中药在呼吸道黏膜抗流感病毒免疫应答中的作用研究进展①

杨菁华 郑清阁 张晓晨 容 蓉 杨 勇 (山东中医药大学，济南 250300)

流感病毒属于正黏病毒科成员，是一种含囊膜病毒，其基因组由 8 个负链 RNA 片段组成，被核蛋白 NP 紧密包裹。血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)是主要的病毒糖蛋白，可由抗体检测并确定病毒亚型。流感病毒分为甲(A)、乙(B)、丙(C)3 型，其中甲型流感病毒宿主范围较广，在传播过程中容易发生变异，多次引起世界性的流感大流行，对人类的健康造成极大的威胁。流感病毒进入人体首先入侵的地方就是上呼吸道黏膜，呼吸道黏膜免疫系统是机体抵抗外来病原体入侵的第一道防线，它在人体对抗流感病毒感染方面起着重要的防御作用。中药可以有效改善呼吸道黏膜免疫状态，预防及干预流感病毒感染，这对于流感类疾病的防控具有积极意义。本文就流感病毒对上呼吸道黏膜免疫系统的影响和中药干预作用进行了综述，将为流感类疾病的预防和治疗提供可参考的科学依据。

1 呼吸道黏膜免疫系统的防御作用

人体与外界相通腔道的黏膜组织是机体防御病原体入侵的重要防线[1]，如上呼吸道黏膜，机体约90%以上的病原体感染发生在黏膜或由黏膜入侵而致病。除肺部以外，这些黏膜上都存在着大量的微生物，黏膜组织与其中一些益生菌形成了黏膜免疫微环境。

呼吸道黏膜免疫系统作为黏膜免疫系统的重要组成部分，是保护机体特别是呼吸道免受病原体侵犯的重要屏障。呼吸系统的黏膜相关淋巴组织主要由支气管相关淋巴组织和鼻相关淋巴组织组成，结合广泛分布在固有层中的弥散淋巴组织共同构成了呼吸道黏膜免疫系统[2]。呼吸道黏膜免疫系统又分为天然屏障和宿主适应性免疫，其中适应性免疫是黏膜免疫系统发挥作用的主要免疫手段。其天然屏障主要是由上皮细胞间闭合蛋白、封闭蛋白、E-钙黏蛋白和黏液素之间紧密结合以及上皮细胞上发达的纤毛与黏蛋白组成[3]。适应性免疫由巨噬细胞和B细胞等淋巴细胞识别抗原后被激活，在近期的一项研究中，Kim等[4]发现除了传统的淋巴抗原提呈系统外，呼吸道M细胞也可以吸收抗原，作为新的抗原提呈系统来激活免疫反应。呼吸道黏膜特异性免疫中发挥主要作用的物质是分泌性免疫球蛋白A(S-IgA)，病原体入侵后，发挥主要效应作用的浆细胞大量分泌S-IgA，S-IgA能够直接作用于病原体，阻止其与黏膜表面接触，减少了黏膜对病原体的吸附，进而阻碍了病原体进入上皮层[5,6]。而且S-IgA的分泌量与上呼吸道对流感病毒的抵抗能力成正比关系，S-IgA的分泌量越高，上呼吸道对流感病毒的抵抗能力就越强[7]。研究表明S-IgA多为二聚体，但也有较大的聚合体形式，比如三聚体和四聚体，它们约占S-IgA的20%，多聚体的S-IgA较单体IgA与IgG的抗流感作用要强[8]。有研究表明，四聚体S-IgA相对于二聚体，显著提高了抗流感作用靶宽，但对抗流感作用峰值并没有太大影响[9]。研究表明，单味中药或复方例如黄芪、三七、四物汤以及某些解表方等，都能够通过增加S-IgA的分泌来调节黏膜免疫能力[10-13]。

另外，与肠道黏膜系统一样，呼吸道黏膜也有与其共生的呼吸道黏膜共生菌系统。正常情况下病原体进入呼吸道后会首先附着在呼吸道内的黏膜上，在黏膜组织中杀伤细胞杀死大部分的病原体后，仍有些细菌会定植下来，这样就形成了一层有保护作用的定植菌屏障[14]，它们主要有厚壁菌、放线菌、类杆菌、变形菌、梭杆菌这五个大类[15]。呼吸道共生菌在流感感染过程中可抑制外源有害菌的繁殖，同时也可以调节内部有害菌的繁殖，维持呼吸道微生物系统的稳定对疾病的防御有着重要的作用[16]。研究发现，黄芪、玉屏风散、加减葳蕤汤等中药在对流感的治疗过程中对呼吸道共生菌都有一定的调节作用[17-19]。

