蜂膠在炎癥性腸病中相關作用的研究進展

王浩坤 王愛麗 顏達 王娜 劉成霞

濱州醫學院附屬醫院消化內科，濱州 256600

炎癥性腸病（inflammatory bowel disease，IBD）是一種非特異性腸道炎癥性疾病，主要包括克羅恩病（Crohn’s disease，CD）和潰瘍性結腸炎（ulcerative colitis，UC）。UC患者通常表現為反復發作的腸道炎癥，病變多累及直腸跟乙狀結腸，CD患者的腸道炎性反應可發生在末端回腸和結腸。IBD的發病機制目前仍不十分明確，其慢性、復發性、不易治愈的疾病特點也給患者帶來了身體以及精神上的創傷。蜂膠是由蜜蜂的工蜂采集植物樹脂等分泌物與其上顎腺、蠟腺等分泌物混合形成的膠粘性物質。蜂膠由于其許多生物學特性，例如抗炎［1］、抗氧化［2］、抗菌［3］、抗腫瘤［4］和免疫調節［5］，自古以來就已用于民間醫學。蜂膠的生物活性主要歸因于多酚類成分，例如黃酮類化合物。近年來，多項研究表明，蜂膠可以對IBD起到預防及改善的作用。本文將闡述蜂膠在IBD中發揮的相關作用。

蜂膠的有效成分

蜂膠是一種天然的混合物，眾多研究報道蜂膠具有廣泛的藥理活性，蜂膠的主要成分因其不同的地理位置，存在明顯差異。各種因素（如植物資源、采集季節、蜜蜂種類和提取中使用的溶劑）都會影響蜂膠的化學成分［6］。蜂膠的成分十分復雜，大多數天然蜂膠的基本成分有樹脂樹香復合物40%～53%、多酚類12%～17%、多糖類2%～3%、蜂蠟30%～35%、花粉5%～10%［7］。隨著色譜層析分離技術的發展，目前從蜂膠中已分離鑒定出了300多種成分，主要包括酚類（酚酸、黃酮和肉桂酸衍生物）和萜烯類（單萜、倍半萜、二萜、聚合萜及衍生物），此外還有少量的氨基酸、糖類化合物、維生素、脂肪酸、礦物質及多種微量元素等［8］。通常蜂膠按化學成分不同可分為兩大類，一類是蜜蜂采集富含酚類的樹脂生產的蜂膠，該類蜂膠富含酚類成分，屬于酚類蜂膠；另一類是采自富含萜烯類的樹脂生產的蜂膠，歸屬于萜烯類蜂膠［9］。酚類蜂膠一般產自溫帶地區的國家，萜烯類蜂膠一般產自熱帶地區及地中海氣候地區。其中酚類蜂膠是最常見的蜂膠類型。雖然不同地區、不同植物來源的蜂膠組成成分及有效活性成分差別很大，但各種類型的蜂膠都具有相似的生物學功能，如抗氧化、抗癌、抗菌、抗炎等。越來越多的研究證實蜂膠中豐富的黃酮類、酚酸類化合物是蜂膠具有多種生物學活性的主要原因。

IBD的治療現狀

IBD是一種以炎癥為特征的慢性腸道疾病。IBD的發病機制目前尚未完全闡明，促炎和抗炎反應狀態之間的失衡、黏膜屏障損傷、免疫系統失調及腸道菌群的紊亂是引發IBD的關鍵因素［10-11］。環境因素、飲食和生活方式也被廣泛認為是IBD的潛在誘因。隨著人力生活環境、生活方式、飲食習慣、社會結構的變化，IBD的發病率不斷上升，近20年來，西方發達國家IBD的發病率最高可達29.3/10萬，患病率最高為505/10萬，亞洲地區多數國家IBD發病率和患病率雖低于歐美國家，但也呈逐年上升趨勢。IBD的傳統治療藥物包括氨基水楊酸制劑、皮質類固醇、免疫抑制劑和生物制劑等［12］。特別是在最近幾十年中，引入了生物療法，一定程度上能夠延緩IBD的進展，彌補了傳統藥物的不足，但是存在的藥物不良反應卻不容忽視，并且這些生物制品的臨床有效率和緩解率都不令人滿意（＜50%），而且隨著時間的推移，大多數都會失去療效，需要增加劑量或從一種生物制劑切換到另一種生物制劑［13］。因此，IBD的治療仍然需要改進。

