李文璨,張嘉妮,李偉,邢琪昌,劉湘
(湘潭市中心醫院,湖南 湘潭 411100)
隨著人們生活水平的改善和生活方式的改變,糖尿病患者數量每年都在遞增,糖尿病視網膜病變(DR)是糖尿病發展到一定程度的一種在眼部以微血管病變為主要特征的并發癥,預測到2030年全世界將有1.91億人患有DR,成為損傷人們視力、降低生活質量的重要因素[1]。目前,DR的發病機制依然不明確,但多數研究者認為DR的主要發病機制可能涉及炎癥、持續性高血糖、AGEs、氧化應激以及這些因素之間的相互影響。臨床上對DR的治療通常以激光、手術及藥物為主,但這些治療方式均有局限性或各種并發癥,激光和手術治療可能導致中央旁視野縮小、對比敏感度缺陷、色覺降低、視網膜萎縮、脈絡膜新生血管伴視網膜瘢痕形成,而玻璃體內注射給藥也可能導致眼內出血、感染、視網膜脫離和角膜瘢痕等問題,另外,頻繁的玻璃體內注射增加了白內障手術和青光眼藥物治療的風險[2-4]。因此,尋找新的、不良反應小的替代療法十分迫切。糖尿病在中醫學中屬于“消渴”范疇,現代中醫學家把DR稱為“消渴目病”。早在秦漢時期的《黃帝內經》中就已經記載了消渴病,雖然古代對于DR沒有特定的名稱,但《宣明論方·消渴總論》道“消渴一證,可變為雀目或內障”,《河間六書》亦云“夫消渴者,多變聾盲目疾”,明確了消渴的變證,指出消渴可以引起目疾,說明古代便對DR的防治已有一定臨床經驗。如今,中醫藥在防治DR方面積累了大量的臨床經驗和研究資料,很多中藥復方在臨床上已被證明具有改善DR的作用,但是對于其作用機制研究的樣本量少且不夠深入。本文對中藥復方抗實驗性DR的研究近況闡述分析,以期為臨床上使用中藥復方防治DR提供科學的實驗依據和參考。
復方血栓通(FXST)由三七、黃芪、丹參和玄參等4味中藥組成,在臨床上可用來治療糖尿病視網膜病變,尤其在減少滲出,改善視力等方面具有良好效果[5]。Sun等[3]以STZ腹腔注射建立糖尿病大鼠模型,采用HE染色、TUNEL染色及超聲檢測等方法觀察大鼠視網膜血流動力學和形態學的改變,通過RNA測序和實時定量逆轉錄聚合酶鏈反應(qRT-PCR)驗證其作用機制。研究結果表明,FXST可改善糖尿病大鼠視網膜的血流動力學,逆轉視網膜神經節細胞數量及視網膜厚度減少的同時還可以減輕視網膜結構的紊亂和水腫,這些作用可能與激活PPAR信號通路及補體和凝血級聯途徑有關。Xing等[6]建立高糖誘導的視網膜血管內皮細胞(RVECs)模型,發現FXST顯著降低細胞存活率、遷移細胞數和管長,還能降低YAP的mRNA和蛋白表達以及血管內皮生長因子(VEGF)的表達。將sh-YAP轉染細胞后,FXST對細胞遷移、成管及VEGF的表達的影響明顯降低,另一方面,當使用YAP抑制劑和FXST聯合刺激細胞時,也得到了類似的結果。結果提示,FXST可以通過YAP介導的作用保護高糖損傷的RVECs。另外,主要成分為人參皂苷Rb1(27.8%)、Rg1(48.1%)、Re(5.5%)、Rd(1.3%)和三七皂苷R1(11.1%)的注射用血栓通可以增加STZ誘導的糖尿病SD大鼠視網膜厚度,上調緊密連接蛋白ZO-1,Occludin和Claudin-5的表達。糖尿病大鼠視網膜中促炎介質TNF-α和ICAM-1的水平顯著升高,而血栓通的干預可以下調促炎介質的高表達。同時,血栓通還可以抑制細胞凋亡因子cleaved caspase-3和AGE、RAGE的蛋白表達和MMP-2、MMP-9的mRNA表達,體現出血栓通改善糖尿病大鼠視網膜損傷的能力。TGF-β1是推動視網膜纖維化的主要介質,血栓通可以顯著降低TGF-β1及其下游的α-SMA和結締組織生長因子(CTGF)的蛋白表達,并抑制隨后激活的Smad2/3的磷酸化水平[7]。研究結果說明,血栓通具有改善視網膜損傷從而保護DR的作用,其作用機制可能與抑制炎癥、凋亡及AGE和RAGE蛋白,上調緊密連接蛋白的表達,阻斷TGF-β/Smad2/3信號通路有關。
