中醫藥防治肺纖維化作用機制研究進展*

渠景連，龔婕寧

(南京中醫藥大學基礎醫學院，南京 210023)

中醫藥防治肺纖維化作用機制研究進展*

渠景連，龔婕寧△

(南京中醫藥大學基礎醫學院，南京 210023)

肺纖維化是多種因素引起的彌漫性肺間質疾病，以彌漫性肺泡炎和肺泡結構紊亂最終導致肺間質纖維化為特征。本病臨床缺乏特效藥物，中醫藥在防治肺纖維化方面優勢漸顯，作用機制研究也不斷深入。故通過歸納、總結近年來的相關文獻，從減輕炎癥反應、改善細胞外基質代謝、干預細胞凋亡、調節微血管新生、糾正氧化/抗氧化失衡、調節免疫功能、減輕內質網應激7個方面闡述了中醫藥防治肺纖維化的作用機制研究進展，可為臨床中醫藥有效防治肺纖維化提供實驗室依據。

中醫藥;肺纖維化;作用機制

肺纖維化(Pulmonary Fibrosis，PF)是多種因素引起的彌漫性肺間質疾病，以彌漫性肺泡炎和肺泡結構紊亂最終導致肺間質纖維化為特征。本病臨床缺乏特效藥物，西醫主要采用非特異性抗炎、免疫抑制劑及糖皮質激素等治療，但療效欠佳，副作用較多。也有人用干擾素及細胞因子治療，但方法和療效未獲公認。而中醫藥以其安全、有效、副作用小等特點，在該病防治中顯示出越來越多的優勢。有學者［1］根據該病發生發展的病理過程，分期分型辨證治療;有學者［2-3］將該病歸為“肺痹”、“肺痿”、“絡病”等不同范疇，針對主要病機以專方治療;也有學者［4］采用中西醫結合方法防治該病，均獲得了較為滿意的療效。近年來，中醫藥防治肺纖維化的臨床療效逐漸被醫學界公認，相關作用機制的實驗研究也逐年增多。隨著分子生物學技術的大量應用，其作用機制已不斷從基因、蛋白質水平被揭示和闡明。故對近年來中醫藥防治肺纖維化的作用機制研究進行綜述，以期為臨床中醫藥防治該病提供可靠的實驗室依據。

1 減輕炎癥反應

肺纖維化以彌漫性肺泡炎和肺泡結構紊亂最終導致肺間質纖維化為特征，而炎癥是肺泡上皮細胞受損后機體發生的應激反應［5］，它導致各種細胞因子分泌失調，進一步激活信號傳導通路，從而加劇肺纖維化的發生。大量研究表明，中醫藥可以通過調控炎癥介質及其相關信號傳導作用，發揮其減輕肺部炎癥反應、防治肺纖維化的作用。

1.1 調節炎癥介質表達

在肺部損傷的早期階段，伴隨著粒細胞、淋巴細胞等浸潤，這些炎癥細胞大量分泌轉化生長因子-β (TGF-β)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、γ干擾素(IFN-γ)、白介素-4(IL-4)等多種炎癥介質，促使炎性損傷和增生反應加重。冬蟲夏草、陳皮生物堿提取物、纖克顆粒(由黃芪、地龍、當歸、丹參、魚腥草等組成)［6］、間質流膏(由黨參、黃芪、白術、茯苓、沙參、水蛭、蜈蚣、丹參、川芎、地龍、黃芩、白花蛇舌草、薏苡仁、蒲公英、浙貝母、莪術、山慈菇、甘草組成)［7］、益氣化痰祛瘀膠囊(由黃芪、太子參、百部、茯苓、陳皮、半夏、浙貝母、生牡蠣、川芎、當歸、赤芍、地龍、白芍、白芥子、元參、鱉甲、炒杏仁組成)［8］等通過調節肺纖維化大鼠血清及肺組織中TGF-β1、TGF-β1mRNA、TNF-α、TNF-αmRNA、IL-4、整合素連接激酶(ILK)等炎癥介質相關蛋白和基因的表達，從而減輕肺纖維化過程中的炎癥反應，改善細胞外基質的異常沉積，最終發揮其治療作用。