2 流感病毒侵染呼吸道黏膜屏障的途径

现代医学表明流感病毒主要通过空气中的气溶胶来进行传播，流感患者可通过说话、咳嗽、喷嚏等方式产生含有病毒小颗粒的气溶胶，气溶胶颗粒达到5 μm左右即可进入人体呼吸道，甚至能直达肺泡。而正常人吸入这些气溶胶就可能感染流感病毒，实验研究表明，含有0.6～3.0 TCID50病毒的气溶胶就已经具有感染性了[20]。当流感病毒突破黏膜屏障之后，吸附并侵入呼吸道上皮细胞，病毒可以进行复制并扩散进入免疫细胞和非免疫细胞。免疫细胞如巨噬细胞和树突状细胞对病毒进行识别和提呈，进而由Toll样受体、视黄酸诱导基因I(RIG-I)和NOD 样受体中的NOD-LRR-Pyrin结构域蛋白 3(NLRP3)等模式识别受体识别，这几种受体能够识别不同种类的病毒RNA，从而使干扰素、促炎症因子和趋化因子等细胞因子大量分泌。非免疫细胞如呼吸道上皮细胞，在感染后它们会经历坏死性凋亡后释放大量细胞因子，且能够产生大量病毒，有体外实验研究表明呼吸道上皮细胞可以显著提高炎症因子的表达量[21]。之后不同细胞因子发挥各自的作用，I型干扰素诱导周围细胞进入抗病毒模式；促炎症因子引导炎症反应，引起发热；趋化因子招募更多免疫细胞到气道，对病毒进行清除[22]。同时浆细胞作为效应细胞大量分泌S-IgA，直接作用于病毒，降低了病毒在黏膜上的吸附与富集。进一步研究流感病毒感染后呼吸道内发生的变化，我们会发现蛋白含量的改变非常明显。有学者通过SOMAscan测定了流感患者鼻腔冲洗液中1 000多个分泌蛋白，发现了162种差异表达蛋白，其中有151种与免疫应答有关[23]，且有研究通过对人鼻咽灌洗液进行蛋白质组学分析检查出3 285个肽，对应438种蛋白质与感染H3N2感染有关[24]。以这些研究为基础，可以进一步检测中药干预后气道中蛋白的差异表达量，从蛋白质组学角度来比较中药在呼吸道黏膜抗流感病毒免疫应答中的可能作用机制。

已有研究表明，流感病毒进入细胞是由病毒表面上的HA蛋白介导的膜融合过程启动，融合的结果是病毒RNA依赖的RNA聚合酶相关的核衣壳蛋白(RNP)被释放到病毒转录起始的细胞核中[25]。这就提示我们抗病毒研究可以通过HA来入手。另有研究指出呼吸蛋白酶与HA关系密切，从而发现可以通过蛋白酶抑制剂来影响病毒的复制与传播，主要有两种方法：一是与通过强作用可逆性地结合到酶活动位点；另一种是通过改变酶结构域来阻碍结合，这两种方式都能抑制呼吸蛋白酶的活性，从而达到抑制病毒的作用[26]。

3 在呼吸道黏膜抗流感病毒免疫应答中常用的中药

3.1金银花 金银花作为常用的抗流感药物其作用机制表现为多方面，其影响黏膜免疫可通过抑制IL-4的表达，促使肠道S-IgA高反应下调，同时还能保护后期肠道炎症反应的损伤[27]。有学者对金银花中的黄酮类、咖啡酰奎宁酸类和环烯醚萜苷类三种成分进行了定量分析并观察它们比较对呼吸道病毒感染的干预效果，发现三种成分对A型流感病毒均没有明显抑制效果，但对副流感3型病毒和呼吸道合胞病毒有较强的抑制作用[28-30]。王永吉[31]在临床研究中发现金银花口服液对小儿上呼吸道感染有着良好的治疗效果，能够完全消除上呼吸道感染带来的咽喉黏膜肿痛等临床症状。Lu等[32]在其基础研究中证实了金银花具有抗炎和降低体温的作用，并通过临床试验证明了其对小儿上呼吸道感染有治疗作用。李立等[33]采用信息学分析手段发现金银花可能是通过影响金属蛋白酶家族(MMPs)来调控肺内的免疫蛋白，从而发挥抗呼吸道感染的作用。

