基于TGF-β1/Smad信號通路探討芪白平肺方對慢性阻塞性肺疾病急性加重期（痰瘀阻肺證）患者誘導痰炎癥因子及氣道重塑的影響*

蘇 軍，荊 晶

（新疆醫科大學附屬中醫醫院，新疆 烏魯木齊 830000）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease,COPD）是一類慢性呼吸系統疾病，多由于長期吸煙或職業暴露等原因，患者氣道、肺實質及肺血管受到刺激發生炎癥反應，表現為進行性發展的氣流受限，病情可能間斷性進展為急性加重期，表現為呼吸困難、發紺等呼吸衰竭癥狀，發病率和病死率均較高，且慢性疾病長期困擾患者導致肺功能下降，嚴重影響了患者健康[1]。西醫針對COPD穩定期的治療方案主要包括氧療、霧化吸入、支氣管擴張、抗感染等對癥治療方法，近年來國內外關于中醫對COPD穩定期患者的療效研究取得了新的進展。芪白平肺方是基于益氣化痰祛瘀理論的治療方劑，為晁恩祥經驗方演化而來，具有補益肺氣、消痰祛瘀的功效[2-4]。本次研究探討了芪白平肺方治療COPD急性加重期患者的臨床療效和對誘導痰炎癥因子的影響，以及基于TGF-β1/Smad通路探討了其對于氣道重塑的影響機制，現將結果匯報如下。

1 資料與方法

1.1 診斷標準

1.1.1 西醫診斷標準 參考《慢性阻塞性肺疾病診治指南（2013年修訂版）》[5]中COPD診斷標準擬定。（1）有吸煙史或長期接觸有害物質，有哮喘或其他呼吸系統疾病史，好發于秋冬季節的中老年人群。（2）臨床癥狀可有呼吸困難、咳嗽咳痰、胸悶喘息等，肺叩診可有過清音，聽診可聞及干性啰音。（3）確診的必備條件為肺功能檢查證實吸入支氣管舒張劑后第1秒用力呼氣容積占用力肺活量的比值（FEV1/FVC）低于70%，明顯持續氣流受限癥狀。（4）行胸部影像學檢查后排除肺結核、肺間質纖維化等其他疾病。（5）分期標準：患者咳嗽、咳痰、氣短等癥狀較輕或穩定為穩定期；急性加重期是指患病期間咳嗽、喘息、咳痰癥狀加重，痰量較之前多且濃稠，患者出現發熱等狀況，病情變化大于每日自然病程變化并需根據患者臨床情況更改治療方案。

1.1.2 中醫診斷標準 參考中華中醫藥學會內科分會肺系病專業委員會發布的《慢性阻塞性肺疾病中醫診療指南（2011版）》[6]和《中醫內科學》[7]擬定“痰瘀阻肺證”辨證要點。主癥：咳嗽喘息，痰多痰黃，胸悶氣短，唇甲紫暗；次癥：胸痛，痛處不移，口渴少飲，腹脹納呆，倦怠乏力；舌脈：舌質紫暗，苔薄膩或濁膩，脈弦滑。

1.2 納入標準（1）符合慢性阻塞性肺疾病急性加重期診斷標準，且中醫辨證為痰瘀阻肺證；（2）年齡20～75周歲；（3）生命體征穩定，無需行有創人工機械通氣治療者；（4）知悉本次研究內容并簽署知情同意書者。

1.3 排除標準（1）合并有嚴重肝、腎等器質性疾病或有血液、循環系統疾病者；（2）由肺結核、真菌感染、腫瘤、過敏等因素引起的慢性肺疾病者；（3）合并氣胸、胸腔積液、肺栓塞、支氣管哮喘等疾病者；（4）患者為妊娠期或哺乳期婦女；（5）對本次研究所用的中藥有明確過敏史者；（6）參與研究前有糖皮質激素藥物用藥史者；（7）治療依從性較差或伴有精神障礙的患者。

1.4 研究對象 本院倫理委員會已審查本次研究并審核通過。選擇2018年1月至2019年12月于本院就診的92例慢性阻塞性肺疾病急性加重期（痰瘀阻肺證）患者進行前瞻性研究，采用隨機數字表法將納入研究的病例分為治療組和對照組各46例。

1.5 治療方法

1.5.1 對照組 根據《慢性阻塞性肺疾病診治指南（2013年修訂版）》[5]中COPD治療方案進行常規對癥治療，包括遵醫囑進行氧療、霧化吸入、支氣管擴張劑和抗菌藥物的應用等，囑患者嚴格禁煙禁酒并避免食用生冷、辛辣、油膩的食物，增加飲水以稀釋痰液，指導患者調整體位進行有效咳嗽和咳痰。

