NLRP3炎性小體相關(guān)性消化系統(tǒng)疾病的中西醫(yī)治療進(jìn)展

徐洪遠(yuǎn)，朱晨柳，楊 坤，楊潔凈，毛莉敏，謝 勝，梁 雪

(1. 廣西中醫(yī)藥大學(xué)，廣西 南寧 530001；2. 云南中醫(yī)藥大學(xué)，云南 昆明 650051；3. 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，廣西 南寧 530001)

炎癥是人體固有免疫系統(tǒng)自然免疫防御應(yīng)答的一種反應(yīng)，如機(jī)體受到感染、中毒或自身免疫系統(tǒng)受到損傷后，機(jī)體就會(huì)產(chǎn)生炎癥反應(yīng)。在機(jī)體一定承受范圍內(nèi)的炎癥反應(yīng)，如適度的刺激機(jī)體可以刺激并增強(qiáng)人體免疫系統(tǒng)的功能，而一旦過度刺激則會(huì)引起機(jī)體組織炎性病理?yè)p傷，其過程由炎性小體調(diào)控。Martinon在2002年首次闡述了炎性小體的概念，指出它是人體細(xì)胞內(nèi)一種高分子蛋白復(fù)合物，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)它在微生物感染發(fā)病中起著重要作用，在調(diào)節(jié)細(xì)胞黏膜免疫反應(yīng)和代謝過程中也起著關(guān)鍵作用[1]。目前所熟知的炎性小體家族主要有NLR家族成員、NLRC4炎性小體、IPAF炎性小體和AIM2炎性小體，而在這些炎性小體中，研究最為廣泛、最為熱門的是NLR家族成員中的核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(Nucleotide binding oligomerization domain-like receptor protein 3，NLRP3)炎性小體[2-3]。因?yàn)镹LRP3炎性小體的過度激活可能是各種炎性疾病發(fā)病的關(guān)鍵誘發(fā)因素，所以NLRP3炎性小體與許多遺傳性和獲得性的炎癥性疾病息息相關(guān)，對(duì)炎性小體進(jìn)行更為深入的探索，能夠?qū)εR床上的消化系統(tǒng)炎癥性疾病及其他炎癥性疾病的治療提供強(qiáng)有力的理論支持，并為后期臨床治療提供新靶點(diǎn)。

