中药治疗病毒性心肌炎的作用及其机制研究进展

刘梦辉，李立新，徐惠波，关延坤，林 玥1，，丁 涛*

（1.长春中医药大学，长春 130117；2.吉林省中医药科学院药效毒理评价中心，长春 130012；3.吉林省中医药科学院第一临床医院，长春 130012；4.大连盛鸿药业集团股份有限公司，辽宁 大连 116043）

心肌炎即心脏的炎症，目前世界卫生组织和欧洲心脏病学会工作组将心肌炎定义为一种心肌炎性疾病[1]。心肌炎诱因可为病毒、细菌、寄生虫、自身免疫等因素。但常见的心肌炎是由病毒感染引起的[2]，即病毒性心肌炎（VMC）。VMC是一种常见的致命性的疾病，是扩张型心肌病（DCM）和猝死的主要原因之一，威胁着全球数百万人生命，尤其是儿童和40岁以下的青年患者[2-3]。病毒性心肌炎的临床表现异质性大，其发病率无法准确估算。常用的西医治疗包括抗病毒、免疫调节/抑制、对症治疗等方法。中医学根据临床症状将其归于“心悸”“心瘅”“怔忡”范畴。近年来，中医对病毒性心肌炎的辨证、应用中药分型分期论治，取得了显著的临床疗效，展现出中药多靶点、多层次、多环节的效应，受到了各类学者的关注，并对其作用机制进行了深入的研究。本研究将对近年来中药治疗病毒性心肌炎的作用特点及机制研究结果进行归纳总结，期为临床应用提供参考。

1 抗病毒

VMC主要是由病毒引起的炎症性心脏病[4]。常见的嗜心毒病毒包括腺病毒和肠道病毒（如柯萨奇A病毒、柯萨奇B病毒）、细小病毒B19、人类疱疹病毒6等，同时还有通过激活免疫系统而间接引发心肌炎的病毒，如甲型流感病毒和冠状病毒（包括正在流行的新型冠状病毒[4-5]）。因此，抗病毒是治疗VMC的重要手段。

中药大黄乙醇提取物体外研究显示，其不能阻止CVB3感染HEp-2细胞，对CVB3也没有直接杀灭作用，但能抑制CVB3的活性体内研究发现大黄乙醇提取物是降低了VMC小鼠血清及组织中病毒RNA表达，增强了机体清除病毒的速度[6]。葛根中的黄酮类成分葛根素治疗CVB3诱导的VMC小鼠8 d后，也能减少心肌中CVB3病毒RNA表达水平，分析其作用可能与其改善心肌中SOD酶活性和MDA含量有关[7]。可见，中药提取物和复方中药抗病毒机制不主要是直接杀死病毒或阻止病毒进入心肌细胞，可能还与降低其在宿主中的增殖力、致病力及破坏力有关。

2 调节免疫

心脏的免疫反应程度能够预测VMC的发展方向[8]。有研究报道，在VMC的急性期、亚急性期及慢性期，持续的自身免疫反应和过度的炎症反应是心肌损伤的一个主要因素。因此，改善自身免疫反应对治疗VMC有重要的意义。

2.1 调节NF-κB 信号通路

核因子-kappaB（NF-κB）信号通路是促炎因子产生和循环的重要途径，通过TNFα、IL-1β、IL-6的信号传导，该通路会导致一系列的免疫炎症反应激活。

黄芪药材及有效组分黄芪总黄酮和总皂苷、单体化合物黄芪甲苷对CVB3病毒增殖的抑制和保护心肌细胞的作用，是通过激活NF-κB，诱导干扰素、TNF-α等炎症因子表达来实现的[9-10]。另发现黄芪多糖（AP）能提高CVB3心肌炎小鼠的存活率，降低心脏损伤、改善小鼠心脏功能，也可能归因于其对NF-κB信号通路中心脏炎症标记物IL-1β、IL-6的调控作用[11]。石哲玮等[12]发现，汉黄芩苷能够减少IL-1β、IL-6的释放，起到改善心肌炎症的作用是通过调节Akt/NF-κB通路实现的，但能够被Akt激动剂所减弱。还有许多复方中药如“心肌康”[13]、参麦注射液[14]均能不同程度通过调节NF-κB通路，来减轻心脏损伤。

2.2 调节T细胞及其亚群

T细胞及其亚群的平衡对VMC引起的心脏损伤至关重要。研究表明与野生型小鼠相比，缺乏CD8受体的小鼠会增加疾病严重程度，缺乏CD4受体的小鼠反而会减弱疾病严重程度，这表明不同的T细胞亚群在病毒诱导的心肌炎中具有不同的功能[15]。苏木乙酸乙酯提取物灌胃治疗20 d后，可降低慢性VMC小鼠外周血中CD4+T细胞、CD4+T/CD8+T细胞水平，升高CD8+T细胞水平，从而达到治疗VMC的目的[16]。

