李鶴然 梁 群 劉 洋 劉雨默 于佳琪
(1.黑龍江中醫(yī)藥大學,黑龍江 哈爾濱 150040;2.黑龍江中醫(yī)藥大學附屬第一醫(yī)院,黑龍江 哈爾濱 150040)
膿毒癥是一種感染導致的嚴重全身炎癥反應為特征的疾病,疾病發(fā)展迅速,死亡率高[1]。臨床尚無有效手段及藥物能延緩其進展、提高其生存率。很多研究證實[2],免疫應答失控是膿毒癥的主要發(fā)病機制。Th17/Treg是膿毒癥時調(diào)控免疫抑制和免疫激活平衡的一對重要免疫調(diào)節(jié)細胞,在其發(fā)生發(fā)展全過程中都具有重要的調(diào)節(jié)作用[3]。“膿毒癥”根據(jù)其臨床表現(xiàn)可歸屬于中醫(yī)學的“外感發(fā)熱”“風溫”“脫證”“暴喘”“臟衰竭”等范疇。中醫(yī)藥調(diào)整膿毒癥患者免疫功能優(yōu)勢突出,許多研究者就中醫(yī)藥對膿毒癥Th17/Treg失衡作用機制進行了進一步探究。
初始CD4+T細胞在被抗原刺激后會分化成不同亞型的T細胞,如受IFN-g與IL12的誘導分化Th1,分泌IFN-g,參與免疫應答;Th2細胞是由IL4誘導而來,分泌白細胞介素-4(IL-4)、白細胞介素-5(IL-5)和白細胞介素-13(IL-13);而Th17是在白細胞介素-6(IL-6)和TGF-b的共同誘導下分化而成,參與自身免疫性疾病、炎癥反應等[3]。Th17是一種可控制體內(nèi)自身免疫反應性的T細胞亞群,是維持機體免疫耐受的重要因素之一,能夠?qū)辜毎饧毦懊咕拿庖叻磻?。Th17細胞的特征是分泌細胞因子,如白細胞介素-17A(IL-17A)、白細胞介素-17F(IL-17F)、白細胞介素-21(IL-21)和白細胞介素-22(IL-22)、白細胞介素-26(IL-26)等[4]。IL-17是Th17細胞的主要促炎因子,具有促炎作用,可在機體各部位表達,并通過與其跨膜受體相互作用而發(fā)出信號。IL-17可誘導中性粒細胞的合成和促炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生,IL-17異常增加能夠使促進炎癥細胞因子的產(chǎn)生和募集,從而導致炎癥的發(fā)生。IL-17A和IL-17F構(gòu)成同源二聚體或異源二聚體激活其受體IL-17R,該受體廣泛分布于宿主體內(nèi)。Th17細胞與系統(tǒng)免疫反應密切相關(guān),系統(tǒng)免疫反應激活宿主對各種微生物感染的廣泛防御,并參與自身免疫和自身炎癥性疾病[5]。膿毒癥時Th17過度活化增殖,釋放大量炎癥因子,促進中性粒細胞、單核細胞等炎癥細胞活化,使其聚集到炎癥部位,引起過度或失控的炎癥反應[6]。
T淋巴細胞是機體中的免疫細胞,T細胞亞群參與免疫功能的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)是一種以表達Foxp3、CD25、CD4為細胞表型特征的T細胞亞群。1995年時Sakaguchi第一次將其報道,約占外周血CD4+T細胞的5%~10%。Treg是一種具有負向免疫調(diào)節(jié)功能的細胞亞群,免疫抑制和免疫無能是Treg細胞的兩大特征[7]。Treg在TCR介導的信號刺激之后可以抑制CD4+CD25-CD8+T細胞的活化和增殖。Foxp3被認為是Treg的標志性分子,在調(diào)節(jié)機體免疫穩(wěn)態(tài)中起關(guān)鍵作用。Foxp3作為一個轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子,通過直接調(diào)控多種基因來調(diào)節(jié)Treg的活性[8]。