從鼻腔黏膜免疫探討中藥外用在流感預(yù)防中的應(yīng)用與前景

董毅智,張悅,李皓月,郝鳴昭,黎曉蕾,趙靜

(1.中國中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)臨床基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所,北京 100700;2.中國中醫(yī)科學(xué)院國際合作處,北京 100700;3.中國中醫(yī)科學(xué)院中國醫(yī)史文獻(xiàn)研究所,北京 100700)

流行性感冒(流感)是由正黏病毒科的RNA病毒—流感病毒引起的急性呼吸道傳染病,曾多次引起世界性流感大流行[1-2],嚴(yán)重危害人類健康[3-4],全球每年有10億病例,其中300～500萬例為嚴(yán)重病例,導(dǎo)致29～65萬例流感相關(guān)患者死亡[5]。盡管流感防控已取得很大進(jìn)展,但仍是公共衛(wèi)生領(lǐng)域的主要挑戰(zhàn)之一。流感等傳染病重在預(yù)防,目前流感預(yù)防主要以接種疫苗為主,同時(shí)包括口服抗病毒藥物及中藥預(yù)防[6]。因病毒變異導(dǎo)致已接種的疫苗有效性降低甚至無效,故流感疫苗覆蓋率與接種率低,且口服藥物作用有限、副作用大等[7],更多預(yù)防方法有待開發(fā)與應(yīng)用。

流感屬于中醫(yī)“疫病”或“瘟疫”范疇,中藥外用預(yù)防疫病歷史悠久、方法多樣[8]，如中藥香囊對(duì)流感發(fā)病具有一定的預(yù)防作用，連續(xù)使用效果更好[9-10]。近年來，中藥外用在流感等傳染病預(yù)防中的應(yīng)用不斷增多,但其具體作用機(jī)制尚待明確。流感作為經(jīng)口鼻傳播的呼吸道傳染性疾病,鼻腔黏膜及其免疫系統(tǒng)是抵抗流感病毒等病原體入侵機(jī)體的第一道防線,也是預(yù)防流感中藥外用作用的首要途徑。因此,本文以鼻腔黏膜免疫為切入點(diǎn),通過探討中藥外用在預(yù)防流感中的黏膜免疫機(jī)制,以期為中藥外用預(yù)防流感作用與機(jī)制探索提供更多思路。

1 鼻腔黏膜免疫應(yīng)答在流感預(yù)防中的作用

黏膜免疫系統(tǒng)包含80%免疫細(xì)胞和50%淋巴組織,是機(jī)體免疫網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,黏膜表面的上皮細(xì)胞緊密排列,使機(jī)體免受外界多種病原微生物的侵?jǐn)_,構(gòu)成抵御外界病原體入侵的“第一道防線”[11]。鼻腔是機(jī)體氣體交換的重要場(chǎng)所,也是上呼吸道的重要組成部分,其表面的呼吸道黏膜是僅次于消化道黏膜的第二大黏膜系統(tǒng),包含著抵抗外來病原體、過敏物質(zhì)及其他有害物質(zhì)的特殊防御系統(tǒng),即鼻腔黏膜免疫系統(tǒng)[12]。

1.1 鼻腔黏膜及其免疫抗體可阻止病原體的感染和入侵

體液免疫產(chǎn)生抗體主要是IgG、IgM和IgA等,而黏膜免疫產(chǎn)生的抗體為獨(dú)特的免疫球蛋白分子即分泌型免疫球蛋白A(Secretory immunoglobulin A,SIgA)[13]。SIgA是黏膜表面最重要的抗體,它能有效地阻止病原體黏附于黏膜表面,抵御病原體的感染和入侵,局部SIgA的缺失會(huì)增加黏膜感染的易性。SIgA既是機(jī)體黏膜抵抗感染的重要因素,也是多種黏膜疾病的診斷和預(yù)后評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)[14]。它是黏膜表面分泌量最多的免疫球蛋白,且具有不易被一般的蛋白酶水解的特點(diǎn),使其成為黏膜免疫系統(tǒng)中的主要效應(yīng)分子[15]。外界抗原分子跨越鼻黏膜上皮細(xì)胞(Nasal epithelial cells,NECs),其中,可溶性抗原易透過抗原提呈細(xì)胞(Antigen presenting cells,APCs)接觸并相互作用,顆粒性抗原可被鼻黏膜擺動(dòng)的纖毛清除,但NECs接觸后,則極易被鼻相關(guān)淋巴組織中的微皺褶細(xì)胞(Microfold cell,M細(xì)胞)攝取[16]。APCs攝取抗原后激活了T細(xì)胞和B細(xì)胞,活化的B細(xì)胞分化為產(chǎn)生SIgA的漿細(xì)胞,SIgA中和特定抗原后生成抗原復(fù)合物,抗原復(fù)合物可被NECs清除。在黏膜表面活化的淋巴細(xì)胞可以通過淋巴系統(tǒng)到達(dá)遠(yuǎn)端黏膜部位,并通過“共同黏膜免疫系統(tǒng)”傳遞免疫。

