中藥單體治療糖尿病視網膜病變的研究進展

秦 魏，郭 蒙，李欣雨，李奕衡，孫曉瑩，靳 潔，賈禮伊，曹慧玲，，

references for the clinical treatment and new drug development of DR.

0引言

糖尿病視網膜病變(diabetic retinopathy，DR)是糖尿病性微血管病變中最重要的表現，是一種具有特異性改變的眼底病變。DR是糖尿病的嚴重并發癥之一，能夠顯著影響患者視力甚至致盲的慢性進行性疾病。根據DR的嚴重程度將其分為非增生型糖尿病視網膜病變(NPDR)和增生型糖尿病視網膜病變(PDR)。其中，NPDR的臨床表現為微管瘤形成，視網膜及黃斑水腫，視力下降等。PDR的臨床表現為新生血管生成，玻璃體出血甚至伴有視網膜脫落，視力永久喪失等[1]。據統計，我國糖尿病人群中DR的患病率為20.86%，男性DR患病率低于女性，北方和南方糖尿病人群中DR患病率分別為25.32%和14.59%[2]。

DR的發病機制尚不十分明確，推測其機制主要涉及氧化應激、炎癥反應、新生血管生成及視網膜神經元凋亡等過程[3]。當機體的血糖不能通過正常途徑降解時，會激活細胞多元醇途徑，從而使細胞內形成高滲透狀態，損傷視網膜的微循環。同時，視網膜內的高血糖環境會促進糖基化終末產物(AGEs)的形成，從而進一步激活活性氧(ROS)信號通路，促進周細胞和內皮細胞的凋亡。另一方面，高血糖環境還能夠激活蛋白激酶C(PKC)途徑，上調血管內皮生長因子(VEGF)表達，促進視網膜新生血管生成。此外，核因子κB(NF-κB)途徑的活化也與PKC途徑的激活密切相關，從而造成細胞的炎癥損傷[4-5]。

目前，DR的治療手段主要包括視網膜激光光凝治療、玻璃體切割術與藥物治療[6]。視網膜激光光凝治療是利用激光破壞視網膜色素上皮細胞，使已有新生血管消退并抑制新生血管形成。但是，較強的激光會造成神經纖維層、視細胞及光感受器損傷，同時也會使糖尿病性黃斑水腫加劇。玻璃體切割術可以將混濁的玻璃體及其皮質切除，從而解除纖維增殖膜對視網膜的牽引，該法常用于嚴重PDR的治療且需要藥物輔助治療。臨床治療藥物包括血管微循環保護劑、VEGF抑制劑、糖皮質激素等。血管微循環保護劑如羥苯磺酸鈣，具有降低血管通透性，改善血管微循環的功效，多用于DR的預防和早期治療。VEGF抑制劑包括康柏西普、雷珠單抗及貝伐單抗等，其能夠使新生血管消退，減緩DR進程。然而，此類藥物價格昂貴，且隨著藥物濃度降低，新生血管容易再次形成，所以需要長期多次給藥，可大幅增加眼內感染風險。糖皮質激素如地塞米松注射液或緩釋植入劑，其能夠減輕視網膜炎癥反應，保護膠質細胞。但是該藥物價格較高，長期使用可引發白內障等多種不良反應[6]。

DR臨床用藥多以對癥治療為主，我國傳統中藥組方與中藥單體在DR治療實踐中積累了寶貴經驗，可為DR治療提供有益補充。本文綜述了代表性中藥組方與中藥單體成分在DR治療中的應用實踐與機制探索，以期為DR的臨床治療與新藥研發提供參考。

1中藥組方對DR的治療作用

傳統中醫將DR歸屬于“消渴內障”和“消渴目病”之列，認為DR主要與肝腎脾有關，久病傷陰，氣虛無力推動血行，導致血瘀，最終脈絡瘀阻，長期目失所養，終成本病。多種中藥組方都具有益氣生津，通絡明目，活血祛瘀等功效，能夠顯著改善DR患者的不適癥狀[7]。