Foxp3不僅能作為CD+4 CD+25 Treg的標志分子,還是決定其功能的關(guān)鍵因子。Foxp3的細胞群為CD4+CD25+CD127-Treg可分泌與免疫調(diào)節(jié)功能發(fā)揮相關(guān)的細胞因子:TGF-β和IL-10等。研究表明,膿毒癥患者的Treg細胞比例高于非膿毒癥患者。在膿毒癥的發(fā)展過程中,Treg細胞能夠抑制炎癥和組織損傷,也可能導致免疫功能障礙,如誘導T淋巴細胞凋亡,抑制CD4+/CD8+T淋巴細胞功能,調(diào)節(jié)Th1轉(zhuǎn)向Th2,通過表達CTLA-4和TGF-β+以及抗炎細胞因子IL-10和TGF-β進行免疫催化[9]。
膿毒癥是重癥醫(yī)學科的常見疾病,其發(fā)病機制復雜,表現(xiàn)為炎癥介導的組織損傷、器官衰竭、免疫抑制[10]。其發(fā)生發(fā)展與膿毒癥早期促炎反應與抗炎反應失衡、血管內(nèi)皮損傷和凝血功能障礙、免疫抑制與細胞凋亡、腸道細菌或細菌內(nèi)毒素易位、基因表達的特異性等有關(guān)。免疫應答失控作為其主要發(fā)病機制,過度的炎癥反應可能導致機體進入免疫抑制的狀態(tài),從而發(fā)生膿毒癥休克。
Th17/Treg是一對重要的免疫調(diào)節(jié)細胞,可調(diào)控膿毒癥時機體免疫抑制和免疫激活的平衡。研究認為,Treg與Th17具有相反的功能,Th17細胞分泌促炎因子引起自身免疫和炎癥反應,Treg細胞可將其抑制并維持機體免疫穩(wěn)態(tài)[11]。膿毒癥初期,Th17持續(xù)活化,Treg數(shù)量下降,機體表現(xiàn)為代償性防疫狀態(tài),機體以表達Treg細胞為主;隨著炎癥反應不斷增強,Th17不斷增多,機體進入免疫抑制狀態(tài),Th17的數(shù)量下降,Treg數(shù)量逐漸增多,機體以表達以Th17細胞為主[12]。
綜上,Treg介導的免疫抑制,與Th17介導的免疫激活共同存在,同時參與了膿毒癥的發(fā)生。因此維持Th17/Treg的平衡是防治膿毒癥的關(guān)鍵[13]。
近年來,越來越多學者、專家利用現(xiàn)代技術(shù)研究中醫(yī)藥對膿毒癥Th17/Treg平衡的影響。中醫(yī)學認為正虛毒損、絡(luò)脈瘀滯是膿毒癥的基本病機[14]。其發(fā)病基礎(chǔ)責之邪毒內(nèi)蘊;發(fā)病關(guān)鍵在于正氣不足、邪毒內(nèi)蘊、絡(luò)脈瘀滯導致機體氣血失于運化,致使臟腑、四肢、百骸失于濡養(yǎng);病機之本則是氣陰兩虛甚至陰竭陽脫,主要病機變化以正虛毒損、脈絡(luò)瘀滯為要[15]。在中醫(yī)藥對膿毒癥Th17/Treg免疫平衡影響的研究來看,主要涉及的有單味中藥及其提取物、中藥復方、中成藥等。
4.1 單味中藥及其提取物 治療膿毒癥的中藥主要以益氣扶正、散寒止痛、清熱解毒為主。見表1。
表1 單味中藥治療膿毒癥作用機制
黃芪味甘,性微溫;歸脾、肺經(jīng),補氣固表,托毒排膿。張麗君[16]對黃芪中的黃芪甲苷進行研究,其具有增強機體免疫功能、強心降壓、降血糖、利尿等作用。采用盲腸結(jié)扎穿孔術(shù)建立動物模型,用流式細胞術(shù)等檢測膿毒癥小鼠Th17細胞、Treg細胞等的表達。結(jié)果顯示,應用黃芪甲苷可以通過下調(diào)炎性應答、阻止細胞凋亡和氧化應激來防止毒癥的發(fā)生,提高膿毒癥小鼠的生存率。Foxp3是Treg細胞的特異性轉(zhuǎn)錄因子,IL-17是Th17主要的炎癥因子,黃芪甲苷可以下調(diào)Th17,還能通過增加Foxp3的表達水平,使Treg的表達上調(diào),釋放適量的抗炎介質(zhì),從而起到調(diào)節(jié)Th17/Treg細胞平衡起到抗膿毒癥的作用。
