《伤寒论》黄芩汤治疗溃疡性结肠炎作用机制研究进展

杜旭辉 文颖娟 陈丽娟

溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)是一种慢性非特异性结肠炎症性病变(inflammatory bowel disease, IBD)。其主要的临床表现为血性腹泻、腹痛和直肠急迫等[1]。现代医学治疗该病的疗效并不乐观[2],而张卿等[3]和张艳杰等[4]通过临床观察,发现中医药对于UC治疗具有明显积极作用。其中又以经方黄芩汤的治疗效果较显著。黄芩汤出自《伤寒论》,被称为“万世治利之祖剂”。方中以黄芩为君,臣以芍药,佐以甘草大枣,四药并用以达清热止利之用。现代研究发现,黄芩汤对UC大鼠具有抗炎镇痛止泻的作用[5],益生菌联合黄芩汤颗粒剂可有效修复肠道溃疡[6]。抗菌试验研究证明黄芩汤对50株肠道致病菌均有一定的抑菌作用[7]。炎症介质含量测试表明,黄芩汤通过抑制一氧化氮(nitric oxide, NO)、白介素(interleukin, IL)6、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor, TNF-α)和前列腺素E2(prostaglandin E2, PGE2)等炎症介质的过量产生发挥对炎症损伤的治疗作用[8]。黄黎等[9]实验证明,黄芩汤成方药效要优于各个单味药药效,以经方配伍药量的药效要优于其他配伍药量。由此可见黄芩汤治疗UC的效果是成效显著的,应用黄芩汤于治疗UC有着很好的发展前景。本文将对黄芩汤治疗UC的作用机制从免疫、通路、肠道菌群及细胞焦亡等方向进行综述。

1 黄芩汤调节免疫细胞治疗UC的机制研究

UC属自身免疫性疾病,其病变主要发生在黏膜,其肠道壁黏膜层可见增厚和密集浸润的免疫细胞。黄芩汤通过平衡免疫细胞来达到保护肠黏膜的作用,改善UC的症状。

1.1 辅助性T细胞

CD4+T细胞即辅助性T细胞(helper T cells, TH),具有调节细胞免疫的功能,它的功能失调在UC的发生中有着重要作用。因此可调整CD4+T细胞亚群之间的平衡以恢复其正常功能。TH1和TH2细胞均可介导免疫反应,Th17细胞有促进炎症、参与组织损伤等作用[10],实验证明黄芩汤对UC大鼠的Th1和Th2细胞作用明显,能通过对炎性细胞因子和转录因子的调节使异常的Th1/Th2恢复。并且可以通过调控转录因子(促进叉头框蛋白P3和抑制视黄酸相关孤儿受体γt),促进Th17/Treg的平衡。黄芩汤可能通过调节上诉细胞来抗炎以及保护肠黏膜,从而达到治疗UC的效果[11]。宋红新[12]通过观察小鼠结肠组织,测量其肠系膜淋巴结相关细胞比例,亦证明黄芩汤可以调节Th1/Th2、Th17/Treg的平衡,稳定肠道微环境以发挥疗效。调节性T细胞(Tr细胞)分泌抑制性细胞因子,郑学宝等[13]实验研究发现黄芩汤可以增强Tr细胞的抑制功能从而减轻肠黏膜免疫反应,以达到修复黏膜的目的。

1.2 B细胞

B细胞是机体内重要的免疫细胞,可以参与炎症过程,抑制过度的炎症反应。B10属于调节性B细胞,却起着抑制免疫反应的作用。冯锦山等[14]实验证明黄芩汤中的黄芩苷等物质对疾病状态下的B10细胞具有调控作用。

1.3 ILC细胞

ILC细胞是参与固有免疫的淋巴细胞(innate lymphoid cell, ILC),能参与病原体抗感染、炎症疾病发生。因此可以以该细胞作为新的治疗靶点和治疗手段,对相关疾病进行干预治疗[15]。ILC3作为ILC家族一员,其大量分布在肠黏膜内,可促进肠道免疫,协调免疫应答。周长琳等[16]实验研究证明黄芩汤可上调ILC3,从而发挥黄芩汤调节免疫的作用以及抗炎作用,以达到治疗UC的功效。

