生物堿類(lèi)天然藥物治療類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎作用機(jī)制研究進(jìn)展△

劉爽，馬洪星，鄧成杰，張華茜，徐曉云，辛萍，李志雄，彭佳慧，孫世芹*

1.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)（大慶）藥學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.南京市溧水區(qū)人民醫(yī)院 檢驗(yàn)科，江蘇 南京 211299

類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（rheumatoid arthritis，RA）是一種以慢性、對(duì)稱(chēng)性、多發(fā)性關(guān)節(jié)炎癥為特征的自身免疫性疾病，能夠引起慢性疼痛和關(guān)節(jié)畸形，具有較高的發(fā)病率和致殘率。RA 影響著全球0.5%～1.0%的人口，在老年人中最為普遍，其中女性的發(fā)病率是男性的2～3 倍[1-2]。RA 的發(fā)病機(jī)制可能與遺傳、環(huán)境和自身免疫反應(yīng)等有關(guān)[3]，其主要的病理特征為滑膜細(xì)胞增生、關(guān)節(jié)腔內(nèi)大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、血管翳的形成、軟骨破壞及骨侵蝕等[4]。

目前，臨床上用于治療RA的化學(xué)藥包括非甾體抗炎藥、糖皮質(zhì)激素、改善病情抗風(fēng)濕藥和生物制劑4 類(lèi)[5]。這些藥物雖然可以改善病情、緩解癥狀，但患者長(zhǎng)期服用會(huì)出現(xiàn)不同程度的不良反應(yīng)，包括胃腸道損傷、感染、心血管并發(fā)癥等[6]。天然藥物具有多靶點(diǎn)、多途徑的特點(diǎn)，可以減少藥物劑量的同時(shí)減輕不良反應(yīng)。近年來(lái)，研究人員在尋找治療RA 毒性低、不良反應(yīng)小的天然藥物方面開(kāi)展了大量的研究工作，尤其是生物堿類(lèi)抗RA天然藥物研究取得了較大進(jìn)展，因此，本文對(duì)RA的發(fā)病機(jī)制及近年來(lái)生物堿類(lèi)天然藥物治療RA的作用機(jī)制進(jìn)行綜述，旨在為進(jìn)一步研發(fā)高效低毒的抗RA新藥提供有益參考。

1 RA發(fā)病機(jī)制

1.1 炎性細(xì)胞因子釋放

炎性細(xì)胞因子在RA的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中起著重要作用。在RA的前期，環(huán)境因素促進(jìn)原始T細(xì)胞分化為輔助性T細(xì)胞17（Th17），Th17的過(guò)度分化誘導(dǎo)RA 的主要炎性細(xì)胞因子［白介細(xì)胞素-17（IL-17）、IL-6、IL-1、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）］和各種趨化因子等釋放，導(dǎo)致關(guān)節(jié)區(qū)域的免疫細(xì)胞被破壞（圖1）。這些因子致使局部炎癥、滑膜細(xì)胞刺激、破骨細(xì)胞激活和成熟，最終導(dǎo)致患者關(guān)節(jié)軟骨和骨質(zhì)的破壞[7-8]。在RA患者關(guān)節(jié)腔內(nèi)的滑液中，檢測(cè)到較高水平的IL-6，提示IL-6 是RA 發(fā)病的重要因素[9]。IL-6是一種多功能細(xì)胞因子，其與同源受體結(jié)合可誘導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體糖蛋白130的同源或異源二聚化。這種二聚化誘導(dǎo)了不同的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)的激活，從而釋放一系列炎性因子，抑制抗炎細(xì)胞因子。這些細(xì)胞因子加速了滑膜炎癥，導(dǎo)致RA加劇[10]。

