中药防治乙型病毒性肝炎作用机制研究进展
2024-03-14李盼盼张凯悦呼欣怡韩玉晓吴昱铮王涛刘梦扬天津中医药大学中医药研究院天津3067天津中医药大学组分中药国家重点实验室天津3067
李盼盼,张凯悦,呼欣怡,韩玉晓,吴昱铮,王涛,刘梦扬*(.天津中医药大学中医药研究院,天津 3067;.天津中医药大学组分中药国家重点实验室,天津 3067)
病毒性肝炎(viral hepatitis)是指由单个或多种肝炎病毒引起的肝脏炎症反应。据估计,每年有140万人死于肝炎病毒所致的急性感染及相关的肝硬化和肝癌,其中乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)和丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)导致的死亡人数约占96%。2021年世界卫生组织(World Health Organization,WHO)公布的报告数据显示,全球约有2.96亿慢性HBV感染者,但在被确诊患者中只有22%的慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B,CHB)患者接受了抗病毒治疗[1]。目前,抗病毒首选药物以核苷(酸)类似物[nucleos(t)ide analogues,NAs]和干扰素(interferon,IFN)为主。恩替卡韦、替诺福韦等NAs可强效抑制HBV复制并减轻肝脏炎症,但患者需要长期服药且面临耐药风险。聚乙二醇干扰素(Peg-IFN-α)和IFN-α治疗表现出较好的病毒学应答,却存在不良反应较多等不足[2]。因此,寻找安全高效的病毒性肝炎治疗药物仍是当前研究的重点和热点。
我国《慢性乙型肝炎预防和治疗指南(2022版)》指出[3],CHB的治疗目标是最大限度地持续抑制HBV复制,缓解肝脏坏死炎症和纤维化,延缓和减少肝功能衰竭、失代偿性肝硬化、肝癌等并发症的发生。除抗病毒治疗外,抗炎、抗氧化、保肝降酶、抗纤维化和免疫调节等治疗途径目前已成为CHB患者的重要治疗策略,且临床实践皆证明了中药在这些方面对治疗HBV为代表的病毒性肝炎具有突出的调控作用和优势[4]。本文从抑制病毒复制、免疫调节、保肝降酶及抗纤维化等作用方面对中药及其有效组分治疗HBV的最新机制研究进展进行综述,以期揭示中药防治HBV的主要靶点和调控机制,为病毒性肝炎的临床治疗和药物开发提供方向。
1 抑制病毒复制
近年来,临床上已出现一些抗病毒的中药制剂,尽管其效果相比于化学药物还有一定差距,但基于抗肝炎病毒复制的有效中药及其组分的筛选和开发仍是抗病毒药物及其先导化合物获取的重要途径。
1.1 中药复方
灵猫方提取物处理HBV模型细胞发现,细胞中乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)、乙型肝炎E抗原(HBeAg)和HBV DNA水平明显下调,其主要通过上调INF水平和抑制自噬相关蛋白表达来发挥抗病毒作用[5]。miR-122表达水平与CHB患者肝损伤的发生之间存在统计学上的显著关系[6]。miR-122的过表达会导致HBV表达受限,而内源性miR-122的缺失导致体外脂毒性肝细胞中HBV表达增强[7]。通过miRNA表达谱筛选发现,壮药白花香莲解毒颗粒干预可逆转HBV模型细胞中miR-122的下调,而过表达miR-122能够明显降低HBeAg、HBsAg和HBV DNA水平,提示白花香莲解毒颗粒可能是通过增强miR-122的表达来抑制HBV复制活性[8]。
1.2 中药活性成分
