肝爽颗粒对肝硬化和抑郁症“异病同治”的网络药理学机制分析*

樊亚东 ，于爽 ，张晓雨 ，王丽 ，白立鼎 ，常军 ，边育红

（1.天津中医药大学中西医结合学院，天津 301617；2.天津中医药大学第一附属医院，天津 300381；3.天津市第二人民医院，天津 300192）

抑郁症是全球致残的主要原因[1]。慢性疾病伴随抑郁症将引起自感健康、健康相关生活质量和治疗依从性的进一步降低，并导致更高的死亡率[2-4]。肝硬化是各类慢性肝病的终末发展阶段之一，目前其病死率在全球疾病死亡中排第14位[5]。相当比例的肝硬化患者存在情绪障碍，其抑郁症的时点患病率约为17%～57%，越来越多的研究认为心理因素影响肝硬化患者的发展和预后[6]。在乙型肝炎导致的肝硬化患者中，抑郁症发病率与肝硬化的严重程度呈正相关[7]。许多临床证据支持肝硬化和抑郁症的相关性，并推测两者存在潜在的共同发病机制，但目前两者共同机制尚未明确[8]。

肝爽颗粒化裁于逍遥散，具有疏肝健脾、清热散瘀和软坚散结的功效。多中心临床研究报道[9]：肝爽颗粒可改善肝脏炎症活动度和肝纤维化程度治疗慢性乙型肝炎，且具有较好的安全性。系统评价结果显示：肝爽颗粒对乙型肝炎肝硬化具有一定临床疗效[10]。肝爽颗粒的主方逍遥散具有明确的抗抑郁作用，肝爽颗粒在临床应用时也具有较好的抗抑郁作用[11]。然而，肝爽颗粒治疗肝硬化和抑郁症共病的作用机制研究存在空白，尚未引起学者足够关注。

网络药理学基于网络生物学和多向药理学，尤其适合揭示中医药的复杂作用机制。近年来，随着疾病共同发病机制的探索逐步深入，网络药理学的方法也被引入其中。借助网络药理学方法探讨中医中药“异病同治”的研究也逐渐兴起[12]。因此，本研究通过网络药理学方法，初步探索和阐述肝硬化和抑郁症发病之间的潜在机制联系，并为肝爽颗粒“异病同治”治疗肝硬化和抑郁症的药理学机制提供依据。

1 数据来源与方法

1.1 肝硬化和抑郁症相关靶点获取 以“cirrhosis”“liver cirrhosis”“hepatic Cirrhosis”“depression”“major depressive disorder”“MDD”等为检索词分别通 过 OMIM （http：//www.omim.org） 和 Drugbank（https：//www.Drugbank.ca/） 数据库获取肝硬化和抑郁症相关靶点。

1.2 肝爽颗粒成分与靶点挖掘 使用TCMID（http：//www.megabionet.org/tcmid/）、TCMSP （http：//tcmspw.com）和 Batman-TCM（http：//bionet.ncpsb.org/batman-tcm/）数据库及相关技术平台挖掘肝爽颗粒单味中药的化学成分。在Batman-TCM数据库中设置化合物靶点预测的阈值（score cutoff＞20）筛选肝爽颗粒单味药的潜在蛋白靶点。使用Uniport数据库，限定物种为人，对筛选出的蛋白进行名称规范转化操作。将上述中药化学成分靶点与肝硬化及抑郁症靶点取交集，得到肝爽颗粒治疗两病的共同作用靶点。导入String Version 11.0平台（https：//stringdb.org/）构建蛋白相互作用网络。选取分值＞0.9分的高置信度区间蛋白，并根据自由度值（一个节点在蛋白互作网络中与该点直接作用的节点的数目，自由度越大则其参与的生物功能越多）筛选药物作用靶点。

1.3 相关靶点网络分析与构建 使用Ingenuity Pathway Analysis（IPA） 软件的“Core Analysis”和“Disease&Function”模块分别对肝硬化和抑郁症相关靶点进行通路和功能分析。进一步采用“Comparison Analysis”模块寻找两种疾病共同的通路和功能。将肝爽颗粒治疗肝硬化和抑郁症的共同作用靶点分别导入BioGPS和Genecards数据库中获得组织和亚细胞分布相关信息。对药物作用靶点进行通路和功能注释分析，并与肝硬化和抑郁症共同发病机制进行比对，得到疾病治疗的核心靶点及相关通路，并作“异病同治”网络构建。

2 结果

2.1 疾病靶点与肝爽颗粒作用靶点的获取 检索数据库得到肝硬化和抑郁症相关靶点，分别为779和506个。收集肝爽颗粒化合物成分和靶点信息见表1。将肝爽颗粒化学成分的1 770个靶点与肝硬化和抑郁症靶点取交集，获得肝爽颗粒治疗两病的56个共同作用靶点。见图1。