3.2黄芩 黄芩为唇形科植物黄芩的干燥根，在临床上应用广泛，常用于治疗呼吸道感染类疾病。黄芩主要药效成分为黄酮类化合物，包括黄芩素、汉黄芩素、黄芩苷、汉黄芩苷等，它们是黄芩发挥药理作用的主要活性物质[34]。刘晓婷等[35]证实黄芩苷抗H1N1流感病毒作用是通过多种方式来实现的，并且主要是抑制病毒吸附后的复制增殖而起到抗病毒作用。另外，黄芩对流感病毒FM1株所致的病理损伤也有较强的修复作用[36]，此外，黄芩在小鼠哮喘气道重塑的治疗中有着抑制IL-3释放，降低TGF-β1和抑制细胞外信号调节激酶(ERK)通路的作用[37]。另有研究指出，在上呼吸道支气管细胞感染RV病毒后，黄芩提取物可促进IL-6和IL-8的释放，一定程度加重炎症反应[38]。

3.3大枣 大枣又称红枣，甘温，归脾胃经，具有补中益气，养血安神，缓和药性的作用，属于补气药。有研究表明，大枣水煎剂不同给药剂量可显著提升小鼠呼吸道黏膜分泌蛋白S-IgA含量，且用药为临床等效剂量0.2倍的低剂量组效果较为明显[39]。临床研究发现含有大枣的复方“参芪大枣汤”对反复呼吸道感染也有明显的治疗疗效[40]。

3.4金莲花 金莲花抗病毒的有效组分是总黄酮，赵宏伟等[41]体外研究发现金莲花醇提物对鸡胚中病毒的复制有明显抑制作用，对H1N1病毒PR8株具有直接杀灭作用。刘晓丽等[42]发现金莲花的醇提物灌胃能显著改善小鼠因流感病毒造成的肺损伤，金莲花的多种中药制剂在临床上被广泛应用于上呼吸道感染[43]。已有学者通过分子对接技术预测出金莲花可能是通过干预Toll样受体与神经氨酸酶(NA)来实现其抗流感作用[44]。

4 在呼吸道黏膜抗流感病毒免疫应答中常用的复方

4.1银翘散 银翘散是辛凉解表的代表方剂，由金银花，连翘等十味中药组成，具有显著的抗流感病毒临床疗效。有研究表明，银翘散能提高呼吸道黏膜的免疫应答功能，对免疫低下的流感小鼠具有保护作用。银翘散提高上呼吸道黏膜免疫的作用表现为通过上调pIgR基因的表达来增加上呼吸道中的S-IgA含量，以及提高小鼠口腔及咽喉部黏膜中IFN-γ和 TNF-α细胞因子的含量[45,46]。另外，银翘散对感染后TLR7/NF-κB通路的高表达也有一定的抑制作用[47]。Law等[48]研究发现，银翘散中的主要活性成分连翘酯苷A可以降低流感病毒M1蛋白的水平，这可能是银翘散抗流感病毒的另一个作用机制。

4.2桂枝汤 汗法为“八法”之首，桂枝汤是辛温解表的代表方，由桂枝、白芍、甘草、大枣、生姜五味药组成，研究发现，桂枝汤对黏膜免疫有一定的干预作用，且具有时间双向性，但具体作用机制目前尚不清楚[49]。作为君药，桂枝中的挥发油和桂皮醛抗流感作用可通过激活黏膜免疫中TLR7通路，诱导IRAK-4蛋白的表达，进而促使IFN-β的高表达来实现[50]。

4.3玉屏风散 玉屏风散属于益气固表方，由黄芪、白术、防风三味药组成，在治疗表虚外感方面有着良好的临床效果。玉屏风散通过调节血液中血细胞，尤其是红细胞和淋巴细胞的数量和比例，抑制免疫抑制因子 SIL-2R 分泌，维持机体正常的生理机能，并且能够增加黏膜中S-IgA的分泌，增强机体的免疫功能[51]。有研究表明玉屏风散多糖可以提高人体肠道和呼吸道中分泌性IgA的含量，从而对抗免疫损伤，这也是玉屏风散常作为预防药物的一个原因[52]。还有研究发现，针对青霉素、环磷酰胺或环磷酰胺和青霉素两者一起等不同方法导致的呼吸道菌群失调，玉屏风散都可以促进甲型链球菌的生长，恢复呼吸道微生态平衡[53]，这对呼吸道功能保护有重要的意义。

