中药防治肺纤维化分子机制研究进展

张苏贤+张天嵩

摘要：肺纤维化病情迁延，属难治性呼吸系统疾病，严重影响患者生活质量。现代医学药物治疗该病疗效不佳，且有不良反应。近年来，中医药在肺纤维化动物模型实验研究中体现出独特优势。本文就近年来中药防治肺纤维化的分子机制研究进行综述，探讨其作用靶点，为该病临床研究及治疗提供依据。

关键词：肺纤维化；中药；分子机制；综述

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2018.02.033

中图分类号：R259.63；R285.5 文献标识码：A 文章编号：1005-5304（2018）02-0137-04

Research Progress in Molecular Mechanism of TCM for Protection and Treatment of Pulmonary Fibrosis

ZHANG Su-xian， ZHANG Tian-song

Central Hospital of Jingan District， Shanghai 200040， China

Abstract： Pulmonary fibrosis is a kind of intractable disease threatening human health in the respiratory system， which heavily affects life quality of patients. The current Western medicine in clinical drug treatment still does not have significant efficacy， with adverse reactions. In recent years， TCM has shown unique advantages in pulmonary fibrosis models of animals experimental study. This article reviewed the research progress in molecular mechanism of TCM for the protection and treatment of pulmonary fibrosis， discussed its action targets， and provide references for the clinical research and treatment of pulmonary fibrosis.

Keywords： pulmonary fibrosis； TCM； molecular mechanism； review

肺纖维化（pulmonary fibrosis，PF）是弥漫性肺间质纤维化的简称，是多种原因所致的肺功能进行性、不可逆性下降，其主要的病理特征为肺间质炎症、细胞外基质沉积、成纤维细胞增殖、肺泡上皮持续受损以及肺泡结构紊乱[1]。近年来其发病呈逐年上升趋势，其中特发性肺间质纤维化生存期中位数为2.9年，5年生存率<50%[2]。肺纤维化的发病机制尚未明确，缺乏有效的治疗手段，且预后较差。目前临床多用糖皮质激素、免疫抑制剂、免疫调节剂、抗氧化剂等药物治疗，但临床疗效并不显著，且具有一定不良反应。近年来中药在防治肺纤维化方面的研究取得了一定的进展，为临床治疗提供了新的思路，综述如下。

1 肺纤维化分子学发病机制

肺纤维化早期以炎症反应为主，在炎症反应过程中常出现炎性细胞、免疫效应细胞和其他相关细胞因子。目前研究主要将这些细胞因子归为促进纤维化形成和抑制纤维化形成2大类。

1.1 促进肺纤维化的细胞因子

在促进纤维化形成中起关键作用的是转化生长因子-β（TGF-β）[3]，由多种炎症细胞合成和分泌，促进胶原蛋白和纤维连接蛋白等细胞外基质的合成，减少细胞外基质的降解，从而加重肺损伤[4]。血小板衍生生长因子（PDGF）、胰岛素生长因子是致纤维化的生长因子，在早期分泌增多，同时启动肺纤维化的过程，形成不可逆性肺损伤[5]。结缔组织生长因子（CTGF）是一种成纤维细胞生长趋化因子，其基因可被TGF-β转录激活。在肺纤维化组织中CTGF明显高于正常肺组织[6]。肿瘤坏死因子-α（TNF-α）通过促进间质细胞的有丝分裂、调控胶原合成和沉积等诸多途径影响基质代谢，参与肺纤维化发病[7]。内皮素-1诱导纤维母细胞增殖、变异、收缩和胶原合成，促进纤维化形成[8]。白细胞介素（IL）-17是由细胞亚型- Th17产生的炎症因子，能诱导促纤维化因子TGF-β产生[9]。张慧琴等[10]研究表明，IL-17和IL-6有可能从炎症损伤和纤维化2方面参与了肺纤维化的形成。基质金属蛋白酶（MMPs）和组织型金属蛋白酶抑制剂（TIMP）比例失调可引发肺纤维化。MMPs早期活性增强，破坏了细胞外基质，TIMP-2在纤维化期活性增强，抑制了肺组织正常的修复和胶原降解[11]。低氧诱导因子-1α起着炎症放大的作用，与炎症因子均参与了肺间质纤维化的发生，并形成恶性循环[12]。在博来霉素致大鼠肺损伤中，血管内皮生长因子（VEGF）可促进肺纤维化的形成，其高表达与肺泡Ⅱ型上皮细胞损害直接相关，其受体Flt-1和Flk-1在实验组肺纤维化形成过程中表达量增加[13]。

