基于“虚瘀毒”病机理论探讨细胞焦亡与慢性心力衰竭的关系

任高灿，刘 锦，尚青华，张宏伟，马晓昌，3*

（1.中国中医科学院西苑医院，北京 100091；2.河南中医药大学第一附属医院，郑州 450046；3.国家中医心血管病临床医学研究中心，北京 100091）

慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）由心室充盈或射血的结构或功能障碍所引起，主要表现是呼吸困难、疲劳以及体液潴留[1]。目前，欧洲的慢性心力衰竭随着人口老龄化，总体的发病率在不断攀升[2]，严重威胁着患者的身体健康。对于慢性心力衰竭的机制研究主要集中在细胞自噬与凋亡、心肌能量代谢、氧化应激等方面。细胞焦亡作为一种促炎性程序性细胞死亡，在慢性心力衰竭的发病机制中起了关键作用，逐渐被人们关注。

与其他细胞死亡不同，细胞焦亡可迅速引起质膜破裂、细胞膨胀、细胞膜溶解和破裂，导致细胞内容物和大量炎症因子释放，并向细胞发出促炎信号，邻近细胞募集炎症细胞并诱导炎症反应。细胞焦亡可引起内皮功能障碍、心肌纤维化、心肌肥大、心肌细胞死亡等，与慢性心力衰竭形成与发展密不可分[3]。本文旨在通过“虚瘀毒”病机理论探讨细胞焦亡与慢性心力衰竭的关系，进一步揭示CHF 的发病机制，以期为中西医结合防治慢性心力衰竭提供参考。

1 细胞焦亡参与慢性心力衰竭的形成和进展

细胞焦亡是一种程序性死亡，且伴有炎症反应。其经典途径是由Caspase-1 介导。细胞在如细菌、病毒、氧化应激、溶酶体破裂、线粒体损伤等各种刺激下，通过病原体相关分子模式（PAMPs）和危险相关分子模式（DAMPs）的作用下，激活NLRP3 炎性体，NLRP3 寡聚化并募集凋亡斑点样蛋白（ASC）和pro-Caspase-1 形成炎症小体，使pro-Caspase-1 自切割形成Caspase-1 成熟体。活化的Caspase-1 将IL-1β和 IL-18 前体转化为成熟的炎性细胞因子，引起炎症反应；切割Gasdermin D（GSDMD）产生N 端结构域（GSDMD-N），诱导膜孔形成，促进了炎症因子的释放、细胞肿胀，引起细胞焦亡[4-6]。

细胞焦亡及其病理产物可减少冠脉血管生成，破坏血管壁斑块的稳定性，损伤血管内皮细胞，引起心肌肥大和心肌纤维化，甚至直接导致心肌细胞死亡，使慢性心力衰竭进行性加重。NLRP3 炎性体的激活可引发血管内皮细胞焦亡，使血管壁炎症反应增强，破坏其完整性，导致内皮功能障碍[7]；肌肉LIM 蛋白（MLP）的S-亚硝基化促进了由toll 样受体（TLR）3 和受体相互作用蛋白激酶3（RIP3）组成的复合物形成，可诱导NLRP3 炎性体的活化，促进心肌肥大[8]；NLRP3 炎性体通过刺激IL-1β 和IL-18 的产生来促进心肌纤维化进展，给予NLRP3 抑制剂 MCC950 可减轻心脏炎症和纤维化，改善心脏功能[5]；结扎小鼠左冠状动脉前降支进行缺血/再灌注（I/R）处理，发现H9c2心肌细胞中NLRP3 炎性体水平上升，并且刺激了GSDMD-N 的表达，心肌梗死面积增加[9]；研究[10]通过ELISA 检测发现慢性心力衰竭患者血清中的NLRP3、Caspase-1 和IL-1β 水平均高于正常对照组，而且随心功能的恶化逐渐升高。细胞焦亡在慢性心力衰竭的形成和进展中发挥了关键作用，慢性心力衰竭的发展亦离不开“虚、瘀、毒”三者参与，因此可探析细胞焦亡与“虚、瘀、毒”的关系，通过中医药治疗，来干预细胞焦亡，达到防治慢性心力衰竭的目的。

