基于炎症微环境探讨化痰祛瘀类中药防治主动脉瓣钙化

白宇，杜梦辉，高爱社，白杨，孙洁，王坦，李珊，陈芳（河南中医药大学医学院，河南 郑州 450046）

主动脉瓣钙化性疾病（CAVD）是由炎症、氧化应激、脂质沉积等原因引起的瓣叶钙化性疾病，在我国该疾病的主要危险因素为老年退行性瓣膜改变。老年退行性瓣膜改变多见于65 岁以上的老年人，年龄与发病率呈正相关，其病理特点为瓣膜内膜逐渐增厚，主要累及主动脉瓣[1]。组织病理可见瓣膜内胶原纤维、弹力纤维逐渐增多，瓣叶继发硬化、断裂，纤维组织染色不均[2]。目前，随着年龄增长引起瓣膜改变，最终导致CAVD 的原因不清，可能与老年患者自身慢性低水平的全身性炎症状态有关[3]，也可能与动脉粥样硬化发病机制类似，其病变起始阶段以瓣膜内皮损伤、脂质沉积和炎症反应为主要标志，而免疫炎症反应及炎症微环境转化贯穿瓣叶钙化全程。CAVD 属中医“胸痹”“脉痹”等范畴，其病机虚实夹杂，虚以正气不足为本，实以瘀血、痰浊及毒邪为标。CAVD 患者在氧化应激等致炎因子作用下，正气亏损、痰瘀互结，免疫系统持续激活，引起瓣叶炎症微环境发生转化，从而导致继发性瓣膜钙化。现有对CAVD 的中医诊疗，多从“痰瘀互结”进行辨证治疗，化痰祛瘀类中药对CAVD 有一定的临床疗效，但病理机制尚不清楚。分析瓣叶免疫微环境改变，阐释其中医学机制，有利于化痰祛瘀类中药在治疗CAVD 方面的进一步推广应用，可为中医药防治CAVD 提供新的思路。

1 瓣膜钙化成分与主动脉瓣叶钙化炎症微环境组成

1.1 主动脉瓣叶成分与瓣膜钙化 主动脉瓣叶中的主要细胞为瓣膜间质细胞（valve interstitial cell，VIC）和瓣膜内皮细胞（valve endothelia cell，VEC），两者是参与瓣膜钙化的主要成分。静止的VIC 可在CAVD的炎症微环境和剪切应力作用下激活，向肌成纤维细胞表型转化或进一步分化为成骨样细胞，促进主动脉瓣纤维化及钙化[4]。VEC 位于瓣膜表面，直接接触血液及间质，可调节免疫反应并分泌炎症因子，促进VIC 纤维化及钙化[5]。同时，在机械应力和炎症微环境作用下，VEC 还可通过内皮-间充质转化（EndMT）诱导VIC 病理重塑，进一步参与瓣膜钙化进程[5]。

1.2 主动脉瓣叶钙化病理性炎症微环境构成 现代医学认为炎症是具有血管系统的活体组织对致炎因子发生的以防御为主的反应。在炎症反应过程中涉及多种炎性细胞和炎性因子，他们共同构成炎症微环境。在老年性退行性CAVD 中，瓣膜损伤及脂质沉积引发的炎症反应贯穿整个瓣膜钙化发展过程，不同病理阶段，多种炎症细胞如巨噬细胞、中性粒细胞、T 淋巴细胞、肥大细胞、树突细胞、B 淋巴细胞和其释放的炎症因子共同构成主动脉瓣叶钙化病理性炎症微环境，炎症微环境中多种因素相互作用最终导致VIC 进行性钙化，促进钙盐沉积影响瓣叶韧性[6-8]。