五味子丙素能够通过促进HBV感染小鼠体内干扰素基因刺激因子(STING)与TANK结合激酶1(TBK1)的相互作用,激活STING通路,进而降低小鼠乙型肝炎核心抗原(HBcAg)、HBeAg和HBsAg以及HBV DNA水平,表现出良好的抗病毒效果[9]。Xu等[10]验证了鸢尾的活性成分——当药黄素对HepG2.2.15细胞株、HepG2-NTCP细胞及HBV转基因小鼠的抗病毒作用,在三种模型中,当药黄素均可以显著抑制HBV复制,降低HBsAg、HBeAg和HBV DNA水平。来源于土荆皮的土荆皮乙酸可以延缓HepG2.2.15细胞进入G2/M期,诱导细胞周期阻滞,并促进HepG2.2.15细胞发生细胞凋亡,进而减少HBV的分泌[11]。经体内及体外实验发现,牛防风素通过与乙肝病毒X(HBx)蛋白结合,可使HBx蛋白降解增加,导致cccDNA的转录水平降低,HBsAg表达减少,提示牛防风素可以成为靶向HBx蛋白的新型抗病毒药物[12]。常凯等[13]发现黄芪甲苷能够降低Hep3B细胞的HBsAg和HBeAg水平,这依赖于黄芪甲苷对线粒体翻译起始因子2(MTIF2)和核糖体蛋白L10(RPL10)的抑制,在翻译水平上减少HBV复制。此外,柴胡皂苷C也被发现在HepG2.2.15细胞中对病毒复制具有较好的抑制作用,进一步机制研究表明柴胡皂苷C可以通过促进白细胞介素(IL)-6分泌来调控肝细胞核因子1α(HNF1α)和肝细胞核因子4α(HNF4α)的蛋白表达,抑制病毒启动子,阻断HBV转录过程,以降低HBV RNA的水平[14]。
具有抗病毒作用的中药复方及中药活性成分的汇总情况见表1。
表1 具有抗病毒作用的中药复方及中药活性成分Tab 1 TCM compounds and active components with antiviral activity
2 调节机体免疫
肝炎病毒入侵机体后诱发的过度免疫应答和炎症反应是造成肝脏细胞损伤和功能失衡的重要因素。近年来研究表明,靶向机体免疫系统,通过免疫调节,增强机体的抗炎功能可能是治疗病毒性肝炎的有效手段之一。中医药以调理身体素质,强化人体功能见长,在系统性改善机体免疫功能抗病毒性肝炎方面具有重要优势。
2.1 中药复方
黄虎方对HBV模型小鼠有明显的治疗作用,给予黄虎方处理后,小鼠肝组织及血清中HBsAg以及HBV DNA数量显著降低,这可能与黄虎方上调TBK1和干扰素调节因子7(IRF7)水平,增强IFN-α和IFN-β表达有关[15]。临床发现小柴胡汤可以逆转HBV患者血清中异常的T细胞亚群,并增加调节性T细胞(Treg)数量,促进相关调节因子IL-10、转化生长因子-β1(TGF-β1)的分泌,减少辅助性T细胞(Th)17数量,降低IL-17和IL-23的表达[16]。小柴胡汤处理HCV感染的小鼠及细胞后,T淋巴细胞增殖也明显增多,提示小柴胡汤可能能够通过调节免疫细胞改善HCV与HBV的合并感染[17]。补肾方与恩替卡韦联合用药治疗可显著下调CHB患者血清HBsAg和HBeAg的水平,分析发现补肾方处理可以增加患者体内Th1和树突状细胞(DC)的细胞数量,减少Treg细胞,并下调DC细胞上的细胞程序性死亡-配体1(PD-L1)的水平。表明补肾方能够通过调节免疫细胞亚群,增强CHB患者免疫功能,从而解决恩替卡韦应答不全的问题[18]。此外,有研究报道芪术汤提取物干预能显著抑制感染HBV小鼠的核因子κB(NF-κB)信号通路,下调肿瘤坏死因子α(TNF-α)和IL-1β的表达,进而抑制HBV复制,降低HBsAg和HBeAg水平[19]。
2.2 中药活性成分