2 “虚、瘀、毒”是慢性心力衰竭的主要病机

中医学对慢性心力衰竭的治疗源远流长，古代文献中不乏对于心力衰竭的描述，如《灵枢·胀论》曰：“心胀者，烦心短气，卧不安”，故慢性心力衰竭当属“心胀”“心水”“心痹”等范畴。对于其病机，可用“虚、瘀、毒”概括，心气亏虚为发病之本，血瘀为病理产物堆积之始，毒邪为心力衰竭进展之要。

心气（心阳）亏虚是慢性心力衰竭发生的根本。《素问·生气通天论》：“阳气者，若天与日，失其所则折寿而不彰”，心为阳脏，主通明，心阳在上，烛照万物，推动气血运行周身，维持人体的正常生理活动，《诸病源候论》曰：“心主血脉， 而气血通融脏腑，遍循经络， 心统领诸脏”。心气（心阳）不足，心脏泵血功能下降，全身组织灌溉不足，出现活动耐量下降、心悸气短、疲乏无力、脉沉而无力等症状[11]。研究[12]对慢性心力衰竭患者开展中医证候分布规律的研究，发现气虚证是慢性心力衰竭患者最基本的证候。陈可冀院士认为心气亏虚是心力衰竭的发病基础，贯穿心力衰竭发生发展的全过程，治疗应以益气为主，并结合现代药理学研究，选用人参、党参、黄芪、附子等具有强心作用药物[13]。现代研究[14]表明心肌细胞能量代谢障碍贯穿于慢性心力衰竭的全过程，生物化学和分子生物学方面的研究也证实了心气虚与细胞中ATP的生成与利用障碍有关。

血瘀是慢性心力衰竭病理产物堆积的始动因素。《灵枢·经脉篇》：“手少阴气绝则脉不通， 脉不通则血不流， 血不流则髦色不泽， 故其面黑如漆柴者”，今心气不足，血脉运行不畅，瘀血始现，出现面色晦暗、唇甲青紫、舌下络脉迂曲等症状。《灵枢·决气》曰：“营气者，泌其津液，注之于脉，化以为血”，血与水同居脉管，同源互渗，今脉道不利，血瘀则津停，水津不循常道，泛溢周身，瘀水互结，病理产物堆积，不能及时排出体外，加重身体负担，《素问·灵兰秘典论》曰：“使道闭塞而不通，形乃大伤”，出现肢体水肿、少尿、脉管青筋显露等症。国医大师颜德馨提出心力衰竭中“瘀血乃一身之大敌”的辨证观点，认为行气活血是其关键，常用益母草、泽兰药对，活血利水[15]。对慢性心力衰竭治疗的过程中，利尿剂长期应用，会使得血液浓缩，并且由于心室顺应性下降，血流缓慢甚则瘀滞，易形成血栓，血栓栓塞事件已是慢性心力衰竭的严重并发症。研究[16]表明随心力衰竭病情的逐渐加重，血浆D-二聚体、血小板分布宽度（PDW）、血小板平均容积（MPV）逐渐升高，提示血液凝固型高。

毒邪是慢性心力衰竭恶性进展的关键。心力衰竭由于脏腑功能失调，气血津液代谢失常，导致病理产物不断堆积，郁而化热，从化为毒。毒邪伤人是一个从量变到质变的过程。心力衰竭前期，气虚血瘀，瘀血蓄积轻浅，毒邪处于萌芽阶段，伤人不甚，有学者称之为“潜毒”。心力衰竭中后期，瘀血、痰浊、水饮相互化生，胶结难解，积酿成毒，毒邪由量变到质变，毒力强盛，损伤心脉[17]，可见狂躁善忘，久咳气短，胸痛，咯血厥脱，昏迷，舌紫绛而暗或紫黑、舌苔垢腻、腐状或斑剥，脉涩或结代或无脉等症状[18]。毒邪具有发病急骤，传变迅速，易燥化伤阴，顽固难治的特点[19]，因此需及时阻断毒邪进展，防止进一步加重心脏损害。龙家俊[20]在诊治心力衰竭时重视辨毒邪，认为毒邪扰心，痹阻心脉，是心力衰竭病痼疾难医的根源，治疗应审毒之因、培元化毒。研究[21]也证明了心脏炎症在心力衰竭的病理过程中发挥了重要作用，炎症因子可通过促进炎症、促进心肌纤维化及凋亡机制，参与调节左室功能，加速心室重构。