1.2.1 巨噬细胞 正常瓣膜上有由单核细胞分化来的巨噬细胞，是吞噬细胞的主要类型。主动脉瓣内氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）蓄积引起巨噬细胞募集[9]，其吞噬吸收脂质并在CAVD 中成为巨噬细胞源性泡沫细胞[10]。巨噬细胞可以分泌多种促炎因子，包括肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白细胞介素1β（IL-1β）、白细胞介素6（IL-6）、转化生长因子β（TGF-β）、基质金属蛋白酶（MMPs）和组织蛋白酶等[6]，这些促炎因子不仅激活VIC 使其向肌成纤维细胞和成骨样细胞分化，还活化其他免疫细胞，加重了主动脉瓣的钙化和炎症。活化的巨噬细胞产生的TGF-β1 可诱导VIC 分泌组织蛋白酶和MMPs，促进瓣膜组织蛋白水解、使细胞外基质纤维重塑，导致主动脉瓣钙化加剧[11]。

1.2.2 T 细胞 浸润主动脉瓣的T 细胞分泌多种促炎细胞因子如TNF-α、IL-1β 和TGF-β 等，可活化CAVD 中的VIC[12]。钙化狭窄的主动脉瓣中的单克隆CD4+和CD8+T 细胞积聚，且CD8+CD28-记忆T 细胞数量增加[13]。此过程既出现了由一般抗原引起的T 细胞多克隆增殖，还包括特异性抗原诱导的T 细胞单克隆增殖，这表明T 细胞介导的全身适应性免疫参与了CAVD[13]。

1.2.3 肥大细胞 在CAVD 患者的主动脉瓣中，可观察到肥大细胞与巨噬细胞、树突状细胞和淋巴细胞共存，且肥大细胞的数量还与瓣叶钙化狭窄的严重程度有关[14]。钙化狭窄瓣膜中的肥大细胞产生较多的糜蛋白酶、类胰蛋白酶和组织蛋白酶G[7]。其中糜蛋白酶可将血管紧张素Ⅰ转换为血管紧张素Ⅱ加重主动脉瓣狭窄[15]。炎症与新生血管密切相关，类胰蛋白酶促进血管内皮生长因子A（VEGF-A）产生，促进钙化瓣膜的血管生成，加重了瓣膜的炎症反应[7，16-17]。组织蛋白酶G 可降解主动脉瓣中的弹性蛋白，使组织重构，加重主动脉瓣的钙化狭窄程度[18]。

1.2.4 树突状细胞 树突状细胞是一种抗原呈递细胞，在正常主动脉瓣膜中含量丰富。树突状细胞大多数位于主动脉瓣面向主动脉一侧的内皮下，此处易发生病变，可能与该部位暴露于易形成湍流的血液而长期感受机械应力有关，也可能是大量脂质易积聚在此处引起[19]。FMS 样酪氨酸激酶3（FLT3）是一种受体酪氨酸激酶，已有实验研究[20]显示FLT3 依赖性的树突状细胞可通过调节炎症反应减轻动脉粥样硬化，故推测其可能也参与调节主动脉瓣的炎症来干预钙化狭窄过程。

1.2.5 B 细胞 由巨噬细胞分泌的细胞因子如TNF 家族的B 细胞活化因子（BAFF）可与B 细胞表面BAFF受体结合引起信号传导，促进B 细胞的成熟、存活及增殖[21]。正常状态下，主动脉瓣瓣膜中没有B 细胞，而CAVD 患者钙化狭窄的瓣膜中，面向主动脉的一侧不仅有CD20+B 细胞浸润且其表达了BAFF 受体[21-22]。且B 细胞BAFF 受体阳性的数量与瓣膜钙化程度及巨噬细胞总数呈显著正相关[21]。所以，BAFF与BAFF 受体结合引发的信号传导与CAVD 病情进展可能有关。