1 NLRP3炎性小體

由模式識(shí)別受體(pattern recongnition receptors,PPRS)在識(shí)別到機(jī)體細(xì)胞胞質(zhì)溶膠中的病原體相關(guān)分子模式(PAMPs)和損傷相關(guān)分子模式(DAMP)之后組裝形成的，可以產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子導(dǎo)致機(jī)體細(xì)胞以及組織死亡[4]。NLRP3炎性小體由NOD樣受體蛋白3(NLRP3)、凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白(Asc)和半胱氨酸蛋白酶-1(caspase-1)三個(gè)結(jié)構(gòu)域組成，廣泛存在于機(jī)體的免疫細(xì)胞中，包括粒細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞[5-8]。NLRP3炎性小體負(fù)責(zé)促炎細(xì)胞因子IL-1β和IL-18的成熟和分泌，并誘導(dǎo)一種叫做下垂的炎癥細(xì)胞死亡。由于炎性小體的形成具有潛在的高度炎癥性，必須要幾種不同的信號(hào)相互作用，以確保其激活過程受到嚴(yán)格的調(diào)控，所以典型的NLRP3炎性小體的激活一般都是由啟動(dòng)和激活兩個(gè)信號(hào)組成的兩步過程[9-11]。啟動(dòng)過程是由誘導(dǎo)激活轉(zhuǎn)錄因子(NF-κB)介導(dǎo)的NLRP3和pro-IL-1β表達(dá)的Toll樣受體-4(TLR-4)激動(dòng)劑提供，在此過程中 NF-κB可以上調(diào)NLRP3的表達(dá)；激活過程則是由相關(guān)危險(xiǎn)分子模式信號(hào)和阻尼觸發(fā)，從而促進(jìn)NLRP3炎性小體形成和caspase-1介導(dǎo)的白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)和白細(xì)胞介素-18(IL-18)分泌、成熟以及下垂，而IL-1β是NLRP3炎性小體最主要的促炎細(xì)胞因子[12]。NLRP3炎性小體的激活對(duì)于機(jī)體防御微生物感染十分重要，所以當(dāng)其穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的機(jī)制受到干擾而失調(diào)時(shí)，NLRP3炎性小體自身就會(huì)加入到引發(fā)炎癥性疾病的隊(duì)伍之列，變成致病因子。因此，NLRP3炎性小體的啟動(dòng)和激活要受到精確的調(diào)控變得至關(guān)重要，以此來提供足夠的免疫保護(hù)而不會(huì)對(duì)機(jī)體細(xì)胞組織造成損害。針對(duì)NLRP3炎性小體的研究雖多，但是其具體機(jī)制尚未明確，對(duì)其機(jī)制目前有離子流學(xué)說，包括鉀離子外流、鈣離子內(nèi)流、鈉離子內(nèi)流和氯離子外流已被明確為NLRP3炎性小體激活的核心信號(hào)[13-15]。但研究表明，鉀離子外排與NLRP3炎性小體的激活過程并沒有直接的關(guān)聯(lián)，因?yàn)榘ㄟ溧潞虲L097在內(nèi)的幾個(gè)小分子物質(zhì)都可以誘導(dǎo)活性氧(ROS)的產(chǎn)生，促進(jìn)NLRP3炎性小體的激活，而這些過程并不單獨(dú)依賴于鉀離子外排，因此，鉀離子外排是NLRP3炎性小體激活過程的一個(gè)重要事件，但不是一個(gè)特殊事件[16-17]。還有類似ROS和線粒體功能障礙、溶酶體學(xué)說等，如ROS的產(chǎn)生，尤其是線粒體的產(chǎn)生，是NLRP3炎性小體激活的最早發(fā)現(xiàn)的機(jī)制之一，但是臨床研究結(jié)果并不完全統(tǒng)一，因此需要更多的臨床研究數(shù)據(jù)來闡明ROS在NLRP3炎性小體激活中的精準(zhǔn)作用。至今為止，有關(guān)NLRP3炎性小體相關(guān)機(jī)制的研究仍處在不斷探索當(dāng)中，未來仍需要更多的研究探索為相關(guān)系疾病提供依據(jù)。

2 NLRP3炎性小體與消化系統(tǒng)疾病

NLRP3炎性小體的過度活化與消化系統(tǒng)疾病有著緊密的聯(lián)系，如慢性胃炎、潰瘍性結(jié)腸炎、肝損傷，甚至是胃癌。NLRP3雖然可能促進(jìn)胃癌的發(fā)生，但它在胃癌中的潛在作用機(jī)制尚未明確。研究者發(fā)現(xiàn)NLRP3在巨噬細(xì)胞中的表達(dá)水平明顯上調(diào)，促進(jìn)了巨噬細(xì)胞中NLRP3炎性小體的活化和IL-1β的分泌及成熟，NLRP3促進(jìn)了胃黏膜上皮細(xì)胞的增殖和胃癌的發(fā)生。同時(shí)發(fā)現(xiàn)在胃黏膜中表達(dá)的miR-22是NLRP3的抑制因子。miR-22直接靶向作用于NLRP3，直接在體內(nèi)外減弱其致癌作用。然而，幽門螺旋桿菌感染可以抑制miR-22的表達(dá)，增強(qiáng)NLRP3的表達(dá)，觸發(fā)上皮細(xì)胞不受控制的增殖和胃癌的出現(xiàn)。所以NLRP3與胃癌關(guān)系緊密，同時(shí)也說明了miR-22是胃癌干預(yù)的潛在靶點(diǎn)[18]。CY-09是NLRP3炎性小體的一種直接抑制劑，Wang等[19]將其注入小鼠中，發(fā)現(xiàn)注射過CY-09的非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)小鼠實(shí)驗(yàn)性肝臟脂肪變性明顯減輕，所以CY-09可能是臨床應(yīng)用中一種潛在治療NLRP3炎性小體過度激活引起肝損傷的藥物，并且表明NLRP3炎性小體與肝臟脂肪變性之間有直接的關(guān)系。感染或藥物引起的急性肝損傷是引起急性肝損傷致死的主要原因，目前缺乏有效治療方法，研究人員發(fā)現(xiàn)從1 130種藥物中篩選出的黃芩素對(duì)脂多糖(LPS)/D-半乳糖胺(D-gal)引起的肝損傷有明顯的抑制作用，NLRP3下游的IL-1β促炎因子在LPS/D-Gal攻擊小鼠經(jīng)黃芩素處理后，其血漿炎性細(xì)胞因子下降幅度最大，所以NLRP3是急性肝損傷的關(guān)鍵啟動(dòng)因素，黃芩素通過抑制體外和體內(nèi)的NLRP3炎性小體通路來減輕或恢復(fù)急性肝損傷[20]。潰瘍性結(jié)腸炎(UC)的發(fā)病與炎癥反應(yīng)及免疫防御應(yīng)答機(jī)制異常等有關(guān)，而NLRP3炎性小體在UC發(fā)病中起著重要作用，步楠等[21]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)UC小鼠腸黏膜中的NLRP3表達(dá)水平及IL-1β、IL-18水平顯著上升，而正常小鼠的NLRP3表達(dá)水平則未見明顯異常，表明NLRP3是UC的一個(gè)重要發(fā)病因子。NLRP3炎性小體與消化系統(tǒng)的關(guān)系遠(yuǎn)不止這些，仍需更多地實(shí)驗(yàn)研究來探索尋找更有效的靶點(diǎn)藥物。