多種中藥組方已廣泛用于DR臨床治療。芪明顆粒(黃芪、葛根、地黃、枸杞子、決明子、茺蔚子、蒲黃、水蛭)常用于2型糖尿病視網膜病變的治療。有研究選取16例NPDR患者，觀察使用芪明顆粒治療4、8、12wk后患者視力、眼平均灌注壓、眼底出血面積、糖化血紅蛋白、視網膜血氧飽和度和血管管徑的改變程度。研究發現，藥物治療后患者的視力水平、眼平均灌注壓、眼底出血面積和視網膜血管管徑的改變并無明顯差異，但糖化血紅蛋白及視網膜靜脈血氧飽和度顯著降低，同時動靜脈血氧飽和度差值顯著升高[8]。表明芪明顆粒可通過增強視網膜血液循環，改善微血管缺氧和缺血損傷，緩解DR癥狀。

另一研究應用復方血栓通膠囊(三七、黃芪、丹參、玄參)聯合前列地爾對80例DR患者開展1mo的臨床治療，采用雙盲抽簽法將其分為對照組和聯合用藥組，對照組僅靜脈滴注前列地爾注射液，聯合用藥組在此基礎上口服復方血栓通膠囊。觀察患者的視野灰度值、血管瘤數量、出血斑面積、超氧化物歧化酶(SOD)、總抗氧化能力(TAC)、丙二醛(MDA)、白細胞介素(IL)-2、IL-10、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、血清活性多肽和富含半胱氨酸酸性分泌蛋白的變化情況。結果表明，與對照組相比，聯合用藥組臨床療效總有效率顯著提升，且無明顯不良反應發生，該組患者的視野灰度值、血管瘤數量及出血斑面積顯著降低。此外，聯合用藥組SOD和TAC明顯升高，而MDA含量降低，IL-2、TNF-α、血清活性多肽和富含半胱氨酸酸性分泌蛋白水平顯著下調，且IL-10水平明顯上調，從而顯著提升了治療效果[9]。表明復方血栓通膠囊可通過提升機體對抗氧化應激反應能力及減少炎癥反應，從而減輕視網膜血管和內皮細胞損傷。

血府逐瘀湯(桃仁、紅花、當歸、生地、檀香、丹參、牛膝、枳殼、赤芍、柴胡、甘草、桔梗、川芎)是以活血行氣化瘀為主的一味方劑。有研究選取68例DR患者隨機分為對照組和聯合治療組，對照組僅用常規降血糖藥物聯合激光方式治療，聯合治療組在上述基礎上服用血府逐瘀湯，治療時長為4wk。觀察患者視力水平、C-反應蛋白(CRP)、TNF-α和IL-6的變化情況。結果表明，與對照組相比，聯合治療組患者視力水平明顯提高，同時該治療方案可下調DR患者體內炎癥因子(CRP、TNF-α、IL-6)的水平[10]。提示血府逐瘀湯可能通過減弱炎癥反應延緩DR進展。

2中藥單體對DR的治療作用

中藥單體是指中草藥中的單一活性成分，其化學結構明確且具有多種藥理活性，如抗氧化、抗腫瘤、抗菌等，同時也是目前新藥研發的重要來源。中藥單體兼具中藥和化學藥物的雙重優勢，一方面中藥單體具有傳統中藥療效確切、安全可靠、毒副作用小的優點，另一方面中藥單體具有化學藥物結構明確的優點，可為新藥研發提供新母核與新思路。

2.1石斛多糖石斛是一味名貴的傳統中藥材，最早見于《神農本草經》。石斛的已知化學成分包括多糖、生物堿、聯芐類和香豆素等多種類型。其中，石斛多糖是其主要成分，具有降血糖和抗氧化等重要作用。

李靜文等[11]采用鏈脲佐菌素(STZ)腹腔注射構建糖尿病SD大鼠模型，建模6wk后，石斛多糖(100、200、300mg/kg)灌胃給藥治療8wk。采用Western blotting檢測視網膜中IL-6、TNF-α、VEGF的表達水平，采用ELISA實驗檢測血清中IL-6和TNF-α的含量，采用免疫組織化學法檢測視網膜中NF-κB的表達水平。結果表明，與模型組相比，不同劑量的石斛多糖均能夠下調大鼠視網膜中IL-6、TNF-α、VEGF及NF-κB的表達水平，同時下調血清中IL-6和TNF-α的含量。