1.2 鼻腔黏膜局部固有免疫應(yīng)答在流感初始階段快速活化

雖然纖毛和黏液素共同行使的黏液纖毛清除作用可以阻止環(huán)境空氣來源的大體積物質(zhì)進(jìn)入肺泡,但包含大量病原體的小體積物質(zhì)卻能夠伴隨呼吸輕易地進(jìn)入肺泡,它們的清除則需要鼻腔黏膜免疫系統(tǒng)來完成[17]。在病原體感染的初始階段,鼻腔黏膜固有免疫系統(tǒng)能夠快速活化并行使效應(yīng)功能,例如,在呼吸道流感病毒感染過程中,鼻腔黏膜免疫系統(tǒng)的受體能夠識(shí)別并結(jié)合病毒來源的單鏈RNA,通過活化其下游信號(hào)通路中的轉(zhuǎn)錄因子,從而促進(jìn)干擾素和炎癥細(xì)胞因子產(chǎn)生[18]。此外,固有免疫應(yīng)答階段產(chǎn)生的炎癥細(xì)胞因子也有助于抗原特異性細(xì)胞的活化[19]。

1.3 鼻腔黏膜誘導(dǎo)整體特異性免疫應(yīng)答持續(xù)發(fā)揮預(yù)防作用

黏膜下大量的樹突狀細(xì)胞是連接固有免疫應(yīng)答與特異性免疫應(yīng)答的橋梁。樹突狀細(xì)胞可分化為許多種不同的細(xì)胞類型,但在鼻腔黏膜中最重要的是CD103+樹突狀細(xì)胞。黏膜下樹突狀細(xì)胞具有獨(dú)特的抗原攝取途徑:①抗原經(jīng)M細(xì)胞從上皮運(yùn)送到固有層,激活樹突狀細(xì)胞;②抗原經(jīng)抗體與上皮細(xì)胞的Fc受體,激活樹突狀細(xì)胞;③樹突狀細(xì)胞吞噬含抗原的凋亡上皮細(xì)胞;④樹突狀細(xì)胞的凸起偽足穿越黏膜上皮細(xì)胞間隙捕獲抗原[20]。CD103+樹突狀細(xì)胞一旦被激活,就會(huì)遷移到引流淋巴結(jié)[21]。在淋巴結(jié)中,上述細(xì)胞可有效地將抗原交叉到CD8+T細(xì)胞上,從而促進(jìn)適應(yīng)性免疫[22]。

2 中藥外用在流感預(yù)防中的應(yīng)用及其免疫效應(yīng)

2.1 中藥外用在流感預(yù)防中的應(yīng)用

中藥外用形式多樣,包括香囊、噴霧、香薰及空氣消殺等形式。研究發(fā)現(xiàn),中藥香囊可以降低流感患病率和平均病程,緩解發(fā)熱、鼻塞流涕、咽部充血等癥狀,并且安全性較高、使用方便、價(jià)格低廉[23-28]。鼻咽部的中藥噴霧劑也能有效預(yù)防和治療流感,在蒼果噴霧劑預(yù)防流感病毒感染162例中,用藥組發(fā)病率(5.83%)明顯低于病例組(27.03%)[29]。保元菌毒清噴霧劑治療流感總有效率為86.6%[30]。貫眾清熱靈噴霧劑治療甲型H1N1流行性感冒療效確切,可有效改善患者的流感樣癥狀[31]。

中藥外用還可通過焚燒或香薰的方式來對(duì)環(huán)境進(jìn)行消殺,嶺南地區(qū)在SARS和甲流疫情中廣泛使用艾草和蒼術(shù)熏蒸消毒空氣[32],有醫(yī)療單位以蒼術(shù)、艾葉煙熏進(jìn)行空氣消毒實(shí)驗(yàn),均顯示對(duì)預(yù)防感冒有一定作用[33]。還有實(shí)驗(yàn)研究顯示煙熏和滴鼻劑都可促進(jìn)甲I型流感感染小鼠的脾細(xì)胞活性,激發(fā)局部黏膜的免疫反應(yīng)[34]。

