細胞焦亡在急性胰腺炎炎癥反應中的作用及中醫藥干預進展*

張飛虎 劉子璇 劉 陽 牟海波 趙 楊 孔 立

（1.山東中醫藥大學附屬醫院，山東 濟南 250011；2.山東中醫藥大學，山東 濟南 250355）

急性胰腺炎（AP）是臨床常見急腹癥之一，病情兇險，其發生、發展及轉歸一直是急危重癥醫學領域研究的重點與難點，尤其是AP 進展為重癥急性胰腺炎（SAP）時，常伴有多器官功能衰竭，治療難度大、花費高、預后差，病死率可56高達13%～35%［1］。當AP發生時，胰腺腺泡細胞會發生多種死亡方式：凋亡、壞死、自噬和壞死性凋亡等［2-3］。胰腺腺泡細胞具有分泌多種消化酶的能力，如胰蛋白酶、胰脂肪酶等；在胰腺受損傷后會引起胰酶異常激活等病理生理學改變，激活的胰酶、過量的氧自由基和促炎細胞因子使腺泡細胞發生損傷。胰腺腺泡細胞的死亡方式是AP 研究的熱點與重點之一，病程早期腺泡細胞的死亡方式大致決定了AP 的轉歸情況［4-5］。細胞焦亡屬于程序性細胞死亡，其特征在于釋放炎性因子進而引起機體過度的炎癥反應。隨著研究的深入，人們認識到機體過度的炎癥反應是導致AP 發生、發展及加重的主要原因之一［6］。適應性免疫系統的激活和全身免疫應答是AP發生時胰腺及胰腺外器官損傷的重要決定因素，炎性小體的激活和釋放效應分子在其中發揮至關重要的作用［7］。在我國，中醫藥在AP 的治療中有重要的地位，目前中西醫結合治療已經成為AP治療模式的主流，相關研究從臨床療效已逐漸深入到細胞分子生物學機制。本文就細胞焦亡在AP發病機制中的作用、對炎癥反應的影響及中醫藥干預進展進行綜述如下。

1 細胞焦亡

細胞焦亡的形態特征有別于凋亡和壞死，其主要表現為：細胞質膜上形成1～2 nm 孔洞，膜兩側的離子平衡被破壞，鉀離子外流，水分內流，造成細胞腫脹、細胞膜裂解，形態學上出現細胞核濃縮，DNA 斷裂等改變，且促炎細胞因子及細胞內容物釋放，引發局部炎癥反應［8］。Zychlinsky 等早在1992 年便在科學實驗中發現，弗氏志賀菌可誘導感染的宿主巨噬細胞發生裂解性死亡，其形式具有細胞凋亡的部分特征［9］，例如DNA斷裂、染色質凝集及有半胱氨酸蛋白酶活性依賴性，在當時這種裂解性死亡被認為是凋亡。2001年，Cookson等首次使用希臘語“pyroptosis”來描述這種獨特的程序性細胞死亡方式，將細胞焦亡定義為Caspase-1依賴的細胞死亡的形式［10］。2012年Case等研究發現，軍團菌可調控巨噬細胞介導焦亡，這一過程中并無Caspase-1的參與，而是通過激活Caspase-11 得以實現其調控作用［11］。邵峰等研究發現，胞質內LPS對Caspase-4/5/11激活可以引起細胞焦亡，消皮素D（GSDMD）家族蛋白被活化的Caspase-4/5/11 切割最終誘發細胞焦亡［12-13］。因此，細胞焦亡被定義為由Gasdermin 家族蛋白介導的程序性細胞死亡方式。

根據細胞焦亡的起始激活方式不同，可將其分為以革蘭陰性桿菌脂多糖（LPS）為代表的刺激物直接活化Caspase-11的非經典炎癥小體途徑和以刺激物激活炎癥小體的經典途徑［8］兩種類型。細胞焦亡是一種促進炎癥反應的細胞程序性死亡模式，學者普遍認為其具有非常顯著的免疫炎癥特點。目前發現，在肝炎、腫瘤、炎性腸病、艾滋病、阿爾茲海默癥、帕金森癥、心肌梗死等多種疾病的發生、發展過程中，細胞焦亡均起到了重要作用［14］。

