陳雙蘭 劉青松 張 怡 謝子妍

（成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，四川成都 610072）

潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）是一種特發(fā)性、慢性結(jié)腸黏膜炎癥性疾病，以反復(fù)發(fā)生的腸道潰瘍，伴腹痛、腹瀉及黏液膿血便為其主要臨床表現(xiàn)。其發(fā)病原因尚未完全明確，可能是基因易感個(gè)體腸道共生菌群失調(diào)導(dǎo)致黏膜免疫反應(yīng)的結(jié)果，其發(fā)病機(jī)制與腸屏障破壞、免疫應(yīng)答失調(diào)、氧化應(yīng)激和遺傳等因素有關(guān)[1]。目前尚無治愈UC的方法，西醫(yī)通過使用抗炎藥、強(qiáng)效類固醇藥或免疫調(diào)節(jié)劑來控制癥狀，但不會獲得持久的緩解。

近年來，中藥單藥活性成分治療UC的實(shí)驗(yàn)研究日益增多，對中藥作用機(jī)制探索、開發(fā)利用和質(zhì)量把控有著相當(dāng)重要的意義[2]。黃芪多糖是豆科植物黃芪的主要活性成分之一，《本草備要》云“（黃芪）益元?dú)猓瑝哑⑽?。凡勞倦?nèi)傷，脾虛泄瀉，臟器下垂……皆可用之”。黃芪多糖已被證實(shí)具有抗炎、抗病毒、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、保護(hù)肝腎等作用[3]。本文對黃芪多糖通過保護(hù)腸道黏膜屏障、調(diào)節(jié)免疫、調(diào)控信號通路、調(diào)節(jié)腸道菌群等方面從而改善UC炎癥、控制癥狀的作用機(jī)制，進(jìn)行了較為系統(tǒng)全面的概述，為后續(xù)UC的實(shí)驗(yàn)研究與臨床治療提供充分有效的參考。

1 黃芪多糖對腸黏膜屏障的保護(hù)作用

腸黏膜屏障損傷是UC發(fā)病和病情進(jìn)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，保護(hù)腸黏膜屏障穩(wěn)態(tài)，促進(jìn)腸黏膜屏障愈合已成為治療UC的主要研究方向之一。

1.1 提高腸緊密連接蛋白表達(dá)三種跨膜蛋白——咬合蛋白（occludin）、閉合蛋白、黏附分子以及外周蛋白（zonula occludens，ZOs），如ZO-1、ZO-2、ZO-3，對緊密連接腸黏膜上皮細(xì)胞尤為重要。上皮細(xì)胞的完整性及其緊密連接是腸道機(jī)械黏膜屏障的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。YAN X等[4]研究表明，黃芪多糖能夠提高occludin和ZO-1的表達(dá)，改善UC模型鼠腸道黏膜屏障功能。

1.2 提高腸水通道蛋白表達(dá)水通道蛋白（aquaporins，AQPs）途徑是水分跨上皮運(yùn)輸?shù)淖钪饕窂?，AQP3是結(jié)腸水分運(yùn)輸?shù)闹饕袚?dān)者，其高表達(dá)可維持腸上皮細(xì)胞對水分的吸收[5]。AQP4參與結(jié)腸炎癥反應(yīng)及水液跨黏膜運(yùn)動[6]。在UC中兩者表達(dá)均下調(diào)，這與腸道水液代謝失衡有關(guān)，從而導(dǎo)致腹瀉等癥狀。張祺嘉鈺等[7]研究表明，黃芪多糖能顯著減輕UC模型大鼠腸道炎癥反應(yīng)及水腫程度，這主要是與黃芪多糖可升高AQP3、AQP4的表達(dá)相關(guān)。