1.2.6 中性粒细胞 重症CAVD 患者的外周血中性粒细胞数值较高，中性粒细胞与淋巴细胞比值（NLR）升高与CAVD 的发病、疾病严重程度及其预后相关[23]。CAVD 中，中性粒细胞可通过改变主动脉瓣内皮通透性来加重内皮功能障碍，引起慢性炎症反应。其次，中性粒细胞促进巨噬细胞的成熟并诱导其极化，引起局部免疫反应，参与主动脉瓣的组织修复重塑过程。此外，中性粒细胞分泌的弹性蛋白酶和MMPs 可水解瓣膜中成纤维细胞的弹性蛋白并使其细胞外基质降解和重塑，促进主动脉瓣组织纤维化[23]。中性粒细胞胞外网状陷阱（NET）是中性粒细胞坏死或凋亡后所形成的蛋白酶、肽等组成的网状结构，可在胞外捕获细菌，诱发不同于细胞凋亡、坏死的特殊细胞死亡过程来杀菌，参与了机体免疫应答[24]。Kopytek 等[24]认为，钙化的主动脉瓣会形成更多的NET，且其数量与疾病严重程度有关，这也说明中性粒细胞在CAVD 进展中发挥了一定作用。

1.2.7 CAVD 的炎症细胞因子 VIC 及其他瓣膜细胞可产生大量的细胞因子参与炎症调节。CAVD 的主动脉瓣膜中MMPs 表达增加，可引起细胞外基质重塑[25]。同时，钙化狭窄的主动脉瓣叶中促炎因子大量产生后，血中C 反应蛋白（CRP）、TNF-α、IL-6 均增加并激活炎症反应。NOD 样受体蛋白3（NLRP3）炎症小体诱导形成的IL-1β 和白细胞介素18（IL-18）在钙化狭窄主动脉瓣中含量增加，引发慢性炎症反应，加速CAVD 的进展[26]。除此之外，少部分炎症细胞因子，如白细胞介素37（IL-37）、白细胞介素38（IL-38）等则通过对抗炎症反应以减轻CAVD 钙化进展[27-28]。

2 主动脉瓣叶钙化炎症微环境转化过程

老年退行性病变引起的CAVD 的免疫炎症涉及VIC 的活化、免疫细胞的募集、炎症相关细胞因子的释放以及随后由于纤维化和钙化结节形成而导致的主动脉瓣瓣膜小叶硬化。CAVD 早期机械剪切应力破坏VEC 的结构及其完整性并引起内皮功能障碍，之后低密度脂蛋白（LDL）和脂蛋白（a）等进行与动脉粥样硬化相似的脂质沉积[29]，进行性内皮损伤和这些脂质的氧化沉积会引起炎症细胞的迁移[30]，刺激由巨噬细胞、肥大细胞和T 细胞驱动的炎症反应，这些细胞同时释放促炎细胞因子，如IL-1、IL-6、TNF-α等促进了主动脉瓣的矿化[31]。另一方面，这种转化后的炎症微环境使得正常静止的VIC 在CAVD 的进展阶段被激活，分化为成骨样细胞[32]。同时，损伤的瓣膜内皮使得脂质在瓣膜组织内积聚，推动炎症微环境改变，加速钙化和纤维化进程，表现出主动脉瓣进行性钙化。在这一过程中，炎症微环境的显著改变和主动脉瓣钙化水平密切相关，Cote 等[31]证实了矿化主动脉瓣中ox-LDL 的水平与炎症程度及主动脉瓣钙化程度的正相关性，ox-LDL 含量越高的瓣膜，其白细胞和巨噬细胞含量越高，TNF-α 表达也越高。CAVD 的复杂病理生理机制涉及多种炎症过程，而各种免疫细胞及细胞因子形成的炎症微环境起着突出作用，其中脂质的氧化应激为触发炎症微环境形成的使动因子，而炎症微环境的转化进一步促进VIC的矿化。同时，改变后的炎症微环境通过Toll 样受体（TLR）通路、丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs）通路、核因子κB（NF-κB）通路、活性氧（ROS）通路、炎症小体（inflammasomes/caspases）通路等募集单核或巨噬细胞、活化T 细胞及肥大细胞等，从而调控CAVD的矿化。在主动脉瓣钙化组织中，可观察到多种激活的炎症细胞释放促炎因子，包括白细胞介素（IL-1β、IL-6、IL-1）、TNF-α、Toll 样受体3/4、抗炎细胞因子IL-37 和TGF-β，以及CRP 等[33-34]。