1.5.2 治療組 在對照組基礎上服用芪白平肺方，方藥組成：黃芪30 g，川芎20 g，薤白20 g，葶藶子15 g，生曬參15 g，五味子12 g，法半夏9 g，厚樸9 g，地龍9 g。使用煎藥機煎藥，1劑/d，每劑煎煮為300 mL，早晚分2次溫服。

1.5.3 療程 兩組患者療程均為10 d，療程結束后統計療效。1.6觀察指標（1）中醫證候評分：參照《中藥新藥臨床研究指導原則（試行）》[8]，將慢性阻塞性肺疾病急性加重期（痰瘀阻肺證）中醫證候進行分級量化評分，咳嗽、咳痰、喘息、胸悶、唇甲紫紺等主要癥狀根據嚴重程度（無、輕度、中度、重度）分別記0、2、4、6分，將胸痛、口渴少飲、腹脹納呆、倦怠乏力等次要癥狀根據嚴重程度（無、輕度、中度、重度）分別記0、1、2、3分，舌脈僅作為觀察項目，不記分，總分越低則療效越好。（2）肺功能：于治療前后分別對兩組患者行肺功能檢查，檢查指標包括用力肺活量（FVC）和第1秒用力呼氣容積占預計值的百分比（FEV1%）。（3）誘導痰氣道重塑因子和炎癥因子：于治療前后配置高滲鹽水分別對兩組患者行霧化吸入并咳出誘導痰，收集誘導痰后采用離心法分離上清液并采用酶聯免疫吸附法檢測上清液基質金屬蛋白酶9（MMP-9）、金屬蛋白酶組織抑制因子-1（TIMP-1）、白細胞介素-5（IL-5）和γ干擾素（IFN-γ）含量。（4）轉化生長因子-β1（TGF-β1）、Smad3、Smad7含量：于治療前后分別抽取兩組患者晨起靜脈血并采用酶聯免疫吸附法檢測TGF-β1、Smad3、Smad7含量。

1.7 療效標準 參照《中藥新藥臨床研究指導原則（試行）》[8]擬定。（1）臨床痊愈：咳嗽、咳痰、喘息、氣短等癥狀消失，中醫證候積分減少≥90%。（2）顯效：咳嗽、咳痰、喘息、氣短等癥狀有改善，中醫證候積分減少≥70%且〈90%。（3）有效：咳嗽、咳痰、喘息、氣短等癥狀有好轉，中醫證候積分減少≥30%且〈70%。（4）無效：主要癥狀、體征均無改善，中醫證候積分減少〈30%。

1.8 統計學方法 采用SPSS 23.0軟件進行數據處理分析，計量資料以（±s）表示，對符合正態分布和方差齊性的計量資料采用組間獨立樣本t檢驗和組內配對樣本t檢驗，不符合則采用非參數檢驗；計數資料采用χ2檢驗；等級資料采用秩和檢驗。P〈0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 基線資料 兩組患者年齡均為55～70歲。兩組患者基線資料比較，差異均無統計學意義（P〉0.05），具有可比性。（見表1）

表1 兩組患者基線資料比較

2.2 兩組患者臨床療效比較 治療組患者療效明顯優于對照組（P〈0.05）。（見表2）

表2 兩組患者臨床療效比較[例（%）]

2.3 兩組患者治療前后中醫證候積分比較 治療前兩組患者各項中醫證候積分比較，差異均無統計學意義（P〉0.05），具有可比性。治療后兩組患者各項中醫證候積分均低于治療前（P〈0.05），且治療組患者治療后各項中醫證候積分均明顯低于對照組（P〈0.05）。（見表3）