大量研究证实甘草提取物及活性成分具有免疫调节作用。其中甘草素可以显著抑制刀豆蛋白A诱导的急性肝炎小鼠肝脏中自然杀伤T细胞(NKT)和Th17细胞的激活,导致IL-17表达下调,同时诱导髓样细胞Gr-1+/CD11b+亚群的增加来促进IL-25的表达上调,从而抑制病毒性肝炎引起的过度免疫反应,减轻肝损伤[20]。而甘草酸则能通过抑制小鼠肝炎病毒(MHV)-A59毒株感染模型小鼠的高迁移率族蛋白B(HMGB)和Toll样受体4(TLR4)信号通路,减少IL-17和IL-22水平,促进IL-25的产生,显著改善急性病毒性肝炎引起的肝损伤[21]。研究发现,丹参多糖可以通过抑制TLR4/髓样分化因子88(MyD88)通路和NF-κB通路的激活,进而减少C-X-C基序趋化因子10(CXCL-10)、TNF-α和IL-1β等炎症因子的合成与释放,明显减轻急性肝损伤小鼠的肝细胞坏死和炎症细胞浸润[22]。苦杏仁苷被报道可以抑制HBV相关肝癌的进展,体外实验证明苦杏仁苷可以恢复HBV患者来源的T细胞活力,促进IFN-γ和TNF-α的产生,进而诱导HepG2.2.15细胞凋亡,表明苦杏仁苷可以通过T细胞介导的免疫细胞调节在HBV相关肝癌的发展中发挥作用[23]。
具有免疫调节作用的中药复方及中药活性成分的汇总情况见表2。
表2 具有免疫调节作用的中药复方及中药活性成分Tab 2 TCM compounds and active components with immunoregulation effect
3 保肝降酶
在我国,原发性肝癌致死率居于恶性肿瘤致死的第二位,而乙型肝炎是原发性肝癌的主要致病因素[24]。有研究表明,通过治疗维持血清中谷丙转氨酶(ALT)等转氨酶的正常水平,能够显著降低原发性肝癌的发生率[25]。因此,保护肝脏功能,减轻HBV引发的肝酶水平失调,对于降低HBV的进一步发展和恶化具有重要意义。近几年,临床上将保护和提高患者自身肝胆功能视为治疗HBV的不可或缺的环节。中药在保肝降酶、利胆退黄等方面具有明显优势,临床常用中成药有五灵丸(组成为柴胡、灵芝、丹参、五味子)、甘草酸二铵(甘草酸的18α-立体异构体的二铵盐)肠溶胶囊和当飞利肝宁胶囊(组成为水飞蓟、当药)等[26],这些中药制剂与抗病毒药物联合使用对乙型肝炎患者的治疗及预后都具有一定的改善效果。因此,深入研究具有保肝降酶功效相关中药的作用机制,有助于进一步开发药效显著、安全性高、作用机制及活性成分明确的新型护肝降酶中药制剂。
3.1 中药复方
用小柴胡汤含药血清处理HepG2.2.15细胞能够显著降低HBsAg的表达,并上调信号转导及转录激活蛋白3(STAT3)的表达水平,表明小柴胡汤能够通过调节Janus激酶2(JAK2)/STAT3信号通路来促进肝细胞增殖和再生,延缓HBV发展[27]。龙柴方可以增强恩替卡韦对乙型肝炎的治疗作用,实验结果发现,与单独使用恩替卡韦组相比,加入龙柴方可以有效下调胞内磷脂酰肌醇激酶/丝氨酸/苏氨酸激酶(PI3K/Akt)信号通路相关蛋白的表达,降低P-糖蛋白水平,增加磷酸酶张力蛋白同源物(PTEN)含量,显著改善了肝细胞的代谢功能失衡[28]。Xu等[29]观察到茵陈蒿汤能够明显降低肝脏损伤小鼠血清ALT和谷草转氨酶(AST)。结合网络药理学发现,茵陈蒿汤可以通过上调法尼醇X受体(FXR)和载脂蛋白A1(APOA1)在RNA和蛋白水平上的表达来调节脂质代谢,恢复小鼠肝功能。此外,茵陈蒿汤还可以通过沉默调节蛋白1/AMP依赖的蛋白激酶(SIRT1/AMPK)信号通路来调控大鼠肝脏的抗氧化应激能力和脂代谢稳态,改善急性肝损伤,保护肝脏功能[30]。
3.2 中药活性成分