DR患者多表現出視網膜微血管損傷，而內皮細胞受損是血管病變的早期階段。張貝貝等[12]在體外培養人臍靜脈血管內皮細胞系(HUVEC)并進行高濃度葡萄糖(22mmol/L)誘導干預，同時設置不同劑量石斛多糖處理組(50、300、500mg/L)，作用時間24、48h。采用MTT法檢測HUVEC細胞凋亡情況，采用RT-PCR法檢測HUVEC細胞中B細胞淋巴瘤-2(Bcl-2)蛋白和BCL2關聯X(Bax)蛋白的表達水平。結果發現，與單一高糖誘導相比，隨著培養基中石斛多糖濃度的增加，HUVEC細胞形態逐步趨于正常，石斛多糖以劑量依賴方式抑制HUVEC細胞凋亡，顯著上調抗凋亡蛋白Bcl-2 mRNA表達水平，下調促凋亡蛋白Bax mRNA表達水平。

上述研究表明，石斛多糖可通過NF-κB信號通路下調炎癥因子和VEGF水平，抑制大鼠視網膜中的炎癥反應及新生血管形成。同時，石斛多糖可通過抑制內皮細胞凋亡，預防糖尿病血管病變。但是，目前石斛多糖并未見相關DR臨床實踐的報道。

2.2葛根素葛根素是從豆科植物野葛的根部組織中提取得到的一種黃酮類中藥單體。葛根素涉及眼部疾病的研究報道十分廣泛，如擴張視網膜血管，改善視網膜微循環等。DR的常見癥狀為視網膜新生血管形成，從而導致視網膜水腫、出血甚至脫離等嚴重后果。有報道指出，葛根素可抑制大鼠視網膜中新生血管的形成過程，提示該中藥單體可用于DR的臨床治療。

岑璐莎[13]采用氧誘導法構建初生SD大鼠的新生血管模型，該法的優點是可排除血糖因素對于后續實驗的影響。建模成功后，葛根素處理組(250、500mg/kg)灌胃給藥治療4wk。采用熒光素眼底血管造影結合眼底照相檢測大鼠眼底視網膜中新生血管形成及滲漏區域改變情況。采用免疫熒光染色法檢測視網膜中血小板內皮細胞黏附分子-1(PECAM-1)的表達水平。采用ELISA實驗檢測玻璃體中VEGF的表達水平。結果表明，與空白組相比，隨著葛根素濃度的升高，大鼠視網膜新生血管滲漏程度逐漸下降，且葛根素處理(500mg/kg)能夠顯著下調PECAM-1的表達水平，而其小劑量組未見明顯改變。此外，不同劑量葛根素處理均能夠顯著下調VEGF的表達水平。

宋晗等[14]采用STZ腹腔注射構建糖尿病Wistar大鼠模型，葛根素(80mg/kg)依次腹腔注射給藥1、3、5mo。采用HE染色法和透射電子顯微鏡分析糖尿病大鼠視網膜的病變情況。研究發現，與模型組相比，葛根素處理組大鼠的體質量和血糖改變不顯著。1mo時，模型組大鼠表現出輕微的視網膜病變癥狀，而到5mo時，該組大鼠視網膜出現明顯水腫和新生血管，色素上皮細胞色素顆粒顯著減少，神經節細胞受損。與之相比，直至5mo時，葛根素處理組大鼠視網膜結構和細胞形態依然維持正常，色素上皮細胞色素顆粒下降且神經節細胞形態僅發生輕微改變。

張衛廣[15]隨機將69例DR患者分為對照組和聯合用藥組，對照組給予降血糖等常規治療，聯合用藥組在上述基礎上給予葛根素靜脈滴注治療(每次400mg)，治療15d，觀察臨床療效(視力、微血管瘤、眼底出血程度)和視網膜平均光敏度的變化情況。結果表明，與對照組相比，葛根素可明顯提升臨床療效總有效率，同時顯著改善視網膜平均光敏度。