3 细胞焦亡产生的炎症因子是慢性心力衰竭“虚、瘀、毒”发生发展的微观体现

《难经·八难》曰：“气者，人之根本也”。气是构成人体并维持人体生命活动的最基本物质。心气亏虚，心脏舒缩无力，心力衰竭渐起。心气是心脏搏动的动力。西医学中，线粒体充当了“气”的功能，其合成ATP 为心肌细胞提供了大量能量，中药黄芪可通过激活AMPK/PPARα 信号通路提高心肌能量代谢，发挥改善大鼠心衰的作用[22]，证明补气可能与改善心肌能量代谢相关。当机体受到病原微生物感染时，线粒体内膜上的电子传递链被破坏，活性氧（ROS）的产生和清除失衡，导致ROS 堆积，激活NLPR3 炎症体，进一步放大炎症，导致细胞焦亡[23]。鲍曼不动杆菌外膜蛋白34 （Omp34）可刺激线粒体产生ROS，引发NLPR3 炎症体激活，诱导IL-1β 释放，触发细胞焦亡，而ROS 清除剂Mito-TEMPO 可抑制Omp34 触发的NLRP3 炎症小体相关蛋白的表达，表明线粒体来源的ROS在NLRP3炎性体的激活中发挥了重要作用[24]。《素问·评热病论》曰：“邪之所凑，其气必虚”，人体正气虚弱，线粒体功能障碍，不耐外界刺激、炎症因子等邪气侵扰心脏，导致慢性心力衰竭进一步加重。

研究[25]认为瘀血是心肌肥大、心肌纤维化的微观体现，也是其始动因素。早期的心肌肥大、心肌纤维化可维持心脏每搏输出量，防止心脏破裂。但瘀血等邪日久蕴积不解，化毒骤发，损伤血络，可导致心脏结构和功能严重改变[26]，血流动力恶化，使心力衰竭加重。心肌肥大是对压力刺激的代偿性反应，在体内和体外，肥大心肌细胞中Caspase-1 和IL-1β 的表达水平均显著上调，抑制Caspase-1 可以减轻血管紧张素II 诱导的心脏肥大[27]；心肌纤维化是心脏功能从代偿期到失代偿期的关键点，细胞焦亡时释放的IL-1β 和IL-18 可促进肌浆网Ca2+外流，诱导心肌间质纤维化，激活TNF-α 释放，TNF-α 又可作用于Caspase-1，形成炎症级联环，促进心力衰竭进展[3]。在接受横向主动脉缩窄（TAC）的小鼠中，NLRP3 炎症小体水平明显升高，增加了炎症介质和促纤维化因子产生与释放，导致心肌纤维化、心肌细胞肥大和心功能受损[28]。因此，细胞焦亡导致心肌肥大、心肌纤维化的过程可能与瘀血的形成相关。

