补阳还五汤治疗脊髓损伤作用机制的研究进展

苏文硕，安忠诚，陈晨，樊光亚，魏浩，董黎强

(1.浙江中医药大学第二临床医学院，浙江 杭州 310053；2.浙江中医药大学附属第二医院，浙江 杭州 310005)

脊髓损伤是由各种原因引起的脊髓结构、功能的损害，造成损伤水平以下运动、感觉、自主神经功能障碍，严重者可出现四肢瘫痪，甚至死亡。据统计，全球每年有25～50万人发生脊髓损伤[1]。脊髓损伤不仅给患者及其家属带来巨大的心理和经济负担，也给社会带来巨大的压力[2-3]。脊髓损伤后会出现脊髓缺血、脂质过氧化反应、神经细胞凋亡、轴突脱髓鞘、胶质瘢痕形成等复杂的病理变化，使得脊髓在受伤后难以再生和自我修复[4-7]。目前，西医治疗脊髓损伤的方法主要是手术治疗、药物治疗和康复训练，但这些方法并不能从根本上解决神经细胞再生的问题。随着中医药事业的蓬勃发展，中医药也逐渐被用于脊髓损伤的治疗中。补阳还五汤出自清代王清任的《医林改错》，具有补气活血通络的功效，用于治疗气虚血瘀所致半身不遂、口眼歪斜、语言蹇涩等症。中医学认为，脊髓损伤所致的偏瘫、截瘫、肢体痿软等症属于督脉损伤、瘀血阻络，加之患者元气大伤且久卧伤气，多属气虚血瘀证，所以临床上采用该方治疗脊髓损伤具有较好的临床疗效，但其具体作用机制尚未明确。本文就补阳还五汤治疗脊髓损伤作用机制的研究进展进行综述，以期能为临床治疗该病提供参考。

1 改善脊髓组织缺血状态

脊髓损伤后在一段时间内，损伤区会出现缺血、缺氧等，因此改善损伤区血液循环被认为是延缓脊髓继发性损伤的重要环节之一。血小板活化因子(platelet activating factor，PAF)是一种具有广泛生物活性的磷脂类递质，具有血小板活化的作用，可促进血小板聚集，形成血栓，加重脊髓继发性损伤。齐英娜等[8]研究发现，补阳还五汤可以降低脊髓组织中PAF的表达，改善大鼠血液循环及四肢运动功能，减轻脊髓继发性损伤。缺氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor-1，HIF-1)在组织缺氧时能通过调节机体代谢来改善机体缺氧情况[9]。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是一种高度特异性的促血管内皮细胞生长因子，可以促进血管内皮细胞迁移、增殖，从而促进血管形成，改善受损组织缺血和缺氧的情况[10]。乔若飞等[11]研究发现，补阳还五汤可以促进HIF-1α、VEGF的表达，改善脊髓损伤节段缺血、缺氧状态，减轻因缺血缺氧造成的脊髓继发性损伤，从而促进神经功能恢复。可见，补阳还五汤可以通过抑制PAF的表达和促进HIF-1α、VEGF表达来改善脊髓损伤后脊髓组织的缺血状态。

2 抑制炎症反应

脊髓损伤往往伴随着炎症反应，因此抑制炎症反应也被认为是延缓脊髓继发性损伤的重要环节之一。红细胞分布宽度(red cell volume distribution width，RDW)是反映红细胞体积大小异质性的参数，被认为可以反映体内慢性炎症状态及氧化应激状况[12]。徐道志等[13]研究发现，补阳还五汤可降低脊髓损伤患者的RDW，减少C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)等炎症因子的产生和释放。近年来有研究[14]发现，脊髓损伤患者的RDW与心肺适能(cardiorespiratory fitness，CRF)存在极强的负相关性，脊髓损伤节段越高的患者临床上RDW升高的发生率越高，这可能与CRF降低有关。水通道蛋白-4(aquaporin protein-4，AQP-4)是在中枢神经系统中表达的主要水通道蛋白，可影响水跨膜转运。脊髓损伤后AQP-4的增加可导致脊髓水肿。有研究[15]发现，补阳还五汤能够抑制脊髓损伤后AQP-4的表达，从而减轻脊髓水肿程度，抑制炎症反应。可见，补阳还五汤可减小RDW和减少CRP等炎症因子的产生和释放，从而抑制炎症反应。