1.2 調控炎性細胞信號傳導

炎性細胞因子激活的細胞內信號傳導導致核轉錄因子-κB(NF-κB)、Smad等轉錄因子的活化，而這些轉錄因子又可以激活一些與炎癥反應有關的細胞因子高度表達，從而形成一個細胞因子的級聯反應。近年來，轉錄因子、信號傳導通路成為中醫藥防治肺纖維化機制研究的熱點，其具體作用表現在以下幾方面。

1.2.1 抑制NF-κB激活 NF-κB是調控炎癥反應的主要核轉錄因子之一，一般情況下其表現為無活性形式，而在肺纖維化時被活化，NF-κB的激活是肺泡炎持續發展的中心環節。激活后的NF-κB促使細胞因子、炎癥介質、黏附分子等表達上調，參與肺組織的炎癥損傷及肺纖維化過程，而抑制NF-κB的活化則可能減輕肺部炎癥反應和抑制肺纖維化。研究表明，養肺活血方［9］能夠抑制肺纖維化早期炎癥時NF-κB活化，其抗肺纖維化的作用可能與抑制NF-κB活化來減輕炎癥反應有關。

1.2.2 調控Smad、ERK/MAPK通路 TGF-β是公認的肺纖維化啟動因子，其介導的Smad信號傳導通路也研究得較為透徹。Smads蛋白在將TGF-β信號從細胞表面受體傳導至細胞核的過程中起關鍵作用。其中，Smad3是TGF-β促肺纖維化的信號傳導和調節分子，Smad7是TGF-β信號傳導途徑的主要抑制性調控蛋白。肺纖通方(由旋覆花、海浮石、鱉甲、生黃芪、生地黃、威靈仙、三棱、莪術、甘草組成)［10］通過降低肺組織TGF-β以及Smad3含量、升高Smad7含量來抑制肺纖維化的形成。搜剔肺絡方(由全蝎、水蛭、地龍、蜂房、沙參、當歸、浙貝母、苦參組成)［11］的抗肺纖維化作用也與其下調Smad3高表達和上調Smad7低表達有關。此外，細胞外信號調節激酶(ERK)/絲裂素活化蛋白激酶(MAPK)通路在TGF-β信號傳遞中也發揮了重要作用，細胞外信號調節激酶1/2(ERK1/2)是將信號從細胞表面傳導至細胞核的重要環節。養肺活血方［9］能夠干預ERK1/2信號通路的激活，這可能是該方抗肺纖維化的作用機制之一。姜黃素［12］能抑制TGF-β RI、TGF-β RII與Smad3、4的表達，促進Smad7的表達，其抗肺纖維化作用不僅與此相關，還可能是通過抑制ERK1/2途徑來抑制結締組織生長因子(CTGF)表達實現的。

1.3 下調黏附分子表達

在肺纖維化炎癥反應中，黏附分子亦扮演著重要角色。細胞間黏附分子(ICAM-1)和血管細胞間黏附分子(VCAM-1)屬于黏附分子的免疫球蛋白超家族成員。在肺纖維化早期階段，大量炎癥細胞浸潤，二者共同介導白細胞黏附、外滲及活化。近年來，有關黏附分子與肺纖維化的研究報道逐漸增多，益氣活血方(由黨參、黃芪、丹參、水蛭組成)［13］通過下調ICAM-1、VCAM-1在肺組織的表達來減輕肺泡炎程度。

2 調節細胞外基質代謝

肺纖維化是一種肺實質細胞減少、纖維結締組織增多的肺部彌漫性病變。在初期的肺泡炎之后，異常增殖的肺間質逐漸占據肺泡腔，并取代肺泡上皮細胞，最終導致肺纖維化。細胞外基質(ECM)的過度沉積是其病理特征的中心環節，中醫藥能夠調節ECM代謝，對于防治肺纖維化具有重要意義。