1.3 降低腸黏膜通透性內(nèi)毒素（endotoxin，ET）是構(gòu)成革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的一種脂多糖，D-乳酸（D-lactic acid，D-LA）是腸道細(xì)菌發(fā)酵代謝產(chǎn)物，正常情況下很少被吸收，二胺氧化酶（diamine oxidase，DAO）是腸道上皮細(xì)胞中的內(nèi)酶，在腸道屏障受損、黏膜通透性增高時(shí)，它們可通過受損黏膜進(jìn)入血液循環(huán)，在血清中測得其水平增高[8]。相關(guān)研究證實(shí)，黃芪多糖能劑量依賴性地降低UC模型大鼠血清中ET、D-LA和DAO水平，表明黃芪多糖可以降低腸黏膜通透性，增強(qiáng)腸黏膜屏障及修復(fù)腸道上皮損傷[4，9-10]。

1.4 增厚腸黏液層研究發(fā)現(xiàn)UC患者腸黏液層較薄，連續(xù)性較差。腸三葉因子3（intestinal trefoil factor，TFF3）是特異性分布于腸黏膜表面的小分子多肽，可與腸道黏液中糖蛋白結(jié)合形成穩(wěn)定的凝膠復(fù)合物加強(qiáng)黏液凝膠層，其已被證實(shí)與UC的發(fā)病密切相關(guān)，在UC活動期表達(dá)下降[11]。實(shí)驗(yàn)研究表明，黃芪多糖能夠提升UC模型大鼠中TFF3的表達(dá)，從而增厚黏液層、修復(fù)腸黏膜損傷[4]。

1.5 減少腸氧化應(yīng)激反應(yīng)氧化應(yīng)激在UC中的作用已被充分證實(shí)，細(xì)胞浸潤產(chǎn)生大量活性氧和氮等自由基，發(fā)生氧化應(yīng)激、脂質(zhì)過氧化和結(jié)腸組織損傷，這與一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，NOS）與環(huán)氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）的表達(dá)有關(guān)[12]。氧化應(yīng)激的終產(chǎn)物丙二醛（malonyldialdehyde，MDA），刺激炎癥細(xì)胞活化，而超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）是抗氧化酶，可清除過多自由基而保護(hù)細(xì)胞。多項(xiàng)研究證實(shí)，黃芪多糖可以通過降低結(jié)腸組織中NOS及NO、MDA水平，升高SOD水平來減少氧化應(yīng)激反應(yīng)，從而起到抗炎、保護(hù)腸黏膜的作用[4，13-14]。

1.6 調(diào)節(jié)腸上皮細(xì)胞死亡與增殖

1.6.1 抑制細(xì)胞死亡細(xì)胞死亡分為細(xì)胞凋亡與壞死。腸上皮細(xì)胞通過緊密連接為腸上皮提供物理屏障。B淋巴細(xì)胞瘤-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）和Bax蛋白分別是抗凋亡蛋白和促凋亡蛋白，其表達(dá)比例決定著細(xì)胞是否接受誘導(dǎo)凋亡的信號。UC模型大鼠中上皮細(xì)胞凋亡數(shù)、Bax表達(dá)顯著升高，Bcl-2表達(dá)降低[9]。半胱氨酸蛋白酶（caspases）存在于胞質(zhì)中，參與細(xì)胞凋亡，核因子κB信號通路（nuclear factorkappa B，NF-κB）是主要的細(xì)胞凋亡通路，通過Caspase介導(dǎo)的NF-κB通路可引起上皮細(xì)胞凋亡，促進(jìn)腸道損傷和通透性升高[15]。

細(xì)胞壞死是細(xì)胞的另一種死亡方式。腫瘤壞死因子α（tumour necrosises factorr-alpha，TNF-α）是一種強(qiáng)烈的壞死誘導(dǎo)劑，其不適當(dāng)?shù)尼尫挪粌H介導(dǎo)上皮細(xì)胞凋亡，且誘導(dǎo)細(xì)胞壞死[16]。潘偉杰等[9]研究表明，黃芪多糖可以減少UC模型大鼠中上皮細(xì)胞凋亡數(shù)量、下調(diào)Bax表達(dá)，同時(shí)上調(diào)Bcl-2表達(dá)。另有研究表明，黃芪多糖能降低細(xì)胞中caspases3、8、9的表達(dá)、抑制NF-κB通路激活從而抑制細(xì)胞凋亡以控制炎癥[17-18]，還可以降低TNF-α水平，促進(jìn)腸道黏膜修復(fù)[19]。

