衛(wèi)矛科三種中藥治療類風濕關節(jié)炎作用機制的研究概況

趙連宇 陳 玲 莫華蘭 王航飛 戴小良

桂林市中醫(yī)醫(yī)院風濕病科，廣西 桂林 541000

類風濕關節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)是最常見的慢性炎性疾病之一，它主要累及關節(jié)，也會出現(xiàn)各種關節(jié)外表現(xiàn)，如類風濕結(jié)節(jié)、肺部受累或血管炎等，由于其難以根治、反復發(fā)作，給病人帶來巨大痛苦[1]。在我國，中藥在治療類風濕關節(jié)炎方面發(fā)揮著重要作用，隨著不斷地對中藥治療類風濕關節(jié)炎進行相關研究，中藥治療類風濕關節(jié)炎的具體作用機制被逐步發(fā)現(xiàn)，這些證實了中藥確實能夠在治療類風濕關節(jié)炎中發(fā)揮重要作用。

1 類風濕關節(jié)炎的發(fā)病機制

RA發(fā)病主要機制為自身免疫反應紊亂導致關節(jié)出現(xiàn)滑膜炎及侵襲性新生血管翳形成，隨著疾病的進展軟骨及骨會逐漸出現(xiàn)破壞，最終關節(jié)出現(xiàn)嚴重畸形甚至導致殘疾[2]。RA的主要癥狀是關節(jié)腫脹，白細胞浸潤到平常很少出現(xiàn)的滑膜，與其他滑膜部位的炎性細胞包括先天免疫細胞(如樹突細胞、肥大細胞、單核細胞和先天淋巴細胞)和適應性免疫細胞[如B細胞、漿母細胞和漿細胞、輔助T細胞(Th1和Th17)]等共同作用導致關節(jié)出現(xiàn)滑膜炎。滑膜的炎癥反應過程極其復雜，受到多種細胞因子和趨化因子網(wǎng)絡的共同調(diào)節(jié)，這些成分中腫瘤壞死因子(TNF)、白細胞介素-6(IL-6)和粒細胞-單核細胞集落刺激因子(GMCSF)對該過程至關重要[1]。細胞因子和趨化因子通過激活內(nèi)皮細胞和吸引免疫細胞在滑膜內(nèi)積聚來誘導或加重炎癥反應。通過在T細胞、B細胞和成纖維細胞上表達的核因子κB配體(RANKL)及在巨噬細胞、樹突細胞和破骨細胞上表達核因子κB受體活化因子(RANK)的結(jié)合，最終觸發(fā)破骨細胞生成?；こ衫w維細胞的侵襲、軟骨細胞的分解增強及破骨細胞的生成共同作用產(chǎn)生的強烈組織反應進一步促進骨質(zhì)侵蝕與關節(jié)破壞[1]。

2 類風濕關節(jié)炎治療中常用的中藥

雷公藤制劑用于臨床治療RA已超過50年，但由于缺乏安全性和有效性的科學數(shù)據(jù)，在一定程度上限制了其應用及推廣[3]。近年研究[4-6]顯示，如果患者沒有生育要求，可以考慮單用雷公藤或與甲氨蝶呤等藥物聯(lián)用來治療RA，其不良反應發(fā)生率并不比單用甲氨蝶呤高，而且具有比較好的臨床效果，但在使用過程中仍需監(jiān)測其毒副作用發(fā)生。目前在我國RA的臨床治療中，雷公藤、昆明山海棠、南蛇藤三味中藥的使用較為廣泛。其中雷公藤與昆明山海棠同屬于衛(wèi)矛科雷公藤屬，而南蛇藤為衛(wèi)矛科南蛇藤屬。

3 常用衛(wèi)矛科中藥的化學成分

3.1 雷公藤的化學成分 雷公藤(TripterygiumwilfordiiHook.f.)化學成分較為復雜，主要成分為二萜、三萜、生物堿以及其它成分如有機酸、木質(zhì)素、多糖等[7]。在這些成分當中，二萜類化合物雷公藤甲素是主要的活性成分[8- 9]。雷公藤紅素是雷公藤三萜類化合物中最具有代表性的，能抑制免疫反應、抑制炎癥反應、誘導細胞凋亡和誘導熱休克蛋白表達等作用[10]。

