地龙促进创面愈合的研究进展
2020-11-09刘远沈宏萍袁渊
刘远 沈宏萍 袁渊
【摘 要】 文章通过PubMed、CNKI、万方等数据库对地龙在多种创面上的疗效、活性成分及作用机制方面的研究进展进行较全面的综述,以期为地龙促创面愈合作用机制的深入研究与开发利用提供参考。
【关键词】 地龙;蛋白;提取液;创面愈合
【中图分类号】R285 【文献标志码】 A 【文章编号】1007-8517(2020)17-0053-04
Abstract:In this paper, PubMed, CNKI, Wanfang and other databases were used to comprehensively review the research progress on the efficacy, active components and mechanism of earthworm on various wounds, in order to provide reference for the further research and comprehensive utilization of earthworm in promoting wound healing.
Key words:Earthworm; Proteins; Extraction Solution; Wound Healing
皮膚是人体最大的器官,是保护宿主免受外界环境影响的第一道防线,在维持体内平衡方面起着基础性的作用。而伤口为异物和生物体进入人体打开了通道,大面积的皮肤完整性缺失可能导致严重残疾,甚至危及生命。皮肤伤口愈合不良是世界范围内一个严重的健康问题,创伤后形成的疤痕更是给患者留下生理和心理伤害。作为外科常见的临床难题,西医治疗主要是局部清创、手术修复、抗感染及营养支持,包括基因工程、生物工程材料、纳米技术和创面覆盖物的应用[1-2]。而相比较西医治疗创伤,传统中医药资源丰富、成本低、易获得利用天然材料开发潜在的治疗药物加速创面愈合来治疗创伤有着独特的优势与特点,还可以缓解创伤的高发率和治疗所产生的巨大经济负担等[3-4]。
地龙为钜蚓科动物参环毛蚓Pheretima aspergillum(E. Perrier)、通俗环毛蚓P. vulgaris Chen、威廉环毛蚓P. guillelmi(Michaelsen) 或栉盲环毛蚓P.pectiniferaMichaelsen的干燥体[5]。始记于《神农本草经》,在我国已有悠久的使用历史,用于治疗高热神昏、惊痫抽搐、肺热喘咳、高血压等[6]。地龙主要药效成分包括地龙蛋白、酶类、氨基酸、微量元素等,现代研究表明其主要药理作用有抗凝血、抗血栓、降压、抗缺血性脑卒中、抗癫痫、止咳平喘、抗肿瘤、增强免疫、抗纤维化、镇痛解热抗炎、抗菌、促进创面愈合等[7]。目前对于地龙药理作用的研究综述比较多,但是专门针对地龙促进创面愈合的研究还缺乏系统的总结,文章对地龙促进创面愈合的活性成分及对多种创面的作用进行较全面的综述,旨在为地龙促进创面愈合的进一步研究与开发利用提供参考,为临床治疗创面损伤的药物开发提供新的方向。
1 促进创面愈合的活性成分研究
近来国内外对地龙蛋白多肽类成分及药理作用研究越来越多,现已分离出了几十种具有药理作用的酶类。如具有纤溶酶活性的蚓激酶(F-III-1、F-III-2、F-II、F-I-2、F-I-1和F-I-0等),具有抗菌活性的抗菌肽(F-1、F-2和lumbricin-PG等),具有镇痛和抗炎活性的多肽VQ-5和AQ-5,具有促进肠道收缩活性的多肽annetocin、GGNG-1、GNG-2、GGNG-3、Pheretima tetradecapeptide和Eisenia tetradecapeptide等[8]。关于促进创面愈合的活性蛋白研究也逐渐增多,已从有效部位的分离深入到活性蛋白的鉴定。胡海聪等[9]研究断体地龙再生期不同时间点提取液(地龙断体后1~14 d的提取液)对成纤维细胞增生作用的差异,发现地龙断体后会产生促进成纤维细胞增生作用的物质,且在断体第3天该物质含量较高,筛选出了活性最强的提取液为地龙断体后第3天的提取液。Cho等[10]发现仅在地龙再生头部组织中表达的3个基因(Pex-lab01, Pex-lab02和Pex-lab03),在头部组织再生早期阶段Pex-lab01和Pex-lab02的表达上调,提示其表达产物有愈合伤口的功能,表明地龙再生的头部组织比正常组织具有更强的促进伤口愈合能力。