2.1 抑制ECM合成

ECM包括基質及纖維成分，前者主要是基底膜，由糖蛋白、層黏連蛋白、纖維連結蛋白等組成，后者主要是膠原纖維，其次是彈力纖維。羥脯氨酸(HYP)為膠原纖維所特有，常作為衡量膠原組織代謝的重要指標。三七總皂苷、抗纖益肺膠囊(由生牡蠣、黃芪、太子參、川芎、當歸、白芍、元參、百部、茯苓、浙貝母、地龍、炒杏仁、半夏、鱉甲、陳皮等組成)［14］能有效降低肺纖維化動物血清 III型膠原(III-C)、IV型膠原(IV-C)、層黏連蛋白(LN)、透明質酸(HA)及肺組織HYP含量，減輕肺組織膠原的增生。

2.2 調節ECM合成相關細胞因子的表達

目前認為，ECM代謝異常與細胞因子網絡紊亂密切相關，TGF-β、TNF-α、CTGF、血小板源性生長因子(PDGF)等細胞因子可導致膠原蛋白合成增加，并抑制其降解，而肝細胞生長因子(HGF)、IFN-γ、白介素-10(IL-10)等被認為是肺纖維化的負調節因子，對控制肺纖維化有一定作用。纖克顆粒［6］可抑制肺纖維化大鼠肺組織中TGF-β1、TGF-β1mRNA、TNF-α、CTGF、CTGFmRNA、ILK、ILKmRNA的表達，改善ECM的異常沉積。丹參［15］的抗肺纖維化作用與抑制CTGF在肺組織中的表達有關。

2.3 改變肺組織MMPs/TIMPs失衡

基質金屬蛋白酶(MMPs)/基質金屬蛋白酶抑制劑(TIMPs)是調節ECM合成與降解的主要酶類，MMPs/TIMPs失衡在肺纖維化的形成中起重要作用。MMPs能特異性促進ECM降解，參與細胞因子對基底膜的損傷，而TIMPs能抑制其作用。研究表明，TIMP-1/2通過抑制MMP-2/9的活化抑制ECM的降解，從而對肺纖維化的形成起重要作用［16］。陳皮生物堿提取物防治肺纖維化的作用也可能是通過抑制TNF-α表達，調節MMP-9與TIMP-1的平衡實現的。化瘀理肺方［17］的抗肺纖維化作用，亦與調節MMP-2、TIMP-1蛋白的表達有關。

3 干預細胞凋亡

目前認為，肺纖維化以肺泡上皮細胞過度凋亡導致肺泡結構破壞和成纖維細胞增生為特征，而成纖維細胞又可誘導上皮細胞凋亡。近年來，通過干預細胞凋亡防治肺纖維化的研究也日益增多。

3.1 干預細胞凋亡調控因子

隨著分子生物技術的發展，中醫藥干預細胞凋亡的研究也不再局限于觀察凋亡率，而是從基因、蛋白等水平來了解中醫藥的作用機制，如對Fas/FasL、Bax/Bcl-2、Caspase等凋亡調控因子的研究。

Bcl-2基因家族是最受重視的基因家族之一，Bax作為促凋亡因子，主要通過線粒體途徑發揮作用，而Bcl-2是抑凋亡因子，兩者可形成同二聚體，亦可相互作用形成異二聚體Bax/Bcl-2而誘導細胞凋亡。三七總皂苷、復方鱉甲軟肝方(由鱉甲、赤芍、三七、冬蟲夏草、黃芪、紫河車、莪術、當歸、黨參、板藍根、連翹組成)［18］通過上調Bax活性，抑制Bcl-2活性，從而抑制上皮細胞凋亡，促進成纖維細胞凋亡來防治肺纖維化。益氣通絡解毒方(由黃芪、補骨脂、土鱉、穿心蓮、沙參、地龍等組成)［19］的抗纖維化作用也與抑制肺間質Bcl-2蛋白表達、促進成纖維細胞凋亡有關。

