《傷寒論》黃芩湯治療潰瘍性結腸炎作用機制研究進展

杜旭輝 文穎娟 陳麗娟

潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis, UC)是一種慢性非特異性結腸炎癥性病變(inflammatory bowel disease, IBD)。其主要的臨床表現為血性腹瀉、腹痛和直腸急迫等[1]。現代醫學治療該病的療效并不樂觀[2],而張卿等[3]和張艷杰等[4]通過臨床觀察,發現中醫藥對于UC治療具有明顯積極作用。其中又以經方黃芩湯的治療效果較顯著。黃芩湯出自《傷寒論》,被稱為“萬世治利之祖劑”。方中以黃芩為君,臣以芍藥,佐以甘草大棗,四藥并用以達清熱止利之用。現代研究發現,黃芩湯對UC大鼠具有抗炎鎮痛止瀉的作用[5],益生菌聯合黃芩湯顆粒劑可有效修復腸道潰瘍[6]。抗菌試驗研究證明黃芩湯對50株腸道致病菌均有一定的抑菌作用[7]。炎癥介質含量測試表明,黃芩湯通過抑制一氧化氮(nitric oxide, NO)、白介素(interleukin, IL)6、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor, TNF-α)和前列腺素E2(prostaglandin E2, PGE2)等炎癥介質的過量產生發揮對炎癥損傷的治療作用[8]。黃黎等[9]實驗證明,黃芩湯成方藥效要優于各個單味藥藥效,以經方配伍藥量的藥效要優于其他配伍藥量。由此可見黃芩湯治療UC的效果是成效顯著的,應用黃芩湯于治療UC有著很好的發展前景。本文將對黃芩湯治療UC的作用機制從免疫、通路、腸道菌群及細胞焦亡等方向進行綜述。

1 黃芩湯調節免疫細胞治療UC的機制研究

UC屬自身免疫性疾病,其病變主要發生在黏膜,其腸道壁黏膜層可見增厚和密集浸潤的免疫細胞。黃芩湯通過平衡免疫細胞來達到保護腸黏膜的作用,改善UC的癥狀。

1.1 輔助性T細胞

CD4+T細胞即輔助性T細胞(helper T cells, TH),具有調節細胞免疫的功能,它的功能失調在UC的發生中有著重要作用。因此可調整CD4+T細胞亞群之間的平衡以恢復其正常功能。TH1和TH2細胞均可介導免疫反應,Th17細胞有促進炎癥、參與組織損傷等作用[10],實驗證明黃芩湯對UC大鼠的Th1和Th2細胞作用明顯,能通過對炎性細胞因子和轉錄因子的調節使異常的Th1/Th2恢復。并且可以通過調控轉錄因子(促進叉頭框蛋白P3和抑制視黃酸相關孤兒受體γt),促進Th17/Treg的平衡。黃芩湯可能通過調節上訴細胞來抗炎以及保護腸黏膜,從而達到治療UC的效果[11]。宋紅新[12]通過觀察小鼠結腸組織,測量其腸系膜淋巴結相關細胞比例,亦證明黃芩湯可以調節Th1/Th2、Th17/Treg的平衡,穩定腸道微環境以發揮療效。調節性T細胞(Tr細胞)分泌抑制性細胞因子,鄭學寶等[13]實驗研究發現黃芩湯可以增強Tr細胞的抑制功能從而減輕腸黏膜免疫反應,以達到修復黏膜的目的。

1.2 B細胞

B細胞是機體內重要的免疫細胞,可以參與炎癥過程,抑制過度的炎癥反應。B10屬于調節性B細胞,卻起著抑制免疫反應的作用。馮錦山等[14]實驗證明黃芩湯中的黃芩苷等物質對疾病狀態下的B10細胞具有調控作用。

1.3 ILC細胞

ILC細胞是參與固有免疫的淋巴細胞(innate lymphoid cell, ILC),能參與病原體抗感染、炎癥疾病發生。因此可以以該細胞作為新的治療靶點和治療手段,對相關疾病進行干預治療[15]。ILC3作為ILC家族一員,其大量分布在腸黏膜內,可促進腸道免疫,協調免疫應答。周長琳等[16]實驗研究證明黃芩湯可上調ILC3,從而發揮黃芩湯調節免疫的作用以及抗炎作用,以達到治療UC的功效。