2.3川芎嗪川芎嗪是一種提取自傳統中藥川芎的生物堿類中藥單體，具有鈣離子拮抗劑和清除氧自由基的作用，從而提升機體抗氧化應激水平。

欒守婧等[16]采用STZ腹腔注射構建糖尿病Wistar大鼠模型，川芎嗪(150mg/kg)灌胃給藥16wk。采用免疫組織化學法檢測視網膜中Bcl-2和Bax表達水平。采用透射電子顯微鏡觀察視網膜組織結構。同時，檢測AGEs變化水平。結果發現，與糖尿病組相比，川芎嗪處理組AGEs含量顯著減少，視網膜神經節細胞凋亡程度明顯減輕，細胞中Bcl-2表達顯著上調，而Bax表達下調。

時姣[17]隨機將93例NPDR患者分為小劑量(每次120mg)和大劑量(每次240mg)鹽酸川芎嗪注射液治療組，連續給藥14d后停藥14d，隨后再次連續給藥14d，觀察臨床療效。采用彩色多普勒超聲檢測患者視網膜中央動脈舒張末期血流速度(EDV)、收縮期峰值血流速度(PSV)和阻力指數(RI)。采用鐵離子還原法、硫代巴比妥酸法和黃嘌呤氧化酶法分別檢測TAC、MDA和SOD水平。研究發現，與小劑量組相比，大劑量組整體血流動力學水平顯著改善，其中EDV和PSV水平明顯增高且RI水平明顯減弱，TAC和SOD水平顯著上升，而MDA水平顯著下降，其臨床療效總有效率顯著提升。兩組之間不良反應發生率無明顯差異。推測由于小劑量川芎嗪進入人體后半衰期較短，其有效作用時間縮短，導致療效欠佳，而大劑量給藥之后既能增強治療效果，又有良好的安全性。

郝堯等[18]隨機將104例NPDR患者分組，其中川芎嗪治療組在常規治療基礎上給予川芎嗪注射液(240mg/L)聯合治療15d，觀察川芎嗪對患者氧化應激反應和黃斑水腫的影響。采用葡萄糖氧化酶法檢測血糖含量。采用鐵離子還原法、硫代巴比妥酸法和黃嘌呤氧化酶法分別檢測TAC、MDA和SOD的水平。結果表明，與治療前相比，川芎嗪治療組空腹血糖和餐后2h血糖含量均顯著下降，但與常規治療的對照組相比，上述血糖含量的改變無明顯差異。與對照組相比，川芎嗪治療能夠明顯升高TAC和SOD水平，同時降低MDA水平，且川芎嗪治療組黃斑水腫發生率顯著下降，臨床治療有效率顯著升高。但該研究臨床樣本量有限且未開展長期隨訪工作，最終的治療效果有待深入研究。

上述研究表明，川芎嗪可通過抑制氧化應激反應與視網膜神經節細胞凋亡，下調AGEs含量等多個途徑延緩DR發展進程。

2.4β-欖香稀β-欖香稀是一種提取自傳統中草藥莪術根莖部位的單體成分，具有抗腫瘤活性。有報道指出，機體持續的高血糖環境會促進視網膜中炎癥因子的大量釋放。然而，β-欖香稀可通過抑制炎癥因子和VEGF的表達水平減輕DR中視網膜的損傷。但是，目前并無β-欖香稀用于治療DR的臨床研究報道。

李寶華等[19]采用STZ腹腔注射構建糖尿病SD大鼠模型，β-欖香稀處理組(40、80mg/kg)灌胃給藥12wk。采用ELISA實驗檢測大鼠視網膜組織、房水和血清中細胞間黏附分子1(ICAM-1)和IL-1β含量。采用免疫組織化學法和Western blotting檢測視網膜中ICAM-1和IL-1β表達水平。研究表明，與模型組相比，β-欖香稀治療可顯著降低血清和視網膜中ICAM-1和IL-1β含量，且大劑量組(80mg/kg)下調更明顯。另外，β-欖香稀大劑量組下調視網膜中ICAM-1和IL-1β蛋白表達水平的作用更強。值得注意的是，大鼠房水中ICAM-1和IL-1β的含量在治療前后均未見明顯改變。表明β-欖香稀能夠以劑量依賴的方式抑制視網膜中炎癥因子的表達，提示其可以應用于DR的防治過程。

