清熱化濕解毒法治療社區獲得性肺炎作用機制研究進展

張贇芳,李 爭,李風森

(1. 新疆醫科大學第四臨床醫學院,新疆 烏魯木齊 830000;2. 新疆維吾爾自治區中醫藥研究院,新疆 烏魯木齊 830000)

社區獲得性肺炎(CAP)是指在醫院外感染細菌、病毒、支原體、衣原體等病原體導致的感染性肺實質(含肺泡壁,即廣義上的肺間質)炎癥,包括具有明確潛伏期的病原體感染在入院后72 h以內發病的肺炎[1-2]。CAP在中醫學上屬于“咳嗽”等病癥范疇[3]。咳嗽是由于外感六淫邪氣,臟腑功能失調內邪干肺所致的一種肺系疾病[4]。在全球范圍內,每年有300萬人死于肺炎,超過了包括肺結核、瘧疾和人類免疫缺陷病毒感染在內的所有其他傳染原因,并且CAP的發病率隨著年齡的增長而不斷增加[5]。雖然西醫對CAP的治療理念和手段不斷進步,但隨著抗生素的濫用[6],病原體耐藥性提高,臨床治療CAP的療效大打折扣,大量基礎及臨床研究表明,辨證使用中醫藥在單用或者聯合抗生素治療CAP上,具有明確的療效[7]。本文現將清熱化濕解毒法治療CAP的研究進展論述如下。

1 CAP從痰熱辨治的理論依據

根據患者的臨床癥狀和發病原因,多數中醫學者認為CAP屬于中醫學的“咳嗽”“風溫肺熱”等病癥范疇[3]。病位在肺,《素問·咳論》曰“五臟六腑皆令人咳,非獨肺也”,故與五臟六腑關系密切。“聚于胃,關于肺”說明肺胃相關,當脾胃運化失職,水谷精微不能濡養于肺,會導致肺氣宣降失常,肺主行水,水不能在脾胃的協助下布散全身,易致水濕停滯,聚而生痰,痰為濕邪,痰郁而化熱,熱壅而成毒,因此濕、痰、熱、毒等病理因素形成。近年來各位醫家認為CAP的基本病機為外邪侵襲和正氣虧虛,因此產生的痰、熱、毒等病理產物相互瘀結是導致發病的主要原因,貫穿疾病始終[8]。通過多項流行病學研究發現,將CAP患者出現的各種病性證素及證型頻次進行統計分析,結果發現痰熱證型為社區獲得性肺炎患者的主要證素和證型,清熱化濕解毒法在臨床治療CAP上最為多見[3],處方也以清熱化濕解毒類方劑如麻杏石甘湯、銀翹散、清金化痰湯、痰熱清注射液等多見[9],進一步為清熱化濕解毒治法治療CAP提供了堅實的理論依據。

2 清熱化濕解毒類方藥對病原微生物的調控作用

從病原學角度來說,已知細菌、支原體、病毒等病原微生物均可引起肺炎,其中細菌致病率最高[10]。現代藥理研究表明,中藥活性成分豐富,不易產生耐藥性,具有抗菌、抗炎、抗內毒素等作用,其作用機制可能與改變細胞膜通透性、抑制蛋白質和核酸形成、抑制細菌生物膜形成以及細菌外排泵活性等相關[7,11]。基于“肺與大腸相表里”理論結合當前的生理病理學,呼吸道與胃腸道兩者皆來源于原始消化管內胚層,具有相同的黏膜免疫系統[12]。人體內90%的病菌定居在腸道內[13],而腸道黏膜免疫的面積又是全身黏膜免疫中最大的[14],因此當腸道菌群失調時,會導致有害菌的增殖繁衍,促使炎癥水平升高,進而危害肺部組織,導致肺部組織感染。

研究發現,中藥復方痰熱清具有抗菌、抗病毒等多種活性,可廣泛用于治療肺炎,其主要通過降低金黃色葡萄球菌中編碼毒力因子、轉錄調節因子和細胞分裂蛋白的基因的表達,從而達到抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的作用[15]。也有研究表明痰熱清注射液能破壞耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)細菌生物膜的三維結構[16],下調細菌外排泵基因表達[17],從而起到抑菌作用。由艾蒿、金銀花及梔子三味藥組成的熱毒寧注射液及其有效成分可以通過調節高遷移率族蛋白B1(HMGB1)/TLR4/NF-κB/MAPKs信號通路,從而達到抑制金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌等細菌的作用[18]。阿奇霉素與喜炎平注射液聯合用藥可通過滅活絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)和核轉錄因子κB(NF-κB)信號通路顯著抑制肺部肺炎克雷伯菌增殖,改善肺部病理改變,減少肺部炎癥因子水平,同時對肝臟毒害作用小[19]。

