周桂明 肖波 姚冬
摘要:哮喘是常見的呼吸道疾病之一,激素類藥物因起效迅速、療效確切而被廣泛用于治療哮喘,但其不良反應多,且哮喘的患病率仍呈逐年上升趨勢。尋求新型抗炎藥物用于聯合甚至替代激素成為目前藥物開發的主導方向。淫羊藿苷具有廣泛免疫調節作用,可明顯減輕氣道炎癥反應、改善哮喘癥狀,為聯合用藥治療哮喘提供了新方向。本文結合國內外研究,綜述淫羊藿苷在哮喘中的作用研究進展,從淫羊藿苷對哮喘氣道高反應性、炎癥反應(包括炎癥類型、炎癥細胞因子、轉錄分化、趨化因子受體等)和氣道重塑等方面的影響進行論述,以期為治療哮喘提供新思路。
關鍵詞:淫羊藿苷;哮喘;氣道高反應性;炎癥反應;氣道重塑
中圖分類號:R285.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI:10.3969/j.issn.1006-1959.2019.14.011
文章編號:1006-1959(2019)14-0028-04
Abstract:Asthma is one of the common respiratory diseases. Hormone drugs are widely used in the treatment of asthma because of their rapid onset and curative effect. However, the adverse reactions are many and the prevalence of asthma is still increasing year by year. The search for new anti-inflammatory drugs for the joint or even replacement of hormones has become the leading direction of current drug development. Icariin has a wide range of immunomodulatory effects, can significantly reduce airway inflammation, improve asthma symptoms, and provides a new direction for the combination of drugs for asthma. In this paper, combined with research at home and abroad, this paper reviews the research progress of the role of icariin in asthma, and the high reactivity and inflammatory response (including inflammation type, inflammatory cytokine, transcriptional differentiation, chemokine factor) of icariin to asthma. The effects of body and other aspects of airway remodeling are discussed in order to provide new ideas for the treatment of asthma.
Key words:Icariin;Asthma;Airway hyperresponsiveness;Inflammatory response;Airway remodeling
支氣管哮喘(bronchial asthma,簡稱哮喘)是常見的呼吸道疾病之一,是由多種細胞包括氣道的炎性細胞(如嗜酸粒細胞、肥大細胞、T淋巴細胞、中性粒細胞等)和結構細胞(如平滑肌細胞、氣道上皮細胞等)以及細胞組分參與的氣道慢性炎癥性疾病。其主要特征包括氣道慢性炎癥、氣道高反應性、可逆性氣流受限以及氣道重塑。糖皮質激素是目前治療哮喘的主要控制性藥物,然而這類藥物并不能治愈哮喘,且有部分患者對激素不敏感,使用激素治療效果欠佳,甚至無效。臨床應用激素已有較長時間,但哮喘的患病率仍呈逐年上升趨勢,因此尋求新型抗炎藥物用于聯合甚至替代激素是目前藥物開發的主導方向。
