基于相火理论探讨细胞焦亡在自身免疫性肝炎中的影响*

赵奕杰 朱金霞 秦启文 向 倩 刘光伟

1.河南中医药大学第一临床医学院 (河南 郑州, 450000) 2.河南中医药大学第一附属医院脾胃肝胆科

自身免疫性肝炎(AIH)是一种以血清转氨酶升高、循环中存在自身抗体、高γ-球蛋白血症、肝组织学特征性改变(包括界面性肝炎、汇管区淋巴浆细胞浸润和玫瑰花结样变)以及对免疫抑制治疗应答为特点的慢性炎症性肝病,急性进展可能导致肝衰竭和终末期肝病,死亡率较高[1]。AIH发病呈全球性分布,无特定发病年龄,但以中老年女性居多,其发病机制尚未明确,但越来越多的证据表明,环境因素、特定自身免疫系统中的遗传易感性以及免疫调节的失衡是发病的关键[2]。

近期研究发现,细胞焦亡是AIH的主要诱因之一。作为一种新型程序性细胞死亡方式,焦亡的产生依赖胞质NOD样受体(NLR)和半胱天冬氨酸酶(caspase)的激活,其特点是在细胞膜破裂的同时释放大量促炎细胞因子如IL-1β和IL-18。IL-1β能够刺激促炎因子的表达、促进肝组织中的中性粒细胞的募集和辅助性T细胞的分化,从而引起免疫应答,放大炎症反应,加速肝脏炎性进展[3]。AIH在临床上常表现为身目黄染、胁肋疼痛、大量腹水等,祖国医学根据症状特点将其归属于”黄疸”“胁痛”“积聚”“鼓胀”等范畴[4]。本文以相火理论为切入点,结合相关文献,从中医、西医两个角度系统阐述细胞焦亡在自身免疫性肝炎中的作用,以期为中西医认识和防治AIH的提供新的思路。

1 相火与细胞焦亡

1.1 相火 相火理论是中医理论的重要组成部分,《素问·天元纪大论》云:“君火以明,相火以位”[5]。自然界万物的生长变化有赖于君火的主持和相火的奉禀,后世医家将其应用于人体脏腑之中,朱丹溪在《格致余论》中言:“以名而言,形气相生……见于天者,出于龙雷,则木之气;出于海,则水之气也。具于人者,寄于肝肾二部,肝属木而肾属水也”[6]。说明相火根于肝肾之阴,两者互根互用,相火妄动则易耗伤肝肾之阴。《素问·阴阳应象大论》云:“壮火之气衰,少火之气壮,壮火食气,气食少火,壮火散气,少火生气”,后世医家用以阐明相火对人体机能的影响,少火能够维持人体正常的生命活动,化生气血津液等营养物质奉养周身,是谓生气之火,壮火因热势较盛,易耗伤气伤津,滋生病邪,而被看作病理之火[7]。国医大师杨震称之为“相火之常”“相火之变”[8]。

1.2 细胞焦亡 激活细胞焦亡最主要的两种途径包括经典途径和非经典途径,经典途径主要由半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1(caspase-1)介导,依赖NOD样家族受体NLRP1、NLRP3、NLRPC4和黑色素瘤缺乏因子2(AIM2)的激活;非经典途径主要由caspase4/5/11介导,依赖肠道细菌的外膜囊泡(OMV)将内毒素脂多糖(LPS)递送至胞质溶胶,促进鸟苷酸结合蛋白(GBPS)的募集来激活[9]。无论是经典途径的caspase-1,还是非经典途径的caspase-11,都能促使焦孔素D(GSDMD)裂解为GSDMD-N,其结果都造成了细胞的肿胀破裂,并伴随大量的促炎性细胞因子流出,引起强烈的炎症反应[10]。本文主要围绕核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)介导的细胞焦亡经典途径展开论述。NLRP3由三个部分构成,包括富亮氨酸重复结构域(LRR)、NACHT结构域和Pyrin结构域[11]。NLRP3单体通常不具有生物活性,二聚化的NLRP3分子可以通过识别病原体相关分子模式(PAMPs)或宿主来源的损伤相关分子模式(DAMPs),与含有CARD结构域的凋亡相关斑点样蛋白(ASC)上的Pyrin结构域结合,并通过CARD-CARD相互作用,形成有活性的NLRP3寡聚体,又称NLRP3炎症小体[12];同时,ASC的CARD结构域募集并切割半胱天冬氨酸酶1前体(procaspase-1),并激活caspase-1[13]。活化的caspase-1能够将GSDMD剪切为GSDMD-N端片段,该片段通过与细胞膜的磷酸肌醇或含有心磷脂的脂质体结合,造成细胞膜穿孔,激活控制小分子进出的受体Pannexin-1,打开膜通道P2X7,使细胞内k+和ATP外流,细胞外水分子大量流入,造成细胞肿胀破裂,最终诱导细胞焦亡[14,15]。在此过程中,活化的caspase-1将pro-IL-1β和pro-IL-18剪切为IL-1β和IL-18,随细胞破裂释放,导致级联放大反应,引起免疫应答[16]。