4.4冰香散 冰香散是由冰片、藿香、野菊花和艾叶组成。栗昀等[54]研究发现冰香散中挥发油在抗流感病毒方面发挥着主要作用，经鼻给药后，小鼠呼吸道S-IgA含量显著提升，给药组肺泡灌洗液中含量达到(9.99±2.47)pg/ml，对照组则只有(8.19±1.68)pg/ml；而且脾细胞增多，提高了机体的免疫能力。冰香散中的主要化学成分1，8-cineol对病理性肺炎有较好的治疗效果，并且能够抑制流感病毒导致的炎性细胞因子分泌[55]。

4.5甘露消毒丹 甘露消毒丹是传统中药方剂，由滑石、黄芩、茵陈、石菖蒲等11味中药组成。刘光华等[56-58]研究发现，甘露消毒丹中的挥发油经滴鼻给药后，流感病毒感染的小鼠鼻腔和肺泡灌洗液中S-IgA含量显著提升；另外，灌胃给药与滴鼻给药合用，其对呼吸道S-IgA含量提升和炎症抑制比单一途径给药效果明显。

4.6小柴胡汤及其加减方 小柴胡汤出自《伤寒论》，临床上常用于治疗感冒，对流感病毒所致的上呼吸道感染有明显疗效。袁长津等[59]在其研究中发现小柴胡汤加减方体外抗病毒能力比原方要强，刘亮[60]在其研究中也表明加减方对小鼠上呼吸道反复感染有显著疗效，并发现小柴胡汤加减方能够促进唾液中S-IgA的分泌以及提高血清中IgG与IgM的含量，临床上小柴胡汤与其加减方也都表现出良好的治疗效果，以小柴胡汤为例，在对照组治疗的基础上加用中药，有效率比只用对照组药物高出18%[61,62]。

5 总结

呼吸道黏膜免疫系统作为宿主第一道防线，在防御病原微生物入侵方面起到重要作用，很多中药都可以通过调节呼吸道黏膜免疫应答来防治疾病。由上述研究文献我们可以发现，无论是单味药还是中药复方在治疗上呼吸道感染的过程中大多会影响到黏膜免疫应答系统中的S-IgA的表达，其在对抗上呼吸道感染中发挥重要作用，它是机体黏膜免疫应答系统的主要成分，具有抗体活性，能抑制微生物在呼吸道上皮细胞附着，减缓病毒复制等。在其他的呼吸道类疾病，比如支原体肺炎感染，由人参、瓜蒌、麦冬等组成的毒素清颗粒能明显地提高肺泡灌洗液中的S-IgA的含量[63]；由黄芪、淫羊藿、百部等组成的固本止咳中药可通过降低气道S-IgA的分泌来减轻慢性阻塞性肺疾病(COPD)模型小鼠的呼吸道黏膜存在的持续气道炎症，从而调整呼吸道黏膜免疫状态[64]。因此，S-IgA作为呼吸道黏膜免疫应答中主要的免疫球蛋白在防御病原微生物入侵、抗炎等方面都起到十分重要的作用，中药干预后S-IgA对机体的局部免疫屏障和局部抗体特点将是今后一个重要研究方向。

流感病毒引起的呼吸道黏膜病理损伤及中药干预作用，这方面开展的研究内容相对比较少。大部分对呼吸道流感感染有干预作用的药物都为解表类中药，这类药物富含有挥发油类成分，这提示中药可以以挥发性物质方式进入到呼吸道及黏膜系统；传统的中药服用都是以口服制剂为主，而口服的液体制剂可以直接接触到机体的咽喉黏膜等部位，当流感病毒首先感染到机体的这些组织时，中药可以起到直接杀灭作用。当然还有很多中药还可以通过增强机体自身免疫能力或干扰机体内细胞因子的产生来激活体内免疫反应，从而达到间接抗病毒的作用[65]。上呼吸道黏膜是人体抵抗流感病毒感染的重要部位，同时又是中药干预流感感染的重要效应点，我们认为中药对呼吸道黏膜免疫应答的研究，将是中医药治疗流感类疾病一个重要的切入点，无论是抗流感新活性物质的发现，还是基于呼吸道黏膜应答的中药抗流感作用机制探索，都有待于更多的科研工作者深入开展研究。