2 黃芩湯調節細胞因子及相關通路治療UC的機制研究

黃芩湯能直接或通過調節信號通路來減少促炎因子以及增加抗炎因子,緩解腸道炎癥的癥狀。黃芩湯通過這種方式以達到治療UC的效果。

2.1 炎性細胞因子

IL主要是由白細胞產生的細胞因子,多通過調控細胞免疫的激活來參與免疫調節。IL-1和IL-6促炎性細胞因子,IL-4是抗炎性細胞因子,促炎癥因子的異常增多或抑炎癥因子的異常減少均可導致腸黏膜出現炎癥。丁偉群等[17]通過研究UC患者病變的腸黏膜組織發現其組織中IL-4水平顯著低于正常組,IL-1、IL-6水平顯著高于正常組且測得IL-6與UC的嚴重程度呈正相關。黃芩湯治療UC,可通過調節這些細胞因子實現。丁曉剛[18]實驗證明黃芩湯可以減少IL-1并且提高IL-4,從而減輕炎癥的損傷程度,達到緩解實驗大鼠潰瘍性結腸炎的目的。紀佳等[19]實驗證明,黃芩湯可減少IL-6,降低炎性細胞的產生,從而拮抗炎癥,恢復腸道結構。Chen等[20]通過對比不同制法的黃芩湯對于慢性UC小鼠的療效,不僅證明了黃芩湯對于促炎性細胞因子IL-1β、IL-6有明顯的抑制作用,還證明其中傳統煎劑的效果最為顯著。

2.2 信號傳導及轉錄激活因子(signal transducers and activators of transcription,STAT3)/核轉錄因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)/IL-6通路

IL-6是促炎性細胞因子,IL-6/STAT3信號通路作為抗炎和免疫調節較為關鍵的通路已引起廣泛關注。IL-6可誘導STAT3磷酸化,STAT3磷酸化后通過誘導抗凋亡因子,使其阻止炎性細胞凋亡,導致慢性炎癥的發生。炎性因子可以通過NF-κB信號通路引起機體炎癥反應,該通路在調節免疫應答中起著關鍵作用。IL-6上調STAT3磷酸化途徑,激活NK-κB,誘導細胞間粘附分子的極化表達,這些分子在炎性細胞發病機制中起重要作用[21-22]。王倩等[23]實驗發現黃芩湯可使UC大鼠腸道細胞IL-6/STAT3信號通路狀態明顯下調,將其炎癥細胞功能恢復穩定,從而緩解炎癥損傷。王怡薇等[24]通過研究黃芩湯對NF-κB通路上的p65蛋白作用發現,黃芩湯可以抑制蛋白活化,下調通路作用,從而達到抗炎的作用。王康[25]的實驗研究發現黃芩湯可以抑制炎性因子對于IL-6/STAT3及NF-κB信號通路的激活,減少局部炎癥的發生。

2.3 Toll樣受體4(toll-like receptor 4, TLR4)/MyD88/NF-κB信號通路

TLR4是模式識別受體(pattern recognition receptor, PRR)中的Toll樣受體之一,其主要的功能是啟動細胞活化和炎性信號轉導,激活的主要信號通路即是MyD88依賴通路。TLR4在出現UC的腸上皮細胞過度表達,活化后結合銜接子蛋白MyD88,激活下游 NF-κB,NF-κB的激活誘導一系列促炎細胞因子的表達,導致腸炎的發生[26]。王敦方等[27-28]實驗證明黃芩湯通過抑制TLR4蛋白的表達,影響MyD88引發信號通路下游的功能,從而抑制NF-κB的活化,減少了一氧化氮、IL-17等促炎因子的釋放。該課題組又通過實驗證明不同劑量的黃芩湯,均可使UC大鼠的結腸中TLR4以及MyD88蛋白表達出現降低的現象,再次說明黃芩湯可以對TLR4/MyD88通路起抑制作用。

2.4 γ干擾素(Interferon-γ, IFN-γ)/激活激酶janus(janus kinase, JAK)/ETS(E-twenty six)信號通路

IFN-γ即Ⅱ型干擾素,其異常表達與炎癥疾病息息相關。研究證明,細胞表面的IFN-γ受體互相作用JAK STAT信號通路,從而參與細胞炎癥反應[29]。而ETS轉錄調節因子受JAK/STAT信號通路調節并參與細胞凋亡過程。MO等[30]研究發現,UC組小鼠結腸組織IFN-γ蛋白表達上調,從而激活JAK/ETS通路導致結腸細胞凋亡,加重炎癥反應。黃芩湯干預后,IFN-γ、ETS等蛋白表達明顯下降,從而緩解結腸細胞的凋亡,減輕炎癥反應。

