安麗萍,杜全宇,楊晗,王飛
(成都中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院 成都 610075)
特發(fā)性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)是一種病因不明的慢性進行性纖維化性間質(zhì)性肺炎,主要表現(xiàn)為進行性加重的呼吸困難和肺功能持續(xù)惡化,最終導(dǎo)致呼吸衰竭而死亡[1]。近年來IPF的發(fā)病率在全球范圍內(nèi)不斷上升,其預(yù)后較差,中位生存期僅3-5年,死亡率高于大多數(shù)腫瘤,被認為是一種“類腫瘤疾病”[2-4]。目前IPF的具體病因及發(fā)病機制尚不明確,盡管其治療理念及方法不斷進步,但現(xiàn)代醫(yī)學的治療手段仍十分有限,藥物僅能減緩疾病的進展而不能完全治愈,因此尋找安全有效的抗纖維化藥物是臨床亟需解決的問題。中醫(yī)理論認為IPF的基本病機屬本虛標實,肺脾腎三臟虧虛為本,痰瘀熱毒互結(jié)為標,虛和瘀為其重要的致病因素而貫穿病程始終,氣虛無力推動血行可致血瘀,故氣虛血瘀是IPF的關(guān)鍵病機,臨床上將益氣活血法作為治療IPF的重要方法。研究發(fā)現(xiàn)益氣活血類方藥治療IPF氣虛血瘀證有良好的療效,可有效緩解臨床癥狀,增強患者的肺功能,提高其血氧分壓及運動耐量[5]。近年來益氣活血法治療IPF機制相關(guān)的研究取得了較大進展,本文通過查閱相關(guān)文獻對益氣活血法治療IPF的作用機制進行綜述,以期闡明益氣活血類方藥治療IPF的科學內(nèi)涵,為臨床運用益氣活血法治療IPF提供一定的參考。
本文檢索了中國知網(wǎng)、維普數(shù)據(jù)庫、萬方數(shù)據(jù)庫、PubMed、Embase、Web of Science等數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)文獻,檢索時間為建庫-2022年11月11日,語言限定為中英文。中文檢索詞包括:益氣活血、氣虛血瘀、補陽還五湯、當歸補血湯、肺纖維化、肺間質(zhì)纖維化,英文檢索詞包括:Yiqi Huoxue、supplementing Qi、activating blood circulation、Qi deficiency and blood stasis、Buyang Huanwu Tang、Danggui Buxue Tang、traditional Chinese medicine、pulmonary fibrosis。采用自由詞與主題詞相結(jié)合進行檢索,中文檢索式(以中國知網(wǎng)為例):SU%=(‘益氣活血’+‘氣虛血瘀’+‘補陽還五湯’+‘當歸補血湯’) AND SU%=(‘肺纖維化’+‘肺間質(zhì)纖維化’),英文檢索式(以PubMed為例):("Yiqi Huoxue"[Title/Abstract] OR "supplementing Qi"[Title/Abstract] OR"activating blood circulation"[Title/Abstract] OR "Qi deficiency and blood stasis"[Title/Abstract] OR "Buyang Huanwu Tang"[Title/Abstract] OR "Danggui Buxue Tang"[Title/Abstract] OR "Medicine, Chinese Traditional"[MeSH Terms]) AND "pulmonary fibrosis"[MeSH Terms]。文獻納入標準:研究益氣活血類方藥治療IPF作用機制的動物或細胞實驗類文獻。文獻排除標準:理論探討、臨床研究、經(jīng)驗總結(jié)、碩博士論文、會議論文、科技成果、Meta分析及綜述類文獻;所用方藥不符合益氣活血法的組方配伍規(guī)律;實驗設(shè)計方案不嚴謹;數(shù)據(jù)資料不完整或錯誤;數(shù)據(jù)重復(fù)或重復(fù)發(fā)表;同一方藥且指標重復(fù)的文獻,保留信息較為全面者。初步檢索共獲得928篇文獻,包括中國知網(wǎng)330篇、萬方數(shù)據(jù)庫309篇、維普數(shù)據(jù)庫79篇、PubMed 51篇、Embase 148篇、Web of Science 11篇,通過參考文獻追溯獲得5篇。剔除重復(fù)文獻后獲得563篇文獻,閱讀題目和摘要后初篩獲得65篇文獻,閱讀全文后納入28篇文獻。文獻檢索流程及結(jié)果見圖1。