3.2 昆明山海棠的化學成分 昆明山海棠[Tripterygiumhypoglaucum(Levl.)Hutch]主要化學成分為倍半萜類、二萜類、三萜類、倍半萜類生物堿等。主要活性成分為二萜和三萜，其中二萜中最具代表性的活性成分為雷公藤甲素，三萜中最具代表性的活性成分為雷公藤紅素[11]。采用高效液相色譜(HPLC)法對雷公藤屬不同群體中的雷公藤甲素的量進行測定，結(jié)果[12- 13]表明雷公藤和昆明山海棠中雷公藤甲素含量相差不大。雷公藤根和昆明山海棠根在相對應的化學分離過程中均能取得相對應的化學成分，由此可見兩種植物中所含的化學成分幾乎一致。由于雷公藤與昆明山海棠化學成分幾乎一致，故可以理解雷公藤和昆明山海棠在用途以及副作用的很多共同之處[14]。

3.3 南蛇藤的化學成分 南蛇藤(CelastrusorbiculatusThumb.)為衛(wèi)矛科南蛇藤屬，與雷公藤及昆明山海棠為不同屬，故而成份上與雷公藤與昆明山海棠有較大差異。倍半萜及其衍生物是從南蛇藤中分離提取最多的一類化學成分，有抗腫瘤、殺蟲、昆蟲拒食等活性[15]。在南蛇藤的根皮中可以分離提取到三萜類化合物，包括南蛇藤素(celastrol)[又稱南蛇藤醇、雷公藤紅素 (tripterine)]、扁蒴藤素 (pristimerin)、β-香樹醇酯(β-amyrin)和β-香樹醇酯棕櫚酸酯(β-amyrinpalmiate)等[16]。二萜類成分在南蛇藤中含量相對較少，且不易分離[17]。還有黃酮類、生物堿類化合物存在[15, 18]。其中三萜類化合物，尤其是南蛇藤素具有明顯的抗炎與抑制免疫的作用，在抗風濕治療方面發(fā)揮重要作用[17]。

4 常用抗風濕中藥治療類風濕關節(jié)炎的作用機制

4.1 常用抗風濕中藥的免疫調(diào)節(jié)作用

4.1.1 雷公藤甲素的免疫調(diào)節(jié)作用 在機體對抗原的免疫應答過程中，T細胞的活化、增殖具有重要作用。T淋巴細胞可分為Th1、Th2和Th17等不同的輔助性T細胞亞群，它們可以產(chǎn)生不同的細胞因子，這些細胞因子在炎癥反應中發(fā)揮作用[19]。體外細胞試驗[19]表明雷公藤甲素可抑制RA患者外周血T細胞產(chǎn)生IFN-γ、IL-2和IL-4等細胞因子，且可能是通過抑制分化決定族抗原CD4+和CD8+T細胞的活化而實現(xiàn)的。Th17細胞是一種效應CD4+T細胞亞群，能產(chǎn)生IL-17A、IL-17F和IL-22等介導組織炎癥的細胞因子。雷公藤甲素通過抑制環(huán)氧化酶(COX)2從而下調(diào)類風濕關節(jié)炎滑膜成纖維樣細胞(RASFs)分泌前列腺素E2(PGE2)以抑制Th17細胞的分化[20]。

樹突細胞(DC)對激活T淋巴細胞免疫應答具有重要作用，它可以捕獲、加工和呈遞抗原。根據(jù)分泌細胞因子的不同可將DC分為以產(chǎn)IL-10為主的CD11clowCD45RBhighDC和以產(chǎn)IL-12為主的CD11chighCD45RBlowDC。雷公藤甲素可促進DC亞群CD11clowCD45RBhighDC分泌IL-10，誘導CD4+T淋巴細胞向Th2型分化，并可通過激活CD11clowCD45RBhighDC介導機體的免疫抑制活性[21]。