表3 兩組患者治療前后中醫證候積分比較（±s，分）

表3 兩組患者治療前后中醫證候積分比較（±s，分）

咳嗽 咳痰 喘息治療前 治療后 t P 治療前 治療后 t P 治療前 治療后 t P對照組46 4.53±0.76 2.39±0.61 14.894 0.000 4.26±0.83 2.16±0.59 13.986 0.000 4.15±0.65 1.88±0.63 17.008 0.000治療組46 4.45±0.81 1.52±0.54 20.132 0.000 4.33±0.78 1.48±0.51 20.741 0.000 4.23±0.68 1.32±0.35 25.807 0.000 t 0.488 7.243 0.417 5.914 0.577 5.270 P 0.626 0.000 0.678 0.000 0.566 0.000胸悶 唇甲紫紺 胸痛治療前 治療后 t P 治療前 治療后 t P 治療前 治療后 t P對照組46 3.94±0.76 1.96±0.57 14.136 0.000 3.25±0.63 1.36±0.35 17.786 0.000 1.72±0.46 1.28±0.29 5.488 0.000治療組46 3.88±0.70 1.24±0.41 22.072 0.000 3.20±0.56 0.95±0.31 23.841 0.000 1.68±0.43 0.93±0.25 10.227 0.000 t 0.919 6.955 0.241 5.948 0.431 6.200 P 0.361 0.000 0.810 0.000 0.668 0.000口渴少飲 腹脹納呆 倦怠乏力治療前 治療后 t P 治療前 治療后 t P 治療前 治療后 t P對照組46 1.77±0.45 1.33±0.36 5.178 0.000 2.14±0.56 1.65±0.32 5.153 0.000 2.03±0.46 1.40±0.34 7.470 0.000治療組46 1.84±0.49 1.02±0.29 9.768 0.000 2.17±0.53 1.38±0.35 8.436 0.000 1.97±0.42 1.03±0.28 12.630 0.000 t 0.714 4.548 0.264 3.861 0.653 5.697 P 0.477 0.000 0.792 0.000 0.515 0.000組別 例數組別 例數組別 例數

2.4 兩組患者治療前后肺功能比較 治療前兩組患者FVC和FEV1%比較，差異均無統計學意義（P〉0.05），具有可比性。治療后兩組患者FVC和FEV1%均高于治療前（P〈0.05），且治療組患者治療后FVC和FEV1%均高于對照組（P〈0.05）。（見表4）

表4 兩組患者治療前后肺功能比較（±s）

表4 兩組患者治療前后肺功能比較（±s）

FVC（L/min） FEV1（%）治療前 治療后 t P 治療前 治療后 t P對照組46 1.98±0.46 2.33±0.55 3.311 0.000 50.14±3.29 52.54±2.81 3.762 0.000治療組46 2.02±0.49 2.79±0.51 7.384 0.000 50.27±3.13 55.89±2.94 8.876 0.000 t 0.404 4.159 0.194 5.587 P 0.687 0.000 0.846 0.000組別 例數

2.5 兩組患者治療前后誘導痰中炎癥因子含量比較 治療前兩組患者誘導痰中IL-5、IFN-γ含量比較，差異均無統計學意義（P〉0.05），具有可比性。治療后兩組患者誘導痰中IL-5低于治療前，IFN-γ含量明顯高于治療前（P〈0.05），且治療組患者治療后誘導痰中IL-5含量低于對照組，IFN-γ含量明顯高于對照組（P〈0.05）。（見表5）

表5 兩組患者誘導痰炎癥因子含量比較（±s，pg/mL）

表5 兩組患者誘導痰炎癥因子含量比較（±s，pg/mL）

IL-5 IFN-γ治療前 治療后 t P 治療前 治療后 t P對照組46 140.56±16.93 89.71±11.48 16.860 0.000 54.56±7.28 58.63±6.42 2.844 0.006治療組46 145.29±16.24 72.46±10.15 25.793 0.000 54.79±7.36 65.31±6.97 7.306 0.000 t 1.367 7.635 0.151 4.781 P 0.175 0.000 0.881 0.000組別 例數

2.6 兩組患者治療前后誘導痰中氣道重塑因子含量比較 治療前兩組患者誘導痰中MMP-9、TIMP-1含量比較，差異均無統計學意義（P〉0.05），具有可比性。治療后兩組患者誘導痰中MMP-9、TIMP-1含量明顯低于治療前（P〈0.05），且治療組患者治療后誘導痰中MMP-9、TIMP-1含量明顯低于對照組（P〈0.05）。（見表6）

表6 兩組患者誘導痰氣道重塑因子含量比較（±s，ng/mL）

表6 兩組患者誘導痰氣道重塑因子含量比較（±s，ng/mL）

MMP-9 TIMP-1治療前 治療后 t P 治療前 治療后 t P對照組46 727.43±86.55 381.51±42.25 24.360 0.000 872.43±103.61 317.79±71.41 29.894 0.000治療組46 748.16±92.23 202.24±35.61 37.451 0.000 846.06±97.44 236.48±78.42 33.055 0.000 t 1.112 22.005 1.257 5.200 P 0.269 0.000 0.212 0.000組別 例數