圖1 文獻檢索流程與結(jié)果
IPF在中醫(yī)古籍中沒有明確對應(yīng)的病名,現(xiàn)代醫(yī)家多將其歸屬于“肺痿”“肺痹”等范疇,其病機較為復(fù)雜,古今醫(yī)家對此進行了廣泛的論述。宋代陳無擇《三因極一病證方論·肺痿肺癰》言:“肺為五臟華蓋,百脈取氣,運動血脈,衛(wèi)養(yǎng)臟腑,灌注皮毛,將理失宜,氣與血亂,則成肺痿肺癰矣”,提示氣血關(guān)系失調(diào)可導(dǎo)致肺痿的發(fā)生。清代林佩琴《類證治裁》記載:“諸痹……良由營衛(wèi)先虛,腠理不密,風寒濕乘虛內(nèi)襲,正氣為邪所阻而不能宣行,因而留滯,氣血凝滯,久而成痹”,說明肺痹存在正氣虧虛與氣血凝滯的病機特點。崔紅生等[6]指出“肺痿”與“肺痹”反映了肺纖維化不同階段的病機特點,肺痿從本虛而言,即肺萎弱不用,氣血不充,絡(luò)虛不榮,肺痹從邪實而言,即肺為邪痹,氣血不通,絡(luò)脈瘀阻。李建生教授[7]提出本病病機為正虛絡(luò)痹積損,正虛指肺腎虛損、由肺及腎,絡(luò)痹指肺絡(luò)痹阻,積損指痰濁與瘀血稽留、互結(jié)成積并日益損傷正氣,積損難復(fù)終致肺失所用。袁佺等[8]將IPF的病機概括為“肺虛絡(luò)瘀”,其中肺氣陰虛,絡(luò)虛為本,痰瘀伏絡(luò),熱毒為要,虛和實之間相互促進、互為因果?;竦萚9]基于數(shù)據(jù)挖掘發(fā)現(xiàn)氣虛和血瘀是肺纖維化中出現(xiàn)頻率最高的兩種證素,而“氣虛+血瘀”則是其主要的證素組合,提示氣虛血瘀為其主要病機。綜觀眾多醫(yī)家意見,IPF的基本病機屬本虛標實,本虛以肺脾腎氣虛、氣陰兩虛為主,標實以瘀血、痰濁居多,其中氣虛和血瘀為IPF病機關(guān)鍵?!皻鉃檠畮洝?、“氣行則血行”,肺脾腎氣虛,氣虛無力行血,以致血瘀為患,氣虛津失布散,血瘀津液停聚,則痰濁內(nèi)生,痰瘀郁久則可化熱釀毒,從而形成IPF復(fù)雜的病機格局。因此,氣虛血瘀這一關(guān)鍵病機貫穿病程始終,故將益氣活血法確立為治療IPF的重要方法,臨床上將益氣藥與活血藥同用,補氣行血以治本,祛瘀通絡(luò)以治標,在改善IPF的臨床癥狀、延緩疾病進展方面發(fā)揮了重要作用。
IPF的發(fā)病機制較為復(fù)雜,現(xiàn)代醫(yī)學對此尚未完全闡明。目前普遍認為IPF是由肺泡上皮反復(fù)損傷引起修復(fù)異常所致[10]。IPF的致病因素尚不明確,吸煙、環(huán)境暴露、微生物感染、胃食管反流、遺傳因素等被認為是其高危因素[11]。在IPF起始階段,這些致病因素對肺泡上皮細胞及血管內(nèi)皮細胞造成損傷,啟動炎癥反應(yīng)與免疫應(yīng)答,引起大量炎性細胞浸潤、活化,釋放各種炎性介質(zhì)和促纖維化因子,導(dǎo)致肺組織損傷不斷加劇。第二階段,在各類促纖維化因子誘導(dǎo)下,成纖維細胞增殖分化為分泌能力更強的肌成纖維細胞,分泌大量以膠原為主的細胞外基質(zhì),引起肺部組織重構(gòu)及瘢痕形成,進而影響氣體交換,最終導(dǎo)致肺組織結(jié)構(gòu)破壞和功能喪失。在IPF的發(fā)生發(fā)展過程中,肺泡上皮細胞、血管內(nèi)皮細胞可在炎癥反應(yīng)及細胞因子的刺激下發(fā)生上皮/內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化,產(chǎn)生大量成纖維細胞促進肺纖維化形成[12]。肺部發(fā)生炎癥反應(yīng)后產(chǎn)生的過量活性氧自由基可引發(fā)氧化應(yīng)激,對肺組織造成氧化損傷并使之發(fā)生異常修復(fù)[13]。大量炎性細胞浸潤導(dǎo)致肺組織氣體交換障礙,由此造成的缺氧狀態(tài)可通過缺氧誘導(dǎo)因子(Hypoxia inducible factor,HIF)介導(dǎo)促血管生成因子釋放,刺激血管過度新生[14]。肺部血管受損介導(dǎo)組織因子與凝血因子接觸,進而激活凝血系統(tǒng),促使纖維蛋白大量沉積,引發(fā)凝血與纖溶系統(tǒng)失衡[15]。此外,研究發(fā)現(xiàn)肺纖維化患者的肺組織自噬活性降低,而抑制自噬相關(guān)通路則可激活自噬使肺纖維化緩解,可見細胞自噬亦參與肺纖維化進程[16]。