1.6.2 促進(jìn)細(xì)胞增殖細(xì)胞增殖及上皮移行重建可修復(fù)腸黏膜損傷。表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）能誘導(dǎo)上皮細(xì)胞增殖。轉(zhuǎn)化生長因子β（transformating growth factor-β，TGF-β）抑 制腸道細(xì)胞增殖，在UC患者中顯著升高[20]。增殖細(xì)胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA）為DNA聚合酶δ的輔助因子，在UC患者結(jié)腸微血管中可見PCNA的過表達(dá)，其結(jié)腸肌層血管密度增高[21]。實(shí)驗(yàn)研究顯示，UC模型大鼠組中PCNA陽性表達(dá)明顯高于空白大鼠組，而經(jīng)黃芪多糖治療后的UC模型大鼠組PCNA陽性表達(dá)顯著低于未給藥UC模型大鼠，且黃芪多糖治療后UC模型大鼠組結(jié)腸中EGF含量升高、TGF-β含量降低，提示黃芪多糖可以通過下調(diào)PCNA、TGF-β表達(dá)，促進(jìn)EGF生成，調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖及組織修復(fù)過程，從而改善黏膜屏障[19，22]。

2 黃芪多糖對腸黏膜免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)作用

免疫調(diào)節(jié)紊亂是UC發(fā)病關(guān)鍵因素，固有免疫和適應(yīng)性免疫調(diào)節(jié)均參與炎癥的發(fā)生、發(fā)展及遷延過程。

2.1 調(diào)節(jié)腸黏膜免疫細(xì)胞分化抗原呈遞細(xì)胞、T細(xì)胞的增殖與UC發(fā)病密切相關(guān)。抗原呈遞細(xì)胞如樹突狀細(xì)胞分泌促炎因子和趨化因子，誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞浸潤和其他先天免疫細(xì)胞活化。幼稚CD4+T細(xì)胞能夠分化為4種不同的T細(xì)胞亞型，包括輔助型T細(xì)胞1、2、17（T helper cell，Th1、Th2、Th17）以 及 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory t cell，Treg），其中Th1/Th2失衡理論一直占主導(dǎo)地位。此外，Th17細(xì)胞能通過誘導(dǎo)促炎因子表達(dá)等一系列反應(yīng)加重炎癥，其分泌的IL（白細(xì)胞介素）-17、IL-23，而IL-27與干擾素-γ（interferon-γ，IFN-γ）是抑制Th17細(xì)胞分化的關(guān)鍵因子。其他免疫細(xì)胞如巨噬細(xì)胞分布在整個(gè)胃腸道黏膜中，能促進(jìn)腸黏膜修復(fù)和疾病緩解；髓源性抑制細(xì)胞（myeloid derived suppressor cells，MDSC）抑制T細(xì)胞反應(yīng)、削弱T細(xì)胞殺傷功能，在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。