一項關于在西醫常規療法的基礎上加用加味宣白承氣湯治療肺炎支原體肺炎患者的臨床試驗,治療5 d后,觀察組腸道有益菌(雙歧桿菌、乳酸桿菌、黃瘤胃球菌、丁酸梭菌)數量多于對照組,觀察組糞便sIgA含量高于對照組[(552.25±120.89)pg/L比(394.11±118.16)pg/L],且相關性分析發現腸道有益菌數量與sIgA含量呈正相關,因此研究結果提示,加味宣白承氣湯聯合西醫常規療法治療肺炎支原體肺炎,可增加腸道有益菌數量,促進sIgA分泌,進而修復腸黏膜免疫屏障,改善腸道微生態環境,達到肺腸同治的功效[20]。另外,在小鼠模型上研究發現,腸道微生物動態平衡可有效降低自身免疫的過度反應,從而減輕病毒感染導致的肺部衰竭[21],而且,對感染肺炎鏈球菌的無菌小鼠接種微生物群后,肺部炎癥有了明顯的改善[22]。

清熱解毒類中藥可能通過直接滅活病毒,或者間接抑制病毒黏附以及阻斷病毒復制、組裝和釋放等發揮抗病毒作用[23]。板藍根多糖是板藍根的主要成分,其可通過直接殺滅病毒和抑制病毒吸附、復制及蛋白表達,調節Toll樣受體3(TLR3)通路和Janus激酶(JAK)/信號轉導子和轉錄激活因子(STAT)通路等發揮抗病毒作用[24]。連花清瘟可以通過抑制細菌受體的上調,降低繼發性MRSA對甲型流感病毒 A/PR/8/34(PR8)感染的人肺上皮細胞(A549)的黏附,同時顯著降低流感病毒感染后脂多糖刺激的A549細胞誘導的白細胞介素(IL)-6、IL-8以及腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等的過度表達,以此減少肺病毒滴度,降低IL-6、IL-8以及TNF-α水平,改善肺部包括中性粒細胞浸潤導致的病理性炎癥反應,從而作為肺炎治療的輔助用藥[25]。也有報道表明連花清瘟在治療病毒感染導致的肺炎上,其作用機制主要在恢復免疫系統的生理功能,以抑制病毒的侵襲繁殖、促進病毒凋亡來減少炎癥對機體的損傷[26-27]。

3 清熱化濕解毒法防治CAP的作用機制

CAP的發病機制較為復雜,目前尚未完全闡明。一般認為與病原體和宿主因素有關,當病原體數量多、毒力強以及機體防御機制、免疫系統下降時,就會導致肺炎的發生。清熱化濕解毒類方藥多靶點干預CAP的疾病進程,其機制如下。

3.1抑制炎癥反應 當外來微生物入侵機體,其所產生刺激信號以及機體防御功能下降所導致的神經體液因素,或者自身基因表達失調等可通過調節肺炎相關信號通路如Toll樣受體4(TLR4)通路、NF-κB通路、磷脂酰基醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)通路、過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPARγ)通路等來調控一系列復雜的炎癥介質和細胞因子的水平,進一步減輕肺泡腔炎性滲出、肺泡壁增厚等不同程度的肺組織結構功能損害,從而達到保護肺組織的作用。研究表明,清熱化濕解毒類中藥魚腥草的提取物能改善大鼠的肺部感染,其機制可能是通過抑制死亡關聯蛋白激酶1(DAPK1)的表達,阻斷TLR4、NF-κB與病原體結合引發信號傳導,從而降低干擾素-γ(IFN-γ)、IL-6等炎癥因子水平,以達到改善大鼠肺功能,減輕大鼠肺組織損傷[28]。清開靈口服液能夠抑制肺炎克雷伯菌感染大鼠的肺組織中TLR4的表達,阻斷下游TLR4/NF-κB信號通路磷酸化NF-κB抑制因子(p-IκB)、磷酸化p65(p-p65)的激活,調節血清中相關炎癥因子如IL-1、IL-2、IL-6、TNF-α等,以達到改善肺功能的目的[29]。另外,多項臨床研究表明,麻杏石甘湯在信號通路以及靶點分析等多方面治療肺炎相關動物模型或患者中,通過調節TLR4通路、PI3K/Akt通路、JAK/STAT通路發揮作用,降低體內淋巴細胞、單核細胞等炎性免疫細胞以及TNF、IL-6等相關炎癥因子以達到治愈疾病的目的[30]。荊防顆粒的有效成分在脂多糖(LPS)誘導的小鼠模型中可以通過激活甲狀腺激素受體相關蛋白150(TR150)的表達,進而影響PPARγ通路,發揮抑制肺部炎癥保護肺組織的作用[31]。