綜上,IPF的病理過程十分復(fù)雜,可涉及炎癥反應(yīng)、細胞外基質(zhì)沉積、上皮/內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、氧化應(yīng)激、血管新生、自噬不足、免疫應(yīng)答失調(diào)、凝血與纖溶系統(tǒng)失衡等多個方面,益氣活血類方藥以其多成分、多途徑、多靶點的優(yōu)勢干預(yù)IPF復(fù)雜的病理環(huán)節(jié),對IPF的發(fā)生發(fā)展起到良好的防治作用,其可能機制如下。
炎癥反應(yīng)作為IPF的啟動環(huán)節(jié)在整個發(fā)病過程中起著至關(guān)重要的作用,是促使肺組織發(fā)生纖維化的先導(dǎo)因素。適度的炎癥反應(yīng)是機體對損傷因素作出的防御反應(yīng),然而IPF病程中各種有害因素反復(fù)刺激導(dǎo)致炎癥反應(yīng)持續(xù)存在,釋放大量炎癥介質(zhì)和細胞因子,產(chǎn)生炎癥級聯(lián)放大效應(yīng),對肺組織造成嚴重的損傷,引起機體對受損肺組織的病理性修復(fù),由此推動肺纖維化的發(fā)生發(fā)展。高遷移率族蛋白B1(High mobility group box 1 protein,HMGB1)作為重要的炎癥介質(zhì),可通過與相應(yīng)受體結(jié)合激活核因子-κB(Nuclear factor-kappa B,NF-κB)信號通路,誘導(dǎo)促炎因子和趨化因子釋放,加重肺部炎癥反應(yīng)[17]。補陽還五湯是益氣活血法的代表方劑,方中以大劑量的黃芪配伍少量的活血之品,具有補氣活血通絡(luò)之功效,意在令氣旺血行則瘀去而絡(luò)通。楊昆等[18]研究表明,補陽還五湯能降低肺纖維化大鼠支氣管肺泡灌洗液中HMGB1、腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白細胞介素(Interleukin,IL)-1β等炎癥指標的含量,通過減輕炎癥反應(yīng),延緩肺纖維化進展。黏附分子(Cell adhesion molecules,CAMs)是介導(dǎo)細胞之間或細胞與基質(zhì)間相互接觸與結(jié)合的一類膜表面糖蛋白,可使白細胞跨內(nèi)皮遷移到周圍肺組織參與炎癥反應(yīng)[19]。益氣活血方中黃芪、黨參相須為用能益氣補虛,丹參、水蛭配伍能活血祛瘀,四藥合用,補而不滯,攻不傷正,共奏益氣活血之功效。劉玉慶等[20]研究表明,益氣活血方能下調(diào)肺纖維化大鼠肺組織中細胞間黏附分子-1(Intercelluar adhesion molecule 1,ICAM-1)、血管細胞間黏附分子-1(Vascular cell adhesion molecule 1,VCAM-1)的水平,減輕肺泡炎的程度,抑制肺纖維化形成。TNF-α作為重要的促炎因子能通過IκB激酶(Inhibitor of NF-κB kinase,IKK)間接激活NF-κB,活化的NF-κB刺激核苷酸結(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,促進IL-1β、IL-18成熟釋放,從而擴大炎癥反應(yīng),加速肺纖維化進程[21]。黃芪與丹參是益氣活血法的代表藥對,黃芪乃補氣之圣藥,丹參為活血之要藥,兩藥合用即益氣與活血并舉,可協(xié)同發(fā)揮益氣活血之功效。王麗娜等[22]研究表明,黃芪丹參藥對能降低肺纖維化小鼠肺組織中TNF-α、p-IKK、NF-κB、NLRP3、IL-1β等炎癥相關(guān)因子的表達,有效地抑制肺泡炎癥和纖維化進程。當歸補血湯由黃芪與當歸按5:1比例配伍而成,方中重用黃芪為君藥能大補元氣,氣旺則血行絡(luò)通,配伍少量當歸能養(yǎng)血活血,故此方具有益氣活血之功效。Wang等[23]研究表明,當歸補血湯能減少肺纖維化大鼠肺組織中TNF-α、IL-1β、IL-6等炎癥因子分泌,通過減輕肺部炎癥反應(yīng)對肺纖維化起到治療作用,其機制可能與抑制Toll樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)/NLRP3信號通路有關(guān)。