2 黄芩汤调节细胞因子及相关通路治疗UC的机制研究

黄芩汤能直接或通过调节信号通路来减少促炎因子以及增加抗炎因子,缓解肠道炎症的症状。黄芩汤通过这种方式以达到治疗UC的效果。

2.1 炎性细胞因子

IL主要是由白细胞产生的细胞因子,多通过调控细胞免疫的激活来参与免疫调节。IL-1和IL-6促炎性细胞因子,IL-4是抗炎性细胞因子,促炎症因子的异常增多或抑炎症因子的异常减少均可导致肠黏膜出现炎症。丁伟群等[17]通过研究UC患者病变的肠黏膜组织发现其组织中IL-4水平显著低于正常组,IL-1、IL-6水平显著高于正常组且测得IL-6与UC的严重程度呈正相关。黄芩汤治疗UC,可通过调节这些细胞因子实现。丁晓刚[18]实验证明黄芩汤可以减少IL-1并且提高IL-4,从而减轻炎症的损伤程度,达到缓解实验大鼠溃疡性结肠炎的目的。纪佳等[19]实验证明,黄芩汤可减少IL-6,降低炎性细胞的产生,从而拮抗炎症,恢复肠道结构。Chen等[20]通过对比不同制法的黄芩汤对于慢性UC小鼠的疗效,不仅证明了黄芩汤对于促炎性细胞因子IL-1β、IL-6有明显的抑制作用,还证明其中传统煎剂的效果最为显著。

2.2 信号传导及转录激活因子(signal transducers and activators of transcription,STAT3)/核转录因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)/IL-6通路

IL-6是促炎性细胞因子,IL-6/STAT3信号通路作为抗炎和免疫调节较为关键的通路已引起广泛关注。IL-6可诱导STAT3磷酸化,STAT3磷酸化后通过诱导抗凋亡因子,使其阻止炎性细胞凋亡,导致慢性炎症的发生。炎性因子可以通过NF-κB信号通路引起机体炎症反应,该通路在调节免疫应答中起着关键作用。IL-6上调STAT3磷酸化途径,激活NK-κB,诱导细胞间粘附分子的极化表达,这些分子在炎性细胞发病机制中起重要作用[21-22]。王倩等[23]实验发现黄芩汤可使UC大鼠肠道细胞IL-6/STAT3信号通路状态明显下调,将其炎症细胞功能恢复稳定,从而缓解炎症损伤。王怡薇等[24]通过研究黄芩汤对NF-κB通路上的p65蛋白作用发现,黄芩汤可以抑制蛋白活化,下调通路作用,从而达到抗炎的作用。王康[25]的实验研究发现黄芩汤可以抑制炎性因子对于IL-6/STAT3及NF-κB信号通路的激活,减少局部炎症的发生。

2.3 Toll样受体4(toll-like receptor 4, TLR4)/MyD88/NF-κB信号通路

TLR4是模式识别受体(pattern recognition receptor, PRR)中的Toll样受体之一,其主要的功能是启动细胞活化和炎性信号转导,激活的主要信号通路即是MyD88依赖通路。TLR4在出现UC的肠上皮细胞过度表达,活化后结合衔接子蛋白MyD88,激活下游 NF-κB,NF-κB的激活诱导一系列促炎细胞因子的表达,导致肠炎的发生[26]。王敦方等[27-28]实验证明黄芩汤通过抑制TLR4蛋白的表达,影响MyD88引发信号通路下游的功能,从而抑制NF-κB的活化,减少了一氧化氮、IL-17等促炎因子的释放。该课题组又通过实验证明不同剂量的黄芩汤,均可使UC大鼠的结肠中TLR4以及MyD88蛋白表达出现降低的现象,再次说明黄芩汤可以对TLR4/MyD88通路起抑制作用。

2.4 γ干扰素(Interferon-γ, IFN-γ)/激活激酶janus(janus kinase, JAK)/ETS(E-twenty six)信号通路

IFN-γ即Ⅱ型干扰素,其异常表达与炎症疾病息息相关。研究证明,细胞表面的IFN-γ受体互相作用JAK STAT信号通路,从而参与细胞炎症反应[29]。而ETS转录调节因子受JAK/STAT信号通路调节并参与细胞凋亡过程。MO等[30]研究发现,UC组小鼠结肠组织IFN-γ蛋白表达上调,从而激活JAK/ETS通路导致结肠细胞凋亡,加重炎症反应。黄芩汤干预后,IFN-γ、ETS等蛋白表达明显下降,从而缓解结肠细胞的凋亡,减轻炎症反应。

