益肺散結(jié)方治療肺纖維化作用機(jī)制探討*

喬 波，吳月瀅，李小雅，胡雅楠，賈文清，邢海晶，段為鋼△

（1.云南中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，云南 昆明 650500；2.云南中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，云南 昆明 650500；3.湖南中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410208；4.云南省中醫(yī)藥學(xué)分子生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650500）

肺纖維化（pulmonary fibrosis，PF）以肺泡上皮細(xì)胞進(jìn)行性損傷和異常修復(fù)為病理過(guò)程的纖維化疾病[1]。肺纖維化的發(fā)病率和病死率在最近幾年來(lái)也逐漸升高，患者也更加年輕化[2]。目前肺纖維化發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚，無(wú)有效藥物逆轉(zhuǎn)纖維化進(jìn)程[3]。云南省名中醫(yī)李慶生教授的治療肺纖維化擬定經(jīng)驗(yàn)方益肺散結(jié)方，經(jīng)長(zhǎng)期臨床實(shí)踐，療效確切。前期研究[4，5]證實(shí)該方可以促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的代謝吸收，減少膠原沉積等，進(jìn)而緩解肺纖維化的疾病進(jìn)程。盡管該方臨床治療效果顯著，但尚未進(jìn)行系統(tǒng)的機(jī)制探討。本文將基于肺纖維化的中西醫(yī)認(rèn)識(shí)，從主要活性成分和主要信號(hào)通路等方面探討該方治療肺纖維化的可能作用機(jī)制。

1 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)及中醫(yī)對(duì)肺纖維化的認(rèn)識(shí)

1.1 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)肺纖維化認(rèn)識(shí) 肺纖維化的發(fā)病機(jī)制主要與炎癥、免疫，氧化應(yīng)激等相關(guān)。臨床上通常表現(xiàn)干咳和勞力性氣促：一方面，隨著疾病進(jìn)展，肺通氣功能逐漸喪失，最終發(fā)展為蜂窩肺，患者極度呼吸困難甚至窒息而死亡；另一方面，長(zhǎng)期缺氧還會(huì)誘發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生系列并發(fā)癥，嚴(yán)重影響患者健康和生存質(zhì)量[6]。肺纖維化的主要病理特征是肺泡間質(zhì)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、成纖維細(xì)胞增殖和肺泡間質(zhì)纖維結(jié)締組織沉積[7]。目前的治療手段包括吡非尼酮，尼達(dá)尼布，N－乙酰半胱氨酸等藥物，但這些藥物均不能有效逆轉(zhuǎn)肺纖維化的疾病進(jìn)程，而且長(zhǎng)期使用都有不同程度的毒副作用[8]。

1.2 中醫(yī)對(duì)肺纖維化認(rèn)識(shí) 根據(jù)其臨床癥狀，肺纖維化可歸屬為“肺痹”“肺痿”等范疇，其基本病機(jī)為虛實(shí)夾雜，以肺氣虛為主，兼雜痰凝、血瘀。肺為華蓋之臟，外邪侵襲肺臟，肺失宣降，氣機(jī)失暢，水液停滯；久病不愈，損傷肺氣，則津液運(yùn)行推動(dòng)無(wú)力，停滯而凝成痰飲[9]。《黃帝內(nèi)經(jīng)》中提到：“氣為血之帥，氣行則血行，氣滯則血瘀”，氣不行血，血行不暢產(chǎn)生瘀血。痰飲和瘀血既是氣虛之果亦是其因，此三者交織錯(cuò)雜，同惡相濟(jì)。氣虛、痰凝、血瘀貫穿肺纖維化發(fā)生發(fā)展的始終，故以益氣、化痰、逐瘀為主要治則治法。

2 益肺散結(jié)方方解

團(tuán)隊(duì)學(xué)術(shù)帶頭人云南省名中醫(yī)李慶生教授根據(jù)其臨床癥狀及病因病機(jī)，以玉屏風(fēng)散為基礎(chǔ)加減，擬定益肺散結(jié)方，經(jīng)長(zhǎng)期臨床實(shí)踐，療效確切。益肺散結(jié)方由生黃芪、白術(shù)、防風(fēng)、桑白皮、浙貝母、白芥子、莪術(shù)、三七組成。生黃芪、白術(shù)、防風(fēng)合用，益氣固表；桑白皮瀉肺平喘，浙貝母化痰止咳，白芥子溫肺化痰，三藥合用以達(dá)宣肺平喘止咳之功；莪術(shù)、三七合用，行氣活血，以達(dá)“氣行則血行，血行則瘀化”之效。諸藥合用，共奏益氣、化痰、逐瘀。