在String Version 11.0平台进行蛋白互作网络可视化，见图2。根据自由度筛选得到47个关键作用靶点，见表2。

2.2 肝硬化和抑郁症发病机制分析 将779个肝硬化相关靶点和506个抑郁症相关靶点分别导入IPA分析软件，通过软件的“Core Analysis”和“Disease&Function”模块分别进行通路和功能分析。通过“Comparison Analysis”模块寻找密切相关的共同通路和功能，结果见图3。

表1 肝爽颗粒化合物成分和靶点情况Tab.1 Ingredients and targets situation of Ganshuang Granules

图1 肝爽颗粒、肝硬化和抑郁症靶点情况Fig.1 Targets situation of cirrhosis，depression and Ganshuang Granules

2.3 肝爽颗粒治疗两病共同作用靶点组织和亚细胞分布情况 将47个肝爽颗粒治疗肝硬化和抑郁症的关键作用靶点导入BioGPS数据库，获得其组织分布信息。为保证结果的可靠性，保留每个基因表达量较高的前5位组织，将组织分布信息导入Cytoscape软件构建组织-靶点网络，结果见图4A。其中蓝色菱形节点表示组织，节点表示度值大小，红色V型节点表示靶点。

将上述47个关键作用靶点导入Genecards数据库，获取和保留confidence大于5的各靶点亚细胞分布信息。采用Cytoscape软件构建亚细胞-靶点网络，结果见图4B。其中蓝色圆形节点代表靶点，红色三角形节点代表亚细胞结构。

图2 肝爽颗粒作用靶点蛋白互作关系Fig.2 Interaction between target proteins of Ganshuang Granules

表2 56个作用靶点自由度情况Tab.2 Degrees of freedom of 56 targets

2.4 肝爽颗粒治疗肝硬化和抑郁症的作用机制和功能分析 将47个肝爽颗粒治疗肝硬化和抑郁症的关键作用靶点，导入IPA分析软件进行核心机制和生物功能分析，见图5。结果显示：作用靶点富集于肝纤维化/肝星状细胞活化、神经炎症信号通路、糖皮质激素受体信号、HMGB1信号、动脉粥样硬化信号、LXR/RXR激活、急性期反应信号、巨噬细胞白细胞介素（IL）-12分泌、细胞因子在调节免疫细胞间通讯中的作用、肝脏胆汁淤积等信号通路。

47个关键作用靶点在生物功能层面与免疫细胞转运、炎症反应、细胞间信号转导、自由基清除、脂质代谢、分子转运、小分子生化、神经学疾病、心血管系统发育和功能、代谢类疾病、碳水化合物代谢、肝脏疾病、神经系统发育和功能、胆脏系统发育和功能等均呈现较强关联性。

2.5 肝爽颗粒对肝硬化和抑郁症“异病同治”网络构建 通过比对肝爽颗粒网络分析结果与肝硬化和抑郁症的潜在共同发病机制和功能结果，寻找前十名重复机制及相关核心靶点，构建肝爽颗粒“异病同治”网络，见图6。绿色节点表示31个核心治疗靶点，蓝色节点为通路归类，红色节点是肝硬化和抑郁症相关的诊断和治疗生物标志物。

3 讨论

肝硬化归属于中医“鼓胀”范畴，基本病机为：情志不舒，肝气郁结，气机不利，以致血行不畅，瘀血壅滞肝之脉络，肝气横逆乘脾，脾失健运，水湿不化，饮停腹中，终成鼓胀。抑郁症归属“郁证”范畴，基本病机为气机郁滞，导致肝失疏泄，脾失健运，心失所养，脏腑阴阳气血失调。因此，中医基础理论中，气机不畅，气血失和，是肝硬化和抑郁症发病的重要共同病机。

肝硬化是所有进展性和慢性肝病的最后阶段。目前，免疫系统失调和系统性炎症被认为是肝硬化自然史中涉及的主要生理病理通路。一些系统性炎症相关的血清学指标和临床参数已被作为评估肝硬化晚期的预后标志物[13]。研究发现[14]，中枢神经系统和周围免疫系统之间存在长期沟通与相互影响。抑郁症的发生发展与免疫系统的破坏有关[15]。一方面，肝硬化患者体内炎症反应增强，可导致神经炎症，对涉及情绪调节的大脑区域产生神经毒性作用，导致抑郁症状[16]；另一方面，因病情反复、治疗周期长、费用高等问题，患者处于长期压力暴露状态，不但导致中枢神经系统和周围免疫系统失衡，引起中枢神经系统炎症相关免疫系统的激活与亢进，还将引起患者大脑结构和功能的改变，造成行为学的深刻改变，加速抑郁症的发生发展[17-19]。肝硬化患者产生抑郁和焦虑等心理问题，引起患者治疗依从性和治疗预后差等问题，进一步导致病情恶化，形成恶性循环。

图3 肝硬化和抑郁症发病机制和功能分析Fig.3 Mechanism and function analysis of cirrhosis and depression