帥天姣等[20]采用STZ腹腔注射構建糖尿病Wistar大鼠模型，β-欖香稀處理組玻璃體腔注射給藥干預。采用RT-PCR法檢測視網膜中沉默信息調節因子(SIRT1)表達水平。采用ELISA實驗檢測玻璃體中VEGF表達水平。結果發現，與模型組相比，β-欖香稀干預處理能夠顯著上調視網膜中SIRT1表達水平，同時下調玻璃體中VEGF表達水平。提示β-欖香稀治療DR的作用機制與促進SIRT1表達，抑制VEGF表達密切相關。

2.5人參皂苷人參皂苷Rg3是一種分離自名貴中藥人參中的四環三萜類單體成分，具有抗腫瘤活性，同時也表現出良好的抗氧化功效。有研究指出，人參皂苷可減弱大鼠視網膜的氧化應激反應，抑制細胞凋亡和新生血管形成，保護視網膜。但是，目前臨床上尚未見人參皂苷用于治療DR的研究實踐。

王皎皎等[21]采用STZ腹腔注射構建糖尿病SD大鼠模型，人參皂苷Rg3處理組(0.5、5mg/kg)腹腔注射給藥28d。采用黃嘌呤氧化酶法和硫代巴比妥酸法檢測SOD和MDA含量，采用ELISA實驗檢測乳酸脫氫酶(LDH)含量。采用TUNEL染色法和HE染色分別檢測細胞凋亡程度和視網膜組織形態。采用免疫組織化學法檢測視網膜中ICAM-1和VEGF表達水平。采用Western blotting檢測ICAM-1、VEGF、Bcl-2、Bax、裂解的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(cleaved-Caspase-3)、磷脂酰肌醇-3-羥激酶(PI3K)、絲氨酸/蘇氨酸激酶(Akt)和p-Akt表達水平。采用LY294002抑制劑(0.5mg/kg)靜脈注射給藥28d，驗證PI3K-Akt/PKB 通路。研究表明，與模型組相比，人參皂苷Rg3以劑量依賴的方式顯著緩解視網膜病變程度。與小劑量組相比，人參皂苷Rg3大劑量組上調SOD水平且下調MDA和LDH水平的作用更強。同時，大劑量組ICAM-1和VEGF表達水平顯著下降，且細胞凋亡數量明顯減少(Bcl-2表達增高，Bax和cleaved-Caspase-3表達減少)。此外，大劑量人參皂苷Rg3干預能夠顯著上調PI3K和p-Akt表達，而Akt表達水平未見明顯變化。LY294002抑制劑的驗證結果也證明了上述結論的正確性。推測上述作用機制與PI3K-Akt/PKB信號通路激活之間存在密切聯系。

人參皂苷Rg1是一種來源于中藥人參的三醇類單體化合物。劉松[22]采用STZ腹腔注射構建糖尿病Wistar大鼠模型，人參皂苷Rg1處理組(2g/kg)灌胃給藥12wk。采用ELISA實驗檢測大鼠血清中胱抑素C與趨化素含量。采用全自動生化分析儀檢測大鼠空腹血糖(FPG)、糖化血紅蛋白(HbA1c)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、超敏C反應蛋白(hs-CRP)及尿白蛋白量。結果發現，與模型組相比，人參皂苷Rg1治療后能夠顯著降低FPG、HbA1c、TG、TC、LDL-C、hs-CRP、尿白蛋白量及胰島素抵抗指數(HOMA-IR)。此外，人參皂苷Rg1處理可顯著下調胱抑素C與趨化素水平。提示DR進程中胱抑素C與趨化素水平升高可能與脂質和血糖代謝紊亂，胰島素抵抗提升等生理變化過程有關。

2.6綠原酸和營清熱方(金銀花、當歸、玄參、生地黃、枸杞子、黃精、蒲公英、牛蒡子)在臨床上主要用于治療早期DR，其作用機制可能與抑制AGEs合成關系密切。經高效液相色譜鑒定表明，該中藥組方的主要單體成分包括綠原酸、阿魏酸和牛蒡子苷[23]。

