常山酮在自身免疫性疾病中的研究進展

王詩琪+段澤華+趙亞蓉+竇環

[摘要] 常山酮是中藥提取物常山堿的衍生物，常作為高效抗球蟲藥被廣泛使用。近年研究發現，常山酮具有獨特的生物學活性，尤其在自身免疫病治療中展現出巨大潛力。該文主要就常山酮在關節炎、硬皮病、多發性硬化癥和腎炎等自身免疫性疾病中發揮的重要作用進行梳理總結，為常山酮深入開展臨床研究提供參考。

[關鍵詞] 常山酮；關節炎；硬皮病；多發性硬化；腎炎

[Abstract] Halofuginone （HF） is a derivative of dichroine which is the extract of traditional Chinese medicine. It is widely used as an efficient anticoccidial drug. Recent studies have found that HF has unique biological activities，showing great potential capacities in the treatment of autoimmune diseases. In the article，we summarized the therapeutic effects of HF in a variety of autoimmune diseases and its mechanism，providing references for further clinical studies of HF.

[Key words] halofuginone；arthritis；scleroderma；multiple sclerosis；nephritis

中藥常山為虎科落葉小灌木草本植物，主要產于我國長江以南各省[1]。早在2 000多年以前常山就用作抗瘧疾藥物。常山酮是從中藥常山中提取的一種喹唑啉酮生物堿，為白色或者淡灰色粉末狀晶體，無臭，味苦，難溶于水、甲醇及二甲亞砜，不易降解。以往，常山酮主要用于家畜、家禽等動物治療，預防球蟲病、抗瘧疾[2]。近期研究者發現常山酮具有獨特生物活性，在瘧疾、纖維化疾病、腫瘤和自身免疫病中都展現出明確的治療效果。本文將從關節炎、硬皮病、多發性硬化癥和腎炎等方面，綜述常山酮在自身免疫病的研究進展。

1 關節炎

關節炎性病因復雜，主要與炎癥、自身免疫反應、感染、代謝紊亂、創傷、退行性病變等多種因素有關，常山酮對臨床上常見的骨性關節炎和風濕性關節炎有顯著療效。

1.1 骨性關節炎 骨性關節炎病理特征為進行性的關節軟骨損傷，軟骨下骨硬化和關節周圍骨贅形成。

Cui等通過對C57BL/6J野生型小鼠和Lewis大鼠進行實驗，發現常山酮可以抑制關節軟骨退變和軟骨下骨的破壞，從而大大降低OARSI評分[3]。常山酮一方面抑制Th17細胞的產生，使白細胞介素（IL）17生成減少，核因子κB受體活化因子的配體（RANKL）表達減少，發揮抑制破骨細胞骨吸收的作用；另一方面阻斷Smad2/3 依賴TGF-β信號，進一步將骨髓間充質干細胞（MSCs）重新誘導至骨吸收表面的耦合骨骨吸收凹坑，而不在骨髓中形成異常骨樣的小島，恢復耦合骨重塑，同時抑制異位骨島的形成。此外，被阻斷TGF-β信號也減輕軟骨下骨過度血管生成。常山酮也能通過抑制裂解IV型膠原纖維的基質金屬蛋白酶（MMP-2）的活性，發揮誘導抗血管生成作用[3]。Cui 等也提出常山酮亦可誘導軟骨下骨中形成 H型血管、減弱關節炎[3]。

1.2 類風濕性關節炎 類風濕性關節炎主要癥狀在于異常的免疫反應和由破骨細胞介導的骨破壞。常山酮不僅在骨破壞中起緩解作用，也在免疫反應中協調Th17和Treg細胞之間的平衡。在免疫反應中，Mi-Kyung Park等研究表明，常山酮抑制Th17細胞而激活Foxp3 Treg細胞。常山酮對Th17分化的這些作用涉及增加ERK的信號傳導和減少STAT-3和NF-ATc1的表達。 此外，常山酮誘導吲哚胺2，3-雙加氧酶（IDO）在樹突狀細胞中的表達，同樣導致Th17細胞的產生減少；在骨破壞中，常山酮通過抑制轉錄因子（例如活化蛋白1和NF-ATc1）阻止RANKL介導的破骨細胞的分化，并通過編碼細胞周期蛋白D1的Ccnd1的表達抑制破骨細胞進入S期，造成細胞周期停滯[4]。

