齊蕊涵,張洪春,李尤佳,邵良碧
1 北京中醫藥大學,北京100029;2 中日友好醫院;3 衢州市康德呼吸健康研究院
支氣管哮喘是一種由嗜酸性粒細胞、肥大細胞、T細胞等多種炎性細胞及細胞組分參與的氣道慢性炎癥性疾病,伴有可逆的氣流受限和氣道高反應性;長期的氣道慢性炎癥,可導致氣道結構的改變,即氣道重塑;其臨床主要癥狀為發作性的呼吸困難、咳嗽、氣急、胸悶等,多于夜間或凌晨發作,可自行緩解或經治療后緩解[1]。支氣管哮喘屬于中醫學“哮病”范疇,系宿痰伏肺,因素體稟賦異常,復加外邪、飲食、情志、勞倦等誘因觸引的反復發作性痰鳴氣喘類疾病[2]。中醫學自古即有瘀血乘肺致喘的理論基礎,近年來從瘀論治哮病日益受到重視。上世紀80年代,國醫大師洪廣祥就曾提出痰瘀伏肺為哮病“夙根”的觀點;此后,瘀血致哮喘的病因病機被不斷豐富發展。丹參味苦,性寒,為常用的活血化瘀類中藥,也是從瘀論治哮喘時的常用藥。本文從現代醫學研究的角度,對丹參治療支氣管哮喘的機制作一綜述,為臨床治療提供一定的理論基礎。
支氣管哮喘發作時,由多種炎性細胞釋放入血的一些物質(組胺、腺苷、白三烯、血小板活化因子、氧自由基、溶酶體酶、前列腺素、免疫球蛋白、緩激肽等)以及缺氧均會導致血管平滑肌及氣管平滑肌收縮,微血管通透性增加,毛細血管前括約肌功能失調,血小板聚集,血液黏滯性升高,紅細胞聚集增加[3]。血栓素B2(TXB2)為血小板花生四烯酸的主要代謝產物,是已知最強的血小板聚集劑和氣道平滑肌收縮劑之一。在氣道炎癥時,TXB2釋放能促使支氣管平滑肌細胞收縮、黏膜水腫而引起哮喘[4]。
許德金[5]對43例支氣管哮喘患者進行甲襞微循環檢查,發現甲襞毛細血管襻變形、扭曲、模糊不清,血色暗紅,血流緩慢,紅細胞聚集;對其中25例進行血液流變學檢查,發現全血比黏度、血漿比黏度高于正常,而用丹參治療后各指標較前有明顯改善。許氏認為,哮喘原始病因導致了甲襞微循環異常,微血管痙攣后肥大細胞缺血、缺氧并分泌組織胺,又進一步加重哮喘發作,因此微循環障礙為哮喘發病的中間環節。岳廣等[6]對32例支氣管哮喘急性期患者進行隨機對照試驗發現,治療緩解后,兩組全血黏度(高切、低切)、血漿黏度、紅細胞聚集指數明顯低于急性期,對比有顯著差異,丹參組改變更明顯。由此可見,丹參可通過調節微循環障礙而緩解哮喘臨床癥狀。王琦等[7]研究發現,試驗組與正常對照組比較,TXB2明顯增高,經丹參治療后又顯著降低;這表明TXB2增高為哮喘的發病因素之一,而丹參防治哮喘的機制可能與抑制TXB2釋放有關。
2.1 IL-13和Eotaxin 嗜酸性粒細胞(EOS)浸潤是氣道慢性炎癥的主要特征,而嗜酸性粒細胞趨化因子Eotaxin對EOS具有很強的特異性趨化作用。哮喘患者緩解期和發作期血清Eotaxin水平均明顯升高,且發作期高于緩解期,說明Eotaxin參與了氣道的長期慢性炎癥反應[8]。IL-13是一種與氣道慢性炎癥發生發展密切相關的細胞因子,其表達水平與哮喘嚴重程度呈正相關[9]。李丹等[10]用丹參注射液、地塞米松注射液對40只SD大鼠哮喘模型進行干預,發現丹參組白細胞(WBC)、EOS計數較模型組顯著降低,中西結合組肺泡灌洗液(BALF)中WBC、EOS較地塞米松組或丹參組明顯減低。王成國等[11]應用丹參注射液干預哮喘大鼠,同樣發現丹參組BALF中性粒細胞數、EOS百分率明顯低于哮喘組,肺組織中IL-13和Eotaxin表達較哮喘組明顯減少,且IL-13與Eotaxin表達呈正相關;病理結果顯示,與哮喘組比較,丹參組大鼠支氣管壁損傷明顯減輕,管壁周圍炎性細胞浸潤明顯減少。上述研究表明,丹參注射液可抑制哮喘大鼠的氣道炎癥反應,并協同增強地塞米松的抗炎效果,該作用可能通過下調哮喘大鼠肺組織IL-13和Eotaxin表達而實現。