T細胞活化和相關細胞因子釋放似乎是RA發(fā)病的主要因素。T細胞受體(TCR)可變基因(V基因)片段的過度表達可引起自身反應性T細胞的活化和浸潤。雷公藤甲素可提高IL-10水平并降低TCR BV15和TCR BV19的表達水平[22]。

4.1.2 雷公藤紅素(南蛇藤素)的免疫調(diào)節(jié)作用 致病性Th17和保護性調(diào)節(jié)T細胞(Treg)的平衡可以影響疾病的嚴重程度，其重置為控制自身免疫提供了一種有吸引力的方法。經(jīng)研究，雷公藤紅素治療減少了關節(jié)中的Th17細胞但增加了關節(jié)中的Treg細胞，體外研究[23]發(fā)現(xiàn)它通過阻斷pSTAT3的激活抑制了Th17分化而促進了Treg分化。此外，雷公藤紅素限制了Th17分化細胞因子和趨化因子(CCL3、CCL5)的產(chǎn)生。因此，雷公藤紅素通過改變發(fā)炎關節(jié)中的Th17/Treg比率來部分抑制關節(jié)炎。雷公藤紅素顯著降低了滑膜襯里下層CD68巨噬細胞的數(shù)量和整體滑膜炎癥細胞結(jié)構，并在沒有副作用的情況下停止關節(jié)破壞[24]。中性粒細胞在RA的炎癥反應中起重要作用，雷公藤紅素能通過增加促細胞凋亡蛋白Bax和活化含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3(cleaved caspase-3)的表達同時降低抗細胞凋亡蛋白Bcl-2的表達來誘導脂多糖(LPS)刺激的中性粒細胞凋亡[25]。

4.2 常用抗風濕中藥的抗炎作用

4.2.1 雷公藤甲素的抗炎作用 TLR4是第一個被發(fā)現(xiàn)的TOLL樣受體(TLRs)，它能夠識別病原并介導固有免疫應答。外來刺激因子與TLR4受體結(jié)合激活固有免疫系統(tǒng)，經(jīng)過一系列級聯(lián)反應使核因子κB(NF-κB)定植于細胞核，啟動一系列炎性介質(zhì)(包括TNF-α、IL-4、IL-6)的釋放[26]。雷公藤甲素可能通過抑制TLR4/NF-κB信號通路中信號因子的產(chǎn)生，從而抑制炎性介質(zhì)的釋放[26]。雷公藤甲素能顯著抑制膠原誘導性關節(jié)炎(CIA)大鼠踝關節(jié)中酪氨酸蛋白激酶2(JAK2)和信號傳導及轉(zhuǎn)錄激活蛋白3(STAT3)的激活，而且顯著降低TNF-α、IL-1β和IL-6在血清和關節(jié)中的產(chǎn)生[27]。IL-6/可溶性IL-6受體(sIL-6R)復合物顯著增加細胞增殖和炎性細胞因子的表達，包括IL-6、IL-1β和血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)。雷公藤甲素通過抑制JAK2/STAT3信號通路來抑制 IL-6/sIL-6R復合物刺激的成纖維樣滑膜細胞(FLS)增殖和炎性細胞因子表達[28]。雷公藤甲素可以通過減少中性粒細胞募集和抑制IL-6和TNF-α的表達來減輕佐劑性關節(jié)炎(AA)。雷公藤甲素還能抑制中性粒細胞中促炎細胞因子的表達，促進中性粒細胞凋亡，抑制中性粒細胞的遷移、中性粒細胞的炎性細胞死亡(NETosis)和自噬[29]。根據(jù)II型膠原誘導的關節(jié)炎大鼠試驗研究，雷公藤甲素能夠促進IL-10、TGF-β表達，抑制IL-17、TNF-α、VEGF、IFN-γ表達，增加Treg細胞比例，以改善關節(jié)炎腫脹情況[30]。

