炎性細(xì)胞因子NO的關(guān)鍵[33]。HSIA等[34]研究表明,香豆素類(lèi)化合物通過(guò)調(diào)節(jié)MAPK、JNK、ERK途徑,抑制巨噬細(xì)胞iNOS、COX-2、IL-1β、TNF-α的表達(dá),從而減輕氣道炎癥。此外,2017年WANG等[35]研究也證實(shí)了香豆素類(lèi)化合物可抑制NF-κB激活減弱OVA誘導(dǎo)的過(guò)敏性哮喘炎癥。支持香豆素類(lèi)化合物在治療哮喘和其他氣道炎癥疾病方面的潛在應(yīng)用價(jià)值。
肉桂在中醫(yī)學(xué)中有引火歸元、散寒止痛、補(bǔ)火助陽(yáng)等作用[22],其主要含有揮發(fā)性成分、多酚類(lèi)成分、倍半萜及糖苷類(lèi)成分和黃酮類(lèi)成分等,經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜分析鑒定揮發(fā)油中的主要成分是肉桂醛(又稱(chēng)為桂皮醛),大約占72.54%,多酚類(lèi)中以A型原花青素多酚為主[36]。
有研究表明,肉桂能減少內(nèi)皮素、NO、IL-2、IL-5等炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生,改善肺組織的病理變化,緩解氣管平滑肌痙攣,控制哮喘急性期癥狀[37]。ARBATI等[38]研究表明,肉桂醛能促進(jìn)兒茶酚胺釋放,具有舒張平滑肌的作用。又有研究證實(shí),肉桂中A型原花青素多酚可顯著抑制哮喘小鼠支氣管杯狀細(xì)胞增生,減少嗜酸性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞炎癥介質(zhì)的釋放,減輕炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),從而改善氣道炎癥,減少黏液分泌,緩解臨床癥狀[39]。該作用機(jī)制使肉桂有望用于哮喘的治療。
藥理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)歸具有抗炎、增強(qiáng)免疫功能、平喘等作用,經(jīng)分析儀器檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),揮發(fā)油中的藁本內(nèi)酯及多糖類(lèi)中的當(dāng)歸多糖含量極為豐富[40]。
藁本內(nèi)酯具有抗炎、神經(jīng)保護(hù)、抗氧化等多種生物活性[41]。姚楠等[42]發(fā)現(xiàn),當(dāng)歸揮發(fā)油可抑制鈣離子內(nèi)流,從而緩解豚鼠氣管平滑肌痙攣。根據(jù)免疫機(jī)制發(fā)現(xiàn),由于CD4+T淋巴細(xì)胞的活化、輔助性T淋巴細(xì)胞1(Th1)與Th2,以及IFN-γ、IL-4等細(xì)胞因子的失衡導(dǎo)致哮喘變態(tài)炎癥的發(fā)生。LI等[43]研究表明,當(dāng)歸揮發(fā)油可降低炎性細(xì)胞因子TNF-α、COX-6、IL-65和p65的水平,發(fā)揮抗炎作用。此外,Th17在慢性炎癥中也發(fā)揮著重要作用。視黃酸相關(guān)孤兒受體γt是Th17分化的特異性調(diào)節(jié)因子,能誘導(dǎo)T0細(xì)胞向Th17分化并分泌大量IL-17。IL-17募集并活化中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞,發(fā)揮促炎作用參與哮喘的炎癥反應(yīng)過(guò)程。妥海燕等[44]研究證實(shí),當(dāng)歸揮發(fā)油可抑制視黃酸相關(guān)孤兒受體γt的過(guò)度表達(dá),調(diào)節(jié)Th17的免疫活性,減少I(mǎi)L-17的分泌,從而改善肺組織病理變化,緩解哮喘癥狀。而藁本內(nèi)酯是當(dāng)歸揮發(fā)油中最主要的化學(xué)成分。因此,藁本內(nèi)酯在緩解哮喘氣道平滑肌痙攣及免疫學(xué)機(jī)制方面的應(yīng)用值得進(jìn)一步研究。