1.2 抑制肺纤维化的细胞因子

目前研究较多的是干扰素（IFN）-γ，其与受体结合后，信号传入细胞内，激活细胞核中的转录蛋白STAT1，与TGF-β信号转导发生竞争性抑制，进而削弱TGF-β的作用[14]，还能抑制VEGF的分泌[15]，起到抗纤维化作用。

2 中药治疗肺纤维化的分子机制研究概况endprint

2.1 复方

李水芹等[16]研究表明，补阳还五汤能抑制肺纤维化大鼠细胞外基质（ECM）的增殖，抑制肺纤维化大鼠血清中纤维化指标的表达，抑制TGF-β/Smad/EPK信号转导通路中的相关细胞因子的过度表达，发挥抗肺纤维化的作用。刘哲等[17]研究表明，肺纤方（冬虫夏草、生黄芪、红景天、白果、瓜蒌、海蛤壳、炙麻黄、水蛭）大、中剂量均能抑制肺泡炎和纤维化程度、下调VEGF、血管内皮生长因子受体（VEGFR）1、VEGFR2的基因表达水平，抑制血管新生，发挥抗肺纤维化作用。闫玉琴等[18]研究表明，扶正剔邪搜络方（人参、麦冬、五味子、浙贝母、皂角刺、地龙、水蛭、全蝎）可以早期预防博来霉素所致大鼠肺泡炎、肺纤维化的形成，长期用药还可以延缓其病程的发展，其机制可能与Smad3、Smad4信号低表达及Smad7高表达，进而影响TGF-β通路有关。周语平等[19]在经方升降散（僵蚕、蝉蜕、姜黄、大黄）的基础上加味组成理肺化纤方，发现该方对博来霉素引起的肺纤维化大鼠有一定的预防和治疗作用，其作用机制可能与减少和下调TGF-β、Smad3的过度表达有关。此外，理肺化纤方可通过抑制大鼠肺组织CTGF信号转导通路和纤维连接蛋白信号转导通路的表达，起到抗肺纤维化的作用[20]。赵晨宇等[21]实验研究提示养阴益气合剂（黄芪、党参、北沙参、黄精、玄参等）通过抑制MMP-9和基质TIMP-1蛋白的表达，调控促进胶原的水解，抑制胶原蛋白的沉积，进而抑制肺纤维化。王檀等[22]研究表明，助阳通痹颗粒在早期阶段阻止了博来霉素所致的肺纤维化大鼠肺组织内MMP-9、MMP-13含量的增多，抑制肺泡间隔增厚，延缓肺纤维化进程；晚期阻止了肺组织内MMP-9含量的增多，及MMP-13含量的降低，抑制肺间质胶原的增多，降低了肺纤维化的损伤程度。

2.2 单味药

2.2.1 虎杖

宋康等[23]采用RT-PCR和免疫组化的方法观察到，与模型组比较，虎杖预防组和7天治疗组能够降低肺纤维化大鼠肺泡炎期肺组织中TGF-β1基因和蛋白的表达，从而减轻肺纤维化模型大鼠的炎症和纤维化的程度。夏永良等[24]研究表明，虎杖能够降低肺组织肺泡炎和肺纤维化病理程度，下调肺纤维化大鼠肺泡灌洗液中TNF-α和PDGF水平，早期用虎杖治疗博来霉素诱导的肺纤维化大鼠，可以抑制或延缓肺纤维化的发生和发展。

2.2.2 沙参

姚岚等[25]研究表明，沙参可下调博来霉素致肺纤维化大鼠TGF-β1及TNF-α蛋白的表达，对肺纤维化有一定的治疗作用。

2.3 中药提取物

2.3.1 黄芪多糖

李娟等[26]研究表明，黄芪多糖可以明显减轻大鼠肺纤维化进程，不仅降低Ⅱ型细胞因子（IL-4）含量，而且升高Ⅰ型细胞因子（IFN-γ）及TNF-α含量，从而调整Ⅰ型/Ⅱ型细胞因子平衡以及TNF-α表达，起到抗纤维化作用。

2.3.2 姜黄素

肖霞[27]利用Western blot方法研究表明，肺纤维化大鼠肺组织蛋白中TGF-β1含量明显高于空白组，姜黄素灌胃后肺纤维化大鼠肺组织蛋白中TGF-β1的含量有一定程度的降低，与模型组有显著差异。