多项研究表明地龙中提取的糖脂蛋白(G-90)具有促进创面愈合的作用[11-13],并且从中分离出了具有创伤愈合功能的活性蛋白。Yang等[14]对头部再生的组织提取的糖脂蛋白(G-90′),而非整个地龙提取的糖脂蛋白(G-90),进一步分离出3种盐析蛋白混合物(ES1、ES2和ES3),体内外实验表明ES2能明显的促进成纤维细胞和角质形成细胞的增殖并且诱导创伤区域血管内皮生长因子的表达,从而表现出显著的促进创面愈合能力,是筛选出的最有效的功能蛋白。另外Yang等[15]通过LC/MS-MS从分离出的G-90′中首次鉴定出23种功能蛋白,并成功鉴定出两种创伤愈合特异性蛋白HSP70和溶菌酶,通过半定量PCR和western blot方法的交叉验证,发现它们在再生期表达上调,提示它们的伤口愈合能力,这为天然靶向创面愈合材料的开发提供更多新的参考。
2 促进创面愈合的作用
皮肤创伤愈合是一个动态复杂的生物学过程,涉及止血、炎症、肉芽组织形成、基质形成和重塑,由多种细胞、基质、细胞因子参与,它们之间相互协同又相互牵制,促进伤口的愈合而又不至于形成疤痕[16-17]。综合国内外对地龙促进创面愈合的研究,地龙提取物可通过促进创伤区域碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、血管内皮生长因子(VEGF)、羟脯氨酸(Hyp)等的分泌(见表1),增加成纤维细胞、角质形成细胞的增殖和新生毛细血管形成,促进肉芽组织的生长和细胞外基质的形成,从而促进创面愈合。同时地龙提取物还具有抗炎和抗菌作用,可以减轻创面局部水肿,降低感染风险。
2.1 促进切除伤创面愈合的作用 国内外开展的地龙对创面愈合作用的研究,大部分以动物皮肤切除伤作为创伤模型,研究结果均显示地龙对皮肤切除伤具有明显的促进愈合作用。汪文琪等[18]发现断体地龙提取液能提高小鼠皮肤切除伤创面愈合率,加快愈合速度,其机制可能与炎症期和增殖期创伤部bFGF的表达增高有关系。张玉昆等[19]研究地龙鲜液外敷对大鼠背部创面愈合的治疗作用,结果表明地龙鲜液可提高创面组织总蛋白和Hyp含量,使创面愈合时间显著提前。Deng等[20]研究结果表明地龙提取物可以缩短小鼠切除伤口的愈合时间,减轻炎症的不良反应,其作用机制可能是促进Hyp和转化生长因子-β(TGF-β)的分泌,来增加胶原蛋白的合成,从而促进毛细血管和成纤维细胞的增殖。同時通过增加白细胞介素-6、白细胞和血小板的生成,来加速坏死组织和异物的清除,从而增强免疫力,降低感染风险,促进伤口愈合。
2.2 促进烧烫伤创面愈合的作用 烧烫伤一般是指因热液、蒸汽、高温气体、火、电、放射线、化学物质、灼热的金属液体或固体等作用于人体而引起的组织损伤,其损伤可因热力的温度和所接触的时间不同而对人体组织造成不同程度的损伤,轻者损伤皮肤或黏膜,重则伤及皮下组织甚至内脏,是日常生活和工作中最常见且复杂的外科疾病之一[21]。
多项研究表明地龙提取物可降低Ⅱ度烫伤创面水肿程度,缩短创面愈合时间。章梅等[22]研究发现创面外用地龙提取物可以降低大鼠深Ⅱ度烫伤创面水肿程度,增加血浆抗凝血酶Ⅲ(AT-Ⅲ)活性,增加烧伤创面纤维蛋白降解产物(FDP)含量,增加真皮细胞中DNA合成,减轻烧伤创面早期加深,缩短大鼠深Ⅱ度烧伤创面愈合时间。地龙对烧烫伤的作用是确切的,但将其更好地运用到临床需要适合的外用制剂的开发。何琳等[23]以卡泊姆-940为基质制备广地龙凝胶剂,观察其治疗小鼠皮肤深Ⅱ度烫伤的效果,结果显示广地龙凝胶剂能够减轻小鼠烫伤组织水肿程度,缩短创面愈合时间。奚望等[24]制备海藻酸钠/壳聚糖蚯蚓蛋白凝胶剂,研究其对大鼠深Ⅱ度烫伤的作用,研究表明创面外用蚯蚓蛋白凝胶剂可以减少早期胶原变性,降低烫伤创面水肿程度,缩短大鼠深Ⅱ度烫伤创面愈合时间。
