補陽還五湯治療脊髓損傷作用機制的研究進展

蘇文碩，安忠誠，陳晨，樊光亞，魏浩，董黎強

(1.浙江中醫藥大學第二臨床醫學院，浙江 杭州 310053；2.浙江中醫藥大學附屬第二醫院，浙江 杭州 310005)

脊髓損傷是由各種原因引起的脊髓結構、功能的損害，造成損傷水平以下運動、感覺、自主神經功能障礙，嚴重者可出現四肢癱瘓，甚至死亡。據統計，全球每年有25～50萬人發生脊髓損傷[1]。脊髓損傷不僅給患者及其家屬帶來巨大的心理和經濟負擔，也給社會帶來巨大的壓力[2-3]。脊髓損傷后會出現脊髓缺血、脂質過氧化反應、神經細胞凋亡、軸突脫髓鞘、膠質瘢痕形成等復雜的病理變化，使得脊髓在受傷后難以再生和自我修復[4-7]。目前，西醫治療脊髓損傷的方法主要是手術治療、藥物治療和康復訓練，但這些方法并不能從根本上解決神經細胞再生的問題。隨著中醫藥事業的蓬勃發展，中醫藥也逐漸被用于脊髓損傷的治療中。補陽還五湯出自清代王清任的《醫林改錯》，具有補氣活血通絡的功效，用于治療氣虛血瘀所致半身不遂、口眼歪斜、語言蹇澀等癥。中醫學認為，脊髓損傷所致的偏癱、截癱、肢體痿軟等癥屬于督脈損傷、瘀血阻絡，加之患者元氣大傷且久臥傷氣，多屬氣虛血瘀證，所以臨床上采用該方治療脊髓損傷具有較好的臨床療效，但其具體作用機制尚未明確。本文就補陽還五湯治療脊髓損傷作用機制的研究進展進行綜述，以期能為臨床治療該病提供參考。

1 改善脊髓組織缺血狀態

脊髓損傷后在一段時間內，損傷區會出現缺血、缺氧等，因此改善損傷區血液循環被認為是延緩脊髓繼發性損傷的重要環節之一。血小板活化因子(platelet activating factor，PAF)是一種具有廣泛生物活性的磷脂類遞質，具有血小板活化的作用，可促進血小板聚集，形成血栓，加重脊髓繼發性損傷。齊英娜等[8]研究發現，補陽還五湯可以降低脊髓組織中PAF的表達，改善大鼠血液循環及四肢運動功能，減輕脊髓繼發性損傷。缺氧誘導因子-1(hypoxia inducible factor-1，HIF-1)在組織缺氧時能通過調節機體代謝來改善機體缺氧情況[9]。血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是一種高度特異性的促血管內皮細胞生長因子，可以促進血管內皮細胞遷移、增殖，從而促進血管形成，改善受損組織缺血和缺氧的情況[10]。喬若飛等[11]研究發現，補陽還五湯可以促進HIF-1α、VEGF的表達，改善脊髓損傷節段缺血、缺氧狀態，減輕因缺血缺氧造成的脊髓繼發性損傷，從而促進神經功能恢復?？梢?，補陽還五湯可以通過抑制PAF的表達和促進HIF-1α、VEGF表達來改善脊髓損傷后脊髓組織的缺血狀態。

2 抑制炎癥反應

脊髓損傷往往伴隨著炎癥反應，因此抑制炎癥反應也被認為是延緩脊髓繼發性損傷的重要環節之一。紅細胞分布寬度(red cell volume distribution width，RDW)是反映紅細胞體積大小異質性的參數，被認為可以反映體內慢性炎癥狀態及氧化應激狀況[12]。徐道志等[13]研究發現，補陽還五湯可降低脊髓損傷患者的RDW，減少C反應蛋白(C-reactive protein，CRP)等炎癥因子的產生和釋放。近年來有研究[14]發現，脊髓損傷患者的RDW與心肺適能(cardiorespiratory fitness，CRF)存在極強的負相關性，脊髓損傷節段越高的患者臨床上RDW升高的發生率越高，這可能與CRF降低有關。水通道蛋白-4(aquaporin protein-4，AQP-4)是在中樞神經系統中表達的主要水通道蛋白，可影響水跨膜轉運。脊髓損傷后AQP-4的增加可導致脊髓水腫。有研究[15]發現，補陽還五湯能夠抑制脊髓損傷后AQP-4的表達，從而減輕脊髓水腫程度，抑制炎癥反應?？梢?，補陽還五湯可減小RDW和減少CRP等炎癥因子的產生和釋放，從而抑制炎癥反應。