當(dāng)歸多糖具有增強(qiáng)免疫力、抗炎、抗氧化、抗衰老等藥理作用[45]。哮喘小鼠肺組織過(guò)氧化物及其氧化產(chǎn)物丙二醛增多,當(dāng)歸多糖可通過(guò)降低丙二醛含量、增強(qiáng)支氣管肺泡灌洗液中SOD、過(guò)氧化氫酶活性提高機(jī)體抗氧化水平,保護(hù)氣道上皮組織,減輕哮喘炎癥損傷[46]。然而,目前有關(guān)當(dāng)歸多糖治療哮喘的文獻(xiàn)報(bào)道較少見(jiàn),仍需進(jìn)一步探索。
祖國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為,生姜具有解表散寒、祛痰止咳等功效。現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn),生姜含有揮發(fā)油、姜辣素等成分,具有抗氧化、抑制細(xì)胞衰老、抗菌等藥理作用[47]。姜辣素中的主要成分6-姜烯酚可調(diào)節(jié)免疫失衡、抑制氣道炎癥等。
Th1/Th2失衡是哮喘免疫機(jī)制的基礎(chǔ)。有研究發(fā)現(xiàn),6-姜烯酚通過(guò)抑制Th2,降低IL-4、IL-5、IL-13和IgE水平,增強(qiáng)Th1活性,提高血清IFN-γ水平,減輕炎癥,改善氣道高反應(yīng)[48]。
T2R是G蛋白偶聯(lián)受體的一個(gè)亞家族。T2R也被證實(shí)與氣道的幾種細(xì)胞類(lèi)型有關(guān),包括纖毛上皮細(xì)胞、孤立化學(xué)感覺(jué)細(xì)胞和氣道平滑肌細(xì)胞,T2R激動(dòng)劑是孤立性氣道平滑肌松弛的基礎(chǔ)。因此,T2R可作為治療哮喘的一種更有效的新型激動(dòng)劑前瞻性靶點(diǎn)??辔秳┩ㄟ^(guò)激活典型苦味信號(hào)級(jí)聯(lián)(IP3R1)使孤立性氣道平滑肌細(xì)胞內(nèi)鈣離子含量降低,從而誘導(dǎo)氣道平滑肌細(xì)胞弛緩,同時(shí)還發(fā)現(xiàn),6-姜烯酚可上調(diào)T2R10 mRNA水平,抑制其關(guān)鍵下游靶點(diǎn)IP3R1激活;此外,6-姜烯酚還可通過(guò)抑制鈣釋放激活鈣調(diào)節(jié)蛋白1 mRNA的表達(dá),減少鈣離子的釋放,下調(diào)T2R通路最下游的促炎信息表因子核蛋白類(lèi)癌基因c和NFAT1的表達(dá)[49]。提示6-姜烯酚可通過(guò)抑制T2R10/IP3R1/NFAT1信號(hào)通路的激活,改善炎癥反應(yīng)。
總之,6-姜烯酚通過(guò)調(diào)節(jié)T2R10/IP3R1/NFAT1通路,降低Th2、IgE水平,抑制氣道炎癥,改善氣道高反應(yīng)。同時(shí),還可逆轉(zhuǎn)哮喘大鼠肺組織的病理變化。證實(shí)生姜在治療哮喘和氣道炎癥性疾病方面具有重要意義。
甘草具有祛痰止咳、緩急止痛等多種功效[22]。其包含了三萜類(lèi)、黃酮類(lèi)、多糖類(lèi)等化學(xué)成分,具有抗炎、調(diào)節(jié)免疫等多種藥理活性。三萜類(lèi)中的18β甘草次酸和黃酮類(lèi)中的7,4′-二羥基黃酮含量較為豐富,可為哮喘的治療提供新的用藥方案[50]。
有研究表明,18β甘草次酸在炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡及其他生物過(guò)程中均具有藥理活性[51]。LIU等[52]發(fā)現(xiàn),哮喘是一種氧化應(yīng)激障礙,促炎性細(xì)胞因子、活性氧和生長(zhǎng)因子的分泌增多是哮喘的主要特征,血紅素加氧酶1是NF-E2相關(guān)因子的一種抗氧化劑,可促進(jìn)抗氧化分子的產(chǎn)生,血紅素加氧酶1的表達(dá)可降低NF-κB水平,抑制iNOS的產(chǎn)生,并通過(guò)抑制活性氧的產(chǎn)生減輕哮喘的氧化應(yīng)激反應(yīng),發(fā)揮治療哮喘的作用;18β甘草次酸也可抑制嗜酸粒細(xì)胞活性,降低IgE和促炎性細(xì)胞因子分泌水平,緩解氣道炎癥。ZHANG等[53]發(fā)現(xiàn),氣道中過(guò)度的ERK1/2激活與哮喘的發(fā)生有關(guān),而18β甘草次酸可通過(guò)阻斷ERK1/2通路的激活,抑制哮喘過(guò)程中支氣管平滑肌細(xì)胞的過(guò)度增殖;此外,氣道平滑肌細(xì)胞中的線(xiàn)粒體凋亡與哮喘密切相關(guān),Bax和Bcl-2通過(guò)激活Caspase-9、誘導(dǎo)Caspase-3活化等一系列級(jí)聯(lián)活化反應(yīng)促進(jìn)以線(xiàn)粒體介導(dǎo)為主的細(xì)胞凋亡,18β甘草次酸可在哮喘過(guò)程中調(diào)節(jié)局部氣道中的Bax/Bcl-2平衡,促進(jìn)支氣管平滑肌細(xì)胞的凋亡,緩解哮喘癥狀。
