中药注射液治疗心肌纤维化的机制

杨晓红 李玉子

(延边大学附属医院，吉林 延边 133000)

心肌纤维化(MF)的病理切片显示出心肌细胞外基质沉积过量、胶原纤维增多且排列紊乱。MF最终会引起心脏收缩与舒张功能障碍，是引发心源性猝死的原因之一。中药注射液治疗MF的效果及机制的报道不断涌现，很多文献报道中药主要成分通过多种复杂通路参与调控MF，如心肌成纤维细胞(CFs)功能失调引起细胞外基质变化、心肌各型胶原成分比例失衡及异常沉积、细胞因子及炎性介质活化、肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)过度激活及 microRNA 的调控失衡均可导致MF〔1〕，本文对中药注射液治疗MF的机制进行综述。

1 中药注射液治疗MF的主要机制

α-平滑肌肌动蛋白(SMA)目前被认为是肌成纤维细胞的标志，α-SMA仅在肌成纤维细胞(myoFBs)中表达。病理情况下，CFs活化后转变为 myoFBs是MF发生的关键步骤。近年来中药注射剂治疗MF的主要机制为CFs可由以下多种信号通道活化：(1)转化生长因子(TGF)-β是公认的引起成纤维细胞转化为α-SMA表达及胶原分泌活化最重要的因子。经典的TGF-β/TGF-β受体胞内激酶底物(Smads)通道经TGF-β激活磷酸化后与Smads蛋白反应，诱导CFs转变为myoFBs而促进MF，导致心肌重塑。(2)TGF-β/Smads通路上游的RASS通路，是利用了血管紧张素(Ang)Ⅰ型受体(AT1-R)和AT2-R的介导并激活myoFBs引起胶原沉积和间质纤维化，从而导致了MF的产生。且RASS可直接和持续效应于启动TGF-β细胞内信号转导的Smads依赖通路，导致MF。(3)丝裂酶原激酶-血清反应因子(MAPK)的主要亚型有细胞外信号调节激酶(ERK)/2、c-jun N端激酶(JNK)、应激活化蛋白激酶(SAPK)、p38及ERK5〔2〕。p38被AngⅡ活化后可直接参与MF的发生发展。而RAS活化后能激活RAS/ERK信号通路，通过ERK蛋白磷酸化，降低半乳糖凝集素(Gal)-3及胎盘生长因子(PLGF)表达，减少心肌组织中Ⅰ型胶原蛋白(Col)Ⅰ和ColⅢ合成，因而减轻了MF。(4)磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)通过磷酸化eNOS，减少过氧化损伤也是抑制心室重构的重要机制。PI3K 是二聚体蛋白质，与AKT结合后活化为eNOS，而eNOS则可促进左转精氨酸形成一氧化氮(NO)。NO可抑制AngⅡ从而减轻MF。(5)活性氧(ROS)的产生超过降解时就会发生氧化应激，导致MF。(6)AMP依赖蛋白激酶(AMPK)是一种能量传感器，有研究表明，AMPK可通过抑制NADPH氧化酶的非吞噬细胞氧化酶(NOX)的表达和活性，保护心脏免受氧化应激作用，在心血管系统中发挥抗氧化作用〔3〕。