相對于現代醫學,中醫藥學家在治療哮喘方面積累了豐富經驗,且中藥具有多途徑、多靶點的調控優勢。臨床研究證明,天然植物藥物在哮喘治療中取得了顯著療效[1]。由于擁有豐富的資源和低廉的制造成本,天然植物藥物及其小分子提取物在哮喘藥物開發上具有巨大優勢,傳統補益中藥淫羊藿便位列其中。在呼吸系統方面上,淫羊藿常用于治療慢性支氣管炎和支氣管哮喘等疾病。
淫羊藿,又名仙靈脾,味辛、甘,性溫,歸肝、腎經。《本草綱目》謂其有“益精氣,堅筋骨,補腰膝,強心力”等功效。現代研究證實,淫羊藿的主要有效成分為淫羊藿總黃酮,主含淫羊藿苷、淫羊藿多糖,淫羊藿苷是淫羊藿的主要有效成分之一,目前的藥理實驗研究發現淫羊藿苷無明顯的長期毒性,臨床應用安全可靠[2],是一類很有應用前景的中藥單體。本文就近年來淫羊藿苷對哮喘氣道高反應性、炎癥反應(包括炎癥類型、炎癥細胞因子、轉錄分化、趨化因子受體等)和氣道重塑等方面的影響進行論述。
1對哮喘的氣道高反應性影響
氣道高反應性(airway hyperresponsiveness,AHR)指氣道對各種刺激因子出現過強或過早的收縮反應,表現為咳嗽、喘息、呼吸困難。目前普遍認為持續性慢性氣道炎癥是導致AHR最重要的發病機制。當氣道受到變應原或其他刺激后,由多種炎癥細胞(如嗜酸性粒細胞)、炎癥介質和細胞因子的參與,氣道上皮和上皮內神經的損害等而導致AHR。Wei Y等[3]研究發現,淫羊藿苷可顯著降低嗜酸性粒細胞數目,并能抑制炎性細胞浸潤支氣管周圍組織,從而減輕哮喘氣道炎癥及AHR。蔡萃[4]的研究也證明,淫羊藿苷可明顯降低急性與慢性哮喘小鼠血清中趨化因子(如eotaxin、IL-3、IL-5、GM-CSF、MCP-3、RANTES)的水平,從而減少哮喘小鼠氣道中嗜酸性粒細胞的浸潤,改善哮喘小鼠的氣道炎癥和AHR。由此可見,淫羊藿苷可通過抑制趨化因子、減少炎性細胞浸潤達到改善AHR、減輕哮喘癥狀的目的。
2對哮喘氣道炎癥的影響
2.1對嗜酸性粒細胞的作用? 嗜酸性粒細胞(eosinophils,EOS)是哮喘發生發展的關鍵效應細胞,以EOS浸潤為主的氣道炎癥是支氣管哮喘的主要特征。EOS生物學效應復雜,其在氣道募集,并通過脫顆粒、釋放炎性介質、合成釋放細胞因子(如IL-3,IL-5,GM-CSF等)直接損傷氣道上皮細胞,引起AHR。張素琴等[5]對卵白蛋白(ovalbumin,OVA)霧化誘導的小鼠哮喘模型的肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)進行白細胞分類計數發現,哮喘模型組中的EOS數量明顯增加,而淫羊藿苷能有效抑制EOS的生成及浸潤。有研究報道,淫羊藿苷可影響哮喘小鼠肺組織中的EOS凋亡和相關基因蛋白Bcl-2、Bax表達,通過減少EOS,改善氣道炎癥[6]。因此,淫羊藿苷可通過抑制EOS的合成及對氣道的浸潤,有效改善哮喘癥狀。
2.2對Th1/Th2細胞分化調節作用? Th1主要介導細胞免疫應答和遲發性超敏反應(炎癥反應),并輔助B細胞產生與吞噬作用有關的抗體(IgM、IgG、IgA),但不產生IgE。Th2主要介導體液免疫應答,輔助B細胞合成IgE,主要負責非吞噬作用的宿主防御功能。近年的研究表明,Th1/Th2分化失衡與哮喘的發病及進展關系密切[7]。T-bet(T box expressed in T cells)和GATA-3(GATA結合蛋白3)是兩種特異性轉錄因子,T-bet特異表達于Th1細胞,促進幼稚CD4+T細胞向Th1細胞分化,而GATA-3能促使正在分化或已分化的Th細胞合成Th2細胞,是Th細胞分化的重要調節蛋白[8]。在T細胞中,GATA-3被T-bet的表達所抑制,通過阻斷GATA-3的功能,大部分哮喘癥狀可得到明顯緩解[9]。目前對于哮喘的藥物治療集中在改進現有的藥物及發現以Th2特異性轉錄因子為靶向的新化合物。研究發現,在OVA誘導的哮喘模型中,淫羊藿苷能明顯抑制GATA-3基因及蛋白在肺組織中的表達,GATA-3表達的阻斷對氣道炎癥起到抑制作用[10]。Th2細胞因子的分泌受到抑制,從而阻斷Th2細胞因子促進IgE和炎癥細胞的生成,有效地改善哮喘的癥狀,通過調節GATA-3/T-bet的平衡達到治療哮喘的目的。從而為哮喘的治療提供新的更經濟高效的臨床藥物。