和營清熱方(HF)由金銀花、當歸、玄參、生地黃、枸杞子、黃精、蒲公英、牛蒡子和蒲公英等8味中藥組成。王蕾蕾等[8]通過體外以葡萄糖和果糖為基底合成糖基化終末產物(AGEs)模型,發現不同濃度HF均能抑制AGEs合成過程,具量效關系;同時,其單體綠原酸也能抑制AGEs合成過程。此外,Wang等[2]通過HF在體外對AGEs合成及在體內STZ誘導的雄性C57BL/5J小鼠糖尿病模型的影響,發現HF可抑制糖尿病小鼠視網膜血管變性、BRB通透性損傷,在體內外均可減少AGEs的形成及視網膜血管內皮細胞的遷移和通透性,上調緊密連接蛋白ZO-1和Claudin-1的表達,并抑制AGEs受體和下游信號通路Akt的激活。以上結果表明,HF對DR的保護作用可能與抑制AGEs的形成,減輕BRB損傷,調節緊密連接蛋白及AGEs下游信號轉導從而恢復內皮功能障礙有關。
活血解毒方(HXJD)由中藥黃連、三七、鬼箭羽等中藥組成。呂甜甜等[9]建立STZ誘導的糖尿病SD大鼠模型,采用免疫組化和蛋白印跡法測定Hippo信號通路相關蛋白的表達,發現HXJD可以升高大鼠視網膜中P-MST及磷酸化P-YAP蛋白表達水平,同時還可以降低大腫瘤抑制基因1(Lats1)、轉錄相關因子(TAZ)及TEA結構域轉錄因子(TEAD)蛋白表達水平。邢瑋等[10]用上述方法檢測了HXJD對Notch信號通路相關蛋白的影響,發現HXJD可以降低大鼠視網膜中Notch1、Dll4和Hes1蛋白的表達。姚青[11]等在原方基礎上加入天花粉,采用一次性腹腔注射STZ的方法建立SD大鼠糖尿病模型,發現不同劑量HXJD可以降低大鼠視網膜細胞凋亡的程度,并下調視網膜中凋亡相關因子NF-κB和Caspase-3的mRNA及蛋白表達水平;在體外實驗方面,建立葡萄糖模擬高糖環境誘導的視網膜神經節細胞模型,不同劑量HXJD可以減少細胞凋亡比例并增高細胞活性。Wang等[12]在原方基礎上加入天花粉,采用基因芯片技術檢測大鼠視網膜全基因組表達譜,對芯片數據進行差異基因表達和途徑富集分析,并通過實時定量PCR和免疫組織化學染色進行驗證,發現HXJD減輕DR的作用可能與SOCS3-STAT3和TIMP1-A2M通路有關。以上結果說明,HXJD可以從多環節、多途徑、多靶點改善DR,其作用機制可能與Hippo信號通路、Notch信號通路、OCS3-STAT3和TIMP1-A2M信號通路有關。
駐景丸(ZJP)由菟絲子、車前子和熟地黃3味中藥組成,具有補肝腎、增目力的作用,在臨床上可作為基礎方再加減用于治療由于肝腎虧虛而導致的一系列眼部疾病,如DR、原發性視網膜色素變性[13]和干眼癥[14]等。Lei等[15]研究發現,ZJP可恢復STZ誘導的糖尿病大鼠的體質量下降,減輕視網膜電生理改變及形態學損害。此外,ZJP還可降低糖尿病大鼠視網膜中TNFα、IL-1β、ICAM-1,這說明了ZJP的抗炎作用。同時,ZJP還可以降低VEGF、AGEs和AR的水平。結果表明,ZJP對STZ誘導的糖尿病大鼠視網膜具有保護作用,其機制可能與抗氧化和抗炎作用有關。