2 細胞焦亡與AP

當AP及SAP發生時，胰腺腺泡細胞的死亡方式包括凋亡、壞死和焦亡［15］。機體的炎癥反應可因腺泡細胞凋亡與焦亡比例的不同，產生不同的發展趨勢；當胰腺腺泡細胞以凋亡為主時，胰腺局部炎癥反應較輕，臨床表現為輕度水腫型胰腺炎，預后較好［16］；當胰腺腺泡細胞以焦亡為主時，腺泡細胞破裂并釋放細胞內的炎癥細胞因子如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素-1β（IL-1β）等，當細胞因子引發的“瀑布效應”難以被抑制時，機體發生過度放大的炎癥反應［17］，導致不良預后；如果凋亡與焦亡發生比例相似時，則機體炎癥反應進入相對平衡的“僵持階段”。因此，如果能夠把胰腺腺泡細胞凋亡和焦亡明確區分開來，并且在AP發生時能夠明確二者比例，在此基礎上制定出更個體化的治療方案，則可能截斷或延緩AP 病情發展，從而改善AP患者預后，提高生存率。

Shao 等研究發現，SAP 發病過程中存在腺泡細胞焦亡現象［18］。AP 期間腺泡細胞的形態具有焦亡的特征，而焦亡所依賴的Caspase-1、Caspase-11 在AP 炎癥反應過程也發揮了不可替代作用［19］。Hoque等研究發現，體內注射雨蛙素可增加野生型大鼠的Pro-IL-1β mRNA 水平［20］；細胞焦亡過程中Caspase-1 可將無活性的IL-1β前體轉化為有活性的IL-1β，并釋放至細胞外，誘集并激活免疫細胞以誘導炎癥因子和趨化因子的合成，從而增強炎癥反應［21］。Zhang 等研究顯示，采用雨蛙素誘導SAP大鼠模型后，若抑制Caspase-1基因的表達，可明顯減輕SAP 大鼠炎癥反應程度［22］。李敏利等研究同樣發現，炎癥因子可通過誘導Caspase-1依賴性過度細胞焦亡，導致SAP 大鼠炎癥反應加劇及組織損傷加重［23］。Wang 等研究表明，組織蛋白酶B（CTSB）可能通過激活NLRP3 炎性體并促進Caspase-1誘導的細胞焦亡而加重AP［24］。Gao 等研究顯示，NLRP3 炎癥小體和GSDMD 激活介導的胰腺腺泡細胞焦亡對于AP 期間胰腺細胞死亡反應和系統性炎癥起關鍵作用［25］。當AP發生時，環狀RNA circHIPK3的上調抑制miR-193a-5p的表達，從而增強GSDMD介導的腺泡細胞焦亡，最終加劇AP 進展［26］。綜上所述，細胞焦亡在AP及SAP發生、發展過程中具有重要作用。

3 中醫藥與AP

目前有大量研究證實，中西醫結合治療AP 及SAP能夠取得更好的臨床預后。單味中藥多從改善胰腺微循環出發，以活血化瘀或破血逐瘀中藥為主，臨床中較多使用大黃、芒硝等，且通過口服、灌腸、敷貼等方式，可明顯緩解患者腹脹、腹痛等癥狀，提高治愈率，降低死亡率［27］。大黃和芒硝聯合應用，可降低腹腔內壓力，改善腹腔臟器灌注及保護臟器功能，從而降低多器官功能障礙綜合征的發生率，使AP 患者死亡率降低；其中大黃可以改善腸黏膜屏障功能，抑制腸道菌群失衡及移位；同時大黃能夠抑制胰酶的分泌及活性，促進胰液引流，減少炎癥介質的釋放，減輕胰腺組織損傷［28］。俞蕾敏等研究顯示，利用大黃輔助治療AP（灌腸和鼻飼雙途徑使用）可促進患者胃腸功能恢復，減輕機體炎癥反應，改善預后［29］。肖桂林等研究發現，大黃煎劑對于胃腸熱結證SAP 有很好療效［30］。方怡等研究發現，芒硝有刺激迷走神經反射，減輕膽道口括約肌痙攣，促進胃腸蠕動，增加局部組織血液供應，減輕炎癥反應等作用；用芒硝腹部外敷治療SAP，可緩解患者腹痛癥狀、促進腹腔積液吸收［31］。

中藥復方是中醫藥學的瑰寶，目前中醫藥治療AP常以清熱通腑、解毒散結為主。臨床大多運用大承氣湯、清胰湯等加減輔助治療AP，取得了較好療效。應用大承氣湯（加減）輔助治療AP的作用機制為：保護腸道機械屏障和化學屏障，阻止細菌及其內毒素移位；改善組織微循環，促進黏膜修復，增強胃腸動力及功能；清除氧自由基，減輕局部及全身炎癥反應等［32］。張何為等研究顯示，中藥復方清肺承氣湯對SAP 所致ARDS 患者具有免疫干預作用，能夠降低炎癥反應，減輕肺損傷［33］。另有臨床研究顯示，大承氣湯、清胰湯對SAP 并發的胃腸功能障礙均具有良好的治療效果，能夠減少胃腸道反應發生，促進胃腸道功能的恢復，縮短住院時間，降低住院費用［34-35］。