2.2 肺泡巨噬細胞蛋白激酶C-α(PKC-α) 肺巨噬細胞游走入肺泡腔后即稱為肺泡巨噬細胞,在呼吸系統的局部防御功能中至關重要。PKC-α參與對細胞的信號轉導,與哮喘發病的多個環節有關。研究表明,PKC-α活化后可收縮支氣管平滑肌,促進嗜堿性粒細胞、肥大細胞和血小板釋放多種炎性介質,使氣道黏液分泌增加及氣道平滑肌增生[12]。金毅等[13]的動物實驗表明,PKC-α在對照組大鼠肺泡巨噬細胞表達較少,而哮喘組中表達較多,且PKC-α表達與哮喘狀態的持續、氣道阻力的升高呈正相關;而應用丹參注射液可能通過抑制哮喘大鼠BALF中肺泡巨噬細胞PKC-α的表達,以抑制哮喘模型氣道炎癥。
長期的氣道慢性炎癥可直接或間接使損傷組織不完全或過度修復,導致氣道壁結構的改變,即氣道重塑。氣道重塑是引起慢性哮喘患者氣道不可逆性阻塞的病理基礎,其主要特征是平滑肌細胞、杯狀細胞增生肥大,基底膜網狀層增厚,上皮下纖維化改變以及黏膜下血管增生[14,15]。
3.1 抑制轉化生長因子β(TGF-β)表達 TGF-β是氣道重塑的主要調控因子,其中TGF-β1活性最強,是促纖維化的關鍵因子。TGF-β1通過促進氣道平滑肌細胞增生、刺激成纖維細胞轉化、促進細胞外基質(ECM)合成,致使膠原沉積、基底膜增厚、結締組織蛋白合成,進而導致氣道管腔狹窄及不可逆的肺功能改變[16,17]。魏海龍等[18]通過動物實驗發現,丹參注射液干預組哮喘大鼠BALF中細胞總數、EOS、TGF-β1表達水平明顯下降,且TGF-β1表達與EOS呈正相關;并且,相較于模型組,丹參注射液干預組氣道總管壁面積、氣道內壁面積、氣道平滑肌面積顯著減少。這表明丹參注射液可能通過抑制EOS以降低TGF-β1的表達,進而對氣道炎癥與氣道重塑產生抑制作用。陳靜等[19]通過檢測哮喘大鼠氣道重塑不同階段的病理特征及經丹參干預后TGF-β1的動態變化發現,肺組織TGF-β1表達隨激發時間延長和哮喘發作次數而逐漸增多,用丹參干預后TGF-β1表達隨干預時間延長而逐漸下降,且大鼠肺組織炎性細胞浸潤、支氣管管壁和平滑肌細胞增生減輕,氣道重塑逐漸改善。由此可見,TGF-β1是氣道重塑的重要調控因子之一,丹參可能是通過抑制TGF-β1表達,從而干預或阻斷哮喘氣道重塑進程。
3.2 降低基質金屬蛋白酶9(MMP-9)表達 MMP家族是降解ECM的主要成分,是調節ECM代謝的主要限速酶,在生理和病理情況下有利于組織重構。其中,MMP-9因能降解多種ECM成分成為與哮喘氣道重塑關系最為密切的MMP。哮喘狀態下,MMP-9過表達不僅能使ECM結構重建,還能通過促進EOS遷移、氣道平滑肌細胞增生與遷移,從而加速氣道重塑[20,21]。李陳等[22]通過免疫組化法及半定量PCR法檢測氣道重塑模型大鼠肺組織中的MMP-9蛋白及mRNA,發現丹參干預組肺組織中MMP-9表達量較哮喘組明顯減少,提示丹參可下調MMP-9來調節MMP-9/TIMP-1平衡,進而干預ECM及氣道重塑。李玉卿等[23]通過單味藥丹參在哮喘大鼠氣道重塑不同階段進行干預后發現,丹參通過降低肺組織MMP-9表達,以改善哮喘大鼠的氣道重塑,并以8周時的干預效果最佳。
4.1 抑制肥大粒細胞脫顆粒 支氣管哮喘屬Ⅰ型速發型超敏反應性疾病。在致敏階段,抗原激活Th2細胞并誘導B細胞產生IgE,IgE與肥大細胞和嗜堿粒細胞上的IgE Fc受體結合;當致敏支氣管哮喘患者再次吸入或食入變應原時,進入發敏階段;變應原與肥大細胞和嗜堿粒細胞表面IgE結合,使其活化、脫顆粒,釋放生物活性介質,導致支氣管平滑肌痙攣、黏液分泌增多和氣道變應性炎癥。許德金等[24]以酮替芬為對照組進行動物實驗發現,丹參對藥物性喘息豚鼠具有顯著保護作用,對肥大粒細胞脫顆粒具有顯著抑制作用,提示丹參治療支氣管哮喘的機制與穩定肥大粒細胞細胞膜及拮抗組胺、乙酰膽堿等活性物質的釋放有關。