絡通方(LTF)由黃芪、丹參、三七、水蛭和大黃組成。Pang等[16]建立STZ誘導的糖尿病SD大鼠模型,LTF干預后發現,與糖尿病大鼠比較,LTF明顯改善視網膜和胰腺的病理損傷,抑制p38 MAPK的磷酸化和NF-κB的活化,并降低促炎介質TNF-α、IL-1β、MCP-1和ICAM-1的表達,這些結果說明了LTF的抗炎作用。同時,LTF對胰島功能也有保護作用。此外,Pang等[17]將LTF中的水蛭替換為訶子,采用同樣的動物模型經LTF干預后發現,LTF明顯減輕糖尿病大鼠視網膜組織學異常,改善血液流變學指標,降低VEGF/VEGFR的表達及BRB破壞,顯著增加視網膜中PEDF、miR-200b、緊密連接蛋白ZO-1和Occludin的表達,同時還可以阻止Ang-1和Tie-2表達的降低。以上結果說明,LTF抗DR的作用機制可能是通過抑制p38 MAPK,進而抑制NF-κB途徑來發揮抗炎作用及減輕視網膜病理損傷。此外,LTF還可能通過恢復miR-200b的表達,下調VEGF/PEDF的比值,上調Ang-1和Tie-2的表達,從而保護血管內皮細胞功能結構,減少血管滲漏,起到改善DR的作用。
復視明膠囊(FSM)由西洋參、黃芪、熟地、決明子、紅花、珍珠和水蛭等12味中藥組成,對脈絡阻滯、氣虛血瘀及肝腎不足所引起的DR有較好效果。何萌杉等[18]建立STZ誘導的SD大鼠DR模型,發現FSM能明顯降低模型大鼠血糖值,增加總超氧化物歧化酶(TSOD)和一氧化氮合酶(NOS)活性,改善暗適應視桿細胞反應b波、明適應視錐細胞反應b波、暗適應振蕩電位OS2波和暗適應最大混合反應b波,具有控制白內障發病率的作用。He等[4]研究發現,給予模型SD大鼠FSM干預,發現FSM可以恢復視網膜功能,阻止內核層(INL)、外核層及整張視網膜厚度的減少,降低大鼠視網膜組織中VEGF-α、GFAP和VCAM-1的表達,另外,FSM還能顯著提高血清中谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)、超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶的活性,降低血清晚期糖基化終產物、甲烷二羧醛、一氧化氮(NO)以及總膽固醇和三酰甘油的水平。以上結果表明FSM對糖尿病大鼠視網膜功能和形態結構的完整性具有多方面的保護作用,其機制可能與抑制視網膜炎癥、提高抗氧化能力有關。
丹紅化瘀口服液(DHK)在臨床上主要用于治療視網膜中央靜脈阻塞,由丹參、當歸、川芎、桃仁、紅花、柴胡、枳殼等中藥組成。Chen等[19]研究發現,DHK可以阻止STZ誘導的糖尿病SD大鼠視網膜BRB破壞,增加視網膜INL厚度,抑制糖尿病視網膜神經節細胞層的腫脹。此外,DHK還能提高血漿SOD和GPx活性,降低血清NO、VEGF、ICAM-1水平,下調視網膜組織中VEGF蛋白表達,誘導視網膜iNOS和ICAM-1的mRNA表達。上述研究結果提示,DHK可通過抗氧化和抗炎途徑來起到改善DR的作用。
歸脾湯在韓國稱為Guibi-Tang(GBT),由當歸、茯苓、龍眼、人參、紅棗、酸棗仁、遠志、黃芪、蒼術、甘草、生姜、木香等12味中藥組成。Lee等[20]研究發現GBT可以抑制OIR小鼠缺血性視網膜病變誘導的視網膜病理性血管生成,其機制是通過下調VEGF、成纖維生長因子2(FGF2)和PAI-1的mRNA水平從而提高對視網膜新生血管的抑制活性。
步長腦心通(NXT)由黃芪、丹參、乳香、桑枝、沒藥、川芎、桂枝、赤芍、桃仁、全蝎、紅花、雞血藤、地龍、水蛭、牛膝等10余味中藥組成,在我國心腦血管疾病方面應用廣泛。Liu等[21]建立db/db糖尿病小鼠模型,發現NXT可以降低小鼠空腹血糖水平,阻止糖尿病引起的視網膜多層收縮,抑制TNF-α、MMP-2/9的mRNA表達及caspase-3的mRNA和蛋白表達,同時,對糖尿病小鼠視網膜中無細胞毛細血管的形成有一定抑制作用。上述研究結果表明,NXT可以抑制DR的發展,對DR的防治有一定潛在作用。