蜂膠對IBD的調節作用

基于IBD的治療現狀，開發治療IBD的新型藥物是很有必要的。最新研究表明，蜂膠對IBD有多種保護作用，并且可能成為治療IBD的候選藥物。

1、抗炎作用

IBD是一種炎癥反應性疾病，白細胞過度募集到腸黏膜與持續性炎癥和腸上皮屏障功能受損有關。組織學檢查表明，蜂膠可減少炎性腸病動物模型中白細胞向結腸黏膜的募集。最近的研究表明，每天10 mg/kg的蜂膠通過抑制黏附分子，包括細胞間黏附分子、血管細胞黏附分子-1和E-選擇素，同時抑制趨化因子，包括趨化因子配體1/角質形成細胞趨化因子和趨化因子配體2/巨噬細胞炎癥蛋白-2的表達來減少白細胞向炎癥區域的遷移［14-15］。一些炎性介質，如一氧化氮（NO）、腫瘤壞死因子（TNF）-α，可能通過白細胞募集、破壞腸道上皮屏障功能、活性氧（ROS）過度激活等途徑參與IBD的發生發展。相關實驗模型表明，蜂膠可以減少結腸組織中NO和TNF-α的表達［16］。在結腸炎動物模型中，蜂膠可以抑制炎癥介質包括誘導型一氧化氮合酶（INOS）、白細胞介素（IL）-1β、IL-6和單核細胞趨化蛋白-1的表達，并增強抗炎細胞因子轉化生長因子（TGF）-β的表達［17-18］。蜂膠的抗炎作用主要是通過抑制絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）、細胞外信號調節激酶（ERK）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）、抑制因子κB-α（IκBα）和核因子κB（NF-κB）活化途徑介導的［19-22］。咖啡酸苯乙酯（caffeic acid phenethyl ester，CAPE）是一種從蜜蜂蜂膠中提取的酚類成分，具有強大的抗炎特性，這歸功于它對NF-κB的選擇性抑制［23-24］。此外，已經證明CAPE可以抑制炎癥相關通路，如PI3K和MAPK通路［25-26］。其作用機制可能是CAPE通過降解IκB和阻斷NF-κB與DNA的結合從而抑制NF-κB易位［27-28］。CAPE的上述作用機制導致疾病活動指數（DAI）評分、促炎細胞因子、結腸髓過氧化物酶（MPO）和上皮屏障功能水平的變化［29］。在抗炎細胞因子活性方面，在用CAPE治療的小鼠中，TNF-α、IL-1β、γ干擾素（IFN-γ）和IL-6的水平降低。松屬素是蜂膠中廣泛存在的另一種天然黃酮類化合物。研究表明，松屬素可降低TNF-α、IL-1β和IL-6基因的表達，增加TGF-β的表達水平。其分子機制為松屬素可以抑制這些細胞因子的上游基因的磷酸化，包括IκBα、JNK、ERK1/2和 p38MAPK［21］。3-羥 基 紫 檀 茋（3′-hydroxypterostilbene，HPSB）是蜜蜂蜂膠中發現的一種新型抗炎化合物。IL-6是結腸炎中重要的促炎細胞因子之一，研究表明，HPSB會顯著降低IL-6的表達［30］。STAT3被認為是IL-6的下游效應物，IL-6的連接會導致STAT3磷酸化。SOCS3是IL-6/STAT3信號通路的負向調節因子［31］。在結腸炎小鼠實驗模型中，HPSB會抑制IL-6/STAT3信號轉導并恢復SOCS3蛋白表達［30］，提示HPSB可能是一種治療結腸炎的新型藥物。

