基于凋亡-自噬穩(wěn)態(tài)失衡論骨髓增生異常綜合征正虛邪實病機演變

許鳴，許勇鋼，胡曉梅，陸嘉惠

1.桐鄉(xiāng)市第一人民醫(yī)院，浙江 桐鄉(xiāng) 314500 2.中國中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院，北京 100091 3.上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬市中醫(yī)醫(yī)院，上海 200071

骨髓增生異常綜合征(Myelodysplastic syndrome，MDS)是一組起源于造血髓系定向干細胞或多能干細胞的惡性克隆性疾病，細胞自噬和凋亡與MDS的發(fā)病和進展有著密切關(guān)聯(lián)[1～2]。中醫(yī)學(xué)將MDS命名為“髓毒勞”，認為該病本虛標實，外毒直中耗損正氣或因先后天不足而見脾腎兩臟虧虛，又因虛致毒或因虛致瘀，出現(xiàn)以瘀、毒為主的病理產(chǎn)物，瘀毒之邪日深致使正氣被克伐更甚，最終導(dǎo)致虛極之證；總之，脾腎兩虛、毒瘀內(nèi)蘊貫穿了MDS的整個發(fā)病過程[3]。自噬與凋亡是維持細胞穩(wěn)態(tài)，清除異常細胞、細胞器的兩種不同方式，中藥對MDS治療的有效性及其作用的內(nèi)在機制可能與凋亡和自噬調(diào)控相關(guān)。由于MDS異質(zhì)性較大，易發(fā)生轉(zhuǎn)化，其正虛、邪實的中醫(yī)證型及病機轉(zhuǎn)化規(guī)律的物質(zhì)基礎(chǔ)有必要進行深入挖掘，故探討凋亡、自噬等基本細胞生命現(xiàn)象在不同證型中的作用更利于指導(dǎo)臨床個體化精準治療。

1 MDS正虛、邪實證候特點及病機轉(zhuǎn)化規(guī)律

證，是疾病發(fā)展過程中某一階段的病理概括。根據(jù)陰陽氣血臟腑不同辨證，MDS的中醫(yī)分型可歸為氣陰兩虛心肝血虧證、腎精虧虛血瘀內(nèi)阻證、痰瘀互阻陰陽失衡證、熱毒熾盛臟腑虛極證；疾病早期以虛證為主，兼有實證，晚期見虛實夾雜證，并以實證突出[4]。證候是病機的外在反映，病機是證候的內(nèi)在本質(zhì)。如從病機上討論MDS證型，則與“腎為先天之本，主骨生髓，藏精血”“脾為后天之本，氣血生化之源”等理論密不可分。知常達變，探源求本，脾腎虛損在MDS血液生化異常的發(fā)病機制中發(fā)揮根本作用，而瘀毒內(nèi)結(jié)既可為疾病的外在變現(xiàn)之一，又是疾病進展的重要變化因素。脾腎虧虛則邪毒乘虛而入，臟腑功能失常難以達邪，邪毒留滯不去，瘀血內(nèi)停，瘀毒蘊結(jié)，耗氣傷陰，正氣愈虛；“瘀血不祛，新血不生”，精血日耗；正所謂脾腎虧虛為之本，邪毒內(nèi)蘊為之標，痰瘀內(nèi)動為之變[5]。