2.7 兩組患者TGF-β1Smad信號通路相關蛋白含量比較 治療前兩組患者外周血TGF-β1、Smad3、Smad7含量比較，差異均無統計學意義（P〉0.05），具有可比性。治療后兩組患者外周血TGF-β1、Smad3含量明顯低于治療前（P〈0.05），Smad7含量明顯高于治療前（P〈0.05）。治療后治療組患者外周血TGF-β1、Smad3含量明顯低于對照組（P〈0.05），Smad7含量明顯高于對照組（P〈0.05）。（見表7）

表7 兩組患者TGF-β1Smad信號通路相關蛋白含量比較（±s，ng/L）

表7 兩組患者TGF-β1Smad信號通路相關蛋白含量比較（±s，ng/L）

TGF-β1 Smad3 Smad7治療前 治療后 t P 治療前 治療后 t P 治療前 治療后 t P對照組46 1 374.24±213.41 1 264.38±221.71 2.479 0.017 383.13±62.52 314.26±55.17 5.602 0.000 124.60±32.36 157.63±34.44 4.740 0.000治療組46 1 326.19±235.63 1 053.16±198.96 6.005 0.000 376.56±58.49 203.57±46.23 15.737 0.000 120.54±33.18 184.76±36.12 8.881 0.000 t 1.025 4.809 0.520 10.430 0.594 4.095 P 0.308 0.000 0.604 0.000 0.554 0.000組別 例數

3 討 論

COPD可因吸煙或是氣道、肺實質、肺血管的炎癥反應等引起，是一類常見的慢性氣道阻塞疾病，多種炎癥細胞在肺部病灶處釋放大量趨化因子/細胞因子從而導致中性粒細胞募集，進而介導蛋白酶-抗蛋白酶失衡，同時氣道黏膜受刺激而表現為高分泌，導致了肺氣腫和氣道重塑，最終發展為不可逆的氣流受限[9]。COPD病因復雜且易受治療不當或環境變化等原因影響而病情發展較快，急性加重期迅速惡化的氣流受限及加重的炎癥反應是導致患者病死的重要原因之一，臨床上治療COPD的藥物主要包括抗膽堿能藥物、β2受體激動劑、糖皮質激素等，其中抗膽堿能藥物可通過抑制肺泡巨噬細胞分泌羥基花生四烯酸，舒張支氣管平滑肌，改善氣道通氣功能，降低副交感神經張力，發揮較好的抗炎及抗支氣管擴張作用[10]。

中醫將本病歸于“咳嗽”“肺脹”“喘脫”等范疇，《靈樞·脹論》中提到“肺脹者，虛滿而喘咳”，《雜病源流犀燭》曾有“肺病癥，胸中氣滿，喘息不便”的記載，均從咳嗽、胸悶、喘息等角度描述了本病的基本癥狀。《諸病源候論》載：“肺脹則氣逆，而肺本虛，氣為不足，復為邪所乘，壅否不能宣暢，故咳逆，短乏氣也”，指出本病基本病因與肺氣虧虛有關。中醫學認為，肺主氣，司呼吸，肺病日久則宣肅失司，氣機不暢，影響臟腑布津行血，津停成痰、血積為瘀，阻遏氣機，發而為喘咳；氣虛日久則津液難化、降濁為痰，痰損肺氣，故氣血不行，形成血瘀，阻滯氣津，津聚而成痰，結為痰瘀，故見喘咳、痰多、乏力等癥[11]。芪白平肺方中黃芪、薤白、生曬參為君藥。黃芪為補氣之要藥，性溫，歸脾、肺經，主治氣虛乏力，具有補氣固表之效；生曬參補益元氣，生津止渴；薤白通陽散結，行氣導滯。三藥合用共奏補益肺氣、溫陽散結之功。臣藥為川芎、葶藶子。川芎具有行氣開郁、活血止痛的功效；葶藶子祛痰定喘，下氣行水。二藥合用以助君藥理氣通陽之效。佐藥為五味子、法半夏、厚樸、地龍。五味子甘溫，上補肺氣、下滋腎精；法半夏燥濕化痰；厚樸下氣除滿，燥濕祛痰；地龍通經活絡，清肺平喘，且兼為使藥，起調和諸藥藥性之功。全方甘溫，共奏補益肺氣、消痰化瘀之功效。經過長期臨床實踐，目前已有芪白平肺膠囊等制劑，在臨床應用中療效也較為顯著。方靖等[12]在對脂多糖誘導的肺損傷大鼠實驗中發現，黃芪多糖可有效抑制白細胞和中性粒細胞的滲出，且大鼠支氣管肺泡灌洗液中IL-1β及腫瘤壞死因子-α（TNF-α）含量下降，同時肺組織中髓過氧化物酶活性下降，證實了黃芪多糖可通過抑制中性粒細胞活化從而減輕肺部炎癥損傷；王志鵬等[13]發現薤白皂苷可降低大鼠血小板內鈣離子濃度，同時中性粒細胞與凝血酶激活的血小板間黏附作用降低，證實了薤白具有一定的抗血小板聚集作用，同時可抑制血小板-中性粒細胞的相互作用。