血管生成被認為在維持炎癥和免疫反應中發(fā)揮重要作用，雷公藤甲素可能通過下調(diào)血管生成激活劑和抑制絲裂原活化蛋白激酶下游信號通路的激活以抗血管生成[31]。TNF-α在RA炎癥反應中發(fā)揮重要作用，可以促進滑膜炎癥反應和血管翳的生成。雷公藤甲素可降低滑膜組織中TNF-α的表達，從而抑制滑膜中新生血管的生成，以減輕滑膜炎癥及抑制滑膜增生[32]。VEGF為滑膜血管新生的直接誘導因子，PTEN(一種抑癌基因)/磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信號通路活化可誘導VEGF轉(zhuǎn)錄增加，從而促進滑膜組織血管新生增加。雷公藤甲素可調(diào)控PTEN/PI3K/Akt信號通路以調(diào)控滑膜組織血管生成[33]。

4.2.2 雷公藤紅素(南蛇藤素)的抗炎作用 完全弗氏佐劑(CFA)誘導的大鼠經(jīng)雷公藤紅素治療后，血清中的IL-1β和IL-18的含量顯著減少，人單核巨噬細胞(THP-1細胞)經(jīng)雷公藤紅素處理后，上清液中白細胞介素IL-1β和IL-18的含量顯著減少。這些抑制作用的發(fā)生是因為雷公藤紅素阻斷了NF-κB信號通路并抑制了核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構域樣受體蛋白3(NLRP3)炎癥小體的激活。此外，雷公藤紅素抑制由LPS和三磷酸腺苷(ATP)誘導的活性氧(ROS)產(chǎn)生。推測雷公藤紅素通過抑制 ROS-NF-κB-NLRP3軸來緩解RA癥狀并抑制炎癥[34]。在雷公藤紅素治療CIA小鼠的研究中，可以發(fā)現(xiàn)雷公藤紅素可能是通過減少小鼠體內(nèi)促炎癥因子(IL-6等)的分泌[35]。雷公藤紅素治療的大鼠顯示趨化因子(RANTES、MCP-1、MIP-1α和 GRO/KC)以及誘導它們的細胞因子(TNF-α和IL-1β)水平顯著降低。然而，除了增加趨化因子CCR1受體的細胞表達外，雷公藤紅素對其它趨化因子受體的細胞表達沒有太大影響。此外，雷公藤紅素在體外抑制脾臟貼壁細胞的遷移。因此，雷公藤紅素誘導的對介導細胞浸潤關節(jié)的各種趨化因子的抑制可能有助于其抗關節(jié)炎活性[36]。雷公藤紅素可通過調(diào)節(jié)關鍵促炎細胞因子(IL-17、IL-6和 IFN-γ)對疾病相關抗原的反應、IL-6/IL-17 相關轉(zhuǎn)錄因子 STAT3、抗環(huán)狀瓜氨酸肽抗體和抗 Bhsp65 抗體、以及基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)和磷酸化細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)的活性來抑制關節(jié)炎[37]。中性粒細胞胞外殺菌網(wǎng)絡(NETs)是由激活的中性粒細胞釋放的網(wǎng)狀結(jié)構。研究[38]表明，在RA中NETs在驅(qū)動自身免疫和組織損傷方面發(fā)揮積極作用。雷公藤紅素可能通過下調(diào)脾酪氨酸激酶(SYK)活性、絲裂原激活的蛋白激酶激酶(MAPKK/MEK)的磷酸化、ERK活性、NF-κB抑制劑α(IκBα)活性，以及組蛋白的瓜氨酸化。有效抑制由不同炎癥刺激誘導的中性粒細胞氧化爆發(fā)和 NETs形成。