Fas/FasL通路是細胞凋亡信號傳導途徑的代表性通路。Fas抗原是一種能調控細胞凋亡的細胞表面受體，FasL(Fas配體)屬于TNF家族，通過結合Fas而誘導靶細胞凋亡。而Caspases是其執行器，其中Caspase-3是執行凋亡過程中最重要的效應子。芪丹顆粒(由黃芪、丹參、半夏、川芎等組成)［20］在肺纖維化早期可減少FasL與caspase-3的表達，抑制肺泡上皮細胞凋亡，進而減輕肺纖維化程度，而在肺纖維化后期則效果不明顯。三七總皂苷防治肺纖維化的機制也與其能夠抑制肺組織Fas/FasL活性有關。

3.2 調節組織蛋白酶表達

研究表明，組織蛋白酶(cathepsin，Cat)也參與細胞的分化、再生和凋亡，如CatB、CatD。目前認為，CatB是線粒體凋亡途徑的上游激活因子，可能由此擴大了細胞的凋亡［21］。而CatD誘導凋亡的途徑則有所爭議，但無論是通過激活BiD經線粒體途徑誘導細胞凋亡，還是不依賴于BiD而激活Bax啟動細胞凋亡［22］，其能誘導細胞凋亡的作用是毋庸置疑的。三七總皂苷［28］能誘導肺上皮細胞凋亡，其機制與其抑制肺組織CatB、CatD的活性有關。

4 調節微血管新生

肺纖維化患者肺中存在血管的新生和重構，異常的血管生成是受損肺部纖維化修復的重要影響因素。因此，調節肺損傷后血管新生使之適度增生修復，既能促使組織損傷早日修復，又不至于過度新生引起修復失控導致纖維化發生。中醫藥對其影響主要表現在以下幾方面。

4.1 抑制血管新生促進因子表達

在肺部損傷后的修復初期，大量炎癥介質激活了促血管生成因子的信號傳導，血管內皮生長因子(VEGF)、bFGF、血管生成素-2(ANG-2)等分泌增加，血管新生失控。肺纖方(由生黃芪、紅景天、冬蟲夏草、炙麻黃、白果、栝樓、海蛤殼、炙水蛭組成)［23］在抑制肺纖維化大鼠肺組織微血管新生的研究中，發現其可能通過抑制肺纖維化大鼠微血管新生促進因子bFGF、VEGF、血管內皮生長因子受體VEGFR1(FLT-1)、血管內皮生長因子受體VEGFR2 (FLK-1)、ANG-2的表達起作用。

4.2 促進血管新生抑制因子表達

血管生成不僅受到血管生成促進因子的調節，還受到血管生成抑制因子的調節，如色素上皮衍生因子(PEDF)等。麻黃、五味子［24］聯用對肺纖維化大鼠的肺部小動脈損傷、血管新生有抑制作用，這與其降低血中對血管有收縮作用的內皮素1(ET-1)含量、升高對血管有舒張作用的6-酮-前列腺素F1α(6-Keto-PGF1α)含量、降低血管阻力有關。

5 糾正氧化/抗氧化失衡

目前認為，在肺纖維化患者肺組織中存在著氧化/抗氧化的失衡。在致病因素的作用下，肺泡上皮細胞受損，炎性細胞受趨化作用聚集在肺泡和肺間質內釋放活性氧(ROS)。丙二醛(MDA)作為脂質過氧化的終末產物，其含量高低直接反映體內自由基過氧化程度。川芎嗪、沙參麥冬湯(由沙參、麥冬、玉竹、桑葉、生扁豆、天花粉、甘草組成)［25］等能通過提高肺纖維化大鼠體內的GSH-Px和SOD活性，降低MDA水平來調節體內自由基水平，減輕自由基對肺組織結構的氧化損傷。