3 基于NLRP3炎性小體的治療

3.1中醫(yī)治療 中醫(yī)藥是中華傳統(tǒng)文化的瑰寶，中醫(yī)強(qiáng)調(diào)辨證論治，因人、因時(shí)、因地制宜，其治療效果更是經(jīng)受了上千年的考驗(yàn)，其中中藥單體、中藥復(fù)方、中成藥、名老中醫(yī)經(jīng)驗(yàn)方以及中醫(yī)外治對(duì)臨床上多種炎癥性疾病都能起到很好的療效。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為，炎癥性疾病是由于機(jī)體正氣虧虛為主要病因引起的疾病，所以以“扶正祛邪”為治療大法，補(bǔ)益人體氣血的同時(shí)兼顧祛除外邪，固護(hù)人體正氣之根本，調(diào)和人體之陰陽(yáng)，使邪無所居，正所謂“正氣存內(nèi)，邪不可干”。有研究者將白芍七物顆粒對(duì)UC老鼠進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)組中的老鼠細(xì)胞內(nèi)的NLRP3和IL-1β的表達(dá)水平較對(duì)照組明顯下調(diào)，并且實(shí)驗(yàn)組老鼠的各項(xiàng)病損指標(biāo)都優(yōu)于對(duì)照組，說明白芍七物顆粒可以利用NLRP3炎性小體通路來降低促炎因子IL-1β的表達(dá)水平以達(dá)到治療UC的目的[22]。段桂姣等[23]研究了柔肝化纖顆粒對(duì)肝腎陰虛證型肝硬化患者的治療效果，以及研究過程中NLRP3炎性小體及其產(chǎn)物的影響，對(duì)照組給予常規(guī)西藥恩替卡韋，實(shí)驗(yàn)組則在此基礎(chǔ)之上加入中藥柔肝化纖顆粒，24周療程結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)組患者體內(nèi)的NLRP3和IL-1β等炎性細(xì)胞因子表達(dá)水平較對(duì)照組明顯下調(diào)，說明柔肝化纖顆?？赡芡ㄟ^降低NLRP3和IL-1β等炎性細(xì)胞因子表達(dá)水平來緩解肝硬化患者的臨床癥狀。厚樸酚是從中藥厚樸中提取出來的有效成分，研究表明它具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤等藥理作用。有實(shí)驗(yàn)表明厚樸酚對(duì)酒精性肝病有潛在的預(yù)防作用，它可以降低乙醇所誘發(fā)的高谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和高谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)水平，還可以使乙醇引起的肝細(xì)胞組織壞死、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，而NLRP3和IL-1β的表達(dá)水平也顯著下降，因此厚樸酚可能是抑制這些炎性物質(zhì)的激活來預(yù)防酒精性肝病[24]。膽汁淤積是能夠引起重型肝病以及肝硬化的危險(xiǎn)因素，為了研究中藥赤芍對(duì)膽汁淤積的影響，Xiao等[25]研究發(fā)現(xiàn)赤芍能明顯降低小鼠體內(nèi)ALT、AST的水平，尤其是在大劑量使用的情況下，與此同時(shí)，赤芍還可以降低小鼠NLRP3、IL-1β的蛋白表達(dá)水平，抑制NLRP3過度激活引起的炎癥反應(yīng)，表明赤芍對(duì)膽汁淤積有一定的改善作用，其作用機(jī)制可能與抑制NLRP3炎性小體信號(hào)通路有關(guān)，說明赤芍可以作為一種潛在的膽汁淤積治療藥物。Li等[26]觀察艾灸對(duì)UC大鼠腸黏膜炎癥及其NLRP3水平表達(dá)的影響，探索艾灸治療UC的機(jī)制，將大鼠分為正常組、UC模型組、艾條組和西藥組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)UC模型組的腸黏膜組織較正常組受損嚴(yán)重，NLRP3、IL-1β蛋白表達(dá)水平顯著升高，而艾條組和常規(guī)西藥組NLRP3、IL-1β蛋白表達(dá)水平則降低，說明艾條組和西藥組有類似的功效，可以降低NLRP3、IL-1β的蛋白表達(dá)水平，是一種治療UC的潛在治療措施，但是其具體機(jī)制仍需進(jìn)一步探討。中醫(yī)藥雖有諸多優(yōu)勢(shì)，但目前較少國(guó)內(nèi)學(xué)者將目光投入到這些方向，針對(duì)中醫(yī)藥的臨床研究和細(xì)胞分子角度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯不足，并且中醫(yī)外治、艾灸等方面的作用及其機(jī)制仍需大量的臨床實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探討，中醫(yī)藥學(xué)者仍需努力。