4.3 常用抗風濕中藥對滑膜細胞的作用

4.3.1 雷公藤甲素對滑膜細胞的作用 FLS作為炎癥性滑膜炎中組織損傷和基質(zhì)重塑的直接效應細胞，可通過誘導炎癥反應、介導骨基質(zhì)降解、促進破骨細胞分化或增殖等途徑參與RA患者關節(jié)軟骨、骨質(zhì)的破壞[39]。雷公藤甲素對RA患者體外培養(yǎng)的FLS具有一定的增殖抑制作用并可誘導其凋亡，這可能是雷公藤甲素治療RA的機制之一[39]。雷公藤甲素治療降低了TNF-α誘導的磷酸化c-Jun氨基末端激酶(JNK)的表達，但不影響磷酸化p38絲裂原活化蛋白激酶(p38)和細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)的表達。JNK特異性抑制減少了RA成纖維樣滑膜細胞FLS的遷移[40]。在促進新生血管形成的因子中，堿性成纖維細胞生長因子(bFGF) 、TNF-α、VEGF、IL-6等的作用最為突出，雷公藤甲素可明顯降低滑膜組織中bFGF及TNF-α的表達，抑制滑膜中新生血管的生成及滑膜細胞的增殖[32, 41]。IL-18可以促進滑膜成纖維細胞分泌IL-8和IL-6以促進炎癥反應，雷公藤甲素通過抑制IL-18的生成來抑制IL-8和IL-6的分泌[42]。雷公藤甲素通過激活人滑膜細胞MH7A 細胞中的AKT信號通路抑制自噬來抑制人滑膜細胞MH7A細胞的遷移并維持氧化還原平衡[43]。

4.3.2 雷公藤紅素(南蛇藤素)對滑膜細胞的作用 FLS的侵襲在RA的發(fā)病機制中至關重要。金屬蛋白酶(MMPs)和TLR4/NF-κB通路激活劑在LPS誘導的RA-FLS侵襲中起關鍵作用。雷公藤紅素可能通過抑制TLR4/NF-κB介導的MMP-9表達來抑制LPS誘導的FLS遷移和侵襲[44]。IL-17A誘導的FLS的遷移和侵襲對于RA的發(fā)病機制至關重要。雷公藤紅素可以通過抑制RA-FLS中NF-κB介導的 MMP-9 表達來抑制 IL-17A 誘導的遷移和侵襲[45]。缺氧誘導的FLS的遷移和侵襲被認為在RA的發(fā)病機制中起關鍵作用。在缺氧誘導因子-1α(HIF-1α)上調(diào)的關鍵基因中，趨化因子受體(CXCR)4在FLS遷移和侵襲中起重要作用。雷公藤紅素通過在缺氧條件下抑制FLS中HIF-1α介導的CXCR4表達來抑制缺氧誘導的遷移和侵襲[46]。成纖維細胞樣滑膜細胞對凋亡的抵抗被認為是RA的一個主要特征。雷公藤紅素通過在體外誘導 DNA 損傷、細胞周期停滯和細胞凋亡來抑制RA-FLS增殖[47]。雷公藤紅素的處理減弱了RA滑膜成纖維細胞的增殖和侵襲。幾種趨化因子基因包括 CCL2、CXCL10、CXCL12、CCR2和CXCR4的表達在雷公藤紅素處理后發(fā)生了顯著變化，參與NF-κB信號通路的基因似乎受雷公藤紅素調(diào)節(jié)[48]。