3 减少神经细胞死亡

脊髓损伤会导致神经细胞的坏死和凋亡，其中细胞凋亡是脊髓损伤后神经细胞死亡的主要方式。有研究[16]发现，脊髓神经细胞受损后，炎性小体被激活可加快细胞焦亡，与细胞凋亡共同加重脊髓继发性损伤。NOD样受体蛋白(NOD-like receptor protein 1，NLRP1)/半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(cysteine-containing aspartate-specific proteases-1，Caspase-1)是细胞焦亡通路之一[17]。李亚锋等[18]的研究结果显示，补阳还五汤能改善大鼠运动功能，其机制可能是通过抑制NLRP1/Caspase-1通路以减少细胞焦亡。丁洁等[19]也通过动物实验证实，补阳还五汤能够抑制脊髓损伤后NLRP3炎性体的表达，同时下调Caspase-1蛋白的表达。Caspase-1不仅与细胞焦亡通路有关，在细胞凋亡中也起着重要作用，它是一种参与并执行细胞凋亡的蛋白酶。补阳还五汤可以降低Caspase-3蛋白的表达，抑制损伤神经细胞的凋亡，起到保护神经细胞和促进运动功能恢复的作用[20]。齐英娜等[21]研究发现，补阳还五汤可能是通过下调Caspase-12、Caspase-9和Caspase-3蛋白的表达，抑制过度的内质网应激反应而发挥对脊髓受损细胞修复的作用。VEGF除了可以促进血管生成外，还可以保护神经细胞，抑制细胞凋亡。补阳还五汤可增强VEGF的表达，从而发挥延缓脊髓继发性损伤的作用[22]。细胞凋亡是多基因调控的结果，其中Bax的表达能够促进细胞凋亡，相反Bcl-2的表达将会抑制细胞凋亡。董贤慧等[23]的实验表明，补阳还五汤能够改善脊髓损伤大鼠的运动功能，其机制可能是通过上调Bcl-2蛋白的表达、下调Bax蛋白的表达来发挥保护神经细胞的作用。自噬性细胞死亡也是神经组织损伤的一种类型，细胞自噬对神经细胞来说既有益处也有弊端。自噬可以清除衰老的细胞，促进新陈代谢，但自噬过度可能会引起细胞凋亡。自噬过程中的相关蛋白Beclin-1、微管相关蛋白1轻链3(microtubule-associated protein 1 light chain 3，LC3)以及P62能够反映自噬发生情况。补阳还五汤能够调节Beclin-1、LC3以及P62的表达，双向调节细胞自噬，既能促进自噬清除衰老、受损的细胞，又能防止自噬过度，减少细胞凋亡的发生，从而起到保护神经细胞的作用[24]。

综上所述，补阳还五汤可以通过抑制NLRP1/Caspase-1细胞焦亡通路、下调Caspase-12、Caspase-9和Caspase-3蛋白的表达，抑制过度的内质网应激反应来修复受损的神经细胞；还能增强VEGF和Bcl-2蛋白的表达，同时下调Bax蛋白的表达以及调节Beclin-1、LC3和P62的表达来发挥保护神经细胞的作用。

4 改善轴突再生的微环境

脊髓损伤可导致神经细胞轴突出现脱髓鞘改变，使神经冲动传导受阻，进而出现肢体功能障碍。因此，脊髓损伤后抑制轴突脱髓鞘改变，促进轴突再生是脊髓功能恢复的关键。少突胶质细胞是中枢神经系统(central nervous systerm，CNS)唯一的髓鞘形成细胞，能表达大量成熟蛋白促进髓鞘发生，围绕轴突进行髓鞘化，其中髓鞘碱性蛋白(myelin basic protein，MBP)是髓鞘所特有的蛋白，具有高度特异性。血清中的MBP含量可以反映脊髓损伤后神经组织受损情况。裴冬阳[25]研究发现，补阳还五汤能减少血清中MBP的含量，抑制轴突脱髓鞘改变，促进神经功能恢复。近年来有研究[26]认为，神经轴突生长抑制因子(neurite outgrowth inhibitor，Nogo)是阻碍脊髓损伤后脊髓神经功能恢复的一个重要因素。Nogo-A是Nogo蛋白分子的最主要形式，主要表达于有髓轴突、少突胶质细胞胞体和突起的表面[27]；已被证实是脊髓损伤后抑制轴突再生的最主要髓磷脂相关性轴突生长抑制蛋白，其在与受体结合后会导致轴突生长锥回缩、塌陷，破坏轴突生长锥的稳定性，从而起到抑制轴突生长的作用[28]。脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor，BFNF)是人体内含量最多的营养因子，主要表达于中枢神经系统，它能够诱导损伤部位轴突延伸、髓鞘形成和突触连接，促进脊髓损伤大鼠神经功能的恢复[29]。裴俐锋等[30-31]研究发现，补阳还五汤能显著增加BDNF的表达，减少Nogo-A的表达。这说明补阳还五汤可能是通过上调BDNF的表达和抑制Nogo-A的表达来改善轴突再生的微环境，促进神经功能恢复。Ca2+是人体各项生理活动不可或缺的离子，脊髓损伤后细胞膜的Ca2+通道受到缺血、缺氧影响而导致Ca2+内流，增加神经细胞凋亡的敏感性，从而导致神经细胞凋亡。有研究[32]发现，补阳还五汤可以阻断L型钙通道活动、降低细胞内钙离子浓度、抑制细胞内钙超载、减少神经细胞的凋亡，从而有利于神经细胞修复。脊髓损伤往往还伴随着血管和微循环障碍，这会导致脊髓损伤处的血液供应受阻，影响神经修复与轴突再生，而Ⅰ型和Ⅳ型胶原蛋白能够促进脊髓损伤后血管和微血管的重建。林晓敏等[33]研究发现，补阳还五汤能促进大鼠肢体功能的恢复，可能是通过上调Ⅰ型和Ⅳ型胶原蛋白的表达而实现的。脊髓损伤后，骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)信号通道的相关蛋白表达，会使星形胶质细胞(astrocyte，AS)分化增加，胶质瘢痕形成，抑制轴突再生。补阳还五汤能抑制BMP信号通道相关蛋白的表达，降低骨成型蛋白受体(bone morphogenetic protein receptor，BMPR)Ⅰa、BMPRⅡ的表达，促进残存轴突再髓鞘化，从而促进脊髓神经的恢复[34]。