細胞外基質(zhì)(Extracellular matrix,ECM)在肺組織內(nèi)大量沉積是肺纖維化形成的重要標志。ECM主要由膠原蛋白、彈性蛋白、粘連糖蛋白、蛋白多糖等組成,生理狀態(tài)下不斷合成與降解以維持自身代謝平衡。在肺纖維化形成過程中,成纖維細胞增殖分化為肌成纖維細胞,分泌大量ECM在肺內(nèi)過度蓄積并使其硬度顯著增加,這種變化作為機械信號刺激成纖維細胞增殖分化并以正反饋形式驅(qū)動纖維化過程持續(xù)進行,使肺組織結(jié)構(gòu)遭到嚴重破壞。轉(zhuǎn)化生長因子-β1(Transforming growth factor-β1, TGF-β1)是促纖維化的關(guān)鍵因子,能誘導(dǎo)成纖維細胞分化為肌成纖維細胞,后者可表達α-平滑肌肌動蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)作為成纖維細胞激活的標志,并能夠產(chǎn)生包括膠原蛋白、層粘連蛋白(Laminin,LN)、纖維連接蛋白(Fibronectin,F(xiàn)N)在內(nèi)的基質(zhì)成分[24]。王振興等[25]研究發(fā)現(xiàn),補陽還五湯能抑制肺纖維化大鼠肺組織中HMGB1誘導(dǎo)的晚期糖基化終產(chǎn)物受體(Receptor for advanced glycation end products,RAGE)和α-SMA的表達,提示補陽還五湯可通過減少肌成纖維細胞生成對肺纖維化起到防治作用,其機制可能與阻斷HMGB1/RAGE通路有關(guān)。楊晗等[26-28]研究發(fā)現(xiàn),補陽還五湯能抑制肺纖維化大鼠肺組織中TGF-β1、Smad3、細胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2(Extracellular signalregulated kinase1/2,ERK1/2)和p-ERK的表達,減少血清Ⅲ型前膠原(Procollagen type Ⅲ,PC Ⅲ)、Ⅳ型膠原(Collagen type Ⅳ,Col-Ⅳ)含量,通過抑制膠原合成改善肺纖維化程度。結(jié)締組織生長因子(Connective tissue growth factor,CTGF)是TGF-β1的下游分子,能夠介導(dǎo)TGF-β1的促纖維化效應(yīng),導(dǎo)致ECM過度聚集和降解不足[29]。Wang等[30]研究發(fā)現(xiàn),補陽還五湯能抑制肺纖維化大鼠肺組織中CTGF表達,降低肺纖維化大鼠血清中Ⅰ型膠原(Collagen type Ⅰ,Col-I)、Ⅲ型膠原(Collagen type III,Col-III)的含量,通過減少ECM沉積發(fā)揮抗纖維化作用?;|(zhì)金屬蛋白酶(Matrix metalloproteinases,MMPs)是降解ECM的主要酶系,基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑(Tissue inhibitor of metalloproteinases,TIMPs)為其抑制因子,TGF-β1能促進TIMPs表達,抑制MMPs的活性,導(dǎo)致ECM過度蓄積形成肺纖維化[31]。Gao等[32-33]研究表明,當歸補血湯能降低肺纖維化大鼠血清透明質(zhì)酸(Hyaluronic acid,HA)、LN、PC Ⅲ、Col-Ⅳ的水平,減少肺組織中TGF-β1、MMP-9、TIMP-1、Col-Ⅰ的表達,通過調(diào)節(jié)MMP9/TIMP-1比例改善細胞外基質(zhì)代謝,從而減輕肺纖維化程度。參七蟲草方中的西洋參善補元氣為君藥,冬蟲夏草平補肺腎為臣藥,佐以三七祛瘀生新,全方消補兼施,氣血同調(diào),補虛不斂邪,祛瘀不傷正,可共收益氣活血之功。潘中良等[34]研究表明,參七蟲草膠囊能抑制肺纖維化大鼠肺組織中MMP-9與TIMP-1表達水平,通過調(diào)節(jié)MMP9/TIMP1平衡促進ECM降解,延緩肺纖維化進展。