正因MDS呈現(xiàn)高度異質(zhì)性和突變進展性特點，中醫(yī)病機主要表現(xiàn)在邪正盛衰、虛實轉(zhuǎn)化的方面，既可以邪正論虛實，又可以氣血論虛實，而氣血論為邪正論的具體辨析。正氣包括人體精氣血物質(zhì)及對機體內(nèi)外環(huán)境的適應(yīng)能力，而邪氣泛指多種致病因素。邪正盛衰為動態(tài)平衡，自張仲景起即對疾病的本質(zhì)和發(fā)生發(fā)展變化規(guī)律進行了由淺入深的縱向動態(tài)傳變和同一層次的橫向傳變的分析。虛實決定邪正盛衰，當正邪雙方力量對比發(fā)生變化，并達到主要與次要矛盾互易其主次位置的程度時，則疾病的虛實性質(zhì)亦會發(fā)生轉(zhuǎn)化，或由實轉(zhuǎn)虛，或因虛致實。就MDS而言，早期病機以脾腎兩虛為主，氣血不足，造血乏源，故臨床表現(xiàn)為虛勞癥狀，但久病生瘀，因虛致毒，此時瘀毒雖不盛，但伏于骨髓之中，故與單純虛癥有所區(qū)別。若及時培補正氣，化解瘀毒，早期MDS患者正邪勢力處于穩(wěn)定狀態(tài)，疾病可長期不發(fā)生進展。如果正氣進一步受攻伐，不能維持機體的穩(wěn)態(tài)，致病因素如深伏于骨髓中的溫?zé)岫拘鞍l(fā)作，暗耗人體精血，故見衄血發(fā)斑、尿血便血、高熱等耗精動血之證，此時病證由正氣虧損為主要矛盾的虛性病變，轉(zhuǎn)變?yōu)樾皻馐⑤^突出的實性病變。

2 自噬、凋亡調(diào)控的細胞穩(wěn)態(tài)在MDS發(fā)病及進展中的作用

自噬是真核細胞所特有的細胞內(nèi)物質(zhì)成分被溶酶體降解過程的統(tǒng)稱[6]。國內(nèi)外多項研究表明MDS發(fā)病機制與細胞自噬現(xiàn)象密切相關(guān)，造血干細胞層面的自噬功能缺陷可導(dǎo)致受損線粒體的堆積，使代謝產(chǎn)物如活性氧簇(ROS)增多造成細胞損傷及基因不穩(wěn)定；而細胞損傷可使線粒體進一步堆積，最終誘導(dǎo)具有MDS表型的細胞增殖，基因的不穩(wěn)定更會促使MDS進展為急性髓細胞白血病(AML)[1]。有研究發(fā)現(xiàn)，中危-2/高危MDS組BMMNC自噬水平較低危/中危-1MDS組患者自噬水平下降更為明顯，推測自噬水平相對不足可能與疾病進展有關(guān)[7]。具體而言，在MDS的相對低危階段，雖然骨髓CD34+細胞異常增生并出現(xiàn)病態(tài)造血，但這類細胞仍具有一定正常功能(自噬相關(guān)基因Bclin-1水平正常)，可通過自噬作用，將受損的細胞器、DNA降解后重新利用。而在MDS相對高危階段，自噬相關(guān)基因Bclin-1水平顯著降低，細胞凋亡減少并促使細胞無限增殖，而低度的自噬活性又使腫瘤細胞更加適應(yīng)環(huán)境變化[8]，由此導(dǎo)致了MDS惡性克隆的增加。

凋亡和自噬均是細胞內(nèi)受到嚴格調(diào)控的生物進程，兩者維持的細胞穩(wěn)態(tài)在MDS疾病進展中具有顯著意義。在低危MDS患者骨髓中CD34+和CD34-細胞凋亡率均高于高危患者，且以CD34-細胞的凋亡為主導(dǎo)，而在高危MDS患者骨髓中細胞凋亡受抑制，轉(zhuǎn)變?yōu)橐訡D34+細胞的增殖為主導(dǎo)[9]。另有研究證明，抗凋亡蛋白B淋巴細胞瘤-2(Bcl-2)在AML患者CD34+細胞中表達增高，凋亡率顯著低于MDS[10]，說明MDS患者不僅存在不同程度的凋亡異常，并且這種異常的凋亡與疾病向AML轉(zhuǎn)化相關(guān)。作為MDS細胞抗凋亡環(huán)節(jié)中的重要蛋白，Bcl-2還能夠通過和Beclin-1的相互作用發(fā)揮抗自噬功能，因為在Bcl-2下降時伴隨了更多的Beclin-1依賴性自噬[11]。在MDS患者中，Bcl-2表達水平隨著危度的增加而升高，Beclin-1的表達水平隨著危度的增加而降低，高危MDS相比低危MDS更具有細胞凋亡受抑、自噬水平較低的特點[12]，因此，Beclin-1表達異常是MDS細胞發(fā)生凋亡-自噬穩(wěn)態(tài)失常的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3 MDS正虛、邪實病機轉(zhuǎn)化與凋亡-自噬調(diào)控細胞穩(wěn)態(tài)的相關(guān)性