本次研究結果表明，治療組患者療效明顯優于對照組，說明芪白平肺方治療慢性阻塞性肺疾病急性加重期（痰瘀阻肺證）患者有較好療效。治療后兩組患者咳嗽、咳痰、喘息、胸悶、唇甲紫紺、胸痛、口渴少飲、腹脹納呆、倦怠乏力等證候評分均較治療前明顯降低，且治療組患者治療后證候評分低于對照組，說明芪白平肺方對于改善患者中醫證候具有較好的療效。肺通氣功能檢查是評價患者呼吸功能障礙程度的有效工具，也是診斷COPD的關鍵指標，治療后兩組患者FVC和FEV1%明顯高于治療前，且治療組患者治療后FVC和FEV1%明顯高于對照組，說明芪白平肺方對改善患者氣流受限有較好療效。誘導痰分析是反映氣道炎癥程度和類型的良好評價指標，相較于自發痰，其具有較高比例的活細胞，有助于炎癥細胞的計數，具有無創且高度可重復的優勢[14]。因此本次研究采取檢測誘導痰中炎癥因子和氣道重塑因子含量的方式來評價療效。現代醫學研究證實，COPD發病機制與氣道、肺實質、肺血管中的炎癥反應及肺部氧化失衡等因素有關，TNF-β、IL-5、IFN-γ等炎癥細胞因子的高表達導致炎癥細胞浸潤增強進而導致肺結構的破壞及肺部的病理性改變[15]。治療后兩組患者IL-5含量低于治療前，IFN-γ含量明顯高于治療前，且治療組患者治療后IL-5含量低于對照組，IFN-γ含量明顯高于對照組，說明芪白平肺方具有減輕肺部炎癥細胞浸潤的作用。此外，氣道重塑與COPD進展具有密切聯系。氣道的反復損傷和修復是導致急性加重、氣流受限加劇的重要原因，氣道炎癥細胞發生聚集活化后向肺組織浸潤，此過程中發生了蛋白酶-抗蛋白酶失衡，其中的主要影響因子為基質金屬蛋白酶家族和金屬蛋白酶組織抑制因子，正常生理情況下TIMPs與MMPs處于互相抑制的動態平衡狀態，兩者的平衡狀態影響細胞外基質的動態平衡，而肺損傷可引起TIMPs的異常表達，促進成纖維細胞增生進而導致膠原沉積，引起氣道重塑[16-17]。而TGF-β1是一類強細胞外基質沉積促進劑，成纖維細胞增殖與TGF-β1在體內的高表達密切相關，Smad3是TGF-β1中一類下游執行因子，其作用在于將信號由胞膜傳遞至胞核，濃度降低可抑制此信號反饋過程，而Smad7作用于TGF-β1受體，可在其他Smad蛋白與TGF-β1結合時發揮拮抗作用，從而防止信號從胞膜傳遞至胞核，進而抑制細胞外基質沉積[18-20]。治療后治療組患者誘導痰中MMP-9、TIMP-1含量及外周血TGF-β1、Smad3含量均明顯低于對照組，外周血Smad7含量明顯高于對照組，說明芪白平肺方可有效降低氣道重塑因子含量并調節TGF-β1 Smad信號通路相關蛋白含量，提示芪白平肺方對于改善患者氣道重塑作用可能是通過減少TGF-β1和Smad3蛋白的分泌，以及升高Smad7含量，從而調節膠原沉積過程，糾正MMP-9、TIMP-1失衡，減少細胞外基質沉積，達到改善氣道重塑的作用。

綜上所述，芪白平肺方治療慢性阻塞性肺疾病急性加重期療效較好，可有效提高患者肺功能，降低誘導痰中炎癥因子含量并糾正MMP-9、TIMP-1水平，其作用機制可能是通過調節TGF-β1Smad通路而促進細胞外基質和膠原沉積，從而改善氣道重塑。