Th1细胞主要分泌促炎因子如IL-2、IFN-γ和TNF-β等，而Th2细胞主要分泌抑炎因子IL-4和IL-10等。调节Th1/Th2平衡是治疗VMC的有效途径。TL1A（VEGI-192/血管内皮细胞生长抑制因子-192）是TNF超家族的一个成员，TL1A可能有促进T细胞向Th1细胞分化的特性，从而可能在Th1型免疫反应的发生发展中可能发挥了重要的作用。黄芪甲苷灌胃治疗7 d后，能显著下调模型小鼠心肌细胞中TL1A的表达[17]。丹参酮IIA（TSA）是丹参的主要药理活性成分，在CVB3诱导的小鼠心肌炎模型中，TSA腹腔注射治疗14 d后，可提高IL-4和IL-10水平，降低IFN-γ和IL-2水平，初步得出判断TSA具有抑制炎症和调节Th1/Th2平衡，减少CVB3致小鼠心肌损害的作用[18]。

除了Th1和Th2，IL-17是TH17细胞分泌的促炎因子，它正成为越来越多的炎症性疾病的重要治疗靶点。有研究表明，小檗碱可有效缓解自身免疫性心肌炎（EAM）严重程度，能降低Th1和Th17细胞及其细胞因子IFN-g和IL-17水平，其可能的潜在机制与JAK抑制剂AG490类似，为抑制Th1和Th17异常反应中p-STAT1、p-STAT3和p-STAT4的强度[19]。苦参总碱和西洋参总皂苷组合物能够降低EAM大鼠血中TNF-α、IL-2、IL-17、IFN-γ的水平，抑制Th1、Th17细胞亚群激活，从而减轻心肌损伤[20]。

2.3 调节其他免疫细胞

巨噬细胞按其表型和分泌的炎症因子可分为M1型和M2型，M1型具有促炎作用，INOS是其表型的标记物；M2型具有抗炎作用，ARG-I是其表型的标记物。在CVB3诱导的乳小鼠心肌炎模型中，香叶木素治疗7天后，能够显著降低外周血中INOS表达，同时升高ARG-I；可见香叶木素是抑制CVB3诱导的巨噬细胞向M1型极化，促进其向M2型极化，发挥保护心脏作用[21]。

曹勇等[22]研究发现主要由人参、丹参、连翘等组成的“五森二连颗粒，高剂量组与利巴韦林组相似，均能增加NK细胞的杀伤活性，降低血清中CK、CK-MB的水平，减轻CVB3诱导的VMC的心肌损伤并保护心肌细胞。

3 抑制心肌纤维化

病毒心肌炎发病时，一旦炎症反应持续，心脏将进行重塑，心脏的结构和功能将被改变，心肌组织出现纤维化，从而会引起DCM的发生发展。心肌纤维化是慢性期VMC到DCM发病过程中的重要因素。

3.1 抑制内皮—间充质转化

心肌纤维化主要受心脏成纤维细胞（CFs）的影响，胚胎间充质细胞可以直接分化，内皮—间充质转化（EMT）过程也可产生CFs[23]。由人参、丹参、苦参等组成的中药复方“清心饮”的体外实验发现，用20%清心饮含药血清干预CVB3感染的心脏微血管内皮细胞，可缓解细胞形态的损害，提高细胞存活率，上调Pyk2、PI3K、Akt水平，但此作用效果可被Pyk2、PI3K的特异性抑制剂所拮抗。清心饮是通过抑制EMT过程，起到抗心肌纤维化作用[24]，其发挥作用的有效成分可能是人参皂苷Rb3[25]。

3.2 抑制TGF-β1-Smad通路

纤维化的特征是纤维（主要是I型）胶原的过度积累，导致心室硬化和心室舒张充盈损害。TGF-β1/Smad通路参与了胶原基因启动位点的激活，主要增强I型胶原的DNA翻译。研究表明黄芪甲苷抑制了TGF-β1/Smad信号通路中的重要蛋白Smad2/3、Smad4的表达，阻断了TGF-β1下游信号转导，从而抑制CVB3诱导的小鼠心肌炎中的心肌纤维化[26]。另有报道，原花青素可降低VMC大鼠TGF-β1、I型胶原纤维蛋白、Ⅲ型胶原纤维蛋白及血中Smad2/3的含量，从而改善心肌纤维化，提示其可通过抑制TGF-β1/Smad信号的传导，抑制VMC大鼠心肌纤维化的进展[27]。

