APP下载

中医药对哮喘Th17细胞/Treg细胞免疫失衡影响的研究进展*

2020-04-06喻强强薛汉荣

世界科学技术-中医药现代化 2020年10期
关键词:细胞因子气道哮喘

余 涛,丁 明,喻强强,薛汉荣**

(1. 江西中医药大学研究生院 南昌 330004;2. 江西中医药大学岐黄国医书院 南昌 330025;3. 江西中医药大学附属医院呼吸与危重症医学科 南昌 330006)

支气管哮喘简称哮喘,作为常见的肺系疾病之一,它是由多种细胞(如肥大细胞、嗜酸粒细胞、中性粒细胞、T 淋巴细胞、气道上皮细胞等)和细胞组分共同参与的慢性气道炎症性疾病。临床主要表现为喘息、咳嗽、胸闷等症状。目前全球哮喘患者高约达3亿人,我国有近3000万哮喘患者,发病率逐年上升,而死亡率亦并未下降[1,2]。哮喘的发病机制主要有气道炎症学说、气道神经调节机制学说、遗传机制学说等等,然截至目前关于哮喘的发病机制尚不完全清楚[3]。免疫机制异常与哮喘发病有较为密切的关系[4]。研究证实T淋巴细胞及其亚群功能紊乱是哮喘发病的重要环节,经典理论认为,Th1/Th2 比例失衡是哮喘发病的主要免疫机制,但近年来研究发现,哮喘的发病机制不能单纯的用Th1/Th2 失衡理论来解释。随着大量的动物和临床实验进展,近年来研究发现,Th17/Treg 失衡同样是哮喘发病的重要机制[5]。

哮喘疾病目前尚不能得到根治,现代医学主要运用的药物有糖皮质激素、β2 受体激动剂、抗胆碱能药物、茶碱以及白三烯受体拮抗剂等[6]。研究发现相关药物能调控哮喘Th17/Treg 细胞失衡,如郝珉[7]等临床实验研究发现哮喘患儿经过孟鲁司特钠治疗后,患儿的Th17 细胞、IL-17 水平较对照组患儿明显下降,Treg细胞、细胞因子IL-10 和TGF-β1 水平明显升高,说明孟鲁司特钠可以通过调节Th17/Treg 细胞平衡起到治疗哮喘的作用。张坤峰[8]等在探究布地奈德联合沙丁胺醇雾化吸入对支气管哮喘患者Th17/Treg 平衡的影响中发现,观察组患者外周血中Th17/Treg比值低于沙丁胺醇雾化组患者,表明布地奈德联合沙丁胺醇雾化吸入可以更好地优化哮喘患者的Th17/Treg 平衡。现代医学药物在控制和治疗哮喘上虽取得了一定的成果,疗效肯定,然其副作用给患者带来的困扰和痛苦是不容忽视的。中医药治疗哮喘有着悠久的历史,具有副作用小、安全性高、效果持久等优点,中医对哮喘病因病机认识比较全面,随着细胞分子水平、现代药理学等的深入研究,逐渐赋予了中医药的现代科学性。因此进一步研究哮喘的发病机制和针对机制的新型治疗方药是科研人员和临床医师共同努力的方向。近年来,中医药领域以Th17/Treg 失衡为切入点,开展了大量中医药干预哮喘中Th17/Treg 平衡的临床和实验研究,且取得了一定成果。本文主要对关于中药复方、中药单体,或中药有效成分对哮喘中Th17/Treg 失衡的干预作用研究进行总结和分析,以期为同仁临床治疗哮喘提供更多的参考。