2 中药注射液在MF治疗中的应用

2.1养阴益气类中药注射液 (1)参麦注射液(SMI)有益气生脉功能，主要活性成分是红参和麦冬，红参有增强心肌收缩力、改善微循环、抗氧化的功能。麦冬的药理成分是高异黄酮类和甾体皂苷;天然高异黄酮类具有心血管保护、抗炎等多方面功能;麦冬甾体皂苷类则具有抗心肌损伤、抗心律失常等作用。二者协同作用能促进释放儿茶酚胺，降低心肌耗氧量，改善冠脉血流量及微循环，且对心脏具有正向肌力作用，防止血液凝固〔4〕。施洋等〔5〕通过动物实验证实，SMI能通过下调TGF-β/SMAD 通路，降低MF，从而延缓心室重构。(2)参附注射液(SFI)由红参和制附子组成，具有益气回阳、固摄心阳的作用。SFI的有效性成分是人参皂苷、乌头类生物碱、人参多糖等，可促进心室收缩力，降低血液黏度，优化心肌血流量。人参皂苷和乌头类生物碱均有拮抗心脏细胞膜的Na+-K+-三磷酸腺苷(ATP)酶、增加心脏组织环磷酸腺苷/环磷酸鸟苷(cAMP/cGMP)水平和减少心肌耗氧量的功能〔6〕。王一心等〔7〕采用网络药理学分析得出SFI通过激活磷酸酶(PI3K)/AKT/eNOS通路，可减轻左心室的纤维化程度并调节多种离子通道、控制心肌细胞凋亡，从而缓解了心肌损伤并促使其修复。Wang等〔8〕通过动物实验证明SFI的作用与eNOS的磷酸化有关，SFI可激活PI3K/Akt/eNOS信号通路，促进eNOS的磷酸化，eNOS的磷酸化是血管扩张和心脏保护的分子开关，eNOS的磷酸化刺激内皮细胞分泌大量NO，可扩张冠状动脉和胸主动脉环，还表现出抑制细胞凋亡和促进血管生成，对缺氧损伤的内皮细胞修复发挥强大作用，抑制心脏重塑，利于心肌缺血再灌注。唐金莉等〔9〕通过实验表明运用SFI辅助临床治疗可明显减轻MF程度。(3)黄芪注射液(HQI)具有益气补脾、扶正祛邪、养心通脉的作用。黄芪的主要活性物质是黄芪甲苷(AST)，经药代动力学结果证实〔10〕，AST通过生物体内代谢生成环黄芪醇(CAG)〔11〕。董雪等〔12〕研究表明CAG对抑制MF的机制有CAG能降低TGF-β的表达，降低胶原蛋白的合成。CAG能通过刺激异丙肾上腺素(ISO)显著抑制α-SMA和ColⅠ的表达，说明CAG可直接抑制CFs 向myoFBs转化，但对ColⅢ的影响不明显。李真等〔13〕研究表明，HQI也可能通过激活磷酸酶(PTEN)/P13K/AKT信号转导通路降低氧化应激水平，清除氧自由基，减少心肌胶原的沉积〔14〕。(4)生脉注射液从生麦散得来，是一个由丹参、麦冬、五味子组成的中药配方，其主要生物活性成分为人参皂苷Rg1和Rb1、麦冬素D和五味子乙素。具有益气养阴、敛汗、生脉的作用。在国内应用于临床治疗心血管疾病的研究表明，SMI可通过激活AKT 和抑制 ERK 通路减轻氧化应激提供心脏保护，也可通过激活 AMPK-α和抑制NOX信号传导来减轻心肌氧化损伤。SMS治疗使AMPK-α活性恢复到接近正常状态。一些药理研究报道了SMI通过caspase-3、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、JNK、ERK1/2等途径也可发挥抗炎、抗氧化和抑制细胞凋亡的作用〔15，16〕。王杨阳等〔17〕经过临床评估得出，西药联合SMI治疗心血管疾病，能提高心脏射血分数，改善病人预后，从而提高患者的生活质量，且统计分析得出生脉注射液治疗心衰的敏感性可达到90%以上。(5)参芪扶正注射液具备补气的功能，其活性成分为党参和黄芪。党参中含有人参皂苷、多种氨基酸及多糖，具有能增加心排血量而不提高心率、减轻心肌损伤、抗氧自由基、促进心肌细胞的修复的作用。Li等〔18〕通过慢性血栓性肺动脉高压 (CTEPH) 模型大鼠发现人参皂苷Rg1可上调基质金属蛋白酶(MMP)-2和MMP-9的表达，从组织形态学观察发现ColⅠ减少。黄芪通过黄芪甲苷在生物体内代谢为环黄芪醇，能抑制TGF-β的表达、抑制ISO、激活PTEN/P13K/AKT信号通路来缓解MF。张志文〔19〕表明参芪扶正注射液辅助治疗，可有效抑制心脏纤维化进程，显著改善各项心功能指标。(6)参芪注射液(SQI)是从丹参、黄芪、麦冬等中成药物中提取制备，具有益气扶正的作用。丹参的有效化学成分包括丹参酮和丹参酚酸。康渊强〔20〕通过细胞实验发现，丹参酮ⅡA能保护内皮细胞、调节免疫、抗缺血缺氧、抑制心肌细胞凋亡、抗MF。研究发现，丹参素能通过TGF-β1/Smad3通路，减少机体胶原蛋白的合成的同时降低纤维化水平〔21〕。张小红〔22〕、吴三五等〔23〕、吕忠英等〔24〕表明SQI辅助疗法能有效维持心肌细胞功能和控制MF进程。(7)氧化樟脑注射液的主要成分是樟脑，由樟的树枝、干、根茎、叶中提炼所得。主要活性成分为1，7二甲基-7-醛基-2-双环(2，2，1)庚酮，化学名称为π-氧化樟脑，氧化樟脑注射液具有增加心血排出容量，促进心肌收缩的功用，属于中枢系统兴奋剂，且具有清除氧自由基能力、发挥抗氧化物作用。安英等〔25〕通过动物实验对比对照组与氧化樟脑注射液组大鼠心肌组织各项心肌监测指标及心肌组织病理学切片，都显示出氧化樟脑注射液可通过抗氧化作用改善了MF。但氧化樟脑注射液细胞代谢通路尚未研究清楚。