3.2調節黏膜免疫反應 黏膜屏障是人體的第一道防線,機體約90%以上的病原體感染發生在黏膜或由黏膜入侵而致病[32-33]。導致肺炎的主要原因是肺炎球菌感染,黏膜免疫可以提供局部和全身免疫反應,針對肺部的黏膜免疫是誘導局部免疫反應以針對肺炎球菌定植和改善對肺炎的保護[34-35]。研究發現,疏風解毒膠囊能夠降低肺炎鏈球菌感染的肺炎模型大鼠B淋巴細胞、升高CD4+/CD8+及天然殺傷細胞(NK細胞)比例,以及降低IL-1α、IL-1β、IL-2、 IL-10、TNF-α、IFN-α、IFN-γ、IgM、IgG水平,降低免疫器官質量,進而對肺炎模型大鼠療效顯著[36]。也有研究表明,疏風解毒膠囊可以調節MAPK、PI3K-Akt、cAMP等信號通路以及靶蛋白如ACE2、2OFZ和1SSK等的結合活性來改善病毒感染肺炎的免疫功能,減輕炎癥反應[37]。現代藥理研究表明,清金化痰湯有效成分具有抗炎、調節機體免疫等作用,加用清金化痰湯能顯著改善T細胞亞群CD4+、CD8+水平,降低血清IL-6、TNF-α、IL-10水平來調節機體免疫,改善臨床癥狀,提高療效[38]。

3.3抑制氧化應激 細胞內氧自由基異常所觸發的氧化應激可致生物活性酶的功能異常,在微生物感染導致的肺組織損傷發病機制中發揮重要作用,促進肺炎的演變過程。當機體的氧化與抗氧化作用失去平衡,體內的氧化物質過多會導致以超氧化物歧化酶(SOD)、一氧化氮合酶(NOS)、誘導型一氧化氮合酶(iNOS)等為代表的生物活性酶的功能異常,而氧化產物如一氧化氮(NO)、丙二醛(MDA)含量累積,最終激活炎癥介導的免疫反應,導致肺泡上皮細胞損傷。研究表明,與單純使用清肺通絡方組或者阿奇霉素組相比,清肺通絡方聯合阿奇霉素組在抑制肺炎支原體肺炎模型小鼠體內的NOS、iNOS活性,降低NO、MDA含量,提高SOD活性等方面效果更顯著,可發揮體內抗氧化作用,進而減輕肺部炎癥損傷達到保護肺組織的作用[39]。目前公認核轉錄因子E2相關因子2(Nrf2)/抗氧化響應元件(ARE)信號通路具有抗氧化作用,在肺炎支原體感染的人類肺泡基底上皮細胞(A549細胞)試驗中,清肺通絡方可以減輕肺炎支原體感染后A549細胞的氧化損傷,其機制可能與調控Nrf2/信號通路有關[40]。羌活佩蘭湯的有效成分可通過提高SOD活性來降低病毒性肺炎小鼠血清中的MDA、NO含量,改善血管內脂質過氧化對細胞的損傷,進而減輕病毒感染后肺組織細胞的損害,對肺組織起到保護作用[41]。

3.4調控細胞凋亡 近年來研究表明,RNA可通過調控靶RNA的表達參與CAP的發生發展過程,并可能作為治療的潛在靶點。微小RNA如mmu_circRNA_007893、circ RNA_3832、circGATAD2A等可以介導炎癥指標、TNF的產生[42],誘導細胞的凋亡。在肺炎鏈球菌感染A549模型實驗中,連翹的提取物可能通過調控miR-223-3p的表達而使肺泡上皮細胞活力升高,同時降低細胞凋亡率和cleaved Caspase-3蛋白水平,促進細胞增殖,抑制細胞的凋亡,為治療肺炎鏈球菌肺炎提供可行理論依據[43]。在LPS誘導的急性肺損傷小鼠模型中,清咳平喘顆粒可能通過誘導肺表面活性蛋白Clara細胞10kDa蛋白(CC10)的更高表達,顯著降低IL-6、TNF-α、IL-1α和 IL-1β的水平,以此達到減輕肺部炎癥反應、促進肺部細胞再生,進而保護肺組織的作用[44]。在肺炎支原體感染誘導的小鼠模型中,紫菀水提液可以通過調控轉化生長因子TGF-β1 mRNA的表達,降低小鼠肺組織細胞的凋亡率以及修復肺炎支原體感染所導致的肺組織病理損傷以達到保護肺組織的作用[45]。桔梗總皂苷可以通過上調MP感染大鼠肺部組織中肺表面活性蛋白mRNA的表達,增加肺表面活性蛋白的合成和分泌,以此來改善肺部炎癥,且對肺部組織起到修復作用[46]。