IPF發(fā)病的中心環(huán)節(jié)是成纖維細胞增殖分化為肌成纖維細胞導(dǎo)致ECM過量沉積,其中部分成纖維細胞來源于細胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)化,包括上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(Epithelial-mesenchymal transition,EMT)和內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(Endothelial-mesenchymal transition,EndMT),在上述過程中肺泡上皮細胞和血管內(nèi)皮細胞因持續(xù)受到刺激而出現(xiàn)損傷、凋亡和功能障礙,上皮與內(nèi)皮的完整性遭到破壞,正常的再生修復(fù)受到阻抑,并分泌多種促纖維化因子,介導(dǎo)細胞表型向成纖維細胞轉(zhuǎn)變。EMT是指上皮細胞失去細胞間的黏附特性和頂基極性,使細胞骨架與外形發(fā)生變化,并獲得遷移侵襲和產(chǎn)生ECM成分等間質(zhì)特征的生物學過程[35]。在EMT過程中,E-鈣黏蛋白(E-cadherin)等上皮標志物表達下調(diào),N-鈣黏蛋白(N-cadherin)、波形蛋白(Vimentin)和α-SMA、成纖維細胞特異性蛋白-1(Fibroblast specific protein-1,F(xiàn)SP-1)等間質(zhì)標志物表達上調(diào)。血管內(nèi)皮細胞與上皮細胞有一定共性,因而EndMT過程與EMT過程相似,在此過程中內(nèi)皮細胞極性和形態(tài)等發(fā)生改變轉(zhuǎn)化為間質(zhì)細胞,并失去內(nèi)皮標志物而獲得間質(zhì)標志物[36]。Yin等[37]研究發(fā)現(xiàn),補陽還五湯能減少TGF-β1誘導(dǎo)的A549細胞中Vimentin和Col-Ⅰ的表達,增加E-cadherin的表達,并能降低磷酸化磷脂酰肌醇3-激酶(Phosphorylated phosphatidylinositol 3-kinase,p-PI3K)和磷酸化蛋白激酶B(Phosphorylated protein kinase B,p-Akt)的水平,表明補陽還五湯可抑制TGF-β1誘導(dǎo)的A549細胞的EMT過程和膠原沉積,其機制可能與調(diào)節(jié)磷脂酰肌醇3-激酶(Phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(Protein kinase B,Akt)信號通路有關(guān)。紀娟等[38]研究表明,參七蟲草膠囊能上調(diào)肺纖維化大鼠肺組織中Ecadherin的表達,下調(diào)α-SMA和Vimentin的表達,提示參七蟲草膠囊可通過調(diào)節(jié)EMT抑制肺纖維化進展。楊邯捷等[39]、渠景連等[40]通過體內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),補陽還五湯能升高肺纖維化大鼠肺組織或人肺動脈內(nèi)皮細胞中血小板內(nèi)皮細胞黏附分子1(Platelet endothelial cell adhesion molecule 1,PECAM-1/CD31)、血管內(nèi)皮細胞鈣黏蛋白(Vascular endothelial cadherin,VEcadherin)等內(nèi)皮標志物的水平,而降低α-SMA、FSP-1等間質(zhì)標志物的水平,并減少Notch信號通路相關(guān)蛋白Notch1、Notch4、DLL4、Jagged1的表達,說明該方可能通過抑制Notch信號通路干預(yù)EndMT而減輕肺纖維化的程度。
氧化應(yīng)激是IPF主要的病理機制之一,在有害因素的持續(xù)刺激下,肺泡上皮細胞、中性粒細胞、巨噬細胞等通過線粒體途徑和酶促反應(yīng)產(chǎn)生大量的活性氧(Reactive oxygen species,ROS),超出自身抗氧化防御體系的清除能力,過量蓄積的ROS通過破壞脫氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid,DNA)、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等生物大分子和線粒體、細胞膜等重要的細胞結(jié)構(gòu),促使肺泡上皮細胞損傷、凋亡,并激活相關(guān)信號通路誘導(dǎo)炎癥因子和促纖維化因子釋放,導(dǎo)致肺組織損傷和纖維化進展。