4.2 調節Th1/Th2失衡 支氣管哮喘的發病與Th1/Th2比例失衡密切相關[25]。目前研究發現,丹參對支氣管哮喘大鼠Th1/Th2的調節主要體現在以下兩個方面。
4.2.1 促進CD4+CD5+Treg的產生 近年來研究發現,CD4+CD25+Treg數量不足,免疫抑制功能下降,Th2細胞大量活化,產生IL-4、IL-5和IL-13等致炎因子,導致哮喘急性發作或持續;而哮喘經治療或自然緩解后,CD4+CD25+Treg數量增多,免疫抑制功能恢復,抑制Th2細胞活化,糾正Th1/Th2失衡,可促進哮喘緩解[26]。這提示CD4+CD5+Treg可通過抑制Th2的活化而制哮喘的發生和發展。薛克營等[27]通過動物實驗發現,與模型組比較,丹參治療組BALF中細胞總數、EOS、中性粒細胞和淋巴細胞百分比明顯下降;并且,肺組織病理檢查顯示,支氣管壁損傷、管壁周圍炎性細胞浸潤明顯減輕;此外,哮喘大鼠CD4+CD25+Treg比例明顯低于正常對照組,治療后丹參治療組CD4+CD25+Treg比例增加,數量接近正常對照組。這表明丹參注射液具有抑制氣道炎癥、氣道重塑的作用,可能通過促進哮喘大鼠CD4+CD25+Treg的產生而實現。薛克營等[28]進一步對62例患者進行的臨床隨機對照試驗發現,在常規治療基礎上加用丹參注射液,可明顯改善哮喘患者的臨床癥狀和肺功能,且患者CD4+CD5+Treg明顯升高,說明丹參注射液可能通過促進哮喘患者CD4+CD25+Treg的產生而發揮治療哮喘的作用。劉曉虹等[29]通過對90例支氣管哮喘患者的臨床隨機對照試驗再次證實,丹參注射液治療支氣管哮喘療效確切,可明顯改善患者肺功能,其療效可能是通過調節CD4+CD5+Treg而發揮免疫調節機制實現的。
4.2.2 調節T-bet/GATA-3比例 T-bet可以促進Th1細胞發育,抑制Th2細胞因子的合成,并使已定向分化的Th2細胞逆轉為Th1細胞,是Th1細胞的特異性轉錄因子。研究表明,支氣管哮喘發病與T-bet基因表達低下密切相關[30]。GATA-3主要表達于Th2細胞,可上調Th2細胞因子的表達。陳棱麗等[31]將80只SD大鼠隨機分為正常對照組、哮喘模型組、丹參治療組、聯合用藥組,測定氣道反應性、檢測肺組織中T-bet和GATA-3的表達;結果發現,丹參注射液可有效改善哮喘的炎癥反應和肺功能,并增加T-bet的表達、降低GATA-3的表達。這提示丹參注射液可能通過對T-bet和GATA-3的雙向調節,以逆轉T-bet/GATA-3的比例,進而糾正Th1/Th2失衡,改善哮喘的癥狀。
綜上所述,目前研究發現,活血化瘀藥丹參治療支氣管哮喘的機制體現在哮喘發病的多個環節,主要與調節血液流變學、改善氣道慢性炎癥、抑制氣道重塑及免疫調節等有關。血液流變學方面,丹參可以降低全血比黏度、血漿比黏度,改善支氣管哮喘患者的微循環障礙,緩解因微循環異常、微血管痙攣所導致的肥大細胞缺血、缺氧,進而減少組織胺的分泌;丹參也可以通過降低TXB2濃度,抑制血小板聚集、緩解支氣管平滑肌痙攣。在氣道慢性炎癥方面,丹參通過阻斷IL-13和Eotaxin通路以減少EOS的數量,也抑制肺泡巨噬細胞PKC-α的表達以抑制哮喘氣道炎癥反應,起到對支氣管哮喘的治療作用。在氣道重塑方面,丹參可以通過減少TGF-β1、MMP-9的表達,進而抑制氣道平滑肌細胞增殖、基底膜增厚、結締組織蛋白合成、ECM結構重建等以改善氣道重塑。免疫調節方面,丹參可以通過穩定肥大粒細胞細胞膜,以抑制組胺、乙酰膽堿等活性物質的釋放;也可以通過促進CD4+CD5+Treg的產生、調節T-bet/GATA-3比例以糾正Th1/Th2失衡,進而發揮免疫調節機制,改善支氣管哮喘的癥狀??梢?,丹參治療支氣管哮喘,既有中醫學的理論基礎,也有現代醫學研究發現的支撐。但是,仍缺少高質量的臨床研究,以理論結合實踐,為丹參治療支氣管哮喘提供更多的循證醫學證據。