图4 肝爽颗粒治疗肝硬化和抑郁症47个关键作用靶点的组织-靶点网络（A）和亚细胞-靶点网络（B）Fig.4 Tissue-target network(A)and subcellular-targets network(B)of 47 key targets for treatment of cirrhosis and depression of Ganshuang Granules

图5 肝爽颗粒治疗肝硬化和抑郁症核心机制和生物功能Fig.5 Core mechanisms and biological functions of Ganshuang Granules in the treatment of cirrhosis and depression

图6 肝爽颗粒治疗肝硬化和抑郁症“异病同治”网络Fig.6 Network of treating different diseases with same method of Ganshuang Granules in treating cirrhosis with depression

肝硬化和糖脂代谢之间存在复杂的相互作用和因果联系。肝脏在糖脂代谢中占据核心地位，任何病因所致的肝硬化均可影响肝脏调控糖脂代谢，易诱发或加重糖脂代谢紊乱[20]。大量研究显示，糖脂代谢紊乱导致的代谢性疾病，对大脑功能会有不良影响，引起情绪障碍和认知损伤。荟萃分析显示，代谢性疾病与情绪障碍间存在双向联系，提示抑郁症会增加糖脂代谢异常发生风险[21]。因此，免疫功能失调、炎症反应和糖脂代谢异常可能是肝硬化和抑郁症并发的关键作用机制，未来可作深入探究。

肝爽颗粒主方逍遥散对抑郁症具有较好的临床疗效，方中柴胡-白芍药对具有明确的抗抑郁作用[22-23]。最近的一项研究，采用高效液相色谱分析初步分析肝爽颗粒中的化学物质含有：芍药苷、虎杖苷、阿魏酸、柚皮苷、新橙皮苷、柴胡皂苷A、柴胡皂苷D、丹参酮ⅡA以及大黄素等，成分都具有明确的抗炎、抗抑郁和调节糖脂代谢的作用[24-25]。肝爽颗粒对肝硬化和抑郁症“异病同治”网格构建结果显示：抑制肝纤维化/肝星状细胞活化和神经炎症可能是肝爽颗粒治疗两病的重要基础。涉及的相关通路如糖皮质激素受体信号、HMGB1信号、急性期反应信号、巨噬细胞IL-12分泌、肝脏胆汁淤积、树突状细胞成熟、固有免疫和适应性免疫细胞的互作、IL-6信号通路都与免疫调节和抗炎作用密切相关。提示肝爽颗粒治疗肝硬化和抑郁症涉及多靶点、多通路。筛选出的31个关键靶点是药物治疗两病的核心靶点，涉及免疫调节、炎症反应、脂质、碳水化合物代谢等众多方面。如血清炎症细胞因子肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、IL-1β、IL-6、C 反应蛋白（CRP）、干扰素（IFN）等异常增高可促进抑郁症的发生发展[26]。TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10、IL-18、IFN-γ、转化生长因子（TGF）-β1、金属蛋白酶（MMP）9等细胞因子分泌异常，与肝星状细胞活化和肝硬化的形成与发展密切相关。在中枢神经系统中，促炎细胞因子HMGB1可刺激小胶质细胞，释放炎症因子，引起慢性神经退行性病变，已成为抑郁症治疗的新靶点[27]。此外，HMGB1还可用于区分慢性乙肝患者纤维化情况。抑制HMGB1可降低炎症、凋亡和纤维化，阻止慢性肝病向肝硬化进展[28]。值得注意的是：LEP、过氧化物酶体增殖剂激活受体（PPAR）-γ、mTOR、APoE、AKT1、胰岛素样生长因子（IGF）1、IGF2等糖脂代谢的相关调节靶点，是肝爽颗粒调节糖脂代谢、调控炎症反应的关键节点，在治疗网络中具有重要价值。药物作用靶点组织和亚细胞分布结果显示：肝爽颗粒作用靶点多分布于心肌细胞、（胚胎）肝脏、平滑肌细胞、脂肪细胞、众多免疫器官和细胞以及松果体、前额皮质及脑桥上，符合药物治疗肝硬化和抑郁症的生理基础。同时，结果提示：药物可能通过外泌体、高尔基体及线粒体发挥药效。已有研究表明[24]，肝爽颗粒可通过抑制肝星状细胞的活化以及抑制调节性T细胞的活化，发挥抗肝纤维化的作用。肝爽颗粒可有效改善慢性乙型肝炎患者肝功能，降低肝纤维化血清标志物水平，且在逆转肝纤维化和减轻肝内炎症和坏死方面具有较好疗效[29]。这些结果表明肝爽颗粒具有调节免疫功能和抗炎作用，与本研究结果相符。

综上所述，本研究采用网络药理学方法挖掘肝硬化和抑郁症的潜在共同发病机制，阐释中药肝爽颗粒对肝硬化和抑郁症“异病同治”的作用机制，为其临床实践提供了可靠的理论支撑。由于数据库信息的不完善以及技术手段的不确定性，研究结果具有一定局限性，未来仍需对此进行深入挖掘及验证。