1 Th17细胞及其功能

Th17是近年来新发现的一种不同于Th1和Th2细胞的Th细胞亚群,是重要的促炎细胞。因其分泌细胞因子IL-17 而命名。除外IL-17,Th17 还分泌IL-21、IL-22、IL-23、IL-6 等促炎因子,IL-17 具有很强的促炎症作用,它可以促进支气管上皮细胞、平滑肌细胞的活化,促使前述细胞高度表达IL-6、IL-8,从而进一步募集和活化中性粒细胞并导致多种炎症因子的分泌,最终加重局部炎症反应,因此Th17 细胞及其细胞因子在哮喘发病过程中起着重要的促进作用[5]。研究均表明Th17 细胞及IL-17 可以加重过敏性哮喘的气道炎症和气道高反应[9,10]。哮喘患者肺组织、BALF、痰和血液中 IL-17mRNA 和蛋白水平均明显增高[11,12]。IL-6 和 TGF-β是促使初始 CD4+细胞分化成 Th17 的最主要的细胞因子,去除TGF-β基因或者抑制IL-6,将使Th17细胞分化减少,分泌IL-17的能力下降[13]。IL-6 和TGF-β同时存在时,激活调转录活化因子-3(STAT-3),进而诱导特异性转录因子维甲酸相关孤儿受体(ROR-γt)的表达,最终促使活化的CD4+T细胞向Th17 细胞分化[14]。IL-23 主要对 Th17 细胞的稳态、扩增起到调节作用,因此IL-23 被认为是Th17 细胞被TGF-β与IL-6 启动后进一步拓展和存活的依赖性因子[15]。

2 Treg细胞及其功能

Treg 是20 多年前由Sakaguchi 等首次提出的一种CD4+T 细胞新亚群,Treg 细胞的主要功能是抑制免疫效应细胞、发挥非特异免疫作用[13]。根据Treg 的表面标记、产生细胞因子等的不同,将其分为CD4+CD2 5+Treg、Th1、Th3、自然杀伤T细胞等。目前CD4+CD2 5+Treg已成为国内外研究的热点。叉头状转录因子P3(Foxp3)是其特征性的分子标记,也是Treg 细胞分化的主要调节因子,Foxp3 水平反映CD4+CD25+Treg 细胞的水平及功能活性[16]。研究表明Foxp3 可以阻断炎性因子的基因表达[17]。Treg 细胞主要分泌TGF-β、IL-10等抑炎因子,主要功效为抑制效应T细胞活化和增殖,其中IL-10 是功能最强大的抑炎因子,并与TGF-β共同诱导Treg 不断分化[18]。近年来,越来越多的研究发现Treg 细胞在哮喘与其他过敏性疾病的发生和发展中起着非常重要的作用。如胡斯明[19]研究中发现哮喘小鼠模型中CD4+CD25+Foxp3+细胞数比例较对照组明显降低,哮喘组BALF、血清中IL-10 水平较正常对照组显著下降,说明哮喘Treg 细胞数量及功能均比正常对照组明显下降,提示Treg 细胞对哮喘的发生、发展有较强的抑制作用。

3 Th17/Treg免疫平衡在哮喘中的作用

Th17细胞与Treg细胞有着密切和复杂的关系,两者皆起源同一类初始CD4+T 细胞。两者在细胞分化过程中相互制约,在功能上相互拮抗,而且在一定条件下还可以相互转化[20]。Th17 和Treg 细胞在分化发育、功能发挥的过程中也受到机体免疫应答网络中多种免疫细胞、细胞因子等的正向和负向调节[21]。IL-6和TGF-β细胞因子是决定Th17 和Treg 两者地位的关键因素,TGF-β单独作用时,初始 T 细胞向 Treg 分化,IL-6 和 TGF-β同时存在时,促使 Th17 细胞的分化,因TGF-β是该两种T 细胞分化的共同因子,因此两者可能存在一定的平衡[22]。Th17 和Treg 细胞分别起着促进和抑制炎症反应的作用,炎性Th17 细胞与抑制性Treg 细胞之间平衡状态的打破是许多炎症和自身免疫性疾病发病的关键因素之一。