3.2西醫(yī)治療

3.2.1常規(guī)治療 在臨床治療中，針對(duì)炎癥性疾病一般都會(huì)選擇抗生素，對(duì)于NLRP3炎性小體過度激活引發(fā)的嚴(yán)重炎癥性疾病，抗生素自然也是優(yōu)選。雖然抗生素是很好的選擇，但目前臨床診療過程中一定要注重耐藥、抗藥的發(fā)生，因?yàn)槟壳霸卺t(yī)院內(nèi)因感染而死亡的人數(shù)遠(yuǎn)超艾滋病，所以抗生素要慎重選擇。Jia等[27]用萬古霉素、多粘菌素b與新霉素三聯(lián)抗生素合用來干預(yù)急性胰腺炎(AP)小鼠，數(shù)據(jù)顯示三聯(lián)抗生素組的小鼠胰腺水腫、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和腺泡壞死較對(duì)照組和常規(guī)治療組均明顯減輕，而三聯(lián)小鼠組體內(nèi)的NLRP3等促炎因子明顯下調(diào)，表明三聯(lián)抗生素通過抑制促炎因子的表達(dá)改善AP的癥狀及病理?yè)p傷。急慢性乙型肝炎肝功能衰竭(ACHBLF)是指慢性乙型肝炎病毒(CHBV)感染期間肝功能急性惡化，多器官功能衰竭，死亡率高達(dá)50%～90%。近年來的研究數(shù)據(jù)表明，NLRP3在肝硬化的發(fā)生發(fā)展中起著非常重要的作用，它與肝細(xì)胞癌的增殖和轉(zhuǎn)移有關(guān)，它的激活還會(huì)導(dǎo)致肝臟細(xì)胞發(fā)熱和NAFLD加速向NASH的進(jìn)展[28-31]。Zhao等[32]研究了NLRP3在ACHBLF患者中的表達(dá)及糖皮質(zhì)激素(GC)對(duì)NLRP3的影響機(jī)制，過程中ACHBLF患者體內(nèi)的NLRP3水平高于慢性乙型肝炎(CHB)患者患者，并且Caspase-1、IL-1β和IL-18也有此趨勢(shì)，ACHBLF患者NLRP3表達(dá)水平與總膽紅素(TBil)呈正相關(guān)，與白蛋白(ALB)呈負(fù)相關(guān)，說明ACHBLF患者NLRP3的表達(dá)水平與疾病嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，結(jié)果還顯示NLRP3在GC治療后存活患者中的表達(dá)水平逐漸下降，提示NLRP3可能在ACHBLF病的發(fā)病機(jī)制中起一定作用。胃潰瘍(GC)是一種常見的慢性消化性潰瘍疾病，C-藻藍(lán)蛋白(CPC)是螺旋藻微藻的活性成分，具有抗氧化、抗炎等藥理作用，對(duì)GC有一定的保護(hù)作用，但其具體機(jī)制尚未明確。高遷移率族蛋白B1 ( HMGB1 )是一種核蛋白，倘若其分泌到了細(xì)胞外，會(huì)引發(fā)多種炎癥反應(yīng)，如參與GC的發(fā)病進(jìn)程。Amany等[33]探討了CPC對(duì)乙醇誘導(dǎo)的NLRP3和NF-κB通路胃潰瘍的抗炎和抗?jié)冏饔?，分為?duì)照組和治療組，過程中發(fā)現(xiàn)潰瘍誘導(dǎo)通過激活 NLRP3炎性小體和核因子κB p65 ( NF-κB p65 )，使HMGB1表達(dá)增加。與對(duì)照組相比，治療組炎癥標(biāo)志物表達(dá)水平明顯升高，而CPC預(yù)處理通過抑制NLRP3、NF-κB、IL-1β和潰瘍指標(biāo)值使HMGB1的表達(dá)顯著降低。因此，CPC是一種潛在的治療NLRP3相關(guān)性胃潰瘍的手段。