王蕾蕾等[23]在體外以葡萄糖和果糖為反應底物合成構建了AGEs模型，同時設置不同濃度綠原酸處理組(0.08、0.4、2、10mmol/L)予以干預。采用熒光光譜儀檢測熒光強度以判定綠原酸對AGEs合成作用的影響。結果表明，與模型組相比，綠原酸處理組(0.4、2、10mmol/L)能夠顯著抑制葡萄糖-AGEs的合成過程，而綠原酸處理組(2、10mmol/L)可顯著抑制果糖-AGEs的合成過程。值得注意的是，阿魏酸和牛蒡子苷不僅無法抑制AGEs合成，反而表現出促進AGEs合成的效果，該作用機制暫不明確，仍需深入探討。推測綠原酸是和營清熱方發揮抗AGEs合成作用的重要原因。但是，綠原酸并非是該組方中唯一或含量最高的單體成分，提示中藥組方中單體成分的藥理作用與其含量之間并非是簡單的正相關關系。

劉嫻等[24]采用脂多糖(100ng/mL)誘導構建視網膜內皮細胞模型，同時設置不同劑量綠原酸處理組(10、20、50μmol/L)。采用CCK-8法和流式細胞術分別檢測細胞增殖與凋亡。采用Western blotting檢測Ki67、Bcl-2、Bax、Caspase-3、p65和磷酸化p65表達水平。采用ELISA檢測TNF-α、IL-6和IL-10含量。研究表明，10、20μmol/L綠原酸處理不會顯著影響內皮細胞活力，但50μmol/L綠原酸處理會使細胞活力減弱。與脂多糖處理組相比，當綠原酸大于10μmol/L時，其可以恢復細胞增殖能力且抑制細胞凋亡，同時顯著上調Ki67和Bcl-2表達，增加IL-10水平，下調Bax和Caspase-3表達，降低TNF-α和IL-6水平。另外，磷酸化p65與p65比值顯著下降。

上述研究表明，綠原酸可通過抗AGEs合成能力影響DR的發生與發展。另一方面，其可阻礙p65活化過程，從而抑制視網膜內皮細胞凋亡與炎癥反應發生。但是，目前臨床應用上仍未見綠原酸治療DR的文獻報道。

3結語

白藜蘆醇、枸杞多糖、柚皮苷、黃芪多糖、黃芪甲苷、姜黃素及五味子乙素等中藥單體也具有改善DR的作用。柚皮苷可以干預DR中Müller細胞的增殖，并通過NF-κB信號途徑提高抵抗氧化應激反應能力，抑制炎癥反應進程，保護視網膜[25]。需要注意的是，DR是由于胰島素代謝異常引起的眼組織及血管微循環改變，最終發展為視功能損壞。所以，DR最根本的治療手段是控制糖尿病，將血糖控制到正常或接近正常水平，在此基礎上，采用中藥單體或中藥組方輔助治療DR。

目前，中藥單體或中藥組方在DR治療中依舊存在一定問題，如臨床應用中病例樣本數量不足，臨床療效評價不準確等。同時，現有中藥單體對DR治療作用機制的探討相對比較粗淺。因此，未來DR的治療工作可以圍繞以下四點展開：(1)繼續發掘傳統經典中醫組方，同時探索新型中藥單體或配伍在DR治療中的應用；(2)增加中藥單體臨床應用的樣本數量，探索中藥單體和其它DR治療手段聯合應用的可行性；(3)中藥單體治療DR的臨床療效評估可參考DR嚴重程度量表(DRSS)，同時可以聯合超廣角熒光素眼底血管造影、光相干斷層掃描(OCT)及OCT血管成像等影像學技術進行療效的綜合評價[26]；(4)在細胞或動物實驗層面開展更為深入的中藥單體對DR治療作用的分子機理研究。相信隨著藥物篩選與研究的深入開展，更多具有優良活性的中藥單體會被發掘，從而為中藥單體類DR治療藥物研發提供新思路。