高烏頭辛、苦、溫,有毒,可祛風、散寒、止痛。高烏甲素是從高烏頭中提取而來,具有抗炎、鎮(zhèn)痛、抗腫瘤等作用。郭鴻等[17]對高烏甲素進行研究,將80例膿毒癥患者隨機分為常規(guī)治療的對照組,以及加用肌肉注射氫溴酸高烏甲素注射液的觀察組。結(jié)果顯示,無論是從機械通氣時間、應用抗生素治療時間、血管活性藥物的使用時間還是患者死亡率,觀察組的效果均優(yōu)于對照組。在免疫指標的表達方面,在治療7 d后兩組患者Th17、Treg表達率及Th17/Treg明顯降低,且觀察組優(yōu)于對照組。結(jié)果表明,高烏甲素可以提高IL-2、降低IL-6等,推斷高烏甲素可能通過多種細胞因子而影響初始CD4+T細胞向Treg或Th17細胞分化,而保持Th17/Treg平衡。穿心蓮具有清熱解毒、消炎、消腫止痛的作用。穿心蓮中的穿心蓮內(nèi)酯可抗炎、抗病毒、影響免疫功能等。楊敏華[18]進行動物實驗,探究穿心蓮內(nèi)酯對膿毒癥大鼠炎癥反應與心、肺功能損傷的作用機制。研究發(fā)現(xiàn),穿心蓮內(nèi)酯可以降低膿毒癥大鼠的TNF-α、IL-6等炎癥細胞因子的含量,減輕膿毒癥大鼠炎癥反應和心、肺損傷。
4.2 中藥復方 經(jīng)過查閱,應用復方、經(jīng)方、驗方治療膿毒癥的醫(yī)家有很多,都在不同程度對疾病有改善的作用。見表2。
表2 中藥復方治療膿毒癥作用機制
犀角地黃湯記載于《外臺秘要》清熱劑,包括犀角、生地黃、牡丹皮、芍藥,具有清熱解毒、涼血散瘀之功效。研究表明[19],犀角地黃湯可降低膿毒癥患者IL-6、IL-1β、TNF-α水平,降低住院率,縮短住院時間。陳懷宇等對膿毒癥模型大鼠進行研究,采用RNA-seq-對大鼠脾組織RNA進行基因檢測,研究表明,應用犀角地黃湯組大鼠基因表達下調(diào)數(shù)為1 149個,上調(diào)數(shù)為972個,犀角地黃湯可能主要通過調(diào)節(jié)Th17細胞分化相關(guān)通路、IL-17、TNF等信號轉(zhuǎn)導相關(guān)通路等表達改善免疫平衡,緩解炎癥反應[20-21]。
升降散源于《傷寒瘟疫條辨》,由桑蠶、蟬蛻、姜黃、制大黃組成,可升清降濁、散風清熱。Th17和Treg細胞在感染、免疫紊亂等方面相互作用相互影響。朱亮等[22]用升降散治療膿毒癥,旨在發(fā)揮其升降并用、寒熱兼施、表里雙解、透泄并施的作用,桑蠶可抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等;蟬蛻具有細胞免疫作用,還能降低毛細血管通透性;姜黃中的有效成分能夠抑制炎癥反應抵抗病原體;大黃可以降低TNF水平,可抗炎止血。升降散可能通過調(diào)控Foxp3、RORγ等特異性轉(zhuǎn)錄因子,下調(diào)Th17,上調(diào)或維持Treg細胞水平,干預抗炎因子與促炎因子來維持Th17/Treg的平衡,從而阻止了膿毒癥的發(fā)展,但其具體機制還需進一步探究。
茯苓四逆湯出自《傷寒論》,具有回陽益陰之功效,包括茯苓四兩,人參一兩,附子一枚(生用,去皮,破八片),甘草二兩(炙),干姜一兩半。研究表明,茯苓四逆湯的應用可以提高膿毒癥心肌病患者的治療有效率,可以提高IL-10、CD4+/CD8+水平,降低IL-6表達水平。Th17細胞以分泌IL-17為主,還可以產(chǎn)生多種促炎細胞因子如轉(zhuǎn)化生長因子-β、IL-6等,參與促炎反應。Treg具有免疫抑制作用,可分泌IL-10等抑炎因子,Th17和Treg共同維持機體免疫穩(wěn)態(tài)[23]。