2.3.3 銀杏提取物

丁明桥等[28]研究表明，银杏叶提取物能有效抑制实验性肺纤维化大鼠血清PDGF和TGF-β1的表达，对肺纤维化具有一定的防治作用。熊红等[29]研究表明，银杏叶提取物在早期肺泡炎阶段有与强的松相似的抑制TNF-α、IL-6分泌的作用，后期银杏叶提取物的抑制效果明显优于强的松组。推断银杏叶提取物对肺纤维化大鼠肺组织的保护作用，可能与其能降低血清中TNF-α、IL-6等致炎、致纤维化的细胞因子表达水平有关。

2.3.4 三七皂苷

郑洪等[30]研究表明，三七皂苷可下调肺内TGF-β1及MMP-9表达，起到抗纤维化的作用。全燕[31]在博来霉素诱导肺纤维化大鼠的实验研究中发现三七总皂苷通过抑制CTGF，减少成纤维细胞增殖、细胞外基质产生、肉芽组织形成和纤维化，还能减少TGF-β1诱导的胶原合成，起到抗纤维化的作用。

2.3.5 柴胡皂苷

郑金旭等[32]研究表明，柴胡皂苷d能够抑制肺纤维化进展，机制可能与下调VEGF、上调色素上皮衍生因子的表达有关。

2.3.6 川芎嗪

王增欣等[33]研究川芎嗪对博来霉素所致肺间质纤维化大鼠MMP-9表达的影响，采用免疫组化和Western blot方法发现模型组MMP-9表达上调，川芎嗪组表达降低，提示川芎嗪可降低博来霉素所致肺纤维化大鼠MMP-9的表达，起到抗肺纤维化的作用。

2.3.7 葛根素

张娟[34]在百草枯中毒致大鼠肺纤维化发病过程的实验研究中发现，葛根素各剂量组可以降低百草枯中毒大鼠TGF-β1含量，减轻百草枯中毒大鼠肺泡炎性反应，减少胶原沉积，减轻肺纤维化程度。孙渊[35]用葛根素作用于人胚肺成纤维细胞，发现葛根素可抑制肺成纤维细胞的增殖，诱导其凋亡，可能通过下调CTGF的表达来影响肺成纤维细胞的细胞外基质collagen-I的合成，从而起到干预肺纤维化的作用。

2.3.8 穿心莲内酯

黄成亮等[36]研究表明，一定剂量穿心莲内酯灌胃可减轻博来霉素致肺纤维化大鼠肺泡炎、减少肺组织中PDGF的表达，从而减轻纤维化程度，且对肝肾无明显毒副作用。

2.3.9 大黄素

李玉花等[37]研究表明，大黄素中、低剂量组大鼠TGF-β1、Smad3表达减弱，Smad7表达明显增强，表明大黄素的中、低剂量组能够减轻博莱霉素导致的大鼠肺纤维化程度，其作用机制与调控TGF-β1的Smad3/7信号转导蛋白表达有关。endprint

2.3.10 苦参碱

刘涛等[38]研究表明，高剂量苦参碱可使博来霉素诱导的肺纤维化大鼠肺组织TGF-β1、CTGF表达减少，从而减少ECM的生成，发挥抗肺纤维化的作用。

3 展望

肺纤维化是以细胞外基质过度沉积和肺结构重塑为特征的慢性肺部疾病，发病机制不清，主要有炎症和免疫机制、氧化-抗氧化失衡、促凝血机制等学说[39]，大多数研究集中于纤维化的始动因素以及成肌纤维母细胞的增殖分化，从分子调控机制来阐述肺纤维化的形成过程[40]，其中细胞因子机制一直是研究的热点。在肺纤维化过程中起作用的细胞因子主要分为三大类[39]：生长因子，如TGF-β、CTGF、PDGF等；白细胞介素，如IL-4、IL-6、IL-13、IL-17等；炎性因子，如MCP-1、MIP-1α等。

肺纤维化治疗较为困难，众多研究者尝试探索中医药方法治疗肺纤维化，并涌现出大量的临床及动物实验研究。许多研究表明，中药复方、单味中药、中药提取物等均能改善患者症状及延缓病程进展，并围绕细胞因子机制从分子数据水平开始阐释中药治疗肺纤维化的机制，发现了一些可喜的苗头。

今后研究重点建议进一步探索、优化肺纤维化动物模型，特别是与最常见、最严重的特发性肺纤维化相近的动物模型；中药制剂研究可以采用数据挖掘的方法，从中药复方和提取物两种途径，选取关键性促进或抑制纤维化因子为靶指标，开展设计良好的相关临床及动物试验。总之，希望通过探索中草药治疗肺纤维化分子机制的研究，进一步指导临床开发出有效且不良反应小的治疗药物，为患者造福。

参考文献：

[1] 陆再英，钟南山.内科学[M].7版.北京：人民卫生出版社，2008：101.