3 黃芩湯調節腸道菌群治療UC的機制研究

UC的發病與腸道菌群穩態失衡有關。腸道菌群的失調可引發腸道的炎癥反應,有害菌釋放的腸毒素導致腸黏膜屏障受損,使其通透性增強[31]。而益生菌則改善腸道黏膜屏障功能和免疫系統功能,促進抗炎因子的分泌,從而減緩腸道炎性病變[32]。黃芩湯調節腸道菌群,可從增加益生菌和減少有害菌兩個方面來實現。

3.1 增加益生菌

吳夢雨[33]通過對伊立替康引起的小鼠腹瀉實驗研究證明,黃芩湯可以有效增加乳桿菌等益生菌,以達到恢復腸道正常微生態平衡,抑制病原菌感染的目的。雙歧桿菌既對腸道有著免疫營養作用又對于腸道致病菌具有拮抗作用。陳勇華等[34]通過對比經過黃芩湯治療前后的患者結腸黏膜菌群數量,發現有益菌雙歧桿菌及乳酸菌數量明顯升高。Li等[35]通過給DSS誘導的UC小鼠以黃芩湯治療,發現其腸道有益細菌如乳酸桿菌、擬桿菌以及普雷沃氏菌屬(Prevotellaceae)和Blautia菌等均高于未治療狀態。馬旭冉[36]通過對比UC大鼠糞便中毛螺菌科、瘤胃菌科等菌群證明,給予UC大鼠黃芩湯,不僅能有效增加有益菌含量且其含量明顯高于其他方劑組。

3.2 減少有害菌

左風[37]通過實驗研究黃芩湯的體外抗菌作用發現,黃芩湯對于抑制多種腸道致病菌如沙門氏菌、大腸桿菌均有作用。Yang等[38]通過實驗研究發現小鼠以黃芩湯治療后,腸道中螺旋桿菌則有所下降。徐航宇等[39-40]實驗研究證明,黃芩湯干預后,腸道有害菌大腸桿菌志賀屬(escherichia-shigella)等顯著降低。Huang等[41]通過研究發現黃芩湯可使結腸細菌浸潤表達下降,減少UC小鼠腸道有害菌如脫鐵桿菌門以及產檢桿菌科,從而發揮保護腸道屏障的作用。

以上研究均證明黃芩湯可以在促進腸道中益生菌等生長的同時,抑制有害菌的增殖。通過恢復腸道菌群微平衡實現緩解腸道炎性反應、優化受損的腸道黏膜的目的,從而發揮治療UC的作用。

4 黃芩湯調節細胞焦亡治療UC的機制研究

細胞焦亡又稱細胞炎性壞死,可導致細胞腫脹,活化細胞內炎性因子并在細胞破裂時釋放,引起強烈的炎癥反應。研究發現UC模型中炎性含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate-specific proteases, Caspase)明顯增多,而細胞焦亡主要依賴于Caspase-1的激活,說明細胞焦亡在UC的發生發展中有著一定作用[42]。

Nod樣受體蛋白3(NOD-like receptor P3, NLRP3)的多蛋白復合體NLRP3炎性小體可激活Caspase-1,因此抑制NLRP3炎癥小體可能緩解細胞焦亡的強烈炎癥反應[43]。吳娜等[44]通過實驗研究發現給予黃芩湯后小鼠結腸組織中NLRP3和Caspase-1的蛋白表達均顯著降低,說明黃芩湯可通過調節NLRP3/Caspase-1通路來作用于細胞焦亡,減輕炎癥反應以達到治療UC的目的。

5 展望

黃芩湯作為《傷寒論》名方,雖然千百年來皆應用于治療類似UC癥狀的病癥,但其治療UC的現代機理卻不甚明確。本文通過對黃芩湯治療UC的研究機制整理,旨在找出其具體的作用發揮機制,即黃芩湯可從調節免疫細胞、調節細胞因子及相關通路、改善腸道菌群和抑制細胞焦亡等作用機制去改善UC的癥狀。這些作用機制的探討證實了黃芩湯對于UC的確切療效,并對UC治療方法的創新提供了更多思路和參考依據。不過當前對于黃芩湯研究實驗仍有許多不足,例如關于黃芩湯對Th亞群中Th3、Th9等成員的相關實驗以及黃芩湯對于IL-10家族的多個細胞因子的作用機制均缺乏足夠的文獻支持。黃芩湯對細胞焦亡作用的研究也僅限于Caspase-1的經典通路,對于Caspase-4等非經典通路的研究亦較為缺乏。因此,關于黃芩湯治療UC作用機制的實驗研究仍需要進行大量探索,達到具體癥狀具體應用,從而為臨床應用提供一定的參考依據。