2.3對相關炎性細胞因子的影響
2.3.1對IL-4的影響? IL-4是Th2細胞分泌的細胞因子,能調控Th0細胞向Th2細胞分化,可促進B細胞和單核/巨噬細胞CD23的合成及表達,可增強B細胞自分泌、調控IgE的合成、促進巨噬細胞分泌炎性因子參與氣道炎癥的反應,并能促進EOS在炎癥部位的選擇性募集,導致氣道炎癥。研究證明,IL-4的表達在動物哮喘模型和哮喘患者的支氣管活檢標本的BALF中被發現均有升高[11]。另有研究證實,淫羊藿苷在減輕氣道高反應的同時,還能降低哮喘小鼠模型BALF中IL-4的水平,從而改善了實驗小鼠的哮喘癥狀[12]。在細胞因子水平上的研究說明淫羊藿苷可減少Th2細胞的數目,抑制哮喘的Th2細胞及其細胞因子分泌優勢,調節Th1/Th2的比值,避免了免疫失衡。
2.3.2對IL-10的影響? ?IL-10是一種抗炎因子,在炎癥反應中表達降低,對T細胞兼有免疫抑制和免疫刺激的作用。IL-10可抑制許多促炎細胞因子、趨化因子和趨化因子受體的表達,并介導過敏原特異性免疫治療中的過敏原耐受性。研究證明,IL-10可抑制IgE分泌,降低氣道內嗜酸粒細胞、肥大細胞等炎性細胞數目,減輕哮喘氣道炎癥及AHR[13]。在比較兩組同為OVA激發前1 h灌胃給藥的研究中,應用淫羊藿苷的實驗小鼠的血清中IL-10水平較地塞米松組升高,并證實淫羊藿苷可通過上調肺組織中CD4+ CD25+ Treg細胞組織Foxp3蛋白的表達,增加外周血IL-10的水平,從而達到調節機體免疫、改善哮喘小鼠氣道炎癥和AHR,最終緩解哮喘癥狀[14]。淫羊藿苷可促進IL-10的合成和分泌治療哮喘,為哮喘治療奠定了理論依據。
2.3.3對IL-13的影響? IL-13是一種具有多種生物學活性的細胞因子,與機體的炎癥反應和免疫調節有關,許多研究也證實IL-13與支氣管哮喘關系密切。IL-13作為一種主要的Th2細胞因子,影響著氣道炎癥和氣道重塑的多個方面。徐長青[10]研究發現,連續4周每天給予淫羊藿苷灌胃治療,能降低哮喘小鼠模型血清中Th2細胞因子IL-13的水平,并且明顯抑制支氣管粘膜下和周圍肺組織炎性細胞浸潤,并能減輕支氣管粘膜損傷,從而減輕氣道炎癥和改善氣道重塑。淫羊藿苷通過抑制IL-13對氣道炎癥和氣道重塑等方面的作用,為哮喘治療提供了新方法。
2.3.4對IFN-γ的影響? γ-干擾素(interferon-γ,IFN-γ)是一種對細胞功能具有調節作用的小分子多肽,主要由活化的CD4+Th1細胞、NK細胞和某些CD8+T細胞分泌,可抑制B細胞產生IgE、IgG,并能通過信號轉導、基因表達、吞噬作用以及細胞凋亡等參與適應性免疫細胞間的相互作用[15]。IFN-γ有利于Th1細胞的分化,而抑制Th0向Th2的分化,達到Th1和Th2兩個細胞亞群的平衡狀態,并且抑制IL-4、IL-5、IL-13等細胞因子的產生,從而使哮喘患者的氣道炎癥得到控制。研究證明[10],在OVA誘發的哮喘大鼠模型中,BALF及血清的IFN-γ水平明顯降低,而淫羊藿苷在抑制大鼠炎癥細胞募集的同時,還能提高BALF及血清中IFN-γ的水平,具有改善AHR、減輕哮喘大鼠肺組織炎癥的作用。淫羊藿苷促進IFN-γ產生,控制了哮喘癥狀,這也為治療哮喘起到了良好借鑒作用。
2.3.5對其他細胞因子的影響? 活化的EOS能夠釋放大量促炎因子,其中也包括了導致病理性炎癥紊亂的粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)、IL-5等。研究發現,淫羊藿苷可通過抑制IL-5、GM-CSF等細胞因子的水平,促進嗜酸粒細胞的凋亡,同時淫羊藿苷還可以抑制抗凋亡基因蛋白Bcl-2的表達,促進促凋亡基因蛋白Bax的表達,調節Bcl-2/Bax平衡,并且能抑制轉錄因子NF-κBp65蛋白的表達,促進哮喘小鼠肺組織嗜酸粒細胞凋亡,減輕哮喘小鼠氣道嗜酸粒細胞浸潤,改善哮喘氣道炎癥[16]。