T-bet與GATA-3分別是Th1細(xì)胞和Th2細(xì)胞核內(nèi)關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，兩者的表達(dá)水平提示了Th1/Th2細(xì)胞的平衡狀態(tài)。在UC患者結(jié)腸組織中，GATA-3明顯升高，T-bet無明顯變化，GATA-3/T-bet明顯升高[23]。李紅燕等[24]實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，黃芪多糖可上調(diào)免疫抑制小鼠小腸黏膜中T-bet、GATA-3蛋白表達(dá)，維持Th1/Th2細(xì)胞動態(tài)平衡進(jìn)而調(diào)節(jié)免疫功能。另有研究表明，黃芪多糖顯著降低免疫抑制小鼠血清中IL-17水平[25]，對Th17細(xì)胞的功能具有下調(diào)作用。郭艷等[26]實(shí)驗(yàn)證實(shí)黃芪多糖可以上調(diào)UC模型大鼠IFN-γ和IL-27表達(dá)，抑制Th17細(xì)胞分化，進(jìn)而控制疾病進(jìn)展。黃芪多糖還可通過下調(diào)樹突細(xì)胞表面共刺激分子表達(dá)而抑制其成熟和活化、改善巨噬細(xì)胞形態(tài)，恢復(fù)巨噬細(xì)胞增殖能力，從而改善腸黏膜的損傷及抑制腸道炎癥反應(yīng)[27-29]。髓過氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）主要由中性粒細(xì)胞分泌，組織中MPO活性的變化可間接反映中性粒細(xì)胞浸潤程度，而黃芪多糖可顯著降低其水平[10]，且對MDSC有明顯的抑制作用[30]。

2.2 調(diào)節(jié)腸黏膜免疫細(xì)胞因子分泌細(xì)胞因子可通過產(chǎn)生炎癥介質(zhì)、激活炎癥通路而在UC疾病病程中發(fā)揮重要作用，是炎癥和免疫反應(yīng)的核心。經(jīng)典的促炎因子IL-1、IL-6、IL-17、IL-22、TNF-α和抗炎因子IL-4、IL-10、TGF-β等在UC發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。TGFβ1在UC初期發(fā)揮抗炎和促炎作用，但在炎癥未得到控制，病情持續(xù)加重時(shí)，其作用轉(zhuǎn)化為促炎和促纖維化[31]。臧凱宏等[10]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，黃芪多糖可顯著降低UC大鼠結(jié)腸組織中IL-1β和TNF-α表達(dá)水平，從而降低炎癥反應(yīng)。另有研究證明，黃芪多糖通過降低血清中IL-17、TGF-β含量從而減輕大鼠結(jié)腸黏膜炎癥反應(yīng)，但對IL-4、IL-10水平?jīng)]有較大的影響[32-33]。

3 黃芪多糖對腸黏膜信號通路的調(diào)控作用

細(xì)胞間的信息傳導(dǎo)是機(jī)體生命活動的基本規(guī)律，UC的發(fā)生發(fā)展涉及多條信號通路的激活。

3.1 抑制JAK-STAT信號通路激活Janus激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子與轉(zhuǎn)錄激活子信號通路（the Janus kinase-signal transducer and activator of tranions，JAK-STAT）對調(diào)控T細(xì)胞分化具有關(guān)鍵作用，JAK-STAT信號失調(diào)導(dǎo)致T細(xì)胞分化異常以及Treg活性缺陷被認(rèn)為是炎癥性腸病發(fā)病機(jī)制的重要因素[34]。趙海梅等[35]研究發(fā)現(xiàn)，黃芪多糖可降低JAK、STAT蛋白的磷酸化，激活抑制此通路SOCS系統(tǒng)的表達(dá)，最終改善結(jié)腸炎小鼠的腸黏膜炎性癥狀。

3.2 抑制NF-κB信號通路激活NF-κB是一種轉(zhuǎn)錄因子，可促進(jìn)促炎因子基因的轉(zhuǎn)錄。在促炎刺激下，NF-κB抑制蛋白（inhibitor protein，IKB）被磷酸化并隨后降解，導(dǎo)致NF-κB的釋放和核移位，激活的NF-κB信號通路會調(diào)控一系列促炎基因的表達(dá)[36]。LUO T等[37]研究證實(shí)，黃芪多糖能抑制IKB的降解，從而阻止了NF-κB信號通路的激活和移位。DONG N等[38]研究亦證明，黃芪多糖通過抑制鼠傷寒沙門氏菌誘導(dǎo)的小鼠腸道炎癥中Toll樣受體4（Toll like receptor4，TLR4）和髓樣分化因子（myeloiddifferentiationfactor88，MyD88）的表達(dá)，進(jìn)而抑制NF-κB信號通路的激活從而降低炎癥因子和炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生。