3 益肺散結(jié)方參與干預(yù)肺纖維化的主要活性成分

本研究依據(jù)中醫(yī)功效、作用靶點(diǎn)、現(xiàn)代藥理學(xué)作用，對(duì)益肺散結(jié)方成分進(jìn)行匯總分析，參見(jiàn)表1。肺纖維化的發(fā)生伴隨著炎性細(xì)胞浸潤(rùn)及成纖維細(xì)胞的聚集，另外膠原蛋白過(guò)度合成參與其形成。益肺散結(jié)方可通過(guò)提高自身免疫功能、緩解炎癥反應(yīng)、抑制凋亡及減少膠原沉積等，最終達(dá)到緩解肺纖維化的目的。有研究發(fā)現(xiàn)[10]黃芪多糖可以增強(qiáng)免疫，緩解炎癥反應(yīng)；槲皮素通過(guò)抑制TGF-β1、miR-21的表達(dá)，增強(qiáng)Smad7的活性，抑制TGF-β1/Smads信號(hào)通路，進(jìn)而緩解炎癥反應(yīng)和膠原沉積[11]；楊慶雄等[12]發(fā)現(xiàn)常春藤皂苷通過(guò)調(diào)節(jié)NF-κB信號(hào)通路，抑制炎癥因子和黏附分子的吸附等，減輕內(nèi)皮細(xì)胞的炎性損傷，對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞炎性損傷起到保護(hù)作用。這些研究揭示了益肺散結(jié)方中的活性成分可作用于多個(gè)靶點(diǎn)，發(fā)揮協(xié)同作用，進(jìn)而緩解肺纖維化的疾病進(jìn)程。

表1 益肺散結(jié)方干預(yù)肺纖維化的可能活性成分的作用靶點(diǎn)

4 益肺散結(jié)方干預(yù)肺纖維化可能涉及的主要信號(hào)通路

根據(jù)益肺散結(jié)方的活性成分的研究報(bào)道，發(fā)現(xiàn)該方防治肺纖維化主要涉及PI3K/AKT信號(hào)通路、TGF-β/Smad信號(hào)通路、NF-κB信號(hào)通路及MAPK信號(hào)通路等，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)、抑制炎癥等作用，緩解肺纖維化的發(fā)生發(fā)展。

4.1 PI3K/AKT/m TOR信號(hào)通路 研究表明，PI3K/AKT/m TOR通路（圖1）的激活在細(xì)胞的存活、生長(zhǎng)、增殖、凋亡等生命活動(dòng)中起著重要作用[26]。PI3K可以被酪氨酸激酶活化產(chǎn)生PIP3，PIP3可以與下游的AKT結(jié)合并使其活化，繼而激活其下游的mTOR[27，28]。前期研究證實(shí)[4]，益肺散結(jié)方可以通過(guò)抑制PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路，激活自噬，降低α-SMA、I及III膠原蛋白、纖維連接蛋白的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的分解吸收，降低膠原沉積，進(jìn)而減緩肺纖維化疾病進(jìn)程。方中浙貝母活性成分貝母素乙可調(diào)控PI3K/Akt/mTOR通路活性減緩上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）進(jìn)程，進(jìn)而抑制A549細(xì)胞侵襲及遷移能力的作用[29]。莪術(shù)的主要成分莪術(shù)醇、姜黃素可以阻斷PI3K/AKT/m TOR信號(hào)通路，抑制成纖維細(xì)胞增殖、遷移和凋亡[6]。這些研究提示益肺散結(jié)方可能通過(guò)PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路，緩解肺纖維化疾病的進(jìn)程。

4.2 TGF-β1/Smad信號(hào)通路 TGF-β1/Smad信號(hào)通路（圖2）通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞增殖、分化、遷移、侵襲凋亡等參與到肺纖維化的發(fā)生發(fā)展[30]。TGF-β1在上皮細(xì)胞、肺泡巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞中表達(dá)豐富，與TGF-β 受體（TGF-β receptor，TGFβ-R）Ⅰ和Ⅱ結(jié)合后，磷酸化下游的受體相關(guān)Smad2和Smad3與Smad4形成低聚物復(fù)合體，轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)，上調(diào)TGF-β表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)沉積和纖維化進(jìn)程[31]。TGF-β1誘導(dǎo)肺纖維化可分成4個(gè)階段[32-33]：（1）促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生；（2）抑制細(xì)胞外基質(zhì)的降解；（3）調(diào)控細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)；（4）使肺組織損傷部位的細(xì)胞外基質(zhì)急劇增多而致肺纖維化。方中活性成分槲皮素可增強(qiáng)Smad7的活性，抑制TGF-β1/Smads信號(hào)通路及TGF-β1、miR-21的表達(dá)，進(jìn)而減少炎癥反應(yīng)和膠原沉積，緩解肺纖維化[34]。姜黃素對(duì)急性肺損傷大鼠的早期干預(yù)和治療可能是通過(guò)下調(diào)Smad2/3蛋白和上調(diào)Smad7蛋白進(jìn)而影響TGF-β1/Smads信號(hào)通路[35]。這些研究結(jié)果揭示了益肺散結(jié)方中活性成分可能通過(guò)TGF-β1/Smads信號(hào)通路，干預(yù)肺纖維化的發(fā)生發(fā)展。