3.3 调节MMP/TIMP的平衡

心肌纤维化是VMC发展为DCM的关键步骤。在心肌纤维化的调控过程中，基质金属蛋白酶（MMP）和组织抑制物（TIMP）的平衡是极其重要因素之一。MMP能够消化基质和基膜，能降解绝大部分的细胞外基质，TIMP则是MMP的特异性抑制物。中药复方制剂童心康合剂可以升高EAM模型大鼠血清中MMP-9表达，抑制TIMP-1表达，使MMP-9/TIMP-1系统趋于平衡，达到减轻心肌纤维化的作用[28]。对EAM大鼠模型，应用芪参益气滴丸治疗后，MMP-1和TIMP-1的mRNA和蛋白表达增加，但MMP1/TIMP-1比率降低，并起到了抗心肌纤维化作用[29]。

4 抗凋亡

凋亡是多细胞生物中一个高度受控的生理过程。细胞凋亡受多条信号通路调控，包括FAS、Bax、Bcl-x、caspase家族蛋白等。心肌炎的发病过程也存在细胞凋亡异常。近年来，越来越多的学者聚焦于研究中药在病毒感染的心肌炎模型中的抗细胞凋亡作用。

4.1 调节Fas/FasL

Fas蛋白属肿瘤坏死因子（TNF）受体家族成员，与其配体FasL结合，经Fas死亡结构域相关蛋白导致膜连接的Caspase-8蛋白寡聚体化，最终导致细胞凋亡。黄芪甲苷IV可以保护小鼠免受CVB3诱导的心功能不全、心肌损伤的影响，可能是因为其抑制了CVB3诱导细胞凋亡的FAS/FASL信号通路的激活[30]。养心活血解毒方也能够降低VMC小鼠心肌组织中Fas/FasL蛋白的表达，抑制心肌细胞凋亡，减少心肌损伤[31]。

4.2 调节Bcl-2/Bax

线粒体外膜上的 Bcl-2 基因家族是细胞凋亡的重要抑制因子，Bax 是促凋亡因子。张石在等[32]的实验发现，经过黄芪三萜皂苷预处理2周后的小鼠进行病毒感染，再治疗3周后，能使CVB3诱导的VMC模型的心肌组织中凋亡相关因子Bax、Bcl-2的表达水平及Bax/BcL-2比值显著降低，抑制心肌细胞凋亡。小檗碱、牡荆素作用于被CVB3感染的心肌细胞后，也能通过JNK通路调节Bcl-2、Bax水平，进而抑制CVB3感染心肌细胞的凋亡[33-34]。

4.3 调节内质网应激

GRP78/94和CHOP是内质网自身的应激因子也是内质网分子伴侣形式蛋白，常被作为内质网应激的标志物。Caspase家族的联级反应是内质网引起凋亡的重要途径。Caspase-12被激活后可从内质网进入细胞液与Caspase-9作用，激活 Caspase-3诱导细胞凋亡。体外研究实验中，槲皮素可抑制CVB3引起的心肌细胞JNK磷酸化，抑制GRP78/94和CHOP、Caspase-12等蛋白的过度表达，提示槲皮素可能是通过抑制内质网应激减轻细胞凋亡[35]。黄芪总黄酮和姜黄素均能治疗CVB3感染的原代心肌细胞3 d能降低GRP78/94和Caspase-12的表达，从而减少心肌细胞凋亡[36-37]。

5 总结与展望

随着现代科技的不断发展，中药治疗病毒性心肌炎的作用机制研究不断地被深入。通过分析近几年的单味中药、有效组分或成分及复方治疗病毒性心肌炎的试验研究结果，可以肯定中药虽然直接清除和杀死病毒作用不强，但能通过调节NF-κB信号通路、T细胞及其亚群的平衡和其他免疫细胞等作用调节机体免疫功能，也能通过抑制内皮—间充质转化、抑制TGF-β1/Smad通路、调节MMP/TIMP的平衡，起到抑制心肌纤维化的发生，延缓向DCM的发展的作用，还能通过调节Fas/FasL、Bcl-2/Bax、内质网应激，抑制细胞凋亡，减轻心肌损伤，体现出多途径、多靶点、多效应来的特征。通过这些数据的整理，发现研究病毒性心肌炎的动物模型较单一，均为疾病模型，为了更好地分析病毒性心肌炎的发病机制和特征标志物，还应探寻新的动物疾病模型或病证结合模型，揭示中医药治病的科学内涵。