众所周知,Th17/Treg失衡可能在哮喘炎症和免疫过程中起关键作用,大量的实验和临床研究也已证明,哮喘动物模型、哮喘患者中存在Th17/Treg 失衡。周辰等[23]实验研究中发现,哮喘小鼠模型BALF、肺匀浆中Th17 细胞、IL-17 比例明显高于对照组,相反,Treg 细胞及IL-10 则明显降低。舒娇洁等[24]在探讨哮喘患者外周血Th17/Treg 平衡及相关细胞因子表达情况的研究中发现,哮喘组急性期外周血Th17 细胞、Th17/Treg 比例及IL-17 水平均高于正常对照组及哮喘组缓解期,而 Treg 细胞、IL-10、TGF-β水平均低于对照组和缓解期组,表明哮喘患者外周血存在Th17/Treg 失衡。姜小丽[25]等研究发现哮喘患儿诱导痰中Foxp3+Treg 细胞较正常儿童明显降低,IL-17 水平较正常儿童明显增高,表明Foxp3+Treg 细胞及IL-17 与哮喘发生有关。施宇衡[26]等临床研究发现哮喘患者外周血Th17 细胞数量增加、Treg 数量减少,并且与患者的FEV1 下降及ACQ 评分增加密切相关,表明Th17/Treg失衡与哮喘的严重程度密切相关。可见Th17 细胞比例的上调、Treg细胞比例的下降导致的Th17/Treg失衡与哮喘发病和进展密切相关,因此,调节Th17/Treg 细胞失衡以抑制Th17细胞功能、增强Treg细胞功能在哮喘治疗中具有重要的作用。

4 中医药对哮喘Th17/Treg免疫失衡的影响

近十年来,越来越多研究者利用现代药理学技术探讨中医药对哮喘Th17/Treg 平衡的影响。中医认为哮喘急性期多属标实,以痰、湿、饮、瘀等宿因为主,停伏于肺,遇外因感触、饮食不节、劳逸失常、情志不遂而发,缓解期多属本虚,以脾肺肾虚多见,但总体以本虚表实为基本病机,故临床上急性期以祛邪为主,主要有宣肺散寒、温肺化饮、化痰除湿、活血化瘀等治法,缓解期以扶正或兼祛邪为主[27]。在有关中医药对哮喘Th17/Treg免疫平衡影响的研究情况来看,主要涉及的有中药复方、中药有效成分、单味中药。

4.1 中药复方对哮喘Th17/Treg失衡的影响

实验研究及临床试验表明,射干麻黄汤、小青龙颗粒、麻杏二陈三子汤、小青龙颗粒、玉屏风散和生脉饮、益气涤痰化瘀方等具有干预哮喘Th17/Treg失衡的作用,其功效主要包括宣肺散寒、温肺化饮、降气平喘、化痰、益气、养阴、化湿、行瘀等。

射干麻黄汤由射干、麻黄、半夏、细辛、紫菀、款冬花等药物组成,具有宣肺散寒、化饮祛痰之功效,是临床治疗冷哮的常用方。隋博文等[28]在研究射干麻黄汤对哮喘小鼠气道重塑影响中得出,射干麻黄汤可能通过抑制肺组织TGF-β1 蛋白的表达,来升高Treg 细胞数,减少Th17 细胞数,从而调节Th17/Treg 免疫紊乱,延缓小鼠气道重塑。

小青龙颗粒是小青龙汤经现代工艺加工炮制而成的颗粒制剂,具有宣肺散寒、温肺化饮之功,朱立成等[29]发现,中重度哮喘发作患者经给予小青龙颗粒治疗后,外周血Th17 细胞及IL-17 百分率均低于对照组,而Treg 细胞及TGF-β1 百分率均高于对照组,表明小青龙颗粒可能是通过抑制IL-17 水平、增加TGF-β1水平来有效调节哮喘患者外周血Th17/Treg平衡,从而改善哮喘患者发作期的临床症状。

麻杏二陈三子汤主要由三拗汤、二陈汤、三子养亲汤加减组成,具有降气化痰平喘等功效。刘新生[30]等在观察麻杏二陈三子汤对90 例哮喘急性发作患儿的疗效中发现,观察组总有效率高于常规西医对照组,且观察组Th17 细胞比例以及Th17/Treg 比值均低于对照组,表明该方可有效抑制哮喘患儿外周血Th17细胞数量,增加Treg 数量,在优化急性哮喘患儿Th17/Treg 免疫功能方面具有积极的临床意义,然其具体机制需得到进一步研究。