4.3 NF-κB信號(hào)通路 NF-κB作為重要的核轉(zhuǎn)錄因子，參與調(diào)控免疫反應(yīng)、應(yīng)激反應(yīng)和炎癥反應(yīng)。在TNF-α等促炎因子刺激下，IκB被IKK復(fù)合物磷酸化后，迅速被26S蛋白酶體泛素化并水解，被釋放的NF-κB轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)，激活下游基因表達(dá)[36-37]（圖3）。NF-κB家族轉(zhuǎn)錄激活因子調(diào)節(jié)TNF-α，IL-1和IL-6等多種細(xì)胞因子的表達(dá)，這些細(xì)胞因子參與肺纖維化的病理過(guò)程[38]。有研究發(fā)現(xiàn)[39]，益氣化瘀化痰法可通過(guò)抑制NF-κB的活化，減弱TNF-α蛋白的表達(dá)；TNF-α表達(dá)減弱，又能降低誘導(dǎo)NF-kB活化的水平，進(jìn)而明顯改善博萊霉素誘導(dǎo)大鼠肺纖維化。方中成分槲皮素可抑制IKK/NF-κB/IκB信號(hào)通路，緩解金黃色葡萄球菌肺炎小鼠炎癥反應(yīng)[40]。有研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素可抑制肺組織中TGF-β1、NF-κB的過(guò)度表達(dá)，緩解百草枯中毒導(dǎo)致的肺纖維化程度[41]。因此，益肺散結(jié)方主要活性成分通過(guò)NF-κB信號(hào)通路，緩解肺纖維化疾病的進(jìn)程。

4.4 MAPK信號(hào)通路 MAPK信號(hào)通路（圖4）是主要的生長(zhǎng)信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白，在調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、介導(dǎo)細(xì)胞凋亡、參與血管新生等過(guò)程中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用[42]。細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（extracelluar signal-regulated kinases，ERK）、eJun氨基末端激酶（e-Jun N-terminal kinases，JNK）和p38MAPK同屬于絲裂原活化蛋白激酶MAPK，三條信號(hào)通路功能獨(dú)立卻又相關(guān)聯(lián)[43]。ERK1/2信號(hào)通路的激活可促進(jìn)肺成纖維細(xì)胞細(xì)胞增殖和膠原沉積，促進(jìn)纖維化形成；JNK信號(hào)通路促進(jìn)細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致纖維化，可能通過(guò)上調(diào)TNF、p53等促凋亡蛋白的表達(dá)；還可能通過(guò)作用于線粒體，激活caspase-3級(jí)聯(lián)反應(yīng)，與凋亡底物結(jié)合引起細(xì)胞凋亡；p38MAPK信號(hào)通路可通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子活性及細(xì)胞因子的合成參與炎性反應(yīng)，p38MAPK被激活后可促進(jìn)多種炎性因子的表達(dá)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[44]。研究表明，抑制P38MAPK信號(hào)通路后，可減輕大鼠膿毒癥致急性肺損傷[45]。方中成分姜黃素抑制IL-8誘導(dǎo)的HUVECs細(xì)胞遷移、pERK1/2蛋白表達(dá)，說(shuō)明抑制姜黃素能抗血管生成主要與MAPK/ERK信號(hào)通路有關(guān)[46]。以上研究結(jié)果說(shuō)明了益肺散結(jié)方可調(diào)控MAPK信號(hào)通路干預(yù)肺纖維化的發(fā)生發(fā)展。

5 小結(jié)與展望

傳統(tǒng)中醫(yī)藥的優(yōu)勢(shì)是以整體觀念為指導(dǎo)，辨證施治的原則，發(fā)揮中藥間的協(xié)同作用，達(dá)到治病驅(qū)邪，調(diào)理臟腑，扶助正氣的效果。益肺散結(jié)方對(duì)肺纖維化有顯著的治療作用，抗纖維化的機(jī)制主要包括對(duì)免疫、炎癥因子及多條信號(hào)通路等的影響。本研究發(fā)現(xiàn)益肺散結(jié)方活性成分中黃芪多糖、三七總皂苷、姜黃素、莪術(shù)醇、槲皮素及β-谷甾醇等可以調(diào)控I3K/AKT信號(hào)通路、TGF-β/Smad 信號(hào)通路、NF-κB 信號(hào)通路及MAPK信號(hào)通路等，緩解炎癥反應(yīng)、增強(qiáng)免疫，抑制成纖維細(xì)胞增殖和促進(jìn)凋亡，減少膠原沉積，緩解肺纖維化?；谝陨蠌幕钚猿煞?、主要信號(hào)通路等方面進(jìn)一步揭示了益肺散結(jié)方防治肺纖維化的相關(guān)機(jī)制。