基于细胞自噬论“伏毒”的微观机制及在特发性肺纤维化中的作用

陈凤　张伟　杨公涛

摘要 细胞自噬是细胞程序性调控的重要生命活动，广泛参与肺纤维化的发生发展过程。通过分析细胞自噬产生的病理生理机制探讨“伏毒”的微观机制，从微观角度揭示特发性肺纤维化中“伏毒”致病的病机及“扶正解毒法”的临床应用。可认为细胞自噬与中医正气亏虚时通过“精气转化”以保证机体的正常生命活动、湿热痰瘀实邪时通过“自我消化”以维持内环境稳态的机制是一致的。阐明中医药能够在特发性肺纤维化不同病期双向调节细胞自噬以维持机体阴阳动态平衡，标本兼治，延缓病情发展，为预防和治疗特发性肺纤维化提供新的思路和方法。

关键词 细胞自噬;伏毒;特发性肺纤维化;微观机制;扶正解毒法;精气转化自我消化;双向调节

Abstract Autophagy is an important life activity of programmed cell regulation，which is widely involved in the occurrence and development of pulmonary fibrosis.By analyzing the pathophysiological mechanism of autophagy，the microscopic mechanism of “virulent” was discussed，and the pathogenesis of “virulent” in idiopathic pulmonary interstitial fibrosis and the clinical application of “strengthening and detoxification method” were revealed from the microscopic perspective.It is believed that autophagy is consistent with the mechanism of “transformation of vital qi” to ensure the normal life activities of the body when the vital qi is deficient，and “self-digestion” to maintain the homeostasis of the internal environment when endogenous dampness and heat are induced by phlegm and blood stasis.It is expounded that Chinese medicine can bidirectionally regulate autophagy in different stages of idiopathic pulmonary fibrosis to maintain the dynamic balance of Yin and Yang，treat both the symptoms and root causes，delay the development of the disease，and provide new ideas and methods for the prevention and treatment of idiopathic pulmonary fibrosis.

Keywords Autophagy; Virulent; Idiopathic pulmonary fibrosis; Micromechanism; Strengthening body and detoxifying; Transformation of vital qi; Self-digestion; Bidirectional regulation

中圖分类号：R242文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2021.18.014

特发性肺纤维化（Idiopathic Pulmonary Fibrosis，IPF）是一种罕见的、进行性的、通常是致命的慢性纤维化性间质性肺病[1]。组织病理学上以间质性肺炎为特征，最终导致正常肺组织结构破坏。临床上多以肺组织顺应性降低，弥散功能障碍，通气/血流比例失调，表现为进行性呼吸困难，病情呈进行性发展，终末期多因呼吸衰竭而死亡[2]。IPF的发病机制尚不完全清楚，预后较差，5年死亡率超过多种癌症[3]。目前世界上用于治疗IPF的吡非尼酮和尼达尼布虽然有助于缓解症状，改善患者的肺功能和生命质量，但尚未有证据说明二者是否有助于提高患者的生存率[4]。然近年来的研究结果证实，细胞自噬（Autophagy）广泛参与了肌成纤维细胞分化、上皮间质转化和细胞外基质沉积等过程，促进肺纤维化的发生、发展，因此调控细胞自噬有可能成为防治本病的重要靶点[5]。而且吡非尼酮和尼达尼布可为患者造成沉重的经济负担和不可忽视的不良反应[6-7]。现代医家研究表明，中药能够通过双向调节细胞自噬，发挥损伤修复和细胞保护作用，减轻肺纤维化[8]。我们旨在通过探讨细胞自噬与IPF中医“伏毒”的关系，进一步阐释IPF“伏毒”致病的病机特点及“扶正解毒”的现代微观机制，以期对临床有所裨益。

1 自噬与IPF

1.1 自噬的定义 自噬是真核细胞内一种进化保守、基因程序化的分解代谢过程，在调节细胞生长、代谢和生存以及维持细胞内环境平衡等方面发挥着重要作用[9]。自噬主要分为3种类型：微自噬、巨自噬和伴侣介导的自噬。自噬的过程主要包括4个阶段：首先是自噬前体的形成和延伸，然后是自噬前体在各种相关蛋白的调控下形成自噬体，其次是成熟的自噬体与溶酶体结合形成自噬溶酶体，最后自噬溶酶体降解再利用自噬体内的底物[10]。自噬的功能主要包括3个方面：提供细胞所需能量;消除错误折叠或不需要的蛋白质，损伤或老化的细胞器及其他病原体等;合成新的蛋白质以保持内环境稳态。