研究發(fā)現(xiàn),氧化應(yīng)激可通過促進炎癥因子釋放、誘導(dǎo)肺泡上皮細胞凋亡、促進成纖維細胞分化、促進上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、調(diào)控巨噬細胞極化等多種途徑加速肺纖維化進程[41-42]。超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、過氧化氫酶(Catalase,CAT)及谷胱甘肽過氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-Px)等是體內(nèi)重要的抗氧化酶,其活性可反映機體清除氧自由基的能力。丙二醛(Malondialdehyde,MDA)是脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng)的終末產(chǎn)物,其含量可反映氧自由基對體內(nèi)細胞的損傷程度,可作為判斷機體氧化應(yīng)激水平的重要指標。張喆等[43]研究發(fā)現(xiàn),補陽還五湯能降低大鼠肺組織及血清中MDA含量,升高SOD、GSHPx、CAT活性,減少Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白-1(Kelch-like ECH-associated protein1,Keap1)表達,促進核因子E2相關(guān)因子2(Nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)、血紅素氧合酶-1(Heme oxygenase-1,HO-1)表達,表明該方可通過調(diào)節(jié)Keap1/Nrf2/HO-1信號通路減輕氧化損傷,進而發(fā)揮抗肺纖維化作用。劉娜等[44]研究表明,當歸補血湯能減少肺纖維化大鼠血清MDA含量,提高SOD、CAT及GSH-Px的活性,降低肺組織中蛋白激酶D1(Protein kinase D1,PKD1)、NF-κB、錳超氧化物歧化酶(Manganese superoxide dismutase,MnSOD)的表達,提示該方可能通過調(diào)節(jié)PKD1/NF-κB/MnSOD抗氧化通路改善肺纖維化病變。煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶4(Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase 4,NOX4)是肺組織中產(chǎn)生ROS的主要來源之一,能使體內(nèi)氧分子還原為過氧化氫(Hydrogen peroxide,H2O2),通過誘發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng)參與肺纖維化進程。Zhao等[45]研究表明,當歸補血湯能上調(diào)肺纖維化大鼠肺組織中抗氧化指標SOD和總抗氧化能力(Total antioxidant capacity,T-AOC),下調(diào)過氧化指標MDA和8-異前列腺素(8-iso-prostaglandin,8-iso-PG),且能減少NOX4的表達,說明該方可能通過抑制NOX4介導(dǎo)的氧化應(yīng)激對肺纖維化起到治療作用。扶正化瘀方中的絞股藍、松黃能健脾補肺,冬蟲夏草、五味子能補益肺腎,參以丹參、桃仁活血祛瘀,六藥合用可扶助正氣以暢血行,使整方具有益氣活血之功效。楊珂等[46]研究表明,扶正化瘀方能提高肺纖維化大鼠肺組織中SOD活性,減少MDA含量,通過提高機體的抗氧化能力,降低氧化應(yīng)激對肺組織的損害,從而減輕肺纖維化的程度。
血管新生是指從原有血管的基礎(chǔ)上通過內(nèi)皮細胞的增殖、活化、移行以芽生或非芽生的方式產(chǎn)生新血管的過程,生理狀態(tài)下與機體的生長發(fā)育、損傷修復(fù)和傷口愈合密切相關(guān)[47]。在IPF形成過程中,毛細血管床密度減少,肺泡-毛細血管屏障遭到破壞,周圍組織中有大量炎癥細胞浸潤和ECM沉積,從而導(dǎo)致氣體交換嚴重受損,肺組織處于缺血缺氧狀態(tài)。在缺氧條件下,HIF-1α通過調(diào)控轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)多種血管生成促進因子表達,導(dǎo)致肺組織出現(xiàn)廣泛的血管新生與重塑,大量新生的血管為炎癥反應(yīng)擴大和組織異常修復(fù)提供了必要條件,從而加速肺纖維化的進程。