圖1 RA的發(fā)病機(jī)制

1.2 骨破壞

在正常狀態(tài)時(shí)，破骨細(xì)胞與成骨細(xì)胞保持平衡狀態(tài)。當(dāng)破骨細(xì)胞異常時(shí)，影響骨質(zhì)吸收，引起關(guān)節(jié)骨質(zhì)破壞。在RA典型的炎性組織——滑膜中存在大量的單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，這些細(xì)胞在特定的信號(hào)刺激下分化為破骨細(xì)胞，破骨細(xì)胞的分化導(dǎo)致軟骨破壞和骨質(zhì)侵蝕，加劇RA 病程。核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）受體活化因子（RANKL）的表達(dá)是由巨噬細(xì)胞集落刺激因子（M-CSF）刺激早期破骨細(xì)胞前體誘導(dǎo)的，在M-CSF和RANKL的聯(lián)合作用下，破骨細(xì)胞前體在骨表面融合形成終末分化的多核破骨細(xì)胞，成熟的破骨細(xì)胞與骨基質(zhì)接觸后形成一個(gè)密封的骨吸收區(qū)，發(fā)揮降解骨組織中的有機(jī)質(zhì)和無(wú)機(jī)礦物質(zhì)的作用，形成骨侵蝕[11]。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）是一種特異作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞的多功能細(xì)胞因子，是促血管生成的主要因素之一[12]，滑膜血管增生會(huì)導(dǎo)致血管翳形成，是RA引起關(guān)節(jié)病變、軟骨破壞的主要原因及病理基礎(chǔ)。此外T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和成纖維樣滑膜細(xì)胞（FLS）分泌的炎性細(xì)胞因子（TNF-α、IL-1、IL-6、IL-17 和IL-23）通過(guò)直接或間接誘導(dǎo)RANKL的表達(dá)而引起破骨細(xì)胞生成（圖1）[13-14]，其中，IL-6信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)直接通過(guò)Janus 激酶/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活子（JAK/STAT）通路誘導(dǎo)RANKL[15]；TNF-α或IL-17誘導(dǎo)RANKL的作用是通過(guò)JAK/STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)間接指示的[16]。在炎性骨溶解中，TNF-α刺激增加了破骨細(xì)胞因子的表達(dá)，導(dǎo)致破骨細(xì)胞分化[17]。在RA狀態(tài)時(shí)，滑膜細(xì)胞分泌炎性細(xì)胞因子后，炎癥因子刺激滑膜細(xì)胞產(chǎn)生基質(zhì)降解酶，包括基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）和環(huán)氧合酶-2（COX-2），之后前列腺素（PG）的釋放導(dǎo)致軟骨細(xì)胞外基質(zhì)被破壞[18-19]，造成軟骨侵蝕。這表明在RA的發(fā)病過(guò)程中，JAK/STAT信號(hào)通路會(huì)被異常激活，分泌IL-6、IL-17和TNF-α，這些細(xì)胞因子會(huì)加劇RA 的骨破壞，因此抑制JAK 異常激活成為治療RA的重要靶點(diǎn)[20]。

1.3 凋亡

細(xì)胞凋亡是細(xì)胞程序性死亡的方式之一。從凋亡的角度看，異常細(xì)胞增生是細(xì)胞凋亡抑制和正常細(xì)胞死亡清除失敗的結(jié)果。正常的滑膜成纖維細(xì)胞主要分布在滑膜襯里層，分泌適當(dāng)?shù)幕阂詼p少骨摩擦和關(guān)節(jié)損傷，并分泌各種細(xì)胞因子來(lái)滋養(yǎng)關(guān)節(jié)，確保關(guān)節(jié)活動(dòng)的正常進(jìn)行。前期RA 患者的主要病變?cè)诨?，F(xiàn)LS 過(guò)度增生，侵蝕周?chē)‰旌蛙浌?，?dǎo)致關(guān)節(jié)的破壞、畸形甚至功能喪失。有研究報(bào)道，滑膜細(xì)胞的異常凋亡導(dǎo)致滑膜細(xì)胞增殖/凋亡之間的平衡失調(diào)，這可能是引起RA 炎性滑膜組織增生的根本原因[21]。因此，抑制滑膜細(xì)胞異常增殖是治療RA的有效措施之一。

2 生物堿類(lèi)天然產(chǎn)物治療RA的作用機(jī)制研究

2.1 單體生物堿

生物堿類(lèi)成分廣泛分布于毛莨科、罌粟科、防己科、茄科、蕓香科、豆科和虎杖科等植物中，具有抗腫瘤、抗炎鎮(zhèn)痛、抗菌、抗病毒、殺蟲(chóng)及治療心血管疾病等藥理作用[22]。小檗堿（berberine）是一種異喹啉類(lèi)生物堿（圖2），存在于黃連、黃柏和小檗葉等多種藥用植物中，現(xiàn)已廣泛用于治療炎癥和感染。據(jù)報(bào)道，小檗堿在體外可誘導(dǎo)樹(shù)突狀細(xì)胞凋亡，抑制免疫應(yīng)答，改善RA[23-24]。Wang 等[25]研究表明，小檗堿在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)降低血清中IL-17 和IL-6，升高IL-10和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF-β）的水平，減輕關(guān)節(jié)組織中的滑膜增生和炎性細(xì)胞浸潤(rùn)來(lái)緩解佐劑誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎癥狀；在體外實(shí)驗(yàn)中通過(guò)抑制IL-21/IL-21R 依賴(lài)性自噬而減弱佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠成纖維樣滑膜細(xì)胞增殖，并調(diào)節(jié)RA 中的Th17/調(diào)節(jié)性T細(xì)胞失衡[26]，具有很好的治療效果。