2.3 地龙促进痔术后创面愈合的作用 痔疮是临床上常见的肛肠科疾病之一,临床表现有出血、脱垂、疼痛等,有症状的痔疮会严重影响患者的生活质量。痔切除术后主要依靠创面自然愈合,常因肛门疼痛、创面水肿、肛周局部微循环障碍、创面感染、粪便污染创面等因素,导致创面愈合时间延长[25]。
地龙在治疗痔术后抗炎、抗菌及加速创面愈合速度等方面显示了明显的作用。李东冰等[26]将鲜地龙制成的溶液喷洒于实验动物及混合痔手术后患者的创面,发现地龙溶液具有明显的抗炎作用,可减轻创面水肿;对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌有抑制作用;能够促进创面毛细血管和成纤维细胞的增殖,增加肉芽组织生长及创面愈合速度,缩短痔术后创面愈合时间。黄洋等[27]研究结果表明解毒生肌汤雾化熏洗联合复方地龙胶囊治疗能够显著缓解Ⅲ~Ⅳ度环状混合痔PPH术后患者肛门疼痛、水肿及创面渗出,促进VEGF、血小板衍生因子(PDGF)和bFGF表达,从而加速新生血管形成,促进创面愈合,且具有一定的肛门功能保护效应,发挥中医外治与中药内治的优势。
2.4 促进糖尿病足创面愈合的作用 糖尿病已经成为继肿瘤和心血管疾病之后的第三大非自然死亡疾病,而糖尿病足是糖尿病患者随着病程延长,周围神经与外周血管病变引起足部软组织及骨关节系统的破坏,是糖尿病患者致残的主要原因之一[28]。
Goodarzi等[29]研究G-90对四氧嘧啶诱导的糖尿病大鼠创面愈合的影响,发现G-90降低伤口部位感染风险,组织学分析显示,G-90处理组细胞外基质形成较好,成纤维细胞增殖、新生血管、胶原合成和早期上皮层形成增加。临床对照研究表明地龙联合西医治疗糖尿病足优于单纯的西医治疗,魏宝珍[30]和于兴兵等[31]发现地龙提取液联合常规西医在改善患者溃疡面积、脓性分泌物和创面肉芽组织、加速创面愈合等方面均优于单纯西医治疗,其机制可能与降低C-反应蛋白(CRP)、提升胰岛素样生长因子-1(IGF-1)和VEGF水平有关。地龙复方制剂水蛭地龙注射液可明显改善血管、神经状况,从而有效地改善微循环障碍,提高糖尿病足的临床治愈率[32]。
2.5 治疗增生性瘢痕的作用 增生性瘢痕是真皮损伤,导致组织过度修复,细胞外基质异常沉积所导致的一种病理性瘢,常见于皮肤烧伤或者创伤后,局部常表现为质地坚硬,表面暗红,个别患者伴有瘙痒或者压痛,影响患者的外观形象,并且加重心理负担,降低生活质量[33]。
地龙在促进伤口愈合的同时也发现其具有抑制增生性瘢痕形成的作用。黄敬文等[34]前期课题研究表明鲜地龙液外敷可以对兔耳增生性瘢痕组织增生有抑制作用并且能够缩短兔耳创面上皮化时间。黄敬文等[35-36]对地龙提取液进一步分离纯化得到活性蛋白,应用于人增生性瘢痕成纤维细胞(HSF),发现地龙样品组份能够显著抑制HSF的增殖,地龙蛋白抑制细胞增殖的作用机制与下调细胞周蛋白D1(Cyclin D1)基因和蛋白表达,上调半胱天冬蛋白酶-3(Caspase-3)的基因表达,下调TGF-β1的基因和蛋白表达,下调Bcl-2蛋白表达量有关。
3 展望
地龙作为中医学中记载的具有确切愈伤疗效的经典药材,对多种原因导致的创面均显示出促进愈合的作用。近年来关于对其促进创面愈合的有效部位及机制的探索也逐渐成为研究热点,但其确切的信号通路机制仍未阐明。后续研究者还需开展更多更深入的动物实验及临床研究,进一步探究地龙促进创面愈合的作用机制并分离出具有创面愈合功能的活性蛋白,将其开发成安全、经济、有效、易用的现代化制剂应用于临床。
参考文献
[1]李龙剑,张艳,彭丽华,等.外用中药治疗皮肤创伤的研究进展[J].中国现代应用药学,2015,32(10):1285-1288.
[2]ATIYEH B S. Nonsurgical management of hypertrophic scars : evidence-based therapies, standard practices, and emerging methods [J]. Aesthetic PlastSurg,2007,3l(5):468-492.