1.3 相火与细胞焦亡的联系 《素问·天元纪大论》云:“天有阴阳,地亦有阴阳……动静相召,上下相临,阴阳相错,而变由生”[5]。强调自然万物皆处于阴阳的动态平衡中,人的生命活动包括体内细胞的生长、死亡也有赖于阴阳调和来实现,焦亡作为一种新型细胞死亡方式,也受到阴阳的调控,病理性相火作为阴阳失和的产物,为细胞焦亡提供了先决条件。焦亡又可称为细胞的炎性坏死,中医认为炎症产生与痰湿瘀浊等病邪的沉积密切相关,现代医学的毒性氧自由基、微小血栓、血脂、炎性介质也可以看作痰湿瘀浊的微观体现,并介导焦亡的发生[17]。《金匮要略心典》言:“毒,邪气蕴结不解之谓”[18]。说明痰湿瘀浊之邪蕴结不解易酿生毒邪,国医大师李佃贵把痰湿瘀浊酿生的“浊毒”归于炎症介质的范畴,并运用化浊解毒法治疗消化系统炎性病变,如脂肪性肝炎、乙型肝炎、慢性胃炎等,均取得较好疗效[19]。由此可见,阴阳失和,相火妄动,促进痰湿瘀浊之邪的生成,在细胞的炎性进展和焦亡过程中发挥关键作用。

2 细胞焦亡诱导AIH的发生

肝脏是独特的免疫器官,不断暴露于来自胃肠道富含抗原(如病原体、毒素等)的血液中[20]。越来越多的证据表明,肠道菌群失调,黏膜屏障功能受损,并通过肠-肝轴增强肝脏的免疫应答,已经成为诱发AIH的关键因素[21]。肝脏内富含吞噬细胞,抗原呈递细胞(APC,如内皮细胞、星状细胞、树突状细胞等)和淋巴细胞(如B细胞、T细胞、NKT细胞等),它们维持着肝脏免疫调节机制的正常运行[22]。研究表明,APC通过主要组织相容性复合体Ⅱ类分子(MHCⅡ)将抗原呈递给幼稚的辅助 T淋巴细胞(Th0),促进Th0细胞的激活并分化为Th1、Th2或Th17细胞,这些细胞能分泌大量的炎症细胞因子(如IL-1、IL-10、IL-17、TNF-α等),放大免疫反应,造成肝脏损伤[23]。同样,调节性T细胞(Tregs)的生成减少或功能受损也使CD4+和CD8+T细胞过度增殖,炎性细胞因子和IFN-γ大量分泌,并且增强了单核细胞的活性,加重肝脏炎性细胞的浸润,最终诱导自身免疫性肝炎的发生[24]。