鉤吻堿子（koumine）來(lái)源于大茶藥的莖和葉，具有顯著的抗炎、鎮(zhèn)痛和抗焦慮活性（圖2）。據(jù)報(bào)道，鉤吻堿子在脂多糖（LPS）刺激小鼠單核巨噬細(xì)胞RAW264.7 中通過(guò)絲裂原激活的蛋白酶（MAPK）和NF-κB 信號(hào)通路降低了誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）、一氧化氮（NO）及IL-6、TNF-α和IL-1β的水平[27]；在膠原和佐劑誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎中，其可降低TNF-α和IL-1β的水平，減輕疼痛，緩解足爪腫脹程度及阻止關(guān)節(jié)間隙變窄[28-29]。體內(nèi)和體外研究均表明，鉤吻堿子可通過(guò)抑制TNF-α和IL-1β的水平來(lái)防治RA（表1）。

表1 單體生物堿類(lèi)天然藥物治療RA的作用機(jī)制

圖2 治療RA單體生物堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)

青藤堿（sinomenine）是從植物青藤中提取的生物堿，具有抗炎、免疫調(diào)節(jié)、鎮(zhèn)靜和鎮(zhèn)痛等作用（圖2）。青藤堿在中國(guó)是治療RA的處方藥，在體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)中青藤堿可以降低IL-6、TNF-α、IL-1α和IL-1β，升高IL-10的水平，減輕足爪腫脹、滑膜組織異常增生及軟骨損壞[30]。在膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎中，青藤堿可以降低血清及肝中的缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）-1α、VEGF 和血管生成素（ANG）-1，緩解足爪腫脹和紅斑擴(kuò)展，減少軟骨損傷和骨侵蝕，抑制關(guān)節(jié)中的血管翳新生，對(duì)骨有一定的保護(hù)作用[31]。

茶堿（theophylline）已被廣泛用于治療哮喘。近年研究表明，茶堿具有免疫調(diào)節(jié)作用，同時(shí)可以減輕大鼠潰瘍性結(jié)腸炎。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，茶堿通過(guò)JAK2/STAT3/RANKL 可以治療佐劑誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎，改善足爪紅腫，降低TNF-α、iNOS、NO 的含量，升高IL-10的水平，有效緩解RA癥狀（表1）[32-33]。

在體外實(shí)驗(yàn)中，玫瑰樹(shù)堿通過(guò)抑制STAT3 通路下調(diào)髓樣細(xì)胞白血病蛋白-1（Mcl-1）、細(xì)胞周期蛋白D1（cyclin D1）和B 淋巴細(xì)胞瘤-2（Bcl-2）的表達(dá)，對(duì)RA-FLS具有抗增殖和促凋亡的作用[34]；粉防己堿降低Rac1、Cdc42和RhoA的表達(dá)，抑制磷脂酰肌醇3 激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）和c-Jun 氨基末端激酶（JNK）信號(hào)通路激活，進(jìn)而下調(diào)MMP-2/9、F肌動(dòng)蛋白和人黏著斑激酶（FAK）的表達(dá)，從而抑制RA-FLS 的遷移和侵襲[35]；槐果堿對(duì)RA-FLS 細(xì)胞具有較低的細(xì)胞毒性，并且能夠下調(diào)LPS誘導(dǎo)的炎性細(xì)胞因子的表達(dá)，同時(shí)對(duì)MAPK 和NF-κB 信號(hào)通路均有抑制作用[36]。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，防己諾林堿[37]、苦參堿[38]和胡椒堿[39]可以降低炎性細(xì)胞因子TNF-α和IL-1β的分泌水平，其中苦參堿不僅可以通過(guò)NF-κB信號(hào)通路降低炎性細(xì)胞因子的分泌水平，同時(shí)升高了抗炎細(xì)胞因子IL-4和IL-10的水平，緩解了足爪腫脹，減輕關(guān)節(jié)炎癥狀；槐果堿可以顯著減輕Ⅱ型膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎模型癥狀，抑制炎性細(xì)胞因子（表1）。