水飞蓟素具有显著的保肝降酶作用,对药物性急性肝损伤、肝纤维化、酒精性及非酒精性脂肪肝病等有明显的改善作用。水飞蓟素制剂在临床中与恩替卡韦等抗病毒药物联合使用具有明显的治疗效果,可有效改善肝功能,减少不良反应的发生[31-32]。研究发现,水飞蓟素主要通过调控内质网应激、减少脂质过氧化、抑制脂质合成等方面发挥肝保护作用[33]。甘草酸二铵肠溶胶囊多用于病毒性肝炎的联合用药治疗,比起常规治疗能更有效地改善肝功能,降低ALT、AST和胆红素(TBil)等水平,提高总有效率[34]。作用机制上,甘草酸二铵可以上调核因子E2相关因子2(Nrf2)、血红素加氧酶1(HO-1)和谷氨酸半胱氨酸连接酶催化亚基(GCLC),降低氧化应激水平,从而改善小鼠肝损伤[35]。黄芩苷可促进肝损伤小鼠的肝脏再生。经黄芩苷处理的小鼠肝脏增殖细胞核抗原(PCNA)和细胞周期素D1(cyclinD1)表达增多,可能与黄芩苷激活肝脏中核因子E2相关因子2(Nrf2),进而诱导IL-18表达上调,促进肝细胞增殖相关[36]。研究表明五味子具有明显的保肝功能。作为五味子活性成分之一,五味子醇乙可以激活孕烷X受体(PXR)和Yes相关蛋白(YAP)信号通路,显著提高肝细胞增殖能力,促进肝脏再生,改善肝脏功能[37]。
具有保肝降酶作用的中药复方及中药活性成分的汇总情况见表3。
表3 具有保肝降酶作用的中药复方及中药活性成分Tab 3 TCM compounds and active components with hepatoprotection effect
4 抗纤维化
肝纤维化处于乙型肝炎向肝硬化和肝癌发展的初期阶段。改善肝脏纤维化,延缓乙型肝炎的进一步恶化已成为当下防治乙型肝炎相关肝癌发生的重要方向之一。目前仍缺乏有效的抗纤维化化学药物,临床上多使用中药制剂,如复方苦参注射液(主要成分为苦参碱)、逍遥丸(散)、异甘草酸镁注射液(主要成分为异甘草酸镁)等予以治疗,且效果明显[26]。因此,深入探究中药活性成分抗纤维化的作用机制,开发高效安全的抗纤维化药物,对于防治病毒性肝炎新药的研发和临床治疗都具有重要意义。
4.1 中药复方
研究表明,对乙型肝炎患者给予茵陈蒿汤治疗可以明显减轻HBV相关肝纤维化[38-39]。茵陈蒿汤可以通过上调Takeda G蛋白偶联受体5(TGR5)和FXR的表达,抑制IL-6和TNF-α的水平,改善大鼠的纤维化程度,减轻肝损伤。作用机制分析发现,茵陈蒿汤能够通过调控TNF、PI3K/Akt和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)等信号通路促进肝星状细胞(HSCs)的凋亡,同时减少肝实质细胞的损伤,减轻肝纤维化程度[40]。实验发现高剂量的逍遥散给药可有效降低肝纤维化大鼠肝纤维化指标。肝脏转录组学分析表明,逍遥散治疗可以显著降低肝纤维化大鼠肝脏Smad3和Akt的磷酸化水平,可能通过调控TGF-β1/Smad和Akt/FoxO信号通路来抑制肝纤维化[41]。临床试验表明,抗纤软肝颗粒可以增强恩替卡韦对CHB相关肝纤维化的消退效果,进一步降低肝细胞癌(HCC)发生的风险[42]。抗纤软肝颗粒对肝纤维化的治疗作用可能是通过下调Hedgehog通路中核转录因子Gli1水平,以及调节PI3K/Akt/mTOR信号通路,抑制HSCs活化来实现的[43-44]。此外,复方苦参注射液也被证实具有良好的抗纤维化作用,并能有效降低肝癌的发生风险。机制研究发现,复方苦参注射液可以促进Smad7与TGF-β受体的相互作用,下调TGFβR1表达,并抑制活化HSCs中TGF-β/Smad2/3信号传导,进而阻断细胞外基质的积累,抑制慢性肝纤维化发展,最终减少肝癌的发生风险[45]。
4.2 中药活性成分