3.2.2其他治療 益生菌治療同樣在NLRP3炎癥性疾病中發(fā)揮著重要的角色，如益生菌能夠改善腸道菌群結(jié)構(gòu)及其分布，從而引起腸道黏膜屏障的增強(qiáng)，可以使類似于結(jié)腸炎、胰腺炎等腸黏膜屏障相關(guān)炎癥性得到改善甚至是痊愈。結(jié)直腸癌(colorectal cancer,CRC)是最常見的惡性腫瘤之一，而糞腸球菌(Enterococcus faecalis,E.faecalis)是一種能夠發(fā)揮腸道免疫作用的益生菌[34]。Chung等[35]將小鼠作為研究對(duì)象，研究了E.faecalis調(diào)節(jié)小鼠NLRP3過度活化引起UC和相關(guān)性CRC的影響，研究發(fā)現(xiàn)E.faecalis可以干擾吞噬功能，抑制巨噬細(xì)胞內(nèi)NLRP3炎性小體的活化，而這正是激活NLRP3炎性小體所必需的過程，更為重要的是，E.faecalis預(yù)處理誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞NLRP3炎性小體活性衰減，可改善右旋糖酐硫酸鈉(DSS)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎，保護(hù)小鼠免受DSS所致的UC與UC相關(guān)的CRC，研究結(jié)果表明益生菌的應(yīng)用，類似于E.faecalis可能是治療結(jié)腸炎的有效和安全的潛在靶向。眾所周知，運(yùn)動(dòng)可以強(qiáng)身健體，提高人體免疫力，自然而然可以改善人體固有免疫系統(tǒng)。唐覓等[36]通過對(duì)2型糖尿病(T2DM)大鼠低氧訓(xùn)練研究發(fā)現(xiàn)，低氧組大鼠的高血脂水平明顯下調(diào)，同時(shí)低氧組大鼠的血清NLRP3、IL-1β和Caspase-1等炎性因子表達(dá)水平明顯降低，表明運(yùn)動(dòng)可以影響NLRP3炎性小體信號(hào)通路機(jī)制的運(yùn)轉(zhuǎn)來改善炎癥帶來的生理病理?yè)p害。

4 小結(jié)與展望

NLRP3炎性小體存在于人體內(nèi)，倘若正常激活，無疑是一種良好的固有免疫應(yīng)答機(jī)制，但是一旦被過度激活，其產(chǎn)生的IL-1β等炎性因子便會(huì)對(duì)機(jī)體的免疫系統(tǒng)造成損害，人體只能承受一定范圍內(nèi)的炎癥刺激，而炎癥刺激過度可能會(huì)對(duì)人體造成一些不可逆的生理或病理?yè)p害，其程度依據(jù)其激活程度而影響。臨床上的各種與消化系統(tǒng)有關(guān)的炎癥性疾病和感染性疾病，仍屬炎癥范疇，很多都與NLRP3炎性小體的機(jī)制聯(lián)系密切，而國(guó)內(nèi)針對(duì)NLRP3炎性小體，尤其是涉及幽門螺旋桿菌相關(guān)性胃炎的研究，為其治療提供潛在的中醫(yī)藥靶點(diǎn)。所以針對(duì)NLRP3炎性小體需要傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)共同合作探索，需要更多的研究數(shù)據(jù)來尋找新的治療靶點(diǎn)、探索新的藥物，才能在未來對(duì)NLRP3炎性小體相關(guān)性疾病有更好掌握，有更好的治療方法，造福于民。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。