现代医学将炎症因子归入“毒邪”范畴，慢性心力衰竭中后期，“潜毒”由量变完成了质变，毒邪内阻心脉，损伤心络，耗伤气血，且正虚无力抗邪，毒邪愈盛，正气愈虚，形成恶性循环。毒邪致病力强，传变迅速的特点与细胞焦亡引起的炎症放大相似，激活的NLRP3 炎症体可引发细胞焦亡，促炎细胞因子IL-1β 和IL-18 的释放，可募集和激活其他免疫细胞并诱导趋化因子、炎症因子和黏附因子的合成，进一步放大炎症反应；毒邪可损伤心之脉络，IL-1β 可上调焦亡相关蛋白，引发血管内皮细胞焦亡，导致血管内皮功能障碍，血管微循环受损，加速心肌细胞死亡。并且Caspase-1 的激活可抑制血管内皮生长因子受体2（VEGFR-2）表达，减弱血管内皮细胞的增殖及血管生成[29]；毒邪可伤气致瘀，NLRP3 炎症体的活化又可破坏线粒体形态，诱导产生ROS，并且使有效心肌细胞数量减少，从而影响心肌的收缩和舒张功能，促进心力衰竭时的心脏重构-心肌肥大及心肌纤维化。毒邪使“心主血脉”功能严重受损，加重了“虚”-线粒体损伤、血管生成障碍，“瘀”-心肌纤维化、心肌肥大、微循环障碍等病理损害，致使心力衰竭病情纷繁复杂、进展迅速。

4 基于“虚瘀毒”病机及细胞焦亡微观联系，探索中医药治疗慢性心力衰竭新策略

慢性心力衰竭是各种心血管系统疾病进展的终末阶段，病情危重，病死率较高。目前对于心力衰竭的治疗，不能仅仅局限于提高患者的生活质量，更要针对病理机制进行根本治疗。近年来，有许多干预细胞焦亡通路的抑制剂药物出现，但有效性和安全性还有待验证。中医药常通过多种靶标和多种途径来治疗心力衰竭，效果明显[30]，且副作用较少，可辨证论治，进行针对性治疗，因此在临床上中医药对于病情复杂的心力衰竭更将凸显优势。

慢性心力衰竭以“虚、瘀、水”立论已成共识，但却忽略了“毒邪”在慢性心力衰竭发挥的作用。笔者认为其病机应为“虚、瘀、毒”，细胞焦亡正是慢性心力衰竭“虚、瘀、毒”的微观体现，在慢性心力衰竭的演变过程中扮演了重要角色。针对其具体病机，运用益气活血解毒法或可对细胞焦亡产生影响，改善心功能。郭依宁等[31]用心阳片（黄芪、红参、益母草、毛冬青、淫羊藿等）干预心力衰竭小鼠模型，可较空白组显著降低NPRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18 等蛋白水平，表明心阳片可能通过调节NLRP3 /IL-1β 信号通路调控细胞焦亡，降低心肌细胞炎症反应，改善心功能。黄国威等[32]以活血化瘀、通络止痛的瘀血痹胶囊（乳香、没药、红花、丹参等）治疗心力衰竭，发现瘀血痹胶囊可通过抑制 NLRP3 炎症小体的表达，并抑制Caspase-1 蛋白对相关炎症因子前体的剪切作用使其致炎作用受限，降低心肌细胞炎症损伤，提升心功能。栀子苷是中药栀子的有效活性成分，能够通过激活AMP 活化蛋白激酶α（AMP-activatedpro-teinkinaseα，AMPKα），抑制心肌ROS 积累，阻断NLRP3 炎症小体介导的心肌细胞焦亡[33]。大黄素可通过抑制NLRP3炎性体激活和GSDMD 的表达，来减轻炎症反应和心肌细胞焦亡，改善脂多糖（LPS）诱导的心肌损伤和心功能不全[34]。董国菊等[35]发现活血解毒中药（赤芍总苷、黄连生物碱）可抑制大鼠血清炎症因子IL-1β、TNF-α 和hs-CRP，保护缺血心肌的细胞结构和线粒体的形态，缓解早期的心室扩张，促进心脏功能恢复。因此，临床中治疗慢性心力衰竭应以益气活血解毒为治法，通过调节与细胞焦亡相关的炎性因子，实现对慢性心力衰竭的防治。

在前期研究基础之上，可从细胞焦亡及相关通路出发，以益气活血解毒为治法，干预动物或细胞模型，进一步明确相关靶点，深入探讨中医药治疗慢性心力衰竭的新机制，为中西医结合治疗慢性心力衰竭提供新思路、新方法。