[3]董丽琴,王小平,蔡惠群,等.中医药促进慢性创面愈合机制的研究进展[J].现代中西医结合杂志,2018,27(16):1822-1824.
[4]JARIC S, KOSTIC O, MATARUGA Z, et al. Traditional wound-healing plants used in the Balkan region (Southeast urope) [J]. Ethnopharmacol,2018, 11:311-328.
[5]国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[M].北京:中国医药科技出版社,2015:122.
[6]国家中医药管理局《中华本草》编委会.中华本草(第25卷)[M].上海:上海科学技术出版社,1999.
[7]黄庆,李志武,马志国,等.地龙的研究进展[J].中国实验方剂学杂志,2018,24(13):220-226.
[8]刘巧,毕启瑞,谭宁华.地龙蛋白多肽类成分的研究进展[J].中草药,2019,50(1):252-261.
[9]胡海聪,李翠芬,张硕峰,等.断体地龙再生期提取液对成纤维细胞增生作用的研究[J].中华中医药学刊,2013(5):1126-1128.
[10]CHO S J, KOH K S, LEE E, et al. Differential expression of three labial genes during earthworm head regeneration [J].Biosci Biotechnol Biochem, 2009( 73):2609-2614.
[11]MATAUSIJC′-PISL M, CUPIC′ H, KASUBA V, et al. Tissue extract from Eisenia foetida as a wound- healing agent [J]. Eur Rev Med PharmacolSci, 2010(14):177-184.
[12]SONG S L, WANGY L, JI K,et al. Effect of earthworm active protein on fibroblast proliferation and its mechanism [J]. Pharm Biol, 2016(54):732-739.
[13]GRDISA M, POPOVIC′ M, HRZENJAK T. Stimulation of growth factor synthesis in skin wounds using tissue extract (G-90) from the earthworm Eissenia foetida [J]. Cell Biochem. Funct, 2004(22):373-378.
[14]YANG Y W, HU H C, WANG W Q, et al. The identification of functional proteins from amputated lumbricus Eisenia fetidaon the wound healing process [J]. Biomed Pharmacother, 2017(95):1469-1478.
[15]YANG Y W, SUN Y J, ZHANG N, et al. The up-regulation of two identified wound healing specific proteins-HSP70 and lysozyme in regenerated Eisenia fetida through transcriptome analysis [J]. J Ethnopharmacol, 2019(237):64-73.