3.3 抑制PI3K-Akt信號通路激活由磷脂酰肌醇激 酶（phosphatidylinositide 3-kinases，PI3K）和 其下游目標(biāo)蛋白激酶B組成的PI3K-Akt信號通路與細(xì)胞因子的調(diào)控和釋放密切相關(guān)[39]。磷酸化的Akt通過增強(qiáng)IKB的磷酸化和降低IKB的合成進(jìn)而激活NF-κB信號通路，引起炎性反應(yīng)和黏膜損傷[40]。MENG Q等[41]研究證實(shí)，黃芪多糖通過阻斷PI3K/Akt-mTOR信號通路，阻止促炎因子的產(chǎn)生。趙海梅等[42]運(yùn)用黃芪多糖治療三硝基苯磺酸誘導(dǎo)的UC大鼠，結(jié)果表明PI3K、磷酸化Akt蛋白表達(dá)降低，提示黃芪多糖在UC中可能通過抑制PI3K/Akt細(xì)胞通路激活從而減輕腸道炎性損傷。

3.4 抑制MAPKs信號通路激活絲裂原活化蛋 白 激 酶（mitogen-activated protein kinases，MAPKs）是連接細(xì)胞內(nèi)外反應(yīng)的重要成員，其中p38激酶（p38 kinase，p38）和c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）的激活可加速細(xì)胞凋亡，加重腸道炎癥反應(yīng)[43]，而p38和JNK抑制劑對腸道炎性疾病的治療具有一定療效[44]。研究證實(shí)，黃芪多糖能夠抑制p38和MAPK磷酸化，從而抑制MAPK通路的激活，但對JNK蛋白磷酸化的抑制效果不明顯[45-46]。

4 黃芪多糖對腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

UC患者腸道菌群已被證實(shí)發(fā)生了改變，如微生物及代謝物的多樣性降低，致病菌和腸黏附菌種類增加[47]。研究表明，結(jié)腸炎改變腸道細(xì)菌基因的表達(dá)，由炎癥高度誘導(dǎo)的大腸桿菌基因的靶向破壞，是決定結(jié)腸炎嚴(yán)重程度的因素之一[48]。梁金花等[49]研究發(fā)現(xiàn)，黃芪多糖通過升高UC模型大鼠腸道雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量，降低腸桿菌、腸球菌數(shù)量，改善腸道微生物比例，同時(shí)升高腸道厭氧菌代謝物乙酸含量來改善腸道環(huán)境、緩解腸黏膜病理性損傷。

5 結(jié)語

中醫(yī)學(xué)將UC歸屬于“久痢”范疇，濕熱蘊(yùn)腸、氣滯絡(luò)瘀為基本病機(jī)，脾虛失健為發(fā)病基礎(chǔ)，總屬本虛標(biāo)實(shí)之證[50]。中醫(yī)藥治療UC具有療效確切、效果明顯且副作用少等優(yōu)勢。黃芪多糖對UC的作用機(jī)制具有多途徑、多靶點(diǎn)的特點(diǎn)，但目前有關(guān)黃芪多糖治療UC的機(jī)制研究較少，其具體作用機(jī)制也尚未明確，加之UC發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜，如在腸道纖維化、血栓形成等方面均未見相關(guān)研究。目前黃芪多糖治療UC的研究局限于體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，未涉及臨床試驗(yàn)，因此黃芪多糖治療UC的療效需嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐R床研究加以佐證。未來擬進(jìn)行更深層次的實(shí)驗(yàn)與臨床研究，闡明其治療UC的具體作用機(jī)制，尋找新的治療靶點(diǎn)，為中醫(yī)藥治療UC提供新的視角與策略。