[2] 张纾难，贾明月，于洋.近5年中医呼吸病学术发展述评[J].世界中医药，2014，9（8）：969-973.

[3] JOHN A E， LUCKETT J C， TATLER A L， et al.Preclinical SPECT/CT imaging of αvβ6 integrins for molecular stratification of idiopathic pulmonary fibrosis[J]. J Nucl Med，2013，54（12）：2146- 2152.

[4] GURUJEYALAKSHMI G， HOLLINGER M A， GIRI S N， et a1.Regulation of transforming growth factorβ1 mRNA expression by taurin and niacin in the bleomycin Hamster model of lung fibrosis[J]. Am J Repir Cell Mol Biol，1998，18（3）：334-336.

[5] MARGETTS P J， BONNIAUD P， LIU L， et a1. Transient overexpression of TGF-betal induces epithelial mesenchymal transition in the rodent peritoneum[J]. J Am Soc Nephrol，2005，16（2）：425-436.

[6] PAN L H， YAMAUCHI K， UZUKI M， et al. TypeⅡ alveolar epithelial cells and interstitial fibroblasts express connective tissue growth factor in IPF[J]. Eur Respir J，2001，17（6）：1220-1227.

[7] 黃日红，吴泰华，张中和.肿瘤坏死因子α和白细胞介素6对大鼠肺成纤维细胞基质金属蛋白酶及其抑制因子表达的影响[J].中华结核和呼吸杂志，2005，28（7）：496-497.

[8] HOCHER B， SCHWARZ A， FAGAN K A， et al. Pulmonary fibrosis and chronic lung inflammation in ET-1 transgenic mice[J]. Am J Respir Cell Mol Biol，2000，23（1）：19-26.

[9] AL-MUHSEN S， LETUVE S， VAZQUEZ-TELLO A， et al. Th17 cytokines induce pro-fibrotic cytokines release from human eosinophils[J]. Respir Res，2013，14（1）：14-34.

[10] 张慧琴，刘学军.IL-17和IL-6在大鼠肺纤维化过程中的动态表达及意义[J].中国医药导报，2012，9（10）：24-25，28.

[11] YAO H W， XIE Q M， CHEN J Q，et al TGF-betal induces alveolar epithelial to mesenchymal transition in vitro[J]. Life Sci，2004， 76（1）：29-37.

[12] 王玉波，崔社怀.低氧诱导肺网质纤维化的相关机制[J/CD].中华肺部疾病杂志：电子版，2014，7（1）：88-90.

[13] 潘海英，魏经国，王太平，等.血管内皮生长因子及其受体在博莱霉素诱发大鼠肺间质纤维化中表达的研究[J].武警医学，2003，14（6）：331- 334.

[14] GHOSH A K， YUAN W， MORI Y， et al. Antagonistic regulation of typeI collagen gene expression by interferon-gamma and transforming growth factor-beta. Integration at the level of p300/CBP transcriptional coactivators[J]. J Biol Chem，2001， 276（14）：11041-11048.endprint

[15] WEN F Q， LIU X， MANDA W， et al. Th2 cytokine-enhanced and TGF-beta-enhanced vascular endothelial growth factor production by cultured human airway smooth muscle cells is attenuated by IFN-gamma and corticosteroids[J]. J Allergy Clin Immunol，2003， 111（6）：1307-1318.

[16] 李水芹，李学君，王飞，等.补阳还五汤大鼠含药血清对肺成纤维细胞TGF-β1/Smad/ERK信号通路的影响[J].辽宁中医杂志，2015，42（12）：2436-2439.

[17] 刘哲，张晓梅，秦慧慧，等.肺纤方对肺间质纤维化大鼠VEGF及VEGFR1、VEGFR2基因表达的影响[J].北京中医药大学学报，2014，37（11）：753-757.