1.2 自噬在IPF发病中的作用 自噬参与特发性肺纤维化的机制可能包括：1）参与肌成纤维细胞的增殖、分化：肌成纤维细胞过度表达α平滑肌肌动蛋白，促进细胞外基质沉积，进而形成肺纤维化。Araya等[11]研究发现，敲除LC3-Ⅱ和Atg5基因抑制自噬可以诱导肌成纤维细胞分化，其与TGF-β诱导的纤维化效果一致。2）缓解肺上皮细胞功能障碍：肺上皮细胞既能分泌抗纤维化介质﹐也能分泌促纤维化因子，在肺纤维化的形成中起重要作用[12]。Gui等[13]条件性敲除小鼠上皮细胞中的结节硬化复合物1基因，使得小鼠更容易发生肺纤维化，而经雷帕霉素激活自噬后，可以逆转这种情况。故认为，自噬不足可致上皮细胞功能障碍继而形成肺纤维化，激活自噬能够增强上皮细胞修复能力，延缓肺纤维化。3）促进成纤维细胞活化：刘卫东等[14]认为通过提高mTOR活性可能会改变自噬活性，使IPF成纤维细胞维持活化状态。4）参与调节上皮间质转化：Gui等[15]研究发现，瘦素能够通过PI3K/AKT/mTOR途径阻断A549细胞的自噬，加速上皮间质转化进程。5）抗细胞凋亡：Cabrera等[16]以自噬相关基因Atg4b缺陷小鼠为模型，经博莱霉素治疗7 d后发现，肺泡和细支气管上皮细胞凋亡增加。6）介导内质网应激：Bueno等[17]使用巴弗洛霉素A1抑制自噬时发现线粒体去极化和细胞凋亡加剧，说明自噬不足能够加剧内质网应激从而破坏线粒体稳态。

2 自噬与中医微观机制

自噬是机体对正气与邪气的调控，是阴阳动态平衡的微观体现。自噬的调控中存在一种剂量效应关系，即在一定范围及程度内自噬起到保护细胞的作用[18]。当机体遇营养缺失、氧气不足等因素刺激时，为适应内外环境，启动细胞自噬，产生中医属性为阴的氨基酸、核苷酸等精微物质补充机体所需，而降解损伤细胞器和蛋白质，也需要不断消耗能量，精微物质产生后进入三羧酸循环转换成三磷酸腺苷等中医属性为阳的能量，同时精微物质随之消耗，细胞自噬即是在这种阴阳消长过程中维持着微观的动态平衡[19]。Yan等[20]通过缺血缺氧动物模型的建立和细胞培养实验证实，大量自噬小体在营养缺乏状态下出现，此时自噬不仅对细胞起保护性作用，还能促进细胞存活。Ebato等[21]高脂饮食喂养糖尿病和非糖尿病小鼠，电镜下均观察到自噬小体数量增加，以分解类似于中医痰浊瘀血之邪的脂质。各种疾病的发生发展都和细胞自噬失调相关，类似于中医“正虚”和（或）“邪实”导致阴阳失衡而引发疾病的病机[22]。《黄帝内经·素问》云：“邪气盛则实，精气夺则虚”“邪之所凑，其气必虚。”邪气紧至，正气郁闭，气化不足，湿热痰瘀等病理产物不得化解，聚而成毒，藏匿深伏，郁而化热，壮火食气，正气过度消耗抗邪乏力，形成虚虚实实的恶性循环。自噬失调可导致心脾肾等多个器官相关性病变，这与伏毒病位广泛，常侵犯多個脏腑的致病特点相同。从此种意义上讲，自噬的失调与伏毒的形成和致病密切相关。

3 自噬与IPF中“伏毒”理论的关系

“伏毒”首见于《脉经》“热病……伏毒伤肺中脾者死;热病……伏毒伤肝中胆者死;热病……伏毒在肝腑足少阳者死”中寒毒伏内发为热病的论述[23]。“伏”者，匿藏也;“毒”者，邪之甚也。“伏毒”是指邪毒深伏潜匿，伏而不觉，待正气虚弱，复感外邪，则病情暴发，且毒愈深，气愈虚，虚愈甚，邪愈滞，正愈伤，故伏毒具有缠绵、蛰伏、暗耗、多变、难治等致病特点[24]。伏毒的成因无外乎外、内两端。外感邪毒入侵人体后，若正气尚可与之抗衡，则邪毒暂不鸱张发病，若正气不足，则邪毒得以深伏内藏。内伤“伏毒”则是内伤久病出现脏腑亏虚、阴阳失调，进而产生湿、寒、热、火等内生邪气及痰饮、瘀血等有形实邪，郁积不化，日久酝酿而成湿毒、热毒、火毒、瘀毒、痰毒等，皆属伏毒。