2.2 中藥外用在流感預(yù)防中對(duì)鼻腔黏膜及整體的免疫效應(yīng)

中藥外用通過吸入、滴入、噴霧等方式直接應(yīng)用于鼻腔黏膜可直接增強(qiáng)鼻腔黏膜局部固有免疫。有研究顯示中藥熏蒸吸入在維持黏液纖毛傳輸系統(tǒng)功能改善方面有明顯療效,且可提高鼻腔黏膜的溶菌酶活性[35-36]。桂枝揮發(fā)油、桂皮醛、荊芥揮發(fā)油以及胡薄荷酮等中藥外用活性成分可通過激活鼻腔黏膜免疫中Toll樣受體7(Toll-Like Receptor 7,TLR7)通路,誘導(dǎo)白介素-1受體相關(guān)激酶4(Interleukin-1 receptor-associated kinase 4，IRAK-4)蛋白的表達(dá),進(jìn)而促使干擾素-β(Interferon-β，IFN-β)的高表達(dá)而發(fā)揮抗流感病毒作用[37-39]。苗藥防感香囊可上調(diào)TLR7、干擾素-α(Interferon-α，IFN-α)、IFN-β的表達(dá),通過Ⅰ型干擾素信號(hào)通路起到有效預(yù)防呼吸道感染,增強(qiáng)機(jī)體非特異免疫的作用[40-43],且苗藥香囊可增加正常小鼠呼吸道中白細(xì)胞介素-2(Interleukin-2，IL-2)和白細(xì)胞介素-18(Interleukin-18，IL-18)等抗炎細(xì)胞因子的含量,進(jìn)而增強(qiáng)正常小鼠鼻腔黏膜的局部免疫功能[44]。

在增強(qiáng)鼻腔黏膜局部固有免疫的同時(shí),中藥外用還可促進(jìn)整體特異性免疫。外用芳香辟穢藥物麝香、蒼術(shù)、冰片等藥直接作用于鼻腔黏膜,促進(jìn)黏膜SIgA分泌[45],冰香散中的芳香揮發(fā)成分可提高小鼠脾組織和鼻淋巴組織T細(xì)胞亞群數(shù)量,能有效激活鼻相關(guān)淋巴組織的黏膜免疫能力和全身免疫力[46-48]。甘露消毒丹揮發(fā)油經(jīng)鼻給藥后,小鼠呼吸道SIgA含量顯著提升,且灌胃給藥與滴鼻給藥合用比單一途徑給藥效果明顯[49-52]。由蒼術(shù)、草果、荊芥、香薷、藿香、薄荷、丁香提取的揮發(fā)油加入冰片組成的蒼果噴霧劑,通過咽部黏膜給藥可以下調(diào)咽部黏膜中黏附分子CD54、CD106的表達(dá),增加咽部SIgA的含量,增強(qiáng)機(jī)體咽部黏膜免疫抵御病毒的功能,中和病毒,抑制病毒吸附和入侵,發(fā)揮其預(yù)防呼吸道病毒感染的作用[53]。芳香類藥物中的揮發(fā)油可直接作用于呼吸道黏膜擴(kuò)張毛細(xì)血管,改善局部微循環(huán)提高機(jī)體免疫功能發(fā)揮防病治病的作用[54]。苗藥防感香囊增加了小鼠呼吸道和血清中的IgA和IgG,同時(shí)激活小鼠肺泡巨噬細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞,其預(yù)防流感的作用是通過激活鼻腔黏膜免疫及系統(tǒng)性免疫應(yīng)答[55-56]。

3 中藥外用調(diào)節(jié)鼻腔黏膜免疫預(yù)防流感的優(yōu)勢(shì)

3.1 可誘導(dǎo)不同免疫應(yīng)答

2020年版《流行性感冒診療方案》[6]中用于預(yù)防流感的奧司他韋和扎那米韋是發(fā)揮抗病毒作用,《甲型H1N1流感中醫(yī)藥預(yù)防方案》[57]中用于預(yù)防流感的中藥預(yù)防方是發(fā)揮提高系統(tǒng)免疫力作用。中藥外用可直接激發(fā)鼻腔黏膜局部免疫發(fā)揮防治流感等呼吸道傳染病的作用;同時(shí),由于“共同黏膜免疫系統(tǒng)”的存在以及中藥外用可調(diào)節(jié)免疫器官的功能從而激發(fā)全身免疫,能夠大大提高免疫效果[58-59]。