与AIH的发病机制相似,刀豆蛋白A(ConA)通过活化T淋巴细胞,产生大量促炎细胞因子(如TNF-α、IL-1β、IL-17等)诱导肝脏炎性病变[25]。有研究发现,NLRP3炎性小体诱导的细胞焦亡在ConA诱导的肝炎发病机制中起关键作用[26]。肝Kuffer细胞,肝星状细胞(HSC)和肝实质细胞中的NLRP3通过识别PAMPs和DAMPs传递的危险信号(如ATP、尿酸、mtROS等)形成寡聚体,募集切割并活化caspase-1,激活经典途径,诱导细胞焦亡并释放IL-1β和IL-18,导致级联放大反应,引起免疫应答,促进肝脏炎性进展[27]。IL-1β能促进炎性细胞因子的表达和中性粒细胞的募集,被认为是放大炎症反应的关键细胞因子[28]。它能诱导IL-6和TNF-α促进Th0细胞分化为Th17细胞,Th17细胞可以分泌IL-17并抑制Tregs细胞的活性,最终使免疫系统失衡[29]。IL-1Ra可以通过竞争IL-1与 IL-1R的结合,降低IL-1β的表达,减少TNF-α和IL-17的分泌,以及活性氧(Ros)的生成和NLRP3的激活,来抑制肝脏炎性病变[30]。而N-乙酰基半胱氨酸(NAC)通过抑制P38/ MAPK和NF-κB信号通路,减少了ConA诱导的肝炎过程中ROS和促炎细胞因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)的产生,进而减弱了NLRP3的激活和肝脏的炎性进展[31]。另有研究发现,TNF家族超受体(TNFRSF)OX40可以通过募集副半胱天冬酶黏膜相关组织淋巴瘤易位蛋白1(parcaspase MALT1),激活肝脏自然杀伤细胞(NK)中的caspase-1剪切GSDMD,诱发细胞焦亡,并释放IL-1β产生肝脏炎性损伤;OX40/OX40L信号通路的激活又能促进CD4+T淋巴细胞迁移、增殖、分化,B淋巴细胞的成熟及自身抗体的产生,同时抑制Treg细胞活性,在ConA诱导的肝炎中发挥重要作用[32]。以上结果均表明,细胞焦亡过程中的NLPR3炎性小体激活和IL-1β产生对ConA诱导的肝炎有促进作用,细胞焦亡可以诱导AIH的发生。

图1 细胞焦亡诱导AIH发生的机制图

3 相火与AIH的相关性

《素问·五常政大论》云:“木德周行,阳舒阴布,五化宣平,其气端,其性随,其用曲折”[5]。说明肝为风木之脏,内寄相火,性喜条达,主藏血,主疏泄,体阴而用阳,其生理功能的正常运行有赖于阴血的滋养和气机的调畅,肝肾阴血不足,水不涵木,易使肝阳偏亢,肝络受损;情志郁滞,肝失条达,久郁化热,火邪内生,亦可导致相火妄动。肝藏血,动则血行而濡养周身,卧则血藏而滋养肝脉,肝气郁滞,血行不畅,易致瘀血内生;肝阳偏亢,升发太过,反乘脾土,使脾运化水液的功能减退,内酿痰湿,痰湿瘀浊之邪与过亢的相火相合,内侵脏腑,耗损正气,诱导疾病的发生。瘀血聚于胁下,故胁肋疼痛,肝胆互为表里之脏腑,肝失其用,胆腑失降,疏泄失常,胆汁淤积,泛溢肌肤,则发为黄疸[33]。痰湿瘀热之邪久郁脏腑,耗伤正气,又可发为积聚、臌胀。《四圣心源·杂病解》云:“木性善达,其发达而不郁者,水温土燥而阳升也。水寒土湿,脾阳下陷,肝木不达,抑遏而克脾土。肝脾郁迫而不升运,是以凝滞而为胀满”[34],是为佐证。综合以上论述,可以认为肝肾阴虚,相火妄动,乘克脾土,内酿痰湿瘀浊等病邪,沉积肝脏,耗伤正气是AIH发生发展的主要原因。

4 相火诱导细胞焦亡的产生及AIH的进展

AIH的发生发展多与自身免疫系统失衡有关,免疫细胞受到病毒、微生物的刺激,分泌大量促炎因子,并在肝细胞内高度表达,诱导炎症的发生,或通过激活焦亡途径,加速炎症进展[35]。《素问遗篇·刺法论》云:“正气存内,邪不可干”[5]。说明正气和免疫系统一样,在人体中发挥抵御病邪的作用,而其功能的正常运行有赖于阴阳的平衡,脏腑的调和。《素问·阴阳应象大论》云:“年四十而阴气自半也,起居衰矣”[5]。说明中老年人由于阴气本虚,无以维阳,相火偏亢,致痰湿瘀浊之邪内生,沉积肝脏,激活细胞焦亡途径,引起免疫应答,放大炎症反应,诱导AIH的发生,其证属本虚标实[36]。在此理论基础上,肝肾阴虚,相火妄可导致痰湿瘀浊之邪产生和免疫系统失衡导致大量促炎因子分泌以及细胞焦亡联系起来,为AIH的发病机制提供新的着眼点。