2.2活血化瘀类中药注射液 (1)参芎注射液(SGI)具备通脉止痛、活血化瘀的功效。丹参素和盐酸川芎嗪是参穹注射液内两个重要的有效成分单体，能清除自由基、抗氧化损伤和凋亡等。有研究成果表明，川芎嗪能通过抑制TGF-β1表达，从而控制心室重塑过程中的纤维化。也可激活PI3K/AKT/eNOS通路，降低纤维化程度。ERK信号通路也是SGI抗纤维化的主要通路之一，其机制是对ERK蛋白的磷酸化过程进行阻断，从而抗MF。卢山等〔26〕用动物实验证明了SGI可通过抑制血清中Gal-3及PLGF表达，使慢性心力衰竭大鼠的心肌组织中ColⅠ、ColⅢ合成减少，减轻MF，进而增强心室顺应性。罗琦等〔27〕通过临床研究也验证了西药联合SGI辅助治疗，能进一步改善病人心肌缺血缺氧，改善心室重构。(2)心脉隆注射液主要成分为美洲大蠊干品经多道程序加工的来得提取物，美洲大蠊又称蟑螂。其主要成分为多肽、核苷及复合氨基酸等，具有活血散瘀、利水消肿、消疳、解毒等功能〔28〕。陈思如〔29〕通过动物实验证明，心脉隆注射液治疗的大鼠血清中超氧化物歧化酶(SOD)含量增加，NO和丙二醛(MDA)含量降低，美洲大蠊提取物能抑制心肌组织ColⅠ、ColⅢ生成，且与MAPK(ERK1/2)信号通路有关。结缔组织生长因子(CTGF)可通过多途径促进心肌细胞纤维化，刘国红等〔30，31〕研究表明通过观察心力衰竭小鼠模型发现，心脉隆注射液治疗时长与CTGF表达成反比。心脉隆注射液对酒精性心肌病患者的研究发现，患者注射心脉隆注射液后，TGF-β1表达较对照组低，核因子(NF)-κB及AngⅡ较对照组高，进一步说明了心脉隆注射液能有效抑制MF〔30，31〕。(3)丹参川芎嗪注射液是由丹参和盐酸川芎嗪组配成的复方注射剂，丹参的药理作用具有抗缺血缺氧、改善微循环、抑制血小板的聚集和黏附及抗纤维化多方面的作用。川芎嗪是川芎中提取出来的4-甲基吡嗪。对增加冠脉血流、扩张小动脉，且对血小板聚集有抑制作用〔32〕。两者的协同作用对抗MF起到较好的效果。董庆海等〔33〕运用网络药理学方法研究出丹参川芎嗪注射液对AKT1、MAPK1通路抑制心室重塑，保护血管内皮，抑制MF的进程的作用。(4)血塞通注射液以三七总皂苷(PNS)为主要活性成分，具有舒张血管、改善微循环的作用。程志清等〔34〕通过实验研究对心肌病变及纤维化情况进行观察，认为PNS通过部分抑制PDGF-B蛋白过表达，抑制心肌胶原纤维的增生。聂丹〔35〕通过实验模型检测大鼠心肌Ⅰ、Ⅲ型胶原、TGF-β1、Smad2/3的表达水平，结果表明PNS与丹皮酚联合用药降低大鼠心肌梗死后心肌组织中TGF-β1、Smad2/3的过表达，抑制TGF-β1/Smads信号转导通路，降低心肌组织中Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白的表达，抑制MF，抑制心室重塑。(5)舒血宁注射液是由银杏叶提取物为主混合配制而成。银杏叶提取物具有扩张血管、改善微循环及降低血管阻力、清除自由基等作用〔36〕。刘根林等〔37〕在实验中通过检测左心室心肌胶原纤维含量、TGF-β1蛋白表达及TGF-β1、Ⅰ型前胶原(procollagen Ⅰ)和Col Ⅲ mRNA的表达。结果与对照组相比，糖尿病组的心肌胶原的含量、心肌组织内的TGF-β1、procollagen Ⅰ和Col Ⅲ的表达均明显升高，但在银杏叶提取物干预后这些指标均明显降低。表明银杏叶提取物能通过下调糖尿病大鼠心肌内TGF-β1表达，减少心肌间质中胶原的沉积，进而改善大鼠模型心肌间质纤维化。(6)葛根素注射液是以葛根素为主要发挥药理作用的制剂。葛根素是从豆科植物野葛及甘葛根提取出的单体物质，药理作用主要有：抗脂质氧化、抑制体内血小板聚集、改善心肌代谢等〔38〕。刘诗英等〔39〕发现通过葛根素的干预，结缔组织生长因子mRNA和TGF-β1 mRNA表达水平下降，抑制MF的心肌胶原沉积，延缓MF进程。此外，张驰等〔40〕在实验研究发现葛根素联合用药可通过下调心肌组织中赖氨酰氧化酶(LOX)、MMP-2和NF-κB的表达，使血清中脂联素水平升高，达到抑制心脏重构、延缓MF、保护心肌的目的。当然这只在联合用药的情况下得出的结论，单一使用是否能延缓MF有待证实。(7)疏血通注射其发挥药理作用的成分主要为水蛭素和蚓激酶，主要经成熟的技术提炼而制成。其有活血通络之功效，常用于协同治疗，改善预后。水蛭素是一种对体内凝血酶具有最特异、高亲和力的受体抑制剂，具有强抗凝、抑制凝血酶、抑制血小板聚集、降低纤维蛋白等作用。蚓激酶的成分中与组织纤维蛋白溶酶激活物类似，所以能明显改善微循环、抑制血小板聚集、保护血管内皮及抗心肌缺血缺氧等作用。另外疏血通能抑制凝血酶对胶质细胞的损伤，保护胶质细胞，减缓MF发展〔41～43〕。