炎症因子在钙化瓣膜炎症微环境转化中有重要的作用。IL-1β 不仅通过增强MMPs 的表达降解细胞外基质使其重塑，加剧瓣膜钙化狭窄，还通过激活NF-κB 通路产生IL-6、IL-8 和单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）等细胞因子促进CAVD 加重[35]。Jian 等[36-37]证实绵羊钙化的主动脉瓣瓣尖部存在特异的TGF-β1，其作用于受损的VIC，使其分化为肌成纤维细胞或成骨样细胞，同时增加了VIC 中碱性磷酸酶（ALP）的活性，在形成了富含凋亡ALP 的结节后促进细胞凋亡，最终进展为钙化结节，从而导致主动脉瓣纤维化、钙化及狭窄。TGF-β1 不仅通过激活VEC 中的NF-κB、TNF-α 和IL-6 诱导EndMT，且破坏VEC完整性，使其易分化为VIC[38]。TGF-β1 还可诱导活化猪的VIC，使其表达肌成纤维细胞表型并形成钙化结节[39]。CAVD 中过表达的细胞因子IL-6 可刺激VEC 的EndMT，参与了主动脉瓣中新型间充质细胞的募集[38]。其中，由VIC 分泌的IL-6 通过自分泌或旁分泌的方式，作用于NF-κB/IL-6/BMP 信号通路，激活NF-κB 受体活化因子配体（RANKL）[4]和IL-1，进一步高表达MMPs[30，40-41]，参与VIC 的成骨转化[42-43]。

3 中医学对炎症微环境转化与CAVD 的认识

顾保群等[44]认为，炎症导致的组织细胞的变性、坏死、增生或者矿化等病理过程可能由“痰”引起，尤其是细胞、组织的变质性炎症与“痰”密切相关。对于心脏瓣膜病变来说，其钙化过程本质上是一种变质性炎症，氧化脂质的过度沉积诱发瓣叶炎症微环境形成。在这一过程中，炎症微环境转化过程促进了VIC 向成骨样或肌成纤维细胞表型转化，且转化后的细胞增殖进一步加重钙化。VIC 变性与表型转化和增生与中医的“痰邪”特点相符。痰邪黏腻，却可随气机运动深入皮肉筋骨，且易兼夹他邪，瘀阻经脉，变生血瘀、毒邪等，其形多变。CAVD 炎性微环境转化特点与痰邪串行、多变、挟夹他邪为病等极为相似，因此CAVD 中炎性微环境转化的实质与津液生成输布异常所致的痰湿密切相关。痰湿积聚在瓣膜而出现气机运行不利、血行涩滞不畅，久而痰瘀互结，二者胶结并互为因果，甚则损及气血津液，所致伤害逐渐加重，久久难愈。

流行病学调查显示，高龄、血脂异常、遗传等是老年性CAVD 的高危因素[45-47]。中医亦认为“胸痹”多发于老年人。老年性CAVD 多发于正气不足的年长人群，该病虽病位在心，但与脾、肾二脏均有关系，病性为本虚标实，发病的关键因素是痰浊、瘀血搏结于心脉。年老体虚，肾阳不足，心阳不振，直接影响到气的推动气化等功能，导致血运无力，血行不畅。同时，津液聚而痰湿生，痰湿阻滞亦影响血行，痰瘀作为病理产物，同时也是新的致病因素，滞留于经络脏腑日久，进一步阻滞气机，加重痰瘀，痰浊与瘀血滞留于心脉，痰瘀互结、相互转化，炎症微环境转化使得各种病理因素相互交织，作用于瓣膜，导致VIC 成骨样变，形成瓣膜钙化、僵硬，致使瓣膜钙化进行性加重，瓣口狭窄，出现胸闷、心绞痛等临床症状。同时，瓣膜的炎症微环境转化可导致瓣膜理化性质和生物学特性改变，继发血流动力学障碍，影响纤溶和凝血等机制引起血流缓慢（血瘀）；并可通过炎症微环境中的炎症细胞毒性作用、炎症因子趋化作用诱导VIC 进一步矿化导致瓣膜钙化、僵硬持续性加重，继发附着血栓，甚至血栓脱落等与“瘀血”密切关联的形态学改变。痰浊、瘀血既是CAVD 致病因素，又是其病理产物，二者互为因果，相互转化，交结贯穿于CAVD病变始终，痰浊与瘀血滞留于心脉，痹阻心阳，发为本病。