5 中药通过干预细胞焦亡抑制AIH的进展

目前AIH的主要治疗方法是单用皮质类固醇(波尼松)或与免疫抑制剂(硫唑嘌呤)联用,然而大量激素类药物和免疫抑制剂的长期应用会出现明显的副作用,如免疫抑制、骨质疏松和钠潴留等,且停药后复发率较高,不利于疾病的预后[37]。而中药的药性缓和,在治疗上具有多靶点的特性,临床应用于AIH的治疗,颇具成效。近期研究发现,许多中药的有效成分被证实对细胞焦亡诱导的AIH有很好的调控作用,如黄芪、鸡血藤等药物中含有的芒柄花素可以作用于ROS/TXNIP/ NLRP3通路,抑制NLRP3炎性小体的激活,减轻CoA诱导的肝炎进展[38];白芍提取物白芍总苷通过抑制NLRP3的活性和DC的成熟,改善Con A诱导的肝炎[39];虎杖提取物白藜芦醇作用于NLRP3/ASC/caspase-1通路,抑制IL-1β表达,改善肝脏炎性进展[40];木蝴蝶提取物木蝴蝶素通过上调过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α(PGC-1α)和线粒体融合蛋白2(Mfn2)的表达以减少ROS累积,抑制NLRP3/caspase-1依赖性经典途径的激活,来减轻肝细胞焦亡及AIH的发展[41];柴胡提取物柴胡皂苷通过抑制NLRP3的激活和ROS的产生,来减缓肝脏炎性进展[42];厚朴的主要活性成分厚朴酚通过激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/核因子E2相关因子(Nrf2)/过氧化物酶体增生激活受体(PPARs)信号通路,抑制NLRP3/caspase-1/Caspase-3的活化,来减轻肝脏炎性损伤[43];穿心莲提取物穿心莲内酯通过抑制NF-κB信号通路和NLRP3-caspase-1经典焦亡途径,减少IL-1β的分泌,进而减轻肝脏炎性损伤[44];红景天提取物红景天苷可以通过抑制caspase-1、IL-1β的激活,下调GSDMD蛋白的表达,抑制细胞焦亡及AIH的进展[45];淫羊藿提取物淫羊藿苷通过干扰LPS介导的NLRP3/caspase-1信号通路,来减轻细胞焦亡的发生[46];栀子提取物栀子苷通过下调NLRP3、ASC、caspase-1和IL-1β的水平,来抑制细胞的炎性进展[47];三七提取物三七总皂苷能够抑制TXNIP/NLRP3信号通路,降低LPS和ATP共刺激诱导的炎症反应[48];大黄提取物大黄素通过抑制NLRP3的活化,减少IL-1β的分泌,减缓细胞焦亡的进展[49];五味子提取物五味子素通过减少mtROS的产生、ATP的释放和K+的外流,以减弱NLRP3的活化和IL-1β的分泌,进而抑制细胞的焦亡[50]。中药复方如葛根芩连汤、柴胡疏肝散、玉屏风散可以通过抑制肝组织中NLRP3、ASC、caspase-1的活化,来减缓细胞焦亡和肝脏的炎性损伤[51-53];五苓散、参苓白术散可以通过减弱NLRP3、ASC 和 GSDMD-N的表达,抑制MAPK/NF-κB信号通路,来减轻细胞的炎性损伤[53-55]。上述药物及复方正是通过调补阴阳,疏肝理气,涤痰除湿,化瘀解毒以平降相火,祛除痰湿瘀浊之邪,以达到治疗目的,这也为相火理论在细胞焦亡及AIH的认识和应用方面提供了依据。

表1 中医药干预细胞焦亡相关通路的总结

6 结语

相火理论是中医经典理论之一,结合阴阳五行和藏象学说系统阐释了人体的生理病理变化。阴阳失调,相火妄动,内酿痰湿瘀浊,沉积脏腑,闭阻经脉,耗伤正气,此与细胞识别病原体、毒物,激活NLRP3/capase-1/GSDMD通路,诱导细胞焦亡,并释放IL-1β、IL-18等促炎因子,加重脏器炎性损伤的机制相类似。目前,AIH的发病机制尚未明确,中医对细胞焦亡和AIH的认识也尚处于基础阶段,但可以明确其与遗传和免疫密切相关,细胞焦亡作为一种免疫应答的新形式,为肝脏炎性病变特别是AIH提供了新的研究方向,以相火理论为切入点,通过分析相火及痰湿瘀浊等相关病理产物的产生与细胞焦亡的相关性,有望为中西医结合防治AIH提供新的思路。