综上，MF在最近这些年一直受到国内外学者的高度重视，MF疾病已成为心脑血管科室重点关注的疾病，有关其临床研究报道较多。中药注射液治疗MF已经取得了比较显著的效果，其发挥出了巨大的临床应用潜力，且对比西药，中药的不良反应较小。但中药注射剂的不良反应的研究很少，多以长期临床实践为依据，安全性尚无有力证据。因此存在一些问题需要专家们共同解决。第一，大体动物实验模型的研发不够。目前现在的动物模型依然存在很多缺陷，无法更深层次地提现中医有关证型，如何更有效率地研究出具有中医辩论动物模型还需要大量研究进一步证明。从理论角度分析，如何更有效地对MF进行辩证，MF疾病需要通过中医哪些方法进行治疗，是目前中医理论研究的重点内容。第二，目前来看，细胞学实验研究方面都是一些实践内容，缺乏理论性中医思想指导，而实验实践内容多数是通过临床病例来说明药物治疗MF疾病的效果，复合药物的生物通路分析研究依然较少，生物通路分析有助于揭示药物干预可引发哪些生物反应，最重要的是指导治疗靶点的发现和治疗策略的建议，因此可断定药物选取的中医理论依据不足，是否能进一步对细胞水平辩论还尚不明确。在临床治疗中西药针对治疗MF具有一定的疗效。随着社会的发展，临床复方药及联合用药要比单方用药的效果好，也得到了业内人士的公认，因此，进一步充实对中药的各方面研究，为临床对中药注射剂的研究及使用提供事实依据及理论基础是必不可少的。