3 減少神經細胞死亡

脊髓損傷會導致神經細胞的壞死和凋亡，其中細胞凋亡是脊髓損傷后神經細胞死亡的主要方式。有研究[16]發現，脊髓神經細胞受損后，炎性小體被激活可加快細胞焦亡，與細胞凋亡共同加重脊髓繼發性損傷。NOD樣受體蛋白(NOD-like receptor protein 1，NLRP1)/半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(cysteine-containing aspartate-specific proteases-1，Caspase-1)是細胞焦亡通路之一[17]。李亞鋒等[18]的研究結果顯示，補陽還五湯能改善大鼠運動功能，其機制可能是通過抑制NLRP1/Caspase-1通路以減少細胞焦亡。丁潔等[19]也通過動物實驗證實，補陽還五湯能夠抑制脊髓損傷后NLRP3炎性體的表達，同時下調Caspase-1蛋白的表達。Caspase-1不僅與細胞焦亡通路有關，在細胞凋亡中也起著重要作用，它是一種參與并執行細胞凋亡的蛋白酶。補陽還五湯可以降低Caspase-3蛋白的表達，抑制損傷神經細胞的凋亡，起到保護神經細胞和促進運動功能恢復的作用[20]。齊英娜等[21]研究發現，補陽還五湯可能是通過下調Caspase-12、Caspase-9和Caspase-3蛋白的表達，抑制過度的內質網應激反應而發揮對脊髓受損細胞修復的作用。VEGF除了可以促進血管生成外，還可以保護神經細胞，抑制細胞凋亡。補陽還五湯可增強VEGF的表達，從而發揮延緩脊髓繼發性損傷的作用[22]。細胞凋亡是多基因調控的結果，其中Bax的表達能夠促進細胞凋亡，相反Bcl-2的表達將會抑制細胞凋亡。董賢慧等[23]的實驗表明，補陽還五湯能夠改善脊髓損傷大鼠的運動功能，其機制可能是通過上調Bcl-2蛋白的表達、下調Bax蛋白的表達來發揮保護神經細胞的作用。自噬性細胞死亡也是神經組織損傷的一種類型，細胞自噬對神經細胞來說既有益處也有弊端。自噬可以清除衰老的細胞，促進新陳代謝，但自噬過度可能會引起細胞凋亡。自噬過程中的相關蛋白Beclin-1、微管相關蛋白1輕鏈3(microtubule-associated protein 1 light chain 3，LC3)以及P62能夠反映自噬發生情況。補陽還五湯能夠調節Beclin-1、LC3以及P62的表達，雙向調節細胞自噬，既能促進自噬清除衰老、受損的細胞，又能防止自噬過度，減少細胞凋亡的發生，從而起到保護神經細胞的作用[24]。

綜上所述，補陽還五湯可以通過抑制NLRP1/Caspase-1細胞焦亡通路、下調Caspase-12、Caspase-9和Caspase-3蛋白的表達，抑制過度的內質網應激反應來修復受損的神經細胞；還能增強VEGF和Bcl-2蛋白的表達，同時下調Bax蛋白的表達以及調節Beclin-1、LC3和P62的表達來發揮保護神經細胞的作用。

4 改善軸突再生的微環境

脊髓損傷可導致神經細胞軸突出現脫髓鞘改變，使神經沖動傳導受阻，進而出現肢體功能障礙。因此，脊髓損傷后抑制軸突脫髓鞘改變，促進軸突再生是脊髓功能恢復的關鍵。少突膠質細胞是中樞神經系統(central nervous systerm，CNS)唯一的髓鞘形成細胞，能表達大量成熟蛋白促進髓鞘發生，圍繞軸突進行髓鞘化，其中髓鞘堿性蛋白(myelin basic protein，MBP)是髓鞘所特有的蛋白，具有高度特異性。血清中的MBP含量可以反映脊髓損傷后神經組織受損情況。裴冬陽[25]研究發現，補陽還五湯能減少血清中MBP的含量，抑制軸突脫髓鞘改變，促進神經功能恢復。近年來有研究[26]認為，神經軸突生長抑制因子(neurite outgrowth inhibitor，Nogo)是阻礙脊髓損傷后脊髓神經功能恢復的一個重要因素。Nogo-A是Nogo蛋白分子的最主要形式，主要表達于有髓軸突、少突膠質細胞胞體和突起的表面[27]；已被證實是脊髓損傷后抑制軸突再生的最主要髓磷脂相關性軸突生長抑制蛋白，其在與受體結合后會導致軸突生長錐回縮、塌陷，破壞軸突生長錐的穩定性，從而起到抑制軸突生長的作用[28]。腦源性神經營養因子(brain-derived neurotrophic factor，BFNF)是人體內含量最多的營養因子，主要表達于中樞神經系統，它能夠誘導損傷部位軸突延伸、髓鞘形成和突觸連接，促進脊髓損傷大鼠神經功能的恢復[29]。裴俐鋒等[30-31]研究發現，補陽還五湯能顯著增加BDNF的表達，減少Nogo-A的表達。這說明補陽還五湯可能是通過上調BDNF的表達和抑制Nogo-A的表達來改善軸突再生的微環境，促進神經功能恢復。Ca2+是人體各項生理活動不可或缺的離子，脊髓損傷后細胞膜的Ca2+通道受到缺血、缺氧影響而導致Ca2+內流，增加神經細胞凋亡的敏感性，從而導致神經細胞凋亡。有研究[32]發現，補陽還五湯可以阻斷L型鈣通道活動、降低細胞內鈣離子濃度、抑制細胞內鈣超載、減少神經細胞的凋亡，從而有利于神經細胞修復。脊髓損傷往往還伴隨著血管和微循環障礙，這會導致脊髓損傷處的血液供應受阻，影響神經修復與軸突再生，而Ⅰ型和Ⅳ型膠原蛋白能夠促進脊髓損傷后血管和微血管的重建。林曉敏等[33]研究發現，補陽還五湯能促進大鼠肢體功能的恢復，可能是通過上調Ⅰ型和Ⅳ型膠原蛋白的表達而實現的。脊髓損傷后，骨形態發生蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)信號通道的相關蛋白表達，會使星形膠質細胞(astrocyte，AS)分化增加，膠質瘢痕形成，抑制軸突再生。補陽還五湯能抑制BMP信號通道相關蛋白的表達，降低骨成型蛋白受體(bone morphogenetic protein receptor，BMPR)Ⅰa、BMPRⅡ的表達，促進殘存軸突再髓鞘化，從而促進脊髓神經的恢復[34]。