4 化痰祛瘀类中药治疗CAVD 的研究进展

4.1 中药治疗CAVD 的概述 结合中医学理论，CAVD 是在痰湿、血瘀等病理因素共同作用下导致血液与心脉间相互关系失调而发生的一种病变，多表现为眩晕、胸闷、心悸、胸痛、痰多、纳少、呼吸困难、活动耐量下降、乏力等症状，属于中医学“胸痹”“脉痹”等范畴。中医学对该类心绞痛症状早有描述，《黄帝内经》有关于“胸痹”的记载：“胸部闷痛，甚则胸痛彻背，喘息不得卧”。《金匮要略·胸痹心痛短气病脉证治》亦认为“胸痹缓急”为本病的特点，并创立瓜蒌薤白半夏汤以辛温通阳，祛除痰邪。其胸痹及心痛临床表现和现代瓣膜病性心绞痛症状不谋而合。

因此，现代中医理论对CAVD 的辨证论治，多从痰瘀互结入手。如雷忠义教授提出胸痹“气阴两虚，痰瘀互结”的病机，提倡“痰瘀同治”[48]。颜乾麟、雷忠义等名老中医，分别从血瘀、痰湿入手，应用瓜蒌薤白半夏汤加减及血府逐瘀汤加减等方剂治疗CAVD，部分症状改善明显[49-50]。姜德友教授[51]善从“痰瘀”论治胸痹，将其分为3 型诊治：一是先为痰浊后血瘀者以黄连温胆汤治之，二是先血瘀后痰浊者应用自拟方君络通治疗，三是痰瘀并重者使用自拟方通络化痰汤，以行气活血，理顺津液。国医大师张琪[52]采用“豁痰宁心、活血化瘀”治法，应用温胆汤、橘枳姜汤合血府逐瘀汤加减，以涤痰散瘀。杨关林教授[53]认为，本虚为本病发病基础，痰浊、血瘀为外在病理因素，应标本兼治，健脾化痰、活血化瘀。方选异功散合益气通脉煎剂加减、通脉降浊方加减、附子人参汤加温阳通脉汤加减等，以活血通脉、健脾祛痰、益气降浊之法治疗该病。吕莎莎等[54]应用化痰祛瘀方治疗痰瘀互结证型的胸痹疗效显著，血液流变相关指标得到改善。

4.2 中药复方治疗CAVD 刘德全应用数据挖掘方法探讨中医药治疗胸痹的用药规律[55]。结果显示，应用频次较高的中药有丹参、茯苓、党参、川芎、瓜蒌、半夏、黄芪、当归、五味子、薤白、桃仁等，其主要为化痰祛瘀、行气活血类中药；常用药对有川芎-丹参、丹参-瓜蒌、薤白-瓜蒌、半夏-瓜蒌等，其应用频次分别为111、103、97 和71 次。

李光智等[56]观察了55 名胸痹患者在西药治疗基础上加用血府逐瘀汤的临床疗效。结果显示，其可提高高密度脂蛋白，降低总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白、MCP-1、血栓素2、超敏C 反应蛋白等，疗效优于西药对照组。