有研究表明,氣道的黏蛋白/黏液層是先天免疫系統(tǒng)的一部分,但黏液分泌過(guò)多造成氣道黏液阻塞是致命性哮喘發(fā)作的常見(jiàn)原因。NF-κB途徑和STAT6信號(hào)通路在正常免疫反應(yīng)和Th2介導(dǎo)的炎癥性疾病(如哮喘)的黏蛋白分泌過(guò)程中具有重要作用,組蛋白去乙酰化酶2可抑制NF-κB激活,7,4′-二羥基黃酮可通過(guò)活化組蛋白去乙?;?抑制NF-κB和STAT6的激活,減少黏蛋白的分泌[54]。
總之,甘草是緩解氣道炎癥、減少黏液分泌、改善哮喘癥狀的潛在治療選擇。
大棗含有糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、生物堿等多種成分。大棗多糖是一類(lèi)重要的活性成分,具有提高免疫力、抗衰老等作用[55]。
有研究表明,大棗多糖可增加IL-12含量,誘導(dǎo)初始T淋巴細(xì)胞增殖并向Th1分化,使Th2轉(zhuǎn)化為T(mén)h1,并增加NK細(xì)胞活性,調(diào)節(jié)Th亞群平衡,在免疫機(jī)制中具有關(guān)鍵性作用[56]。
總之,大棗多糖可通過(guò)調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡改善哮喘免疫機(jī)制,但由于目前相關(guān)臨床研究較少見(jiàn),其具體療效尚有待于考察。
哮喘的發(fā)病機(jī)制極為復(fù)雜,目前普遍認(rèn)為,炎癥反應(yīng)、氣道重塑、氧化應(yīng)激、免疫失調(diào)、細(xì)胞凋亡是其發(fā)病的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來(lái),隨著國(guó)家對(duì)中藥的大力提倡,傳統(tǒng)方劑中中藥化學(xué)成分的研究不斷深入,其為哮喘的治療也提供了新的方案。
酚酸類(lèi)、黃酮類(lèi)、甾醇類(lèi)、木脂素、香豆素、揮發(fā)油、多酚類(lèi)、三萜類(lèi)、姜辣素類(lèi)、多糖類(lèi)等是蘇子降氣湯中的主要有效成分,通過(guò)共同調(diào)節(jié)NF-κB、MAPK、COX-2、PI3K/Akt/mTOR、JNK、STAT3、T2R10/IP3R1/NFAT1等多條信號(hào)通路緩解氣道炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng),促進(jìn)上皮細(xì)胞凋亡,調(diào)節(jié)免疫平衡,在哮喘防治過(guò)程中功不可沒(méi)。當(dāng)然在該方的實(shí)際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)了一些不足之處:(1)大多數(shù)研究尚處于動(dòng)物模型階段,缺乏臨床試驗(yàn)的佐證,導(dǎo)致其確切療效不明確;(2)對(duì)單一成分的研究脫離了中醫(yī)的整體觀(guān)念;(3)方劑中的中藥化學(xué)成分雖涉及多條信號(hào)通路,但相互之間的關(guān)聯(lián)性尚未得到證實(shí)。
針對(duì)目前研究中存在的相關(guān)問(wèn)題,作者提出以下建議:(1)擴(kuò)大臨床試驗(yàn)樣本量,明確其確切療效并與整體方劑療效進(jìn)行對(duì)比,以期為哮喘的治療提供新的臨床用藥方案;(2)在中醫(yī)思想的指導(dǎo)下結(jié)合中藥有效成分的藥理活性對(duì)方劑進(jìn)行深入研究;(3)充分采用基因敲除技術(shù)、過(guò)表達(dá)技術(shù)等研究一條信號(hào)通路對(duì)其他信號(hào)通路的影響,以期從多角度闡述化學(xué)成分治療哮喘的作用機(jī)制。