綜上所述，補陽還五湯不僅能通過減少血清中MBP的含量來抑制軸突脫髓鞘改變，也可以通過上調BDNF的表達、抑制Nogo-A的表達來改善軸突再生的微環境，還能夠通過阻斷L型鈣通道活動、降低細胞內鈣離子濃度來促進神經細胞修復，同時也可以上調Ⅰ型和Ⅳ型膠原蛋白的表達、抑制BMP信號通道相關蛋白和BMPR Ⅰa、BMPR Ⅱ的表達共同發揮促進軸突再生的功能。

5 抑制膠質瘢痕的形成

脊髓損傷會引起AS分化增多，軸突脫髓鞘，膠質瘢痕形成，阻礙神經功能的恢復與再生。膠質纖維酸蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)是中樞神經系統AS的重要組成，能影響AS的形態和功能。巢蛋白參與神經組織的生長和發育。有研究[35]發現，補陽還五湯可以下調GFAP的表達，減少膠質瘢痕的形成，上調巢蛋白的表達，促進受損神經組織修復與再生。趙鵬等[36]的研究結果表明，補陽還五湯可以抑制MBP2/4的活性和表達，促進少突膠質前體細胞(oligodendrocyte precursor cells，OPCs)向少突膠質細胞分化，抑制其向AS分化，從而促進軸突殘存再髓鞘化，抑制膠質瘢痕形成。補陽還五湯也可以直接促進OPCs分化為少突膠質細胞[37]?？梢?，補陽還五湯可以通過下調GFAP的表達、上調巢蛋白的表達以及抑制MBP2/4的活性和表達來發揮抑制膠質瘢痕形成的作用。

6 抑制脂質過氧反應

脊髓損傷產生的脂質過氧化反應會引起脊髓神經組織變性壞死，造成脊髓繼發性損傷。丙二醛(malondialdehyde，MDA)能夠反映體內自由基的水平，而超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)是氧自由基清除物，其含量代表了清除氧自由基的能力。補陽還五湯具有抗氧化作用，可以增加血清中SOD的含量，降低血清中MDA的含量，抑制脂質過氧化反應，減少氧自由基對神經組織的損傷，從而延緩繼發性脊髓損傷的發生[38-39]?？梢?，補陽還五湯可以通過增加血清中的SOD含量、降低血清中MDA的含量、降低脂質過氧化物以及減少氧自由基的產生來發揮抑制脂質過氧化反應的作用。

7 小 結

目前臨床上治療脊髓損傷的方法主要以手術治療、藥物治療和康復訓練為主，雖然這些方法對緩解繼發性損傷和促進神經功能恢復有一定的作用，但治療脊髓損傷的長期療效并不樂觀。隨著中醫藥事業的蓬勃發展，許多中藥復方和單味中藥被發現用于治療脊髓損傷具有明顯的療效[40-43]。目前研究顯示，補陽還五湯在治療脊髓損傷方面有確切療效，但其具體作用機制尚不清楚，還有待進一步研究。相信隨著廣大研究者對補陽還五湯研究的不斷深入及對脊髓損傷病理機制的逐步認識，定能明確補陽還五湯治療脊髓損傷更深層次的作用機制，為補陽還五湯治療脊髓損傷提供更有力的參考依據。