2、抗氧化作用

腸道氧化應激被認為是IBD發展過程中的一個重要因素。因此，提高細胞抗氧化能力被認為是預防IBD的一種很有前景的方法。氧化應激不僅直接對細胞成分造成損害，而且還誘導炎癥介質的表達和白細胞向炎癥區域的遷移［32-33］。在IBD早期，結腸組織中表現為ROS/RNS（活性氮）過度生成和內源性抗氧化劑耗竭。實驗研究表明，給予蜂膠可以降低IBD動物模型結腸組織中MPO和丙二醛（MDA）的 水 平［16-18］。紅 蜂 膠 水 醇 提 物（hydroalcoholic extract of Brazilian red propolis exerts，HERP）中發現的異黃酮類化合物具有很強的抗氧化和抗炎活性。在IBD實驗模型中，HERP治療可顯著降低醋酸誘導結腸炎大鼠結腸組織中MPO、iNOS的表達［17］。在蜂膠治療的IBD實驗模型中，隨著氧化生物標志物的減少，內源性抗氧化系統，包括谷胱甘肽（GSH）、超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶，得到顯著提高。中國蜂膠和巴西蜂膠均可增強葡聚糖硫酸鈉（dextran sulphate sodium，DSS）誘導結腸炎大鼠的抗氧化應激能力，表現為MDA降低和總體抗氧化能力（T-AOC）水平的增加［18，34］。蜂膠富含抗氧化物，如黃酮類、萜類和酚酸類化合物，它們能夠清除ROS/RNS，并通過Nrf2蛋白的激活來增強抗氧化能力［35-36］。Nrf2被確定為參與解毒酶和GSH生物合成的關鍵轉錄因子，并且Nrf2的基因變異與人類患IBD的風險增加密切相關［37-38］。咖啡酸苯乙酯4-O-葡萄糖苷（caffeic acid phenethyl ester 4-O-glucoside，FA-97）是一種新的CAPE衍生物，比CAPE具有更好的水溶性。FA-97在體內和體外均可降低ROS水平，提高DSS誘導的結腸炎總體抗氧化應激能力并抑制促炎細胞因子的產生。進一步的機制研究表明，FA-97可通過激活Nrf2/HO-1信號傳導抑制NF-κB和AP-1途徑發揮抗炎能力［39］。

3、調節腸道菌群

眾所周知，腸道菌群在IBD的發病機制中起著關鍵作用。有研究檢測了CD和UC患者中的腸道菌群，發現與健康對照組相比，IBD患者糞便中微生物的生物多樣性顯著降低［40］。最近，一些研究表明，通過糞便菌群移植來調節腸道微生物組成可能是治療IBD的一種有前途的策略［41］。IBD的實驗模型表明，蜂膠可以增加腸道菌群多樣性，特別是變形桿菌和酸性桿菌的數量，提示這些桿菌在腸道健康中可能發揮重要的有益作用［42］。在高脂飼料喂養的小鼠中補充蜂膠乙醇提取物可增加抗肥胖和抗炎細菌（如Roseburia菌屬、Intestinimonas菌屬、Parabacteroides goldsteinii菌屬、Parabacteroides distasonis菌屬），而減少促炎細菌（如Faecalibaculum菌屬、Prevotella菌屬和Bacteroides vulgatus）［43］。然而，一項來自對中國和巴西蜂膠的研究表明，只有在飼喂富含多酚的中國蜂膠的大鼠才能發現優勢菌群之間的明顯差異，這表明不同來源的蜂膠中不同的多酚類物質可能以不同的方式影響微生物種群和腸道微環境［18，44］。并且腸道菌群與多酚類化合物之間存在雙向關系，腸道菌群可以影響多酚類化合物的生物利用度，多酚及其代謝物又可以調節腸道菌群［45］。