2 硬皮病

硬皮病是一種以皮膚炎性、變性、增厚和纖維化進而硬化和萎縮為特征的結締組織病，此病可以引起多系統損害。動物模型常用cGVHD和TSK共同反映臨床病理變化。

常山酮對于GVHD和硬皮病的主要治療機制為影響膠原蛋白的合成以及Th17細胞的分化2個方面。早在1996年Levi-Schaffer等研究發現通過小劑量（1 μg/只）給cGVHD小鼠和硬皮病小鼠注射常山酮，可以在不影響小鼠體重的情況下抑制膠原蛋白在纖維化皮膚中的沉積[5]。隨后進一步的研究顯示常山酮實質為膠原蛋白Ⅰ型的抑制劑。McGaha 等通過實驗發現常山酮對纖維細胞膠原合成的抑制作用在于常山酮可以干擾TGF-β誘導的膠原蛋白的上調和α2（I）膠原啟動子的活性[5]。對于常山酮干擾α2（I）膠原啟動子活性的機制，McGaha等經過進一步探究發現，c-Jun可以強烈下調I型膠原蛋白啟動子活性。c-Jun的磷酸化導致更大的轉錄活性。而常山酮可誘導基底狀態的c-Jun絲氨酸磷酸化并與TGF β1，PDGF和PMA協同作用以大大增加c-Jun磷酸化，從而下調I型膠原蛋白啟動子[6]。同時，常山酮也能抑制纖維細胞向纖維母細胞的轉化[7]。2012年Elizabeth等研究表明常山酮通過顯著減少TGF-β誘導的纖連蛋白，α-SMA和I型膠原的表達和應激纖維組裝的形成達到降低纖維化標記物和ECM蛋白表達的效果[8]。而對于介導TGF-β誘導纖維化的關鍵性信號分子Smad3，McGaha等通過實驗提出常山酮阻礙Smad3的磷酸化調節下游轉錄水平而Elizabeth等則通過實驗提出常山酮下調Smad3蛋白表達而非與磷酸化有關的不同理論[8]。Velden等已證明連接子區域中的Smad3磷酸化和Smad轉錄活性被c-Jun N末端激酶（JNK）直接或間接控制。說明c-Jun亦可通過間接控制Smad3對纖維化機制起作用[9]。

在Cheng等單獨的GVHD實驗中檢測到小鼠外周血中CD4（+）IL-17（+）細胞數量的減少和CD4（+）IFN-γ細胞數量的增多[10]。 CD4（+）IL-17細胞和CD4（+）IFN-γ細胞之間的這種轉變通過調節細胞因子而達成（即通過IFN-γ，TNF-α和IL-6的顯著升高）由此推測常山酮通過抑制Th17細胞分化減緩慢性移植物抗宿主病。

3 中樞神經系統自身免疫病

多發性硬化（multiple sclerosis，MS）是針對髓磷脂抗原的自身免疫性細胞免疫引發了炎癥從而出現神經功能障礙的中樞系統自身免疫病[11]。實驗性變態反應性腦脊髓炎（experimental allergy encephalomyelitis，EAE），其免疫發病機制和病損與MS相似，研究實驗中常以EAE作為人類多發性硬化病的模型[12]。

研究表明EAE為 Th1和Th17細胞介導中樞神經系統免疫病，其中Th17細胞在自身免疫性CNS炎癥中發揮重要作用，可能主要在疾病的初始階段[13]。2009年Sundrud證明常山酮通過激活細胞保護信號傳導途徑——氨基酸饑餓反應（AAR）來選擇性的抑制小鼠和人的Th17細胞分化[14]。Carlson認為：脯氨酰-tRNA合成酶抑制劑鹵夫酮通過激活AAR途徑，阻斷IL-23誘導的Stat3磷酸化和IL-23依賴性促炎細胞因子在內源性CCR6（+）Th17細胞中的表達[15]。機制上，AAR激活通過選擇性，轉錄后抑制Stat3蛋白水平來損害多種細胞因子受體下游的Stat3應答，從而直接或者間接抑制Th17分化所需的GCN2激酶。因此發揮緩解中樞系統自身免疫病的作用。

4 腎病

常山酮對炎癥相關性腎病的作用分為以下2種，糖尿病腎病和狼瘡性腎病。

4.1 糖尿病腎病 糖尿病腎病（diabetic nephropathy，DN）是糖尿病全身微血管病性較常見的合并癥，也是導致終末期腎病（end-stage renal disease，ESRD）的主要原因[16]。其特征在于由腎結節異常引起的腎小球硬化，包括腎肥大，腎小球基底膜（GBM）增厚和腎小球中細胞外基質（ECM）的積累。

Seiya等在2009年的實驗中使用db / db小鼠作為模型，證實了常山酮通過對TGF-β促進的I型膠原和纖連蛋白表達的抑制作用抑制腎臟中腎小球系膜擴張和纖連蛋白過表達的能力而防止細胞外基質沉積，從而抑制糖尿病性腎病的進展[17]。在TGF-β信號從細胞表面受體傳導至細胞核的過程中，SMADs家族蛋白起到關鍵性作用，且不同的Smad介導不同的TGF-β的信號轉導。Assis等在體外實驗中進一步分析了細胞中Smad2的磷酸化，觀察到常山酮減少血管內皮生長因子（VEGF）分泌和Smad2的磷酸化，從而阻斷TGF-β1信號[18]。此外，Seiya等的實驗中發現，經HF治療小鼠尿液中8-OHdG水平降低，這表明常山酮還可減少糖尿病小鼠的氧化應激水平[17]。氧化應激增強則是糖尿病腎病持續的一個重要因素。一方面氧化應激可通過NADPH氧化酶和血管內皮生長因子通路在DN的發展中起重要作用；另一方面，高血糖癥不僅產生活性氧（ROS），還通過清除酶的糖化減弱抗氧化機制。