3 黄芩汤调节肠道菌群治疗UC的机制研究

UC的发病与肠道菌群稳态失衡有关。肠道菌群的失调可引发肠道的炎症反应,有害菌释放的肠毒素导致肠黏膜屏障受损,使其通透性增强[31]。而益生菌则改善肠道黏膜屏障功能和免疫系统功能,促进抗炎因子的分泌,从而减缓肠道炎性病变[32]。黄芩汤调节肠道菌群,可从增加益生菌和减少有害菌两个方面来实现。

3.1 增加益生菌

吴梦雨[33]通过对伊立替康引起的小鼠腹泻实验研究证明,黄芩汤可以有效增加乳杆菌等益生菌,以达到恢复肠道正常微生态平衡,抑制病原菌感染的目的。双歧杆菌既对肠道有着免疫营养作用又对于肠道致病菌具有拮抗作用。陈勇华等[34]通过对比经过黄芩汤治疗前后的患者结肠黏膜菌群数量,发现有益菌双歧杆菌及乳酸菌数量明显升高。Li等[35]通过给DSS诱导的UC小鼠以黄芩汤治疗,发现其肠道有益细菌如乳酸杆菌、拟杆菌以及普雷沃氏菌属(Prevotellaceae)和Blautia菌等均高于未治疗状态。马旭冉[36]通过对比UC大鼠粪便中毛螺菌科、瘤胃菌科等菌群证明,给予UC大鼠黄芩汤,不仅能有效增加有益菌含量且其含量明显高于其他方剂组。

3.2 减少有害菌

左风[37]通过实验研究黄芩汤的体外抗菌作用发现,黄芩汤对于抑制多种肠道致病菌如沙门氏菌、大肠杆菌均有作用。Yang等[38]通过实验研究发现小鼠以黄芩汤治疗后,肠道中螺旋杆菌则有所下降。徐航宇等[39-40]实验研究证明,黄芩汤干预后,肠道有害菌大肠杆菌志贺属(escherichia-shigella)等显著降低。Huang等[41]通过研究发现黄芩汤可使结肠细菌浸润表达下降,减少UC小鼠肠道有害菌如脱铁杆菌门以及产检杆菌科,从而发挥保护肠道屏障的作用。

以上研究均证明黄芩汤可以在促进肠道中益生菌等生长的同时,抑制有害菌的增殖。通过恢复肠道菌群微平衡实现缓解肠道炎性反应、优化受损的肠道黏膜的目的,从而发挥治疗UC的作用。

4 黄芩汤调节细胞焦亡治疗UC的机制研究

细胞焦亡又称细胞炎性坏死,可导致细胞肿胀,活化细胞内炎性因子并在细胞破裂时释放,引起强烈的炎症反应。研究发现UC模型中炎性含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate-specific proteases, Caspase)明显增多,而细胞焦亡主要依赖于Caspase-1的激活,说明细胞焦亡在UC的发生发展中有着一定作用[42]。

Nod样受体蛋白3(NOD-like receptor P3, NLRP3)的多蛋白复合体NLRP3炎性小体可激活Caspase-1,因此抑制NLRP3炎症小体可能缓解细胞焦亡的强烈炎症反应[43]。吴娜等[44]通过实验研究发现给予黄芩汤后小鼠结肠组织中NLRP3和Caspase-1的蛋白表达均显著降低,说明黄芩汤可通过调节NLRP3/Caspase-1通路来作用于细胞焦亡,减轻炎症反应以达到治疗UC的目的。

5 展望

黄芩汤作为《伤寒论》名方,虽然千百年来皆应用于治疗类似UC症状的病症,但其治疗UC的现代机理却不甚明确。本文通过对黄芩汤治疗UC的研究机制整理,旨在找出其具体的作用发挥机制,即黄芩汤可从调节免疫细胞、调节细胞因子及相关通路、改善肠道菌群和抑制细胞焦亡等作用机制去改善UC的症状。这些作用机制的探讨证实了黄芩汤对于UC的确切疗效,并对UC治疗方法的创新提供了更多思路和参考依据。不过当前对于黄芩汤研究实验仍有许多不足,例如关于黄芩汤对Th亚群中Th3、Th9等成员的相关实验以及黄芩汤对于IL-10家族的多个细胞因子的作用机制均缺乏足够的文献支持。黄芩汤对细胞焦亡作用的研究也仅限于Caspase-1的经典通路,对于Caspase-4等非经典通路的研究亦较为缺乏。因此,关于黄芩汤治疗UC作用机制的实验研究仍需要进行大量探索,达到具体症状具体应用,从而为临床应用提供一定的参考依据。