3.2 作用直接起效快

鼻腔黏膜面積大,血管豐富,因此藥物吸收迅速,給藥后起效時(shí)間快。與口服中藥湯劑相比,中藥外用不經(jīng)胃腸道,避免了藥物在胃腸和肝臟的消化吸收過程,作用時(shí)間更短。與注射給藥方式和傳統(tǒng)內(nèi)服中藥相比,中藥外用簡(jiǎn)單實(shí)用、安全方便,不需無菌操作、靜脈導(dǎo)管或其他侵入式裝置,也不需要煎煮中藥和口服藥物,作用直接,可提高患者的使用率和依從性。

3.3 劑型多樣相對(duì)安全

中藥外用有多種劑型,如香囊、香薰、滴鼻劑、噴霧劑等,也可以直接焚燒進(jìn)行環(huán)境消殺,豐富的劑型能夠使得中藥外用適用于多種環(huán)境場(chǎng)所,多方面地進(jìn)行流感預(yù)防。由于不限于時(shí)間地點(diǎn),使用更加方便,所以能夠根據(jù)臨床需要達(dá)到高效、速效或長(zhǎng)效的治療作用。中藥外用的給藥途徑不經(jīng)過胃腸道,可減少胃腸道刺激;藥物經(jīng)皮膚或黏膜給藥,制劑的生物利用度高、用藥量少,如鼻腔給藥劑量低,相當(dāng)于口服藥物劑量的1/10,劑量的降低可減少藥物的毒副作用,所以中藥外用相比于口服藥物更加安全。

值得注意的是,調(diào)節(jié)鼻腔黏膜免疫的外用中藥多為揮發(fā)性物質(zhì),應(yīng)注意使用劑量、治療周期與相關(guān)副作用,年老體弱及孕產(chǎn)婦等特殊人群尤應(yīng)注意。同時(shí),揮發(fā)成分容易受陽光、空氣、溫度、濕度、酸堿度等外在因素影響,劑型與保存有待研究。此外,中藥外用劑型在臨床安全性評(píng)價(jià)和臨床有效性評(píng)價(jià)方面還需要進(jìn)一步的研究[60-61]。

4 小結(jié)與展望

近年各種傳染病包括非典、禽流感、中東呼吸綜合征、埃博拉以及現(xiàn)時(shí)的新冠肺炎等頻發(fā),對(duì)全球公共衛(wèi)生造成很大威脅。傳統(tǒng)的藥物及疫苗等防控方式,因各種原因?qū)е缕漕A(yù)防效果有限。鼻腔黏膜免疫作為人類抵御呼吸道傳染病的“第一道防線”,能夠提供更早和更全面的防護(hù)作用,有效將預(yù)防窗口前移,并且能夠激活局部和整體免疫。由上述研究文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),中藥外用在流感的預(yù)防中應(yīng)用廣泛,影響鼻腔黏膜免疫系統(tǒng)的固有免疫和特異性免疫,尤其是SIgA的表達(dá),其在對(duì)抗流感中發(fā)揮重要作用,是機(jī)體鼻腔黏膜免疫應(yīng)答系統(tǒng)的主要成分,具有抗體活性,能抑制病毒在鼻腔黏膜上皮細(xì)胞的附著,減緩病毒的感染等。因此,可作為中藥外用研究的重點(diǎn)之一。

中藥外用預(yù)防傳染病具有悠久的歷史,在實(shí)踐中積累了大量有效的方法和藥物,且具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),值得進(jìn)一步開發(fā)與應(yīng)用,以豐富未來傳染病的防控方式。鼻腔黏膜是人體抵抗流感病毒感染的重要部位,同時(shí)又是中藥外用干預(yù)流感感染的重要效應(yīng)位點(diǎn),我們建議應(yīng)加強(qiáng)中藥外用對(duì)鼻腔黏膜免疫應(yīng)答的研究,這將會(huì)是中醫(yī)藥治療流感類呼吸道傳染病一個(gè)重要的切入點(diǎn)。無論是抗流感新活性物質(zhì)的發(fā)現(xiàn),還是基于鼻腔黏膜免疫應(yīng)答的中藥抗流感作用機(jī)制的探索,都有待于更多的科研工作者進(jìn)行深入研究。