4.4 常用抗風濕中藥對骨的作用

4.4.1 雷公藤甲素對骨的作用 雷公藤甲素可誘導TNF-Tg小鼠T淋巴細胞凋亡，且有效降低IL-1α、IL-1β、TNF-α水平，另外經(jīng)雷公藤甲素治療后滑膜炎得到有效緩解，表明雷公藤甲素可以通過下調(diào)TNF-Tg小鼠的促炎細胞因子水平來緩解關節(jié)炎癥。該研究[49]還發(fā)現(xiàn)雷公藤甲素可以誘導破骨細胞前體(OCP)細胞凋亡，減少破骨細胞(OC)數(shù)量，影響骨吸收水平，緩解骨組織破壞和骨量減少。在Tregs和小鼠骨髓巨噬細胞(BMMs)的共培養(yǎng)系統(tǒng)中，Tregs抑制破骨細胞的分化并顯著減少再吸收面積，IL-10和TGF-β1的產(chǎn)生均上調(diào)，用雷公藤甲素預處理時，它們產(chǎn)生更高水平的IL-10和TGF-β1。以上研究數(shù)據(jù)表明雷公藤甲素通過增強IL-10和TGF-β1的分泌來增強Tregs對破骨細胞分化和骨吸收的抑制作用[50]。雷公藤甲素治療可以通過減少發(fā)炎關節(jié)中破骨細胞的數(shù)量、減少RANKL和 RANK受體激活劑的表達、增加OPG的表達來防止骨破壞，在mRNA 和蛋白質(zhì)水平，并降低CIA小鼠血清和發(fā)炎關節(jié)中RANKL與OPG的比率，這在人成纖維細胞樣滑膜和外周血單核細胞的共培養(yǎng)系統(tǒng)中得到進一步證實。即雷公藤甲素可能通過防止骨破壞部分減弱RA，并通過調(diào)節(jié)RANKL/RANK/OPG信號通路抑制破骨細胞形成[51]。

4.4.2 雷公藤紅素(南蛇藤素)對骨的作用 RANKL是極其重要的調(diào)節(jié)破骨細胞分化激活的因子[52]，而OPG能阻止RANKL與其相應的受體結(jié)合從而抑制破骨細胞的分化激活[53]。雷公藤紅素能調(diào)節(jié)滑膜成纖維細胞中OPG/RANKL軸，從而抑制破骨細胞的分化激活以減輕骨侵蝕的發(fā)生[54]。雷公藤紅素以劑量依賴性方式抑制抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)多核細胞的形成和骨吸收活性，并能降低RANKL誘導的破骨細胞基因和轉(zhuǎn)錄因子的表達以及NF-κB和MAPK的磷酸化。這些發(fā)現(xiàn)表明雷公藤紅素可以直接抑制破骨細胞的形成和功能[55]。雷公藤紅素還能抑制趨化因子CCL4的表達，減少破骨細胞分化[56]。此外，雷公藤紅素能保留關節(jié)結(jié)構并減少出現(xiàn)炎癥的關節(jié)中存在的破骨細胞和成骨細胞的數(shù)量，還可防止骨質(zhì)流失和骨微結(jié)構退化[57]。

5 小結(jié)

雷公藤、昆明山海棠、南蛇藤同屬于衛(wèi)矛科植物，在RA的治療中被廣泛使用，不僅越來越多的臨床研究表明這些中藥在抗炎及抗風濕方面具有很好的效果，對于其藥理作用的研究也越來越深入。雷公藤與昆明山海棠同為雷公藤屬，故而成份上更為接近，其中被發(fā)現(xiàn)的最主要的抗風濕成分為二萜類化合物雷公藤甲素，其具有明顯的免疫抑制、抗炎、抑制骨破壞等作用。南蛇藤中最主要的抗風濕成分為三萜類化合物南蛇藤素(又稱雷公藤紅素)，在雷公藤與昆明山海棠中也同樣存在，它也具有明顯的免疫抑制、抗炎、抑制骨破壞的作用。通過這些對藥理作用研究，筆者明確了這些中藥治療RA的主要有效成分及其在治療RA過程中發(fā)揮的作用，有助于這些中藥更廣泛的應用于臨床治療中。但是這些中藥都是具有毒性的，又一定程度上限制了其使用，如果能通過進一步的深入研究，明確其產(chǎn)生的毒副作用，并發(fā)明發(fā)現(xiàn)更好的炮制、中藥配伍、改變劑型或修釋化學結(jié)構的方法來減少其毒副作用，這些中藥及其有效成分提取物將能在治療RA甚至其他相似機制的風濕免疫病中發(fā)揮更大的作用。