四物湯由當歸、白芍、川芎、熟地4味中藥組成,在韓國和日本分別稱為Samul-tang(SMT)和Shimotsu-to,主要用于緩解疼痛、促進血液循環、改善血液不足、婦科疾病和慢性炎癥等方面。Lee等[22]建立氧誘導的視網膜病變(OIR)小鼠模型,發現SMT可使小鼠中央視網膜面積及新生血管減少,下調SDF-1的蛋白表達和HIF-1α、SDF-1、CXCR4、VEGF的mRNA表達。以上研究結果表明,SMT是通過抗SDF-1/CXCR4和抗VEGF的機制來抑制OIR小鼠缺血性視網膜病變誘導的視網膜病理性新生血管,對缺血性視網膜病變的防治有潛在作用。
消朦靈方由黨參、瓦楞子、毛冬青、麥冬、五味子和三七組成。研究發現,不同劑量的消朦靈方可以下調糖尿病大鼠視網膜中IL-6、IL-1β、TNF-α的水平和Ang-1、VEGF、VEGFR2蛋白和mRNA的水平,同時還能降低細胞凋亡指數和血糖水平。結果表明,消朦靈方可以降低糖尿病大鼠視網膜的炎癥水平和血糖水平,緩解持續性高血糖對大鼠視網膜的損傷,降低細胞凋亡指數,從而起到促使視網膜各層組織、毛細血管恢復正常的作用[23]。
臨床上根據DR的病理特征將其分為2個階段,分別為非增殖期糖尿病視網膜病變(NPDR)和增殖期糖尿病視網膜病變(PDR),其中,新生血管的出現便是區分這兩個階段的標志性病理特征,代表疾病已經進入DR的中、后期,即PDR階段。此外,DR為糖尿病發展到較深程度才可能出現的微血管并發癥,因此,患有DR的糖尿病患者可能還會伴有其他糖尿病并發癥或其他疾病。基于DR患者處于一種復雜的病理狀態,中醫在臨床上為其開具處方時不會只使用一味中藥治療,因為單一的中藥成分無法應對DR復雜的病理機制,而是通常會以中醫基礎理論為指導進行合理、科學的配方,從整體入手再進行對癥治療,發揮中藥復方的優勢。在長期的探索和實踐過程中,中醫在使用中藥復方防治DR方面已具備豐富的臨床經驗,但對于這些中藥復方的作用機制研究卻相對較少,不清楚這些中藥復方的哪些成分,在什么環節起到了改善DR的作用,因此,加深中藥復方對實驗性DR的研究可以更加明確其具體在哪些環節發揮了作用。本文研究結果顯示,中藥復方對DR防治的作用機制不只是與一個靶點或一條通路有關,而是多因素共同作用的結果,如活血解毒方具有改善DR的作用,其作用機制可能與Hippo信號通路、Notch信號通路、OCS3-STAT3和TIMP1-A2M信號通路有關;復視明膠囊對糖尿病大鼠視網膜功能和形態結構具有多方面的保護作用,其機制可能與抑制視網膜炎癥、提高抗氧化能力有關;絡通方通過抑制p38 MAPK,進而抑制NF-κB途徑來發揮抗炎作用及減輕視網膜病理損傷。此外,絡通方還可能通過恢復miR-200b的表達,下調VEGF/PEDF的比值,上調Ang-1和Tie-2的表達,從而保護血管內皮細胞結構功能,減少血管滲漏,起到改善DR的作用。這些結果都可以說明中藥復方對于DR的改善是多方面的,體現了中醫藥多靶點、多途徑、多環節的特點。不過,中藥復方在抗實驗性DR的研究過程中還存在一些不足,建議未來的研究工作中可以圍繞以下幾點開展:(1)加深中藥復方抗DR的作用機制研究,并進一步篩選出起作用的有效成分,為抗DR新藥的開發提供實驗基礎;(2)探索有效成分之間的配伍在DR防治中的應用;(3)繼續挖掘祖國醫學的經典中藥復方,為DR的防治提供更多選擇。相信隨著對中藥復方研究的進一步深化,中藥復方抗DR的作用機制及作用環節將更明確,從而為臨床上使用中藥復方防治DR提供新的思路。