4 中醫藥與細胞焦亡

目前中醫藥對細胞焦亡影響的研究以中藥復方為主，單味中藥對其影響的研究較少。陳末等研究滅幽湯治療幽門螺桿菌相關性胃炎的作用機制，發現滅幽湯能夠明顯抑制胃組織Caspase-1 和炎癥因子NLRP3的表達，從而減少細胞焦亡的發生，減輕胃黏膜炎癥反應［36］。范萍等研究發現，雌性系統性紅斑狼瘡小鼠使用國醫大師禤國維教授的滋陰清熱方后，能夠抑制腎組織細胞焦亡相關因子Caspase-1 表達，減少IL-1β 等細胞因子釋放，起到治療作用［37］。另外，嚴士海等研究發現，應用參葵通脈顆粒能夠抑制心肌細胞NFκB、TLR4、IL-1β、Caspase-1 的表達水平，減少心肌細胞焦亡，能夠改善心臟功能［38］。

另有大量研究顯示，中藥提取物亦能通過不同的作用機制參與細胞焦亡的發生。胡黃連苷Ⅱ能夠通過抑制NLRP3 炎性小體的活化，減少細胞因子IL-18、IL-1β 的釋放，從而減少LPS/D-氨基半乳糖苷誘導的小鼠肝細胞焦亡［39］。黃芩苷能夠調控蛋白激酶A 信號通路，減少HMGB1 的釋放繼而阻止細胞焦亡［40］。小檗堿具有直接殺菌的作用，其機制可能為通過提高NLRP3 炎癥小體的活化，促進細胞因子IL-Iβ 的釋放，增加細胞焦亡的發生，從而提高巨噬細胞對細菌的殺傷功能［41］。黃芪甲苷抑制肺纖維化的病情發展，機制可能為通過上調自噬水平并抑制焦亡蛋白的表達［42］?；ㄆ焖伤啬苊黠@抑制ROS 的合成，抑制H2O2誘導的細胞線粒體膜電位的下降，減少心肌細胞氧化損傷，能夠降低NLRP3、AIM2、NLRC4炎癥因子生成和活化，減少心肌細胞焦亡［43］。白藜蘆醇通過下調炎癥小體NLRP3 的表達，能夠抑制細胞因子IL-1β 的分泌及釋放，從而減少神經元焦亡［44］。大黃素可通過抑制Caspase-1 及其下游炎性細胞因子，減輕SAP 大鼠胰腺組織和腸黏膜損傷［45］。

綜上所述，目前研究結果表明中藥及其復方制劑可通過中醫治法如滋陰清熱、化瘀解毒、益氣溫陽等不同程度地干預機體器官或組織的細胞焦亡，調整機體功能的平衡，使之恢復“陰平陽秘”的理想狀態。

5 結語與展望

近年來AP 的發病率、復發率明顯升高，SAP 病死率居高不下，細胞因子過度釋放是導致病情加重的主要根源。因此，如何有效控制機體過度放大的炎癥反應，成為AP 治療的關鍵。對于SAP 炎癥反應的控制，西醫臨床目前主要通過應用烏司他丁、血液凈化、炎癥因子吸附等方法，但臨床療效有限。細胞焦亡是以大量炎癥細胞因子釋放為特征的一種細胞程序性死亡，在炎癥性疾病中起著重要作用，其對AP 的發生、發展及轉歸具有重要影響。炎癥小體激活、代謝物受體及炎性細胞因子釋放與細胞焦亡之間存在多種聯系，這些激活途徑及其過程中的代謝產物與AP發生、發展密切相關。中醫藥用于輔助治療AP，在縮短病程、減少并發癥及改善預后等方面具有獨特的優勢。同時，中醫藥在不同疾病中對細胞焦亡的影響亦有相關研究報道［46-47］。但在AP 發生時，中醫藥對胰腺腺泡細胞焦亡及炎癥反應、預后等的影響，目前仍缺乏相關研究成果報道。中醫藥干預胰腺腺泡細胞焦亡可能是治療AP 的重要機制之一，深入探究可提升臨床個體化、精準化實施救治，可能為AP的基礎研究和臨床治療提供新思路。