6 調節免疫功能

肺纖維化可引起肺泡持續性損傷、ECM反復破壞、修復、重建并過度沉積，導致正常肺組織結構改變、功能喪失。而獲得性免疫反應特別是Th1/Th2反應的極化方向是肺纖維化發生發展的關鍵環節之一。補肺湯(由黨參、黃芪、熟地、五味子、紫菀、桑白皮組成)［26］、補虛通痹方(由旋覆花、紅景天、威靈仙、海浮石、三棱、莪術、生黃芪、生地、甘草組成)［27］對肺纖維化的形成有較好的治療作用，其機制研究表明，治療作用可能是通過促進血清中IFN-γ的分泌、抑制IL-4的分泌、從而調節Th1/Th2細胞因子失衡實現的。

7 減輕內質網應激

內質網應激(ERS)是指蛋白質折疊異常、內質網內鈣流失或超載、蛋白質糖基化形成障礙等導致內質網生理功能發生紊亂的一種亞細胞器病理過程［28］。當ERS超過細胞自身修復能力時，就會激活內質網細胞凋亡途徑而導致細胞損傷［30］。丹芍化纖膠囊(由漢防己甲素、丹參、赤芍、黃芪、銀杏葉等組成)［29］能下調肺組織中GRP78的表達，其抗肺纖維化機制可能是通過提高SOD活性、增加對活性氧的清除、減輕ERS從而緩解肺組織損傷實現的。

綜上所述，中醫藥在防治肺纖維化的過程中涉及多種機制，體現了中醫藥多通道、多環節、多靶點的作用特點。針對肺纖維化的治則治法以益氣、養陰、活血、通絡為主，用藥以補益藥、活血化瘀藥、止咳化痰平喘藥為主。雖然中醫藥在防治肺纖維化的實驗研究中取得了顯著進展，但仍存在以下不足:一是肺纖維化動物模型難以復制出完全符合的中醫證型，且難以把握疾病發展過程中證候的演變規律;二是中醫藥防治肺纖維化作用機制的研究面雖廣，但缺乏整體性的綜合研究，即缺少從網絡相關聯的角度進行研究的成果;三是重復性研究較多，思路局限。因此筆者認為，應深入探究中醫證型的本質及演變規律，整體掌控研究角度以及拓寬思路，借鑒分子生物學技術，從更深層次探討中醫藥可能的作用途徑，從而為中醫藥服務于臨床提供更好的理論和實踐依據。

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Research Progress of Mechanism of Traditional Chinese Medicine in Prevention and Treatment of Pulmonary Fibrosis

QU Jing-lian，GONG Jie-ning△
(Basic Medicine college，Nanjing university of Chinese medicine，Nanjing，Jiangsu 210023，China)

Pulmonary fibrosis is a kind of diffuse interstitial lung disease caused by a variety of factors，characterized by diffuse alveolitis and alveolar structural destruction which finally leading to fibrosis.This disease was lack of specific medicine in clinic，while the advantages of traditional chinese medicine in prevention and treatment of pulmonary fibrosis are increasingly significant，and the studies on its mechanism are in deepening.In this article，through induction and summary of related literature in recent years，expounded the research progress of mechanism of traditional chinese medicine in prevention and treatment of pulmonary fibrosis from the following seven aspects:anti-inflammation，improving the metabolism of extracellular matrixc，intervention apoptosis，regulating angiogenesis，correcting the imbalance of oxidation and antioxidant，regulating immunological function and alleviating endoplasmic reticulum stress，in order to provide laboratory basis for prevention and treatment of pulmonary fibrosis with traditional chinese medicine in clinic.

Traditional chinese medicine;Pulmonary fibrosis;Mechanism

R563.1+3

A

1006-3250(2015)06-0772-04

2015-04-17

國家自然科學基金資助項目(81373603)-基于Notch信號通路及其表觀遺傳改變探討養肺活血方防治肺纖維化的作用機制

渠景連(1987-)，女，山西臨縣人，在讀博士，從事溫病方藥的臨床應用及研究。

△通訊作者:龔婕寧(1957-)，女，山東萊州人，教授，從事溫病方藥的臨床應用與研究，Tel:13901580022，Fax:025-85811533，E-mail:wbgongjiening@163.com。