IPF在中医学中尚无明确病证名称，根据古人经验及现代临床研究，本病大致可归为中医“肺痹”“肺痿”范畴。“肺痹”源于《黄帝内经》中“五脏痹”的理论，认为痹病日久势必影响五脏，发于肺者乃为肺痹，主要证候特点为肺气闭阻，“肺痿”病名首见于《金匮要略》：“寸口脉数，其人咳，口中反有浊唾涎沫者何？师曰：为肺痿之病。”[25]认为“肺热叶焦”是关键病机之一，其证候特点以气阴两虚为主。故“肺痹”“肺痿”分别代表了IPF的不同病情阶段和（或）不同证候特点。IPF多属本虚标实，病位在肺，病久累及心脾肾。正虚是指因内伤久病、年高体虚或先天不足、后天失养等导致机体正气亏损。《素问·举痛论》曰：“百病生于气也。”正气亏虚是病理基础，这与伏毒发病始终基于正气不足、脏腑阴阳失调的前提相一致。“标实”是指外邪侵感，气虚无力交争而邪滞体内，气血精津液运行受阻，生成湿热痰瘀等浊毒壅滞肺络，正气渐耗，细胞自噬功能失司，难以控摄“伏毒”，发而为病，最终肺络失于濡养而废萎不用。影像学为中、下肺及胸膜下磨玻璃样密度影或弥漫性线网状阴影，肺功能受限，表现为限制性通气功能障碍、弥散功能障碍[26]。自噬与IPF中“伏毒”的关系见图1。

3.1 自噬不足与IPF中“伏毒”的关系 一般情况下，机体多处于基础水平的细胞自噬状态。适量的自噬可以清除细胞内“垃圾”，并将其转化为其他底物，可重复利用以修复、保护和更新细胞[27]。这类似于中医“精气转化”的气化功能的微观体现。由于年龄增加或机体病变等因素出现，导致自噬水平下降，降解能力衰退，蛋白质和损伤的细胞器等“内生浊毒”在体内堆积，影响细胞正常生命活动，造成结构功能损伤。我们认为自噬不足是“正气亏虚，内生伏毒”在细胞微观层面的具体体现。外邪侵袭，由于素体正虚或正气被扼，气化不足，气血精津运化失常，水液停聚，悉泛成痰，血络滞涩，皆凝为瘀，痰瘀互结，邪聚成毒，痹阻肺络，形成肺痹。自噬不足，湿热痰瘀等伏毒不得降解成为新的致病因素，残伐肺气，耗伤阴液，加速了肺痹向肺痿的转变。《临证指南医案》云：“久郁成热。”《医学正传》亦言：“若病久则成郁矣，郁则成热。”另外，肺处阳位，为阳中之少阴。且肺主气，气属阳，从肺脏自身生理特点看，肺阳常有余而阴常不足，即使肺脏感受阴邪，也多从热转化的特性[28]。如李东垣《脾胃论》曰“火与元气不两立，一胜则一负”，火盛则气衰，随着时间的推移，伏毒往往易从化为热象，进一步耗损正气，最终导致肺脏萎废不用，形成肺痿。

3.2 自噬太过与IPF中“伏毒”的关系 当遇发热、激素、营养缺失、氧气不足等因素刺激时，自噬被过度诱导，使大量蛋白质和细胞器降解，细胞能量过度损耗，引起细胞凋亡，并产生大量病理产物，容易诱发各种疾病。从中医角度来看，一方面，人体正气不足时，精微物质和能量供给乏源，故细胞过度自噬，“自我消化”错误折叠的蛋白、衰老细胞器，从而补偿细胞正常生命活动所需能量[29]。另一方面，气血精津运化失常，湿热痰瘀等病理产物不得化解，聚而成毒，藏匿深伏，伺机为患，为清除富集的病理性产物，细胞自噬应激性过度活化。综上两方面诱因导致细胞自噬太过打破了细胞生长和死亡之间的动态平衡，会引发细胞程序性死亡。这与阳化太盛、虚性亢奋的代谢分解过度是相通的。《素问·阴阳应象大论》云：“壮火之气衰……壮火食气……壮火散气。”此之谓也。故自噬是一把双刃剑[30]。基础水平的自噬保护细胞，然当自噬被过度激活则会导致细胞死亡，最终结果是加剧机体正气损耗，造成肺脏结构及功能的破坏，形成肺纤维化。

4 扶正解毒法在IPF病机中的作用探讨

IPF常呈正邪交错，本虚标实之候，病位主要在肺，病久累及脾肾，故扶正解毒为核心治疗原则，在病程中注意正邪的变化，兼顾肺脾肾诸脏的调护。中医治病强调“以平为期”，因而，依据疾病发生发展过程中虚实主次关系，促进或抑制机体自噬，是维持体内阴阳动态平衡的重要方法。