中醫(yī)學(xué)是根據(jù)樸素的自然辯證法去認識客觀世界的，它同分子生物學(xué)有著同樣堅實的客觀基礎(chǔ)，都是從科學(xué)實踐中提煉的理論，只是分子生物學(xué)以現(xiàn)代科學(xué)實驗為手段在性和量方面更加細微。如細胞自噬和凋亡在生理情況下保持一定比例，比例失調(diào)就會造成病態(tài)，凋亡過度，正常細胞量的減少、質(zhì)的下降，表現(xiàn)出氣血不足；自噬過少，代謝病理產(chǎn)物增加，可表現(xiàn)出痰凝血瘀；此與中醫(yī)“氣與血不得相多”的陰陽動態(tài)平衡的論點一致。從MDS凋亡-自噬維持“自我穩(wěn)態(tài)”的角度分析，由于細胞存在自噬現(xiàn)象，則可理解為此時機體氣不足，精來化，胞質(zhì)、錯誤合成蛋白等物質(zhì)降解為氨基酸，再進入三羧酸循環(huán)，提供細胞需要的能量，正所謂精可化氣，氣聚為精。正虛即為機體功能下降，或者精微物質(zhì)不足，在自噬的調(diào)控下可利用物質(zhì)循環(huán)利用產(chǎn)生能量，而邪實往往是一種器質(zhì)性的病理狀態(tài)，在MDS中通常為以微循環(huán)障礙為主的血瘀和以基因突變?yōu)橹鞯陌┒驹诠撬栉h(huán)境中對干細胞穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生負性影響。

如果說自噬是一種應(yīng)激性反應(yīng)，那么在邪實狀態(tài)時有害物質(zhì)存在下，凋亡則具有防御性作用。核因子κB(NF-κB)是人體防御機制的重要因子，其同時具有促/抑凋亡的雙向誘導(dǎo)作用。低危組MDS細胞NF-κB活化水平下降，凋亡增加，高危組MDS細胞NF-κB活化水平增高，凋亡減少。前期研究中通過“以方測證”證明扶正藥物有抑制低危MDS骨髓細胞過度凋亡的作用，而祛邪藥物則可誘導(dǎo)高危MDS骨髓細胞凋亡，可見扶正祛邪藥物均有降低NF-κB活化水平的作用[13]，間接證明了正虛型MDS存在凋亡過度現(xiàn)象。由于內(nèi)生實邪可通過凋亡進行自我清除，或在藥物干預(yù)下增強這種能力，故正虛邪實在疾病過程中并不以階梯式下降或上升，因人體代償和穩(wěn)態(tài)的存在而具有一定平臺期。