4.3 中成藥 中成藥是在中醫(yī)藥理論指導下,按規(guī)定的處方和制劑工藝將其加工而成,性質(zhì)穩(wěn)定、療效確切、毒副作用相對較小。在膿毒癥的治療方面,中藥注射液效果頗佳,主要以益氣養(yǎng)陰、活血化瘀、扶陽救逆、復脈固脫為主,可改善微循環(huán)、抗炎、升壓等作用。見表3。
表3 中成藥治療膿毒癥作用機制
生脈注射液具有益氣養(yǎng)陰、復脈固脫的功效,丹參注射液則可血化瘀,通脈養(yǎng)心,對于膿毒癥過程中,患者出現(xiàn)的缺血、缺氧等微循環(huán)障礙有積極的正向作用。李然等[24]應用丹參注射液聯(lián)合生脈注射液治療膿毒癥,實驗結(jié)果顯示Th17/Treg升高,提示抗炎反應優(yōu)勢。說明丹參注射液與生脈注射液聯(lián)合使用可以通過IL-23/IL-17軸使Th17細胞比例降低,達到調(diào)節(jié)Th17/Treg平衡的效果,減輕膿毒癥早期炎癥反應,說明兩藥的聯(lián)合使用確有輔助增強抗炎反應的作用。血必凈注射液是從赤芍、紅花、當歸、川芎、丹參等多味中藥中提取而成。在過去的研究中發(fā)現(xiàn),血必凈注射液可以改善膿毒癥患者的免疫功能、炎癥反應。詹雪芳等[25]應用血必凈注射液聯(lián)合亞胺培南治療膿毒癥,臨床研究發(fā)現(xiàn),血必凈組T-bet、ROTrt mRNA的表達下調(diào)、Foxp3 mRNA的表達上調(diào),均優(yōu)于對照組,提示兩藥合用可以調(diào)控Th17/Treg的平衡,從而對膿毒癥患者的免疫功能進行干預。參附注射液源于古籍《濟生方》中的參附湯,由人參和附子組成,可回陽救逆、扶正固脫。現(xiàn)代藥理研究顯示[26],參附注射液有一定的抗炎、抗內(nèi)毒素作用,還能減輕疾病對器官的損害、降低毛細管滲漏造成的損害。趙鋒利等[27]進行小鼠實驗研究發(fā)現(xiàn),參附注射液可以恢復Th17/Treg的平衡。參附注射液可以抑制促炎因子的過度表達、抑制NF-κB信號通路的激活,同時促進抗炎因子的產(chǎn)生,從而達到維持抗炎因子與促炎因子平衡的作用,避免過度炎性反應和免疫抑制的發(fā)生。丹紅注射液由丹參、紅花組成,可活血化瘀、通脈舒絡(luò)。常青等[28]對120例膿毒癥患者進行臨床試驗,將其隨機分為對照組與治療組,對照組采用烏司他丁加常規(guī)治療,治療組在其基礎(chǔ)上應用丹紅注射液,結(jié)果顯示,丹紅注射液組有效率為90%,對照組為75%,從臨床有效率來看,丹紅注射液對膿毒癥患者的臨床癥狀等確有改善作用。通過觀察兩組患者Th17和Treg的表達率發(fā)現(xiàn),治療組的表達率改善優(yōu)于對照組,烏司他丁和丹紅注射液協(xié)同使用,可有效調(diào)節(jié)炎癥因子水平及Th17/Treg的平衡。丹紅注射液的加入可以抑制血小板聚集,同時對心血管系統(tǒng)具有顯著的保護作用,可以通過下調(diào)JAK2和STAT3蛋白的表達,使抗炎因子上調(diào),促炎因子下調(diào),改善膿毒癥造成的心肌損傷[29]。
綜上,中醫(yī)藥的加入可以下調(diào)膿毒癥患者Th17的表達水平,上調(diào)或維持Treg細胞水平,有利于維持Th17/Treg的平衡,降低膿毒癥患者全身炎癥反應,減輕各組織器官的急性損傷,保護重要器官。中藥作為膿毒癥防治領(lǐng)域的新途徑,具有獨特的優(yōu)勢,既可作為現(xiàn)有主流治療膿毒癥西藥的有效補充,也可單獨作為膿毒癥治療藥物參與臨床治療。中藥的應用到目前為止已有上千年的歷史,成分非常復雜,作用原理尚未完全發(fā)掘,依然面臨巨大的挑戰(zhàn)。不管是單味藥物、中藥中的有效成分,還是復方制劑都具有很大的發(fā)展前景,在未來防治膿毒癥藥物的研發(fā)與開拓進程中,必將發(fā)揮至關(guān)重要的作用。