综上所述，补阳还五汤不仅能通过减少血清中MBP的含量来抑制轴突脱髓鞘改变，也可以通过上调BDNF的表达、抑制Nogo-A的表达来改善轴突再生的微环境，还能够通过阻断L型钙通道活动、降低细胞内钙离子浓度来促进神经细胞修复，同时也可以上调Ⅰ型和Ⅳ型胶原蛋白的表达、抑制BMP信号通道相关蛋白和BMPR Ⅰa、BMPR Ⅱ的表达共同发挥促进轴突再生的功能。

5 抑制胶质瘢痕的形成

脊髓损伤会引起AS分化增多，轴突脱髓鞘，胶质瘢痕形成，阻碍神经功能的恢复与再生。胶质纤维酸蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)是中枢神经系统AS的重要组成，能影响AS的形态和功能。巢蛋白参与神经组织的生长和发育。有研究[35]发现，补阳还五汤可以下调GFAP的表达，减少胶质瘢痕的形成，上调巢蛋白的表达，促进受损神经组织修复与再生。赵鹏等[36]的研究结果表明，补阳还五汤可以抑制MBP2/4的活性和表达，促进少突胶质前体细胞(oligodendrocyte precursor cells，OPCs)向少突胶质细胞分化，抑制其向AS分化，从而促进轴突残存再髓鞘化，抑制胶质瘢痕形成。补阳还五汤也可以直接促进OPCs分化为少突胶质细胞[37]。可见，补阳还五汤可以通过下调GFAP的表达、上调巢蛋白的表达以及抑制MBP2/4的活性和表达来发挥抑制胶质瘢痕形成的作用。

6 抑制脂质过氧反应

脊髓损伤产生的脂质过氧化反应会引起脊髓神经组织变性坏死，造成脊髓继发性损伤。丙二醛(malondialdehyde，MDA)能够反映体内自由基的水平，而超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)是氧自由基清除物，其含量代表了清除氧自由基的能力。补阳还五汤具有抗氧化作用，可以增加血清中SOD的含量，降低血清中MDA的含量，抑制脂质过氧化反应，减少氧自由基对神经组织的损伤，从而延缓继发性脊髓损伤的发生[38-39]。可见，补阳还五汤可以通过增加血清中的SOD含量、降低血清中MDA的含量、降低脂质过氧化物以及减少氧自由基的产生来发挥抑制脂质过氧化反应的作用。

7 小 结

目前临床上治疗脊髓损伤的方法主要以手术治疗、药物治疗和康复训练为主，虽然这些方法对缓解继发性损伤和促进神经功能恢复有一定的作用，但治疗脊髓损伤的长期疗效并不乐观。随着中医药事业的蓬勃发展，许多中药复方和单味中药被发现用于治疗脊髓损伤具有明显的疗效[40-43]。目前研究显示，补阳还五汤在治疗脊髓损伤方面有确切疗效，但其具体作用机制尚不清楚，还有待进一步研究。相信随着广大研究者对补阳还五汤研究的不断深入及对脊髓损伤病理机制的逐步认识，定能明确补阳还五汤治疗脊髓损伤更深层次的作用机制，为补阳还五汤治疗脊髓损伤提供更有力的参考依据。