玉屏风散合生脉饮由黄芪、白术、防风、人参、麦冬、五味子等组成,能益气固表,养阴生津。张璐璐[31]发现,气阴两虚型哮喘患者经给予玉屏风散合生脉饮加沙美特罗替卡松联合治疗后,外周血Th17、IL-17、Th17/Treg 均较治疗前降低,且低于沙美组;Treg、IL-10 均较治疗前升高,且高于沙美组,提示玉屏风散合生脉饮可通过改变哮喘患者血IL-17、IL-10 的表达调节Th17/Treg平衡,从而提高治疗效果。

益气涤痰化瘀方由黄芪、防风、白术、白芥子、浙贝、莪术、丹参组成,具有补益肺脾、化痰行瘀之功效。赵文娟[32]等实验研究发现,益气涤痰化瘀方干预哮喘小鼠后,肺组织炎性细胞浸润较模型组减轻,中剂量组BALF 中炎性细胞较模型组明显减少,其机理之一可能是通过抑制IL-17 的表达,纠正Th17/Treg 失衡,从而减轻气道炎症。

宣肺平喘方由麻黄、杏仁、蝉衣、葶苈、川贝、钩藤、石韦等中药组成,具有宣肺化痰、息风平喘功效,是朱教授临床治疗哮喘的有效经验方。研究发现该方可使哮喘小鼠血清中炎症因子IL-4、TNF-α的含量降低,抑炎因子TGF-β的含量增加,从而下调Th17 细胞水平,上调Treg细胞水平[33]。

加味茵陈蒿汤由茵陈、苦参、栀子、浙贝母、生大黄、甘草组成,能清热燥湿化痰,崔正昱发现该方治疗儿童湿热哮喘慢性持续期总有效率高达96.77%,临床和动物实验皆表明,该方可能是通过降低血清中IL-17、提高 IL-10 水平,纠正 Th17/Treg 细胞比值达到治疗效果[34]。

补肾平喘膏方主要由熟地、山萸肉、何首乌、阿胶、黄芪、党参、巴戟天、仙灵脾、蛤蚧、紫河车、半夏、胡颓子叶等中药熬制而成的膏方,该方具有温补肾阳、填补肾阴、益气健脾、化痰止咳之功效,标本兼顾。研究发现,该方预防组、治疗组、防治组哮喘大鼠肺组织中Foxp3 mRNA 表达较模型组、西药组均明显升高,RORγt mRNA 则明显降低,表明该方可通过调控哮喘大鼠Foxp3/RORγt 平衡改善Treg/Th17 失衡,从而防治哮喘[35]。

另有研究表明参麦注射液[36]、喘可治注射液[37]、敏咳煎[38]等中药复方在干预哮喘Th17/Treg 平衡的治疗上也同样具有一定疗效。从上述研究中发现,影响哮喘中Th17/Treg平衡的中药复方的功效以宣肺散寒、化痰平喘、除湿、益气扶正等为主,此与哮喘发时以痰饮等邪气伏肺、外邪引诱、痰阻气道为主,平时以肺脾肾虚为主的基本病机相统一。

中药复方调节Th17/Treg 失衡的机制研究汇总见表1。

4.2 中药单体、单味中药对哮喘Th17/Treg 失衡的影响

除以上中药复方对哮喘Th17/Treg 平衡影响的研究,尚有部分关于中药有效成分、单味中药的研究。

白花前胡丙素是抗哮喘中药前胡中含有的呋喃香豆素类化合物,研究发现哮喘小鼠经灌胃白花前胡丙素后,小鼠气道炎症和气道高反应性均能得到明显改善,其主要机制可能是通过下调BALF 和血清中IL-17 细胞因子、上调 IL-10 和 TGF-β1,升高脾脏 Foxp3 mRNA 表达及Treg 细胞数量相关,为其抗哮喘活性制剂的研究和开发提供理论基础[39]。