HSCs的活化和增殖是肝脏纤维化进程的重要起始。Lang等[46]的实验结果显示,经红景天苷处理后的肝纤维化小鼠肝细胞外泌体中miR-146a-5p增多,miR-146a-5p能够通过抑制真核翻译起始因子2α亚基(EIF5A2)和上皮-间充质转化过程来诱导HSCs的失活。甘草的活性成分甘草酸与异甘草素均被证明可以有效减轻肝纤维化,甘草酸主要通过调控CUG结合蛋白1(CUGBP1)介导的IFN-γ/STAT1/Smad7信号通路来抑制HSCs的活化[47],而异甘草素则通过上调微囊蛋白1(caveolin-1)表达来增加铁内流,减少铁的储存和输出,从而诱导HSCs的铁死亡[48]。作为第四代甘草酸制剂,异甘草酸镁注射液多用于病毒性肝炎相关肝纤维化的治疗[49]。异甘草酸镁改善HBV相关肝纤维化的机制研究表明,其可以上调HO-1的表达,促进铁和脂质过氧化物的积累,诱导HSCs铁死亡,降低肝脏纤维化水平[50]。研究发现,姜黄醇也能够诱导活化的HSCs发生铁死亡。它可以通过增强HSCs自噬来介导核受体共激活因子4(NCOA4)和铁蛋白(FTH1)复合物的降解,从而促进铁离子的释放,引起铁过载,最终导致HSCs铁死亡的发生[51]。此外,丹酚酸A被发现对小鼠的肝纤维化也具有明显的改善作用,其通过调节Nrf2/HO-1、NF-κB/IκBα、p38 MAPK和JAK1/STAT3信号通路,抑制炎症和氧化应激,从而减轻小鼠肝纤维化[52]。
具有抗纤维化作用的中药复方及中药活性成分的汇总情况见表4。
表4 具有抗纤维化作用的中药复方及中药活性成分Tab 4 TCM compounds and active components with anti-fibrosis activity
5 讨论
近年来给予疫苗干预和及时诊断治疗后,全球罹患乙型肝炎的患者数量增长率明显下降,但距离实现WHO肝炎进展报告提出的2030年的目标还有一定距离[1]。当前,临床上针对乙型肝炎主要还是以抗病毒药物治疗为主,但这些药物长期使用存在着诱发肝损伤、易产生耐药性以及停药后易复发等不足,因此,迫切需要找到新的药物治疗乙型肝炎并减轻单纯抗病毒药物使用引发的不良反应。
我国传统医学在治疗黄疸等肝脏疾病方面已有千余年的历史,特别是在对乙型肝炎的治疗上具有独特的治疗思路。近年来研究发现某些中药方剂或中药活性成分可以明显改善乙型肝炎患者的病理状况,且中药制剂与抗病毒药物联合用药能够取得更好的治疗效果。最新药理研究表明这些中药及其有效组分往往具有免疫调节、抗病毒、保肝降酶或减轻肝纤维化等药理学功能。其中,调节免疫、保肝降酶及抗纤维化可能是中医药治疗乙型肝炎的重要治疗环节和优势作用方面。如在免疫调节上,甘草等中药制剂可作用于固有免疫或特异性免疫途径,通过调节Kuffer细胞、NK细胞或Treg细胞等免疫细胞,抑制过度炎症反应或调节基础免疫功能,从而有效改善肝脏炎症反应,减轻肝损伤。此外,部分中药及有效组分还兼具多重功效,在抗病毒的同时又能护肝降酶或抑制纤维化,弥补了单一性抗病毒类药物在治疗乙型肝炎及其并发症上的不足,有效提高了临床治疗效果。如茵陈蒿汤、甘草及水飞蓟制剂等能够通过促进肝细胞增殖、抑制HSCs活化等作用,恢复正常的肝酶水平,改善HBV相关的肝纤维化。因此,在HBV的不同病程阶段,可根据病症适时更换或加减中药组成,进而充分发挥中药的独特药效优势。
然而,目前关于中药治疗HBV的研究仍存在一些不足。目前用于HBV治疗的中药复方多停留在临床试验及疗效观察阶段,基础研究还不充分,有效组分、作用机制等仍待进一步探究。此外,防治HBV的中药缺乏完整系统的有效组分及作用机制研究,且动物实验中筛选出的有效成分应用于临床的治疗效果及安全性还不明确。相信随着非化学修饰药物靶点发现技术等现代技术的发展以及临床研究的深入,中药及其有效组分改善HBV的相关功效和机制将更加清晰明确,从而进一步推动新型HBV临床治疗药物的发现和中医药诊疗方案的完善。