2.4對相關趨化因子受體的影響? 哮喘患者氣道中嗜酸粒細胞的活化、遷移及一系列效應的產生主要依賴于其對嗜酸粒細胞趨化因子的反應。而CCR3是EOS趨化因子的受體,它與EOS趨化因子結合,可介導細胞對某些趨化因子發生反應及產生細胞遷移、活化等效應。CCR3還表達于嗜堿性粒細胞、肥大細胞和Th2細胞表面,其與RANTES、MCP-3以低親和力結合,與eotaxin、eotaxin-2、eotaxin-3、MCP-4以高親和力結合。由于這些趨化因子均與氣道炎癥發病相關,而CCR3引發了哮喘動物模型中EOS向氣道的聚集、浸潤,故CCR3拮抗劑成為了近年來的研究熱門,為治療呼吸道過敏性疾病提供了頗有價值的借鑒。研究發現,淫羊藿苷可明顯降低急慢性哮喘小鼠血清中eotaxin的水平,抑制小鼠肺組織中CCR3的表達,從而減少哮喘小鼠氣道中EOS的浸潤[4],進而減輕哮喘小鼠的氣道炎癥和AHR。
2.5對Th17/Treg細胞功能的調節作用? 研究表明,有高達50%的哮喘表現為非IgE和嗜酸性粒細胞性炎癥依賴性,這類稱為激素不敏感性哮喘或嚴重性哮喘,對激素不敏感或激素治療效果欠佳。激素不敏感哮喘主要由中性粒細胞介導,釋放Th1和Th17細胞因子,或Treg細胞因子。而Th17細胞被證明在肺中性粒細胞和巨噬細胞炎癥中起調節作用,這提示了Th17細胞在嚴重的激素不敏感的哮喘中發揮作用[17]。Th17細胞是一種前炎性細胞因子,能夠促進多種細胞釋放炎性因子介導免疫反應,且能募集、活化中性粒細胞,導致粒細胞相關性炎癥和氣道重塑。而Foxp3屬于foxhead家族分叉頭/翼狀螺旋轉錄調節因子,特異性地表達于CD4+CD25+Treg細胞,它在一定程度上反映了CD4+CD25+Treg細胞的水平及功能活性,故而Treg細胞功能與Foxp3表達水平緊密聯系,Treg細胞對Th1、Th2、Th17等效應細胞介導的免疫反應具有良好的調節作用,在抑制哮喘氣道炎癥方面具有重要作用[18]。Li B等[19]報道淫羊藿苷能夠降低OVA疊加反復心理應激誘導的小鼠哮喘激素不敏感性,減少炎性細胞因子浸潤到肺和全身、逆轉AHR,并在一定程度上恢復機體對糖皮質激素的敏感性。有學者證實淫羊藿苷能促進Foxp3在肺組織中的表達,并顯著抑制IL-6、IL-17、TGF-β水平,修復了Th17/Treg失衡,改善AHR[3]。金華良等[14]研究也得出類似結論,他們發現淫羊藿苷主要通過促進肺內Treg細胞的增加,從而使Treg細胞表達Foxp3蛋白總量增加,即上調肺內Foxp3蛋白水平,最終使哮喘AHR和氣道炎癥得到改善,起到治療哮喘的作用。
3在哮喘氣道重塑中的作用
氣道重塑表現為氣道上皮下基底膜增厚、膠原沉積、粘液分泌增加、血管生成和氣道平滑肌細胞(airway smooth muscle cells,ASMCs)增生和肥大。近年的研究表明,ASMCs不僅作為靶細胞參與氣道重塑,還作為免疫細胞參與氣道炎癥反應。氣道平滑肌增生不僅使支氣管對刺激的收縮反應更強烈,加重AHR,還可引起氣道壁增厚,導致基礎氣道阻力增加和不可逆性氣流受限的發生。抑制哮喘氣道重塑中ASMCs的惡性增殖,調節其正常凋亡是哮喘藥物開發的一個重要方向。安霞等[20]研究證明,Th17細胞分泌的細胞因子IL-17參與了氣道重塑,而已有研究顯示淫羊藿苷可明顯抑制IL-17水平[3],為治療哮喘提供了新思路。另外,淫羊藿苷對IL-4的抑制作用與抑制支氣管平滑肌增厚、抑制杯狀細胞增生效應相同,從而緩解哮喘癥狀[5],這也證明淫羊藿苷能夠抑制ASMCs增殖,表明淫羊藿苷可以作用于哮喘氣道重塑。
4展望
中醫對哮喘的治療已有幾千年的寶貴經驗,多年來的臨床實踐證明,中藥治療哮喘療效好,且毒副作用小。國內已有學者研制出能有效治療哮喘的補腎益氣方劑,其中便有淫羊藿,而淫羊藿苷是淫羊藿的主要有效成分之一。淫羊藿苷具有廣泛的免疫調節作用,可明顯減輕氣道炎癥反應、改善哮喘癥狀。現有的哮喘治療藥物主要為激素類藥物,這類藥物能夠控制哮喘癥狀、減少發作次數,起效迅速、療效確切,但不良反應多,國內臨床上已廣泛采用中西醫結合療法。中西藥物聯用不僅可以緩解哮喘癥狀、減少哮喘發作次數,還能減少因長期服用西藥引起的不良反應,增強治療效果,提高生活質量。淫羊藿苷以其獨特的藥理作用,為聯合用藥方面提供了一個值得深入研究的方向,其作為一種具有潛在治療價值的藥物,在新藥的開發、有效劑量以及毒性劑量等方面還需要進行更多深入的探討。
參考文獻:
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