2.2 總生物堿

藤石松是一種多年生常綠草本植物，在中國(guó)南方被稱(chēng)為“舒筋草”，用于治療挫傷、拉傷和腫脹[40]。在治療佐劑誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)大鼠炎模型時(shí)，藤石松總生物堿可以顯著抑制炎癥反應(yīng)，同時(shí)降低了血清中炎性細(xì)胞因子TNF-α、IL-6 和前列腺素E2（PGE2）的水平[41]。此外，蛋白質(zhì)印跡分析表明，大鼠滑膜組織中COX-2 和NF-κB 的表達(dá)顯著降低，這些結(jié)果均表明藤石松總生物堿可以防止佐劑誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎的病理發(fā)展。Wang 等[42]發(fā)現(xiàn)，藤石松總生物堿中含有14種生物堿單體化合物，其中13種為首次發(fā)現(xiàn)（表2）。

Jeevaneeya rasayana是一種具有抗風(fēng)濕潛力的印度草藥[43]。在佐劑誘發(fā)的關(guān)節(jié)炎大鼠模型中，大鼠足爪腫脹度、炎癥介質(zhì)和細(xì)胞因子上調(diào)，當(dāng)給予J.rasayana總生物堿后，足爪腫脹得到緩解，炎癥介質(zhì)，如COX-2、MMP-9、PGE2和NO的水平降低，同時(shí)降低了足爪部位的炎性細(xì)胞因子TNF-α、IL-6 的表達(dá)。通過(guò)高效薄層色譜分析顯示，在J.rasayana總生物堿中存在5 種不同的生物堿化合物。附子（烏頭的側(cè)根）是一種常見(jiàn)的中藥，具有療效好但毒性大的特點(diǎn)。在進(jìn)行蒸煮脫毒后，其總生物堿、烏頭堿、次烏頭堿及中烏頭堿與未脫毒前的含量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，同時(shí)可以降低佐劑誘發(fā)的關(guān)節(jié)炎大鼠TNF-α和IL-1水平（表2）[44]。

表2 總生物堿類(lèi)天然藥物治療RA的作用機(jī)制

烏藥為樟科植物烏藥的干燥塊根，生物堿被認(rèn)為是其主要的活性成分。有研究報(bào)道，烏藥總生物堿可以有效緩解炎癥，并保護(hù)關(guān)節(jié)免受Ⅱ型膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎的破壞，減輕了對(duì)Ⅱ型膠原誘導(dǎo)的耳腫脹，從而抑制了遲發(fā)型超敏反應(yīng)[45]；體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，烏藥總生物堿通過(guò)抑制細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK）、p38 和NF-κB 信號(hào)通路激活[46]，進(jìn)而降低TNF-α、IL-1β和NO 的分泌水平，從而抑制巨噬細(xì)胞炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生，起到治療RA 的作用。雷公藤是治療RA 的常用中藥之一，總生物堿是其有效部位。已有研究表明，雷公藤總生物堿不僅可以明顯抑制Ⅱ型膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎癥狀，而且可以降低血清中IL-6、IL-8、TNF-α的水平及滑膜組織中IL-6、IL-8、NF-κB 和TNF-α的表達(dá)，可能通過(guò)抑制TNF 信號(hào)通路和NF-κB 信號(hào)通路發(fā)揮治療RA 作用[47]。

3 展望

RA 是一種以累及周?chē)P(guān)節(jié)為主的炎癥性的自身免疫病，導(dǎo)致關(guān)節(jié)畸形和功能喪失，嚴(yán)重危害患者身心健康。與西藥相比，中藥在RA 的防治方面有著豐富的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。相關(guān)研究表明，天然藥物中生物堿類(lèi)成分具有資源豐富、療效可靠、不良反應(yīng)小、開(kāi)發(fā)潛能巨大等特點(diǎn)，在RA 治療方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)和廣闊的開(kāi)發(fā)前景[48]。這類(lèi)成分可通過(guò)抑制MAPK、NF-κB、PI3K/Akt 及JAK/STAT 等 信號(hào)通 路，下調(diào)TNF-α、IL-1β和IL-6 等RA 相關(guān)炎性細(xì)胞因子從而發(fā)揮抗RA 作用。近年來(lái)，隨著信號(hào)通路的研究深入，可以更全面了解生物堿的抗炎作用及機(jī)制，這些臨床前數(shù)據(jù)為之后進(jìn)行臨床試驗(yàn)提供數(shù)據(jù)支撐，有利于提高目前RA 臨床治療的有效性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，為進(jìn)一步尋找具有高選擇性和強(qiáng)效作用的新型抗RA 藥提供參考。