[16]GUO S, DIPIETRO L A. Factors affecting wound healing [J] . J Dent Res,2010(89):219-229.
[17]EMING S A, MARTIN P, TOMIC-CANIC M. Wound repair and regeneration: mechanisms, signaling, and translation [J] . SciTransl Med, 2014(6):265sr6.
[18]汪文琪,胡海聰,张志千,等.断体地龙提取液促进小鼠创伤愈合作用研究 [J]. 世界科学技术—中医药现代化,2015,17(7) :1449-1452.
[19]张玉昆, 冯月男, 卞敬琦, 等. 地龙鲜液对大鼠皮肤创伤后愈合效果的药效学研究 [J]. 世界最新医学信息文摘,2019,19 (16):13-14.
[20]DENG Z, YIN J, LUO W, et al. The effect of earthworm extract on promoting skin wound healing [J]. Biosci Rep,2018,38(2):BSR20171366.
[21]黄梦玲,王雄,吴金虎.中药治疗烧烫伤的作用机制研究进展[J].医学综述,2017,23(11):2240-2244.
[22]章梅,李旭,叶蜂,等.地龙提取物对大鼠深Ⅱ度烫伤创面愈合的影响[J].中药材,2004(10):744-747.
[23]何琳,刘意,张国兴,等.广地龙凝胶剂治疗烫伤的药效学研究[J].海峡药学,2009,21(4):39-41.
[24]奚望,杨柳,王允山,等.海藻酸钠/壳聚糖蚯蚓蛋白凝胶剂的制备及其对大鼠深Ⅱ度烫伤促愈合作用的研究[J].中药材,2011,34(10):1583-1588.
[25]沈维,叶芳旭,曾琴,等.miRNA在痔疮发病机制及术后创面愈合研究进展[J].浙江中西医结合杂志,2020,30(1):89-91.
[26]李东冰,王沛,曾耀辉,等.地龙组分促进痔术后创面愈合的临床和实验研究[J].中国中西医结合杂志,2000(12):899-902.
[27]黄洋,刘伟志.解毒生肌汤超声雾化熏洗联合复方地龙胶囊对Ⅲ~Ⅳ度环状混合痔PPH术后新生血管形成、肛门功能及临床结局的影响[J].现代中西医结合杂志,2019,28(9):945-950,964.
[28]许樟荣.解读《国际糖尿病足工作组关于糖尿病足感染的诊断与处理指南》[J].中国糖尿病杂志,2015(7):403-404.
[29]GOODARZI G, QUJEQ D, ELMI M M, et al. The effect of the glycolipoprotein extract (G-90) from earthworm Eiseniafoetidaon the wound healing process in alloxan- induced diabetic rats [J]. Cell BiochemFunct, 2016, 34 (4) : 242 - 249.
[30] 魏宝珍.观察地龙提取液治疗糖尿病足的临床疗效[J].糖尿病新世界,2015(12):50-51.
[31]于兴兵,张贤春,谢振年.地龙提取液治疗糖尿病足的疗效观察[J].世界中医药,2014,9(2):196-198.
[32]凌冰,易吉秀.水蛭地龙注射液治疗糖尿病足临床观察[J].中国保健营养,2012(22):5241-5242.
[33]徐晨,郭芳芳.增生性瘢痕治疗的研究进展[J].东南大學学报(医学版),2019,38(1):195-198.
[34]黄敬文,安丽凤.鲜地龙液外敷对兔耳增生性瘢痕组织形态学及创面上皮化时间的影响[J].中国民族民间医药,2013,22(12):14,17.
[35]黄敬文,王景,安丽凤,等.地龙蛋白对人增生性瘢痕成纤维细胞的作用研究[J].现代生物医学进展,2017,17(34):6626-6631.
[36]黄敬文,王景,安丽凤,等.地龙蛋白对人增生性瘢痕细胞增殖抑制作用机制研究[J].现代生物医学进展,2017,17(35):6828-6832,6864.
(收稿日期:2020-04-15 编辑:陶希睿)