3.5改善肺組織能量代謝 肺炎發生的過程中,肺部組織細胞能量代謝也發生相應變化。一般情況下,肺組織通過有氧代謝來獲取能量,當缺氧狀態或者呼吸道感染病原微生物產生肺部炎癥反應后,機體會通過調節三羧酸循環和糖酵解代謝產物、花生四烯酸和甲硫氨酸代謝途徑以及細胞色素C氧化酶4(COX Ⅳ)含量等來維持肺炎病程中肺組織的正常結構和功能。研究發現,蒲地藍消炎口服液可提高LPS誘導的急性肺炎模型小鼠的乳酸代謝能力,并降低三羧酸循環和糖酵解代謝中琥珀酸、蘋果酸、α-酮戊二酸、異檸檬酸等代謝產物濃度,以減輕肺組織的病理損傷,提示蒲地藍消炎口服液能通過改善小鼠機體能量代謝以保護肺組織[47]。痰熱清注射液在西醫常規治療的基礎上,通過調節花生四烯酸代謝途徑和甲硫氨酸代謝途徑來達到改善CAP患者臨床癥狀和炎癥反應的目的[48]。COX Ⅳ是機體組織能量代謝的標志性蛋白,在LPS誘導的肺炎小鼠模型中,荊防顆粒可使肺組織中COX Ⅳ陽性細胞增加,最終使肺組織內COX Ⅳ蛋白含量以及ATP含量增加,從而提高小鼠肺組織能量代謝水平以緩解肺炎所導致的肺組織損傷[31]。

3.6調控肺血管重構 肺部血管缺失或者過度生長會導致肺部組織發生病理性改變,這個過程主要是由血管內皮生長因子(VEGF)調控所致,其介導的PI3K、Akt可調節肺血管內皮細胞增殖、遷移等生命活動,在肺血管生成及重構中發揮重要作用。研究表明在肺炎衣原體感染的人血管內皮細胞模型上,肺炎衣原體感染可誘導PI3K的活化與表達,從而促使血管內皮細胞遷移和新生,而黃連素可抑制肺炎衣原體感染誘導的PI3K的活化與表達來阻止病理性血管新生、增加發生粥樣斑塊的危險[49]。防風提取物可以抑制VEGF與促血管生成素2(Ang-2)表達,以減少損傷肺組織中病理性血管的新生,其機制可能與激活Kelch樣環氧氯丙烷相關蛋白-1(Keap1)-Nrf2/ARE信號通路,進而降低幼鼠肺組織氧化應激反應有關[50]。荊防顆粒可以上調LPS誘導的肺炎小鼠肺組織中白細胞分化抗原31(CD31)與閉合蛋白(Occludin)表達,使肺組織中CD31含量、Occludin含量增加,從而提高肺組織血管的完整性,改善肺部微循環狀態[31]。

3.7對凝血功能的影響 肺炎球菌釋放的溶血素是血小板的有效激活劑,血小板在機體防御感染中起著重要作用,這些細胞的過度活化會導致促炎、促血栓形成,從而導致CAP并發心肌損傷和功能障礙[51],且血小板指數可用于CAP的診斷[52]。研究發現,清肺活瘀方可使支原體肺炎患兒體內D-二聚體與血小板水平顯著降低,通過調節凝血功能、 阻止血小板α-顆粒中的CD40L與CD40結合來改善患者高凝狀態,其作用機制可能與抑制炎癥反應和減輕對內皮細胞的損害有關[53]。清肺排毒湯水提物對巨核細胞分化產生血小板有促進作用,其活性成分黃芩苷能夠直接抑制血小板的激活、聚集,從而抑制新冠肺炎導致的凝血系統障礙,其作用機制可能與上調轉錄因子fNF-E2、Fli-1和GATA-1的mRNA表達有關[54]。

4 問題與展望

清熱化濕解毒法治療CAP可以提高療效,改善CAP臨床癥狀和預后。目前研究顯示,其可通過抑制炎癥反應、調節黏膜免疫、抑制氧化應激、調控細胞凋亡、改善能量代謝以及調控肺血管重構等機制以及防治微生物起到治療CAP的作用,但各機制以及防治微生物基礎性研究內容不充分,尚缺乏更深入的基礎研究。另外,由于中藥活性成分豐富,因此對清熱化濕解毒類中藥及復方中有效成分的篩選研究不足,其準確的作用機制很難把握。故今后需要進一步加強基礎研究,對存在的問題進一步探討,以期為中醫藥防治CAP提供更為可靠的科學依據。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。