张鞠华[57]在他汀治疗胸痹的基础上加用丹蒌片。结果表明，丹蒌片可有效降低患者纤维蛋白原、血液黏度和血脂水平。其作用机制可能与调控IRS-1/PI3K/Akt 信号通路和SREBP-1/FAS 信号通路，减少脂质生成并抑制炎症反应，以调节炎症微环境有关[58]。本课题组[59]亦观察丹蒌片对老年性主动脉瓣狭窄的临床疗效，结果表明丹蒌片可有效缓解患者的心绞痛症状，提升患者的治疗满意度。瓜蒌-薤白药对为治疗痰浊所致胸痹的经典配伍，甘寒之瓜蒌功专清肺化痰，开胸间之痰热；辛温之薤白行气导滞，独善通阳散结；二药相配起到调脂祛痰，理气化瘀的作用，为治疗痰瘀互结之胸痹要药[60]。李加会等[61-62]研究瓜蒌-薤白药对对动脉粥样硬化ApoE-/-小鼠的影响，结果显示该药对不仅改善了小鼠体内的炎症反应，还能显著缩小主动脉窦斑块及纤维钙化沉积面积。

4.3 中药活性成分对CAVD 的药理作用研究 化痰及祛瘀类药物活性成分具有抗氧化应激、调节炎症微环境转化和抗钙化作用。如藤茶提取物二氢杨梅素通过靶向c-KIT/IL-6 信号通路，使成骨特异性基因ALP 和Runt 相关转录因子2（RUNX2）表达降低，并减少人VIC 中的钙沉积，改善人主动脉瓣VIC 的成骨分化[63]。姜黄提取物姜黄素可减轻氧化应激，通过NF-κB、蛋白激酶B（PKB）和细胞外调节蛋白激酶（ERK）等途径抑制VIC 的成骨分化[64]。从生姜中提取的10-去氢姜辣二酮（10-DHGD）具有抗炎、抗钙化和抗氧化活性[65]，其可通过对炎症微环境的调节以改善瓣膜钙化。虎杖提取物白藜芦醇可经由沉默信息调节因子1（SIRT1）、核因子E2 相关因子2（Nrf2）和雌激素受体（ER）介导，下调RUNX2、骨钙素（OC）和ALP，以减少动脉钙化[66]。

5 讨论

主动脉瓣钙化性疾病（CAVD）是由于主动脉瓣内膜沉积的脂质形成的炎症微环境引发的系列炎症反应，最终导致CAVD。随着CAVD 相关免疫炎症学说的提出和完善，改善炎症微环境转化已成为防治CAVD 的新观点，基于抗炎及免疫调节防治CAVD具有广阔的临床应用前景。目前，CAVD 临床处理策略的选择十分有限，仍以外科或介入干预为主，缺乏从疾病机制改善患者症状及预后的有效药物。传统中医认为CAVD 是在饮食不节、老年体弱、情志失调等病理因素作用下，气血运行紊乱使人体脏腑功能失常，以致浊邪内生、脉道满盈、日久成痰化瘀，引发痰瘀互结，影响气机，损伤阴阳。气血与主动脉瓣间的相互关系失调而发生的一种病理变化，其机制和炎症微环境转化密切相关。基于上述病机，中医药治疗CAVD 宜以祛痰化瘀为要。

综上所述，祛痰化瘀类中药治疗CAVD 已取得一定的研究进展，从中药复方临床观察到有效成分的药理研究，均显示其对CAVD 有较明确的疗效，且对炎症微环境有改善作用，可有效减轻主动脉瓣钙化僵硬程度，减轻主动脉瓣狭窄。但现有的研究多仍处在体外实验阶段或小样本临床观察，存在药理研究欠深入，治疗周期短，作用机理仍不清楚等问题；基于炎症微环境研究较少，作用靶点不明确；缺乏系统、多中心来源于真实世界的研究数据和大规模、长期随访的高级别循证医学证据支持。在评价患者症状方面，缺乏客观指标，疗效评价主观性强。如能在明确药物的疗效及安全性基础上，充分发挥中西医结合优势，将中医“治未病”思想与西医三级预防策略相结合，采用化痰祛瘀类药物进行早期干预，建立稳定长期的中西医结合诊疗模式，统一主动脉瓣的钙化临床症状指标，同时结合体外体内实验结果，深入研究基于炎症微环境和瓣膜钙化之间的相互作用机制，明确药物涉及的相关通路，对主动脉瓣钙化免疫微环境改变机制进行多层次、多靶点、多途径的深入研究对CAVD 的治疗具有重要意义。