4.2 狼瘡性腎病 狼瘡性腎病是系統性紅斑狼瘡最常見和最嚴重的并發癥，系統性紅斑狼瘡是慢性自身免疫炎癥病原體的原型，其特征在于對自身抗原產生的免疫復合物沉積，導致有害的炎癥和多器官傷害[19]。 它可能導致永久性腎損傷和慢性腎臟疾病[20]。

Keller等發現常山酮可以通過抑制脯氨酰-tRNA合酶激活GCN2[15，21]，即常山酮為GCN2的激動劑。而GCN2信號傳導可作為驅動子來回應抗體損傷的自噬[22]，進而由自噬影響多種免疫細胞的功能和免疫應答。常山酮可通過激動GCN2上調自噬反應而達到緩解狼瘡性腎病的效果。

5 其他自身免疫病

5.1 免疫性肝纖維化 肝纖維化是各種慢性肝病最重要的病理特征，是發生肝硬化的病理基礎，也是原發性肝癌發病的危險因素之一[23]。伴刀豆球蛋白A（ConA）誘導的肝損傷是一種公認的由免疫介導肝損傷的大鼠模型，其特征在于激活T細胞，以免疫細胞介導肝損傷，引起肝纖維化，更加接近臨床人類慢性病毒性肝炎或自身免疫引起的臨床肝纖維化表現[24]。

2013年Liang等以Con-A誘導肝損傷小鼠為對象的研究結果表明，口服常山酮（10 mg·L^-1）將通過抑制膠原蛋白Ⅰ的合成和炎癥介導的肝損傷來減弱肝纖維化[25]。他們同時提出常山酮可能通過下調TGF-β1/Smad3信號通路發揮抑制纖維化作用，以及通過降低促炎細胞因子（包括TNF-α，IL-1β和IL-6）分泌和血清中的轉錄因子NF-κB來發揮抗炎作用。2014年，該課題組進一步對抗炎機制進行研究提出常山酮通過抑制Th17細胞分化以及細胞因子IL-17的分泌發揮抗炎作用[26]。

5.2 免疫性血小板減少性紫癜 免疫性血小板減少性紫癜（immune thrombocytopenic purpura，ITP）又稱為特發性血小板減少性紫癜，因ITP患者體內產生抗血小板自身抗體，導致單核巨噬系統破壞過多血小板[27]。

2012年，金成強等就提出T細胞亞群的失調分化可能在ITP的病理過程中起重要作用[28]。隨后他們證實了常山酮可以對ITP小鼠產生治療效果：常山酮可通過促進Th1細胞分化和減弱Th2細胞分化而增加血小板計數；同時，他們進一步表明常山酮通過轉錄因子（T-bet，GATA-3）途徑減弱Th2分化[29]。

5.3 炎癥性腸病 炎性腸病簡稱IBD，主要包括克羅恩病（Crohn′s disease，CD）和潰瘍性結腸炎（UC）。CD特征是增加編碼膠原Ⅰ，Ⅲ和Ⅴ的信使RNA（mRNA）水平，使纖維狀膠原的過度沉積和肌層的過度生長，而導致透壁的肉芽腫炎癥和腸壁的增厚[30]。潰瘍性結腸炎病因不明，與免疫有關。

Karakoyun等實驗證明腹腔注射常山酮可以治療克羅恩病。并認為常山酮不僅可以通過抑制組織膠原產生來發揮抗纖維化作用，也可以通過抑制嗜中性粒細胞積聚，保護內源性谷胱甘肽和抑制活性氧化劑的產生來發揮抗炎作用[31]。Jing等的實驗也顯示出常山酮對IBD的治療作用，并提出常山酮可能通過降低結腸組織中低氧誘導因子（HIF-1α）和酰基肉堿的水平發揮抗炎作用[32]。

6 結語

常山酮作為中藥常山堿的衍生物，近年來，在自身免疫病等疾病治療探索過程中因藥效確切且毒副作用小而備受矚目。作者通過總結其在關節炎、硬皮病、多發性硬化、腎炎等方面的治療機制，可以看出，Th17細胞是常山酮發揮治療作用的關鍵效應細胞，發揮著舉足輕重的作用。但常山酮如何經由固有免疫細胞對Th17細胞分化產生影響尚不清楚，常山酮是否會通過其他免疫細胞的發揮治療效應，還需要更多的關注與探索；另一方面，常山酮是否可適用于臨床，乃至臨床常山酮的劑量、給藥方式等問題則需要更長時間的等待，期待對中藥常山有更多的研究從而充分挖掘其臨床應用價值。

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[責任編輯 曹陽陽]