4 組蛋白密碼影響的凋亡-自噬調(diào)控失衡與MDS病機轉(zhuǎn)化相關(guān)性

如前所述，與MDS病機密切相關(guān)的病理因素有瘀、毒、陰陽失衡等，其中，毒很可能是細胞代謝產(chǎn)物的堆積導(dǎo)致基因不穩(wěn)定，致使細胞惡性克隆增殖。這種基因毒性表現(xiàn)在原癌基因和腫瘤抑制基因的突變上，可受組蛋白調(diào)控。有研究顯示組蛋白修飾在轉(zhuǎn)錄延伸水平抑制了腫瘤發(fā)生相關(guān)基因的過度表達，進而抑制腫瘤發(fā)生[14]。目前鑒定出的組蛋白修飾化學(xué)類型已超過25種，包括甲基化、?；?、磷酸化等。這些組蛋白修飾及其組合被認為構(gòu)成一組廣義上的“組蛋白密碼”，是表觀遺傳調(diào)控的重要機制之一，既可干預(yù)腫瘤細胞凋亡，也對細胞自噬產(chǎn)生影響。自噬過程囊括了轉(zhuǎn)錄和表觀遺傳程序，組蛋白修飾中的H3K9甲基化的去除參與了自噬的早期階段，H4K16去乙?；瘏⑴c了自噬的晚期階段，這種參與自噬的修飾也表現(xiàn)出了與凋亡組蛋白標記顯著的負相關(guān)特征，這暗示了自噬性組蛋白密碼可以促進細胞存活。另外，與死亡相關(guān)的組蛋白密碼相同的組蛋白修飾也在腫瘤進程中發(fā)生，因此這些組蛋白密碼又可以代表組蛋白的致癌相關(guān)修飾。這可能是由于腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中會發(fā)生自噬和凋亡的失調(diào)，而一般來說凋亡程序的抑制對腫瘤細胞生存有利，但抑制自噬對于腫瘤細胞的影響則更為復(fù)雜。通常在腫瘤發(fā)展早期高水平的自噬可以導(dǎo)致腫瘤細胞的死亡，而對于已建立的腫瘤細胞則依賴增強的自噬對抗包括有限的營養(yǎng)供給等應(yīng)激條件[6]。

表觀遺傳學(xué)與中醫(yī)學(xué)中稟賦學(xué)說類似。章虛谷在《靈素節(jié)株類編》中言：“陰陽氣精，稟受于天”“稟有濃薄，攝養(yǎng)有乖和，則不能拘常數(shù)矣?！痹诮M蛋白密碼調(diào)控過程中，不同酶的作用表現(xiàn)為陰陽兩面，種種表觀遺傳學(xué)現(xiàn)象綜合地呈現(xiàn)出關(guān)系性、功能性和非線性特點，如同中醫(yī)證候轉(zhuǎn)變的動態(tài)過程，具有不同層次與變量以及時間的特性，顯示出機體功能失序狀態(tài)及病理的發(fā)生興衰與消長演變規(guī)律。MDS正虛向邪實轉(zhuǎn)化過程中，通過“既病防變”以扶正藥的使用維持干細胞穩(wěn)態(tài)，延緩甚至可能逆轉(zhuǎn)疾病進展。此時自噬性組蛋白密碼便充當了變阻器，雖然不能像開關(guān)一樣將致病基因沉默，但可通過阻斷自噬或自噬缺失使細胞在面臨應(yīng)激時容易發(fā)生死亡，而自噬誘導(dǎo)超過生理性范圍也能導(dǎo)致細胞死亡。

5 結(jié)語

綜上，MDS是一個預(yù)后差異大且具有動態(tài)變化的疾病，因此中醫(yī)病機轉(zhuǎn)化和證候變化研究具有重要意義。正虛型MDS患者凋亡過度，自噬減少；而瘀毒型MDS患者凋亡減少，自噬相對增加(維持低水平狀態(tài))，表現(xiàn)為證候與Bcl-2/Beclin-1比值的相關(guān)性。表觀遺傳學(xué)與證候同樣表現(xiàn)出非線性的“內(nèi)實外虛”“動態(tài)時空”和“多維界面”的復(fù)雜性[15]。由于表觀遺傳學(xué)發(fā)展時間較短，目前應(yīng)用表觀遺傳學(xué)手段、方法對中醫(yī)學(xué)證候特征進行研究的實例不多，但中藥復(fù)方的表觀遺傳學(xué)調(diào)控作用已通過較多研究得以證實，且多集中在抗腫瘤作用方面。因此，以組蛋白密碼為例，未來可構(gòu)建一個中醫(yī)證候與表觀遺傳學(xué)調(diào)控細胞凋亡和自噬之間關(guān)系的景觀模型，分析自噬和凋亡的動態(tài)平衡與造血干細胞活力變化的相關(guān)性，以便指導(dǎo)臨床診斷、預(yù)后判斷及尋找中藥可能的作用靶位。