4、免疫調節

固有免疫及適應性免疫誘導炎性反應在IBD中發揮著重要作用，腸道內的固有免疫細胞包括巨噬細胞、樹突狀細胞以及固有淋巴細胞等，它們識別入侵的病原微生物進行殺傷和清除。另外，適應性免疫細胞如輔助性T細胞（T helper cell，Th）Th1、Th2、Th17、Treg和Th9等和B細胞在IBD中也發揮著重要作用［46］。免疫系統的失調，引起效應T細胞激活、B細胞及抗體產生增加、促炎介質產生增加，最終導致腸道炎癥。最近的研究表明，炎癥腸黏膜中占主導地位的Th1細胞與IBD的發生和發展有關［47］。服用蜂膠可以改善體內Th1細胞的數量，與改善IBD的嚴重程度相一致。一項體外研究表明，在Th1促進條件下，暴露在蜂膠中的CD4+T細胞會導致Th1細胞分化減少，并抑制IFN-γ的產生［48］。CD4+T細胞被認為是結腸炎的主要激活劑。在CD4+T細胞中，CAPE還誘導活化caspase-3的表達［49］。這些發現表明，CAPE可能通過NF-κB和AKT通路，阻礙T細胞產生細胞因子，并誘導CCR4+CD4+T細胞凋亡，從而導致下游炎癥過程減少。

結 語

蜂膠自古以來就在世界許多地區被用作治療感染、皮膚傷口的民間藥物，現代研究也證明了蜂膠廣泛的生物學活性。但是天然的蜂膠因地域及植物種類的不同，其內在成分是完全可變的，植物的成分決定了蜂膠成分，從而決定了蜂膠的化學性質，這就給醫療使用和蜂膠的標準化帶來了不少問題。因此有必要對蜂膠成分及其植物來源進行詳細調查。使用具有化學特征的樣品進行生物檢測是研究其特性和進行比較研究的一種方式，為特定樣品的標準化和質量控制提供線索。在生物檢測中使用具有化學特征的樣品時，應包括其植物來源，以實現標準化和質量控制因為植物來源的成分決定了蜂膠成分。其次蜂膠的水溶性很差，其生物利用度在很大程度上受到限制，不同的溶劑類型，如乙醇、甲醇和水，可能會提取不同的化合物，從而影響其活性，這也是蜂膠標準化的一個問題。隨著色譜層析分離技術的發展，蜂膠的化學成分得到了深入研究，越來越多的生物用途被研究出來，如抗菌、抗氧化、抗腫瘤、免疫調節、抗炎等，到目前為止，人們已經用不同地理區域的樣品研究了相同的生物活性。然而，Kujugiev等［50］早已提出蜂膠的性質是由其成分的混合物決定的，單一成分的活性不會超過總提取物的活性。雖然一種成分可能不代表蜂膠的活性，但對分離出的化合物的研究可能會發現其強大的生物學作用。對蜂膠研究最常見的問題之一是，不同的來源樣品可能存在不同的生物學活性，因此不能進行比較。例如，Conti等［51］比較了來自拉丁美洲的蜂膠樣品的免疫調節作用，結果表明，巴西蜂膠刺激人單核細胞產生TNF-α和IL-10，古巴蜂膠則刺激TNF-α產生并抑制IL-10的產生，而墨西哥的蜂膠則起相反的作用，抑制TNF-α并刺激IL-10的產生。這些樣品中可能含有不同的具有促炎和抗炎作用的成分，這可能有助于免疫調節藥物的研發。因此，對特定樣品的生物學特性的研究應始終與其化學成分和植物來源相聯系，探索其潛在的生物學活性。考慮到未來研究的新趨勢，在對蜂膠樣品進行詳細調查后，我們應探索和研究世界各地蜂膠樣品中各種活性化合物的影響，并確定其共同的成分及作用，這可能為蜂膠標準化問題帶來一定幫助。蜂膠的確是一種具有多種功效的天然混合物，有許多潛在的作用等待我們研發，這仍然需要大量臨床試驗及動物實驗來證明。