血管新生由其促進因子與抑制因子共同調(diào)節(jié),當血管生成促進因子的水平超過其抑制因子時,二者之間的平衡被打破而引起血管新生。魯辰希等[48]研究表明,當歸補血湯能上調(diào)血管新生抑制因子內(nèi)皮抑素(Endostatin,ES)的表達,下調(diào)血管新生促進因子HIF-1α表達,通過抑制血管新生,改善肺部缺氧狀態(tài),減輕肺纖維化程度。血管內(nèi)皮生長因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)是誘導(dǎo)血管新生的關(guān)鍵因子,能促進血管內(nèi)皮細胞增殖和遷移,增加血管的通透性,進而促進新的血管生成[49]。范銳等[50]研究發(fā)現(xiàn),補陽還五湯能降低肺纖維化大鼠血清中血管新生促進因子VEGF、血小板衍生生長因子(Platelet derived growth factor,PDGF)水平,升高血管新生抑制因子色素上皮源性因子(Pigment epithelium derived factor,PEDF)水平,減少肺組織TGF-β1、Smad3蛋白的表達,進而減輕大鼠肺泡炎和肺纖維化程度。陳煒等[51]研究表明,參七蟲草方能降低肺纖維化大鼠肺組織中PI3K、AKT、HIF-1α和VEGF的表達,通過減少血管異常新生改善肺纖維化病變,其機制可能與抑制PI3K/AKT/HIF-1α通路有關(guān)。黃芪與當歸是常用的藥對組合,黃芪善補脾肺之氣,當歸長于補血活血,黃芪得當歸之辛散則補氣而不壅滯,當歸得黃芪之溫補則氣旺而血活,兩藥相須為用可共同發(fā)揮益氣活血之功效。羥脯氨酸(Hydroxyproline,HYP)是體內(nèi)膠原蛋白所獨有的成分,常以此作為衡量膠原組織代謝的重要指標。耿青霞等[52]研究表明,黃芪和當歸醇提取物與水提取物的優(yōu)化配方能有效減少肺纖維化大鼠肺組織中HYP含量,降低TGF-β、VEGF的表達水平,通過抑制血管新生減輕大鼠肺纖維化。
除上述機制外,益氣活血類方藥尚可通過激活細胞自噬、調(diào)節(jié)免疫平衡、調(diào)控纖溶活性等機制發(fā)揮其抗肺纖維化的作用。細胞自噬是機體對自身的保護性機制,指細胞通過溶酶體將受損的細胞器、異常的蛋白質(zhì)和入侵的病原體等降解為可供機體重新利用的生物原料,從而使細胞實現(xiàn)自我更新和適應(yīng)代謝應(yīng)激所帶來的不良影響。研究發(fā)現(xiàn),自噬不足促進肺纖維化的發(fā)生發(fā)展,而激活自噬能通過促進成纖維細胞凋亡、減少成纖維細胞增殖分化、改善上皮細胞衰老與凋亡、抑制上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化等多種途徑延緩肺纖維化進程[53]。哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(Mammalian target of rapamycin,mTOR)是調(diào)控自噬的中心樞紐,能夠整合細胞內(nèi)物質(zhì)與能量變化信息而決定細胞自噬的水平。潘怡等[54]研究發(fā)現(xiàn),補陽還五湯能降低肺纖維化小鼠肺組織mTOR的表達,并下調(diào)自噬標志蛋白微管相關(guān)蛋白1輕鏈3-Ⅱ(Microtubule-associated protein 1 light chain 3-Ⅱ,LC3-Ⅱ)的水平及自噬小體數(shù)量,表明該方可通過抑制mTOR通路激活自噬,進而發(fā)揮抗肺纖維化作用。免疫應(yīng)答是IPF發(fā)病過程中重要的病理環(huán)節(jié),免疫細胞及其分泌細胞因子是促進肺纖維化發(fā)展的關(guān)鍵因素,其中輔助性T細胞1(T helper 1 cells,Th1)分泌的抗纖維化因子與輔助性T細胞2(T helper 2 cells,Th2)分泌的促纖維化因子失衡與肺纖維化形成密切相關(guān)?;w湯中重用黃芪大補脾肺之氣,配伍丹參、白芍、雞血藤養(yǎng)血活血,五味子、淫羊藿補益肺腎、納氣平喘,故全方肺脾腎同補,氣血并調(diào),可協(xié)同發(fā)揮益氣活血之功效。