IPF发病早期，邪气初袭，自噬对细胞起保护作用，由于正邪交争，气机不畅，气化不足，正气处于相对亏虚状态，自噬功能被抑制导致病情进展，此时治疗应以“祛邪”为主，兼以扶助正气，提高细胞自噬水平清除体内伏毒，从而达到欲救于萌，截断病情疾病发展的目标。IPF后期，自噬过度激活，进一步耗伤正气，此时治疗应以“扶正”为主，兼以解毒，抑制太过的细胞自噬，从而达到标本兼治的目的。

扶正补虚药物类似于氨基酸、生长因子和葡萄糖等营养物质，能够调节自噬相关信号，提高机体免疫能力。气虚之起，无外因肺、脾、肾三脏[31]。《景岳全书·新方八阵》曰：“凡气虚者，宜补其上，人参、黄芪之属是也。”人参，味甘微苦，温而不燥，善补脾肺之气;黄芪，甘补中土，入脾肺经，补脾益气且具升发之性。二药常相须为用，使补气之力增强。丁煌等[32]亦通过细胞实验发现，黄芪甲苷和人参皂苷Rg1以IC50剂量进行1∶1配伍时，能够协同抑制自噬性损伤。肾气乃肾精所化，故补益肾精即是培补肾气。地黄是张景岳常用填精益髓之品，《景岳全书·新方八阵》中有“精虚者，宜补其下，熟地、枸杞之属是也”。李建生等[33]通过地黄干预A549细胞，发现地黄具有能够抑制细胞外基质降解的作用。现代生物学认为，痰浊是病理性生化物质在体内蓄积的结果，而瘀血是病理性生化物质的理化性质和生物学功能发生改变，同时可能伴有相關细胞形态、结构和功能的改变，湿热痰瘀互结形成伏毒，自噬则是导致其产生的重要原因之一[34]。“久病不用活血化瘀，何除年深坚固之沉疾，破日久闭结之瘀滞？”活血化瘀药可以直接祛除体内堆积的病理产物，减少对气血的进一步损耗，避免虚虚实实的恶性循环。潘怡[35]补气活血方剂补阳还五汤可以通过抑制PTEN/mTOR通路激活自噬发挥对博来霉素所致肺纤维化小鼠的治疗作用。在IPF的微环境里，肺泡上皮向间充质细胞转变，肌成纤维细胞异常增殖，大量炎症介质募集至肺泡，分泌物增多，这些“病态”细胞即属痰浊。黄芩，味苦，性寒，可入归肺、脾、胃、胆、大肠、小肠经，具有清热燥湿的作用，临床广泛用于痰热阻肺化火导致的多种肺部疾病。王林等[36]通过体外实验发现，黄芩苷可诱导细胞自噬，同时抑制了TGF-β1诱导的上皮间质转化。

从微观层面上讲，细胞自噬的过程可能是IPF“扶正解毒法”的微观机制，“解毒”有助于清除体内蓄积的痰瘀毒邪，给邪以出路，帮助自噬维持体内平衡;而“扶正”能在自噬缺乏的情况下增强自噬功能，降解过多积累的有害物质，提供细胞能量，促进体内“伏毒”的清除;抑制自噬太过状态下的自噬功能，减少细胞死亡，防止正气进一步耗伤。

综上所述，“扶正解毒法”可通过双向调节细胞自噬的水平以维持机体内环境的稳态。

5 讨论

IPF致残、致死率高，病因病机尚不明确，预后不理想，提高治疗效果仍是一个严峻的挑战。调控细胞自噬干预肺纤维化进程逐渐成为近年研究热点。我们旨在探讨“伏毒”理论及“扶正解毒法”在IPF中的微观作用机制，为“扶正解毒法”调节自噬水平治疗特发性肺纤维化提供理论依据。从微观层面看，中药小分子化合物结构复杂，不良反应较低，是药物开发的重要来源。多种动物实验表明，中药复方、中药单体及衍生物在调节细胞自噬治疗特发性肺纤维化中起到明显作用。但研究所涉及的自噬相关信号通路及指标仍较为局限，研究多基于西医的微观机制，脱离中医理论，因而有待于学者进一步完善该领域的研究，深入探讨如何加强中西医结合探讨细胞自噬与特发性肺纤维化，利用现代科学技术对细胞自噬进行动态监测，寻找扶正解毒侧重点及转换节点，利用中药促进或抑制细胞自噬维持机体阴阳动态平衡，以期为中药新药开发及临床治疗特发性肺纤维化提供新思路。

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（2021-07-30收稿 责任编辑：杨觉雄）