[18] 闫玉琴，张立山，吴华阳，等.扶正剔邪搜络方对肺纤维化大鼠的防治作用及机制研究[J].北京中医药大学学报，2015，38（1）：37-41.

[19] 周语平，杨成林.理肺化纤方对肺纤维化大鼠的防治作用及对TGF-β1/ Smad3信号转导通路的影响[J].中国实验方剂学杂志，2011，17（12）：151-155.

[20] 周语平，郭宏亮.理肺化纤方对肺纤维化CTGF和FN信号转导通路影响的研究[J].中国实验方剂学杂志，2011，17（14）：201-205.

[21] 赵晨宇，祝勇，周济谱，等.养阴益气合剂对博来霉素所致肺纤维化大鼠的影响[J].中国中医药信息杂志，2015，22（9）：63-67.

[22] 王檀，仕丽.助阳通痹颗粒对博莱霉素致肺纤维化模型大鼠肺组织MMP-9和MMP-13活性的影响[J].长春中医药大学学报，2015，31（4）：686-687.

[23] 宋康，骆仙芳，杨珺超，等.虎杖对肺纤维化大鼠肺组织中TGF-β1表达的影響[J].中华中医药杂志，2007，22（12）：888-891.

[24] 夏永良，骆仙芳，宋康，等.虎杖对肺纤维化大鼠肺泡灌洗液TNF-α和PDGF影响的研究[J].中华中医药学刊，2010，28（1）：43-47.

[25] 姚岚，盛丽，李东书，等.中药沙参对肺纤维化大鼠肺组织TGF-β1及TNF-α蛋白表达的影响中药研究[J].中医研究，2007，20（4）：20-22.

[26] 李娟，张毅，刘永琦，等.黄芪多糖对肺纤维化大鼠细胞因子及肺组织病理结构的影响[J].时珍国医国药，2011，22（7）：1684-1685.

[27] 肖霞.姜黄素对肺纤维化大鼠肺组织TGF-β与HGF表达的影响[D].衡阳：南华大学，2013.

[28] 丁明桥，许朝霞，陈瑞，等.银杏叶提取物对肺纤维化大鼠模型血清PDGF及TGF-β1的影响[J].长春中医药大学学报，2011，27（4）：519-520.

[29] 熊红，江汉华，杨开云.银杏叶提取物对肺纤维化模型大鼠血清中TNF-α、IL-6表达的影响[J].时珍国医国药，2012，23（8）：2063-2064.

[30] 郑洪，蒋萍，关景芳，等.三七皂甙对大鼠肺纤维化的干预作用及机制探讨[J].天津医药，2010，38（12）：1087-1089.

[31] 全燕.三七总皂苷影响大鼠肺纤维化及其CTGF表达的研究[D].重庆：第三军医大学，2005.

[32] 郑金旭，许清，管淑红，等.柴胡皂甙d干预肺纤维化VEGF/PEDF表达的实验研究[J].天津医药，2012，40（8）：796-799.

[33] 王增欣，段斐，刘颖，等.川芎嗪对博莱霉素致肺间质纤维化大鼠MMP-9表达的影响[J].中国中医药咨讯，2010，2（17）：252-253.

[34] 张娟.葛根素抗百草枯诱导大鼠肺纤维化的实验研究[D].济南：山东省医学科学院，2009.

[35] 孙渊.葛根素对肺成纤维细胞增殖、凋亡及细胞外基质的影响和可能作用机制[D].南京：南京中医药大学，2011.

[36] 黄成亮，王文军，朱惠兰，等.穿心莲内酯对博来霉素致肺纤维化大鼠肺组织羟脯氨酸和PDGF表达的影响[J].时珍国医国药，2012，23（4）：904-907.

[37] 李玉花，许先荣，潘庆，陈明显，等.大黄素对肺纤维化大鼠TGF-β1及smad3/7信号通路的影响[J].中华中医药学刊，2010，28（2）：346-347.

[38] 刘涛，谢敏，王浩凌，等.苦参碱干预对肺纤维化大鼠转化生长因子β1和结缔组织生长因子表达的影响[J].中华内科杂志，2007，46（9）：771- 772.

[39] TODD N W， LUZINA I G， ATAMAS S P. Molecular and cellular mechanisms of pulmonary fibrosis[J]. Fibrogenesis Tissue Repair， 2012，5（1）：11.

[40] 余杰，毛丽君，赵金垣.肺纤维化的信号转导分子调控机制[J].国际呼吸杂志，2015，35（21）：1667-1671.endprint