白文等[55]、王少杰等[56]研究發(fā)現(xiàn),化纖湯能減少肺纖維化大鼠肺組織中HYP含量,降低支氣管肺泡灌洗液中TGF-β1水平,并能下調(diào)其中Th2型細胞因子IL-4的含量,而上調(diào)Th1型細胞因子γ干擾素(interferon-γ, IFN-γ)的含量,通過調(diào)整Th1/Th2細胞因子平衡減輕肺纖維化的程度。凝血與纖溶系統(tǒng)失衡是推動肺纖維化發(fā)展的重要因素,肺組織損傷觸發(fā)外源性凝血途徑,進而激活凝血級聯(lián)反應(yīng),導(dǎo)致纖維蛋白在肺內(nèi)大量沉積,從而加速纖維化形成。尿激酶型纖溶酶原激活物(Urokinase-type plasminogen activator,uPA)及纖溶酶原激活物抑制劑1(Plasminogen activator inhibitor-1,PAI-1)在纖溶系統(tǒng)的調(diào)節(jié)中扮演著重要角色,uPA可通過激活纖維蛋白酶而降解沉積在肺內(nèi)的纖維蛋白及ECM,而PAI-1則可抑制uPA的活性發(fā)揮相反作用[57]。Wang等[58]研究表明,當歸補血湯能降低肺纖維化大鼠肺組織中TGF-β1、Smad3和PAI-1的水平,抑制α-SMA、HYP、Col-I、Col-III等纖維化標志物的表達,提示當歸補血湯可能通過TGF-β1/Smad3/PAI-1通路減少膠原沉積,從而抑制肺纖維化進展。
隨著工業(yè)化及人口老齡化進程加快,IPF的發(fā)病率呈逐年上升趨勢,目前已成為威脅人類健康與生命的重大疾病。IPF是一種慢性進展性肺部疾病,肺組織纖維化病變漸進性發(fā)展導(dǎo)致肺功能持續(xù)惡化,患者活動耐力明顯降低,出現(xiàn)進行性勞力性呼吸困難,嚴重影響了患者的身心健康和生活質(zhì)量,同時該病遠期預(yù)后較差,急性發(fā)作及各種嚴重的肺內(nèi)外并發(fā)癥均可使病情進一步惡化,患者最終因呼吸功能衰竭而死亡。然而IPF病因不明,病理機制復(fù)雜,目前尚無特效藥物,現(xiàn)有藥物和肺移植帶來的不良反應(yīng)及風險亦不容忽視。中醫(yī)藥從整體出發(fā)準確把握IPF發(fā)病過程中氣虛血瘀這一核心病機,臨床上運用益氣活血類方藥對IPF起到良好的治療作用,可有效緩解患者的臨床癥狀、延緩疾病進展,且不良反應(yīng)少、經(jīng)濟成本低,在提高患者的生活質(zhì)量和改善疾病預(yù)后方面具有重要的意義。本研究發(fā)現(xiàn)益氣活血類方藥主要通過抑制炎癥反應(yīng)、改善細胞外基質(zhì)代謝、干預(yù)上皮/內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、抗氧化應(yīng)激、減少血管新生、激活細胞自噬、調(diào)節(jié)免疫平衡、調(diào)控纖溶活性等多重機制發(fā)揮抗肺纖維化作用,相關(guān)機制見表1。
目前益氣活血類方藥治療IPF機制相關(guān)的研究取得了較大進展,但仍然存在很多不足之處。首先,中藥復(fù)方具有多成分、多途徑、多靶點協(xié)同作用的特點,當前主要研究了中藥復(fù)方的整體療效,但在分子層面,對其活性成分、作用靶點、作用途徑以及各成分之間的效能關(guān)系的研究尚顯不足。其次,由于臨床病例數(shù)量相對受限、研究受醫(yī)學倫理的限制、實驗條件難以嚴格控制、人體肺組織標本較難獲取等因素的影響,目前的研究主要從動物實驗、細胞實驗等層面揭示了益氣活血類方藥治療IPF的作用機制,缺乏基于人體血液及肺組織標本的相關(guān)實驗研究,因動物或細胞疾病模型與人體疾病存在一定差異,故難以準確地反映藥物對人體復(fù)雜的作用機制。此外,與實驗研究相比,中藥復(fù)方治療IPF的臨床研究相對滯后,實驗研究成果未能進一步轉(zhuǎn)化,限制了中醫(yī)藥在臨床的推廣應(yīng)用。因此,遵循中醫(yī)理論基礎(chǔ),借助現(xiàn)代多學科知識與研究手段,深入挖掘益氣活血法治療IPF的物質(zhì)基礎(chǔ)及作用機制,并通過基于人體標本的基礎(chǔ)研究使動物或細胞實驗獲得的結(jié)果進一步得到驗證,從而更為系統(tǒng)確切地揭示益氣活血法治療IPF的科學內(nèi)涵,將是下一步的發(fā)展目標。除此之外,尚需進一步融合基礎(chǔ)研究的成果,積極開展多中心大規(guī)模的隨機對照試驗,促使基礎(chǔ)研究成果在臨床上轉(zhuǎn)化應(yīng)用,提高基礎(chǔ)研究對臨床治療的指導(dǎo)價值。