表1 中药复方调节Th17/Treg失衡的机制研究

黄芩苷是黄芩中提取的黄酮类化合物,具有抗炎、抗菌等生物活性[40]。王平[41]研究发现黄芩苷能够显著抑制Th17/Treg 失衡哮喘小鼠BALF 中IL-17 和IL-6 的分泌,抑制肺组织中STAT-3 蛋白的表达,促进IL-10的分泌以及Foxp3蛋白的表达。

扁蒴藤素多为卫矛科植物中的提取物,具有抗炎、抗肿瘤等药理作用,陈娜[42]等研究发现,扁蒴藤素能通过降低IL-17、RORγt 含量,升高TGF-β、IL-10 含量来缓解哮喘患儿体外血培养Th17/Treg失衡,为研究和开发扁蒴藤素治疗哮喘奠定更多依据。

当归为补血活血的常用中药,《本草经疏》中言其能治咳逆上气,药理研究已证实当归具有明显缓解豚鼠支气管痉挛的作用[43]。马婷婷[44]等采用OVA联合甲状腺素复制阴虚型哮喘小鼠,经当归提取液治疗后,BALF中TGF-β/IL-17比值较模型组显著增加,其中当归+地塞米松组优于单独地塞米松组和当归组;肺组织RORγt 的表达明显降低,且当归+地塞米松组明显低于地塞米松组,提示当归可通过调控哮喘小鼠BALF中TGF-β/IL-17比值,抑制肺组织RORγt表达强度调节Th17/Treg平衡发挥平喘作用。

《本草纲目》记载“红景天,本经上品,祛邪恶气,补诸不足”,红景天具有补气清肺、活血散瘀之功。郑琦[45]等研究发现红景天可以通过下调哮喘小鼠肺组织中 IL-17、IL-23 细胞因子,上调 IL-10、TGF-β细胞因子来调控Th17/Treg 平衡来有效的抑制小鼠气道炎症反应。

以上表明,部分中药单体及单味中药对哮喘Th17/Treg失衡也有一定的调节作用。但目前为止,单味中药或中药有效成分干预哮喘Th17/Treg 失衡的种类发掘仍较少,这可能与哮喘病因病机复杂,单味中药或中药单体的疗效较为局限有关。

中药单体及单味中药调节Th17/Treg 失衡的机制研究汇总见表2。

5 总结与展望

哮喘是目前公认的难治疾病之一,其发病机制复杂,Th17/Treg细胞免疫失衡在哮喘的进展中的作用日益凸显。中医药治疗哮喘有着丰富的经验积累,以上大量研究已表明,干预Th17/Treg是中医药治疗哮喘的重要作用机制。本文主要对近10年来关于中药复方、中药有效成分、单味中药对哮喘Th17/Treg免疫失衡的影响研究进行了总结。从以上研究资料表明,中药复方中,主要以宣肺散寒、温肺化饮、降气祛痰、化湿、行瘀、益气扶正等功效的复方具有干预作用,此与哮喘的发病病机相统一。此外,中药的有效成分,如苷类、黄酮等化合物及少数单味中药亦具有一定的调节作用。但因中药及中药复方成分复杂,作用机制不能完全明确,故关于中医药对哮喘Th17/Treg失衡的影响机制有待更深入的研究,其他的中医疗法如穴位敷贴、针灸等对哮喘Th17/Treg失衡是否有干预作用,需要进一步研究。从现代药理学、分子生物学角度阐释中医药对哮喘的作用机制,对临床实践具有重要的指导意义。

表2 中药单体及单味中药调节Th17/Treg失衡的机制研究

猜你喜欢

细胞因子气道哮喘
了解并远离支气管哮喘
精细化护理管理对人工气道患者气道湿化、并发症的影响
成人HPS临床特征及多种细胞因子水平与预后的相关性
如何治疗难治性哮喘(上)
如何治疗难治性哮喘(下)
抗GD2抗体联合细胞因子在高危NB治疗中的研究进展
84例儿童气道异物诊治分析
利奈唑胺片剂有效治疗气道支架相关肺部MRSA感染
细胞因子在慢性肾缺血与肾小管-间质纤维化过程中的作用
不同气道内湿化对气道切开患者的效果观察