朱桂啟 全峰

青蒿素是從植物黃花蒿中提取的有效成分,東晉時期的葛洪在著作中就已經提及其用于瘧疾患者的治療。近年來,大量研究表明青蒿素及其衍生物例如青蒿琥酯、蒿甲醚、蒿乙醚以及雙氫青蒿素等不僅是一種高效、低毒的抗瘧藥物,而且在固有免疫和適應性免疫反應中具有重要的免疫調節(jié)作用［1］,在炎癥性疾病、超敏性疾病、自身免疫性疾病和腫瘤等方面顯示出良好的應用前景［2］。本文主要通過對近些年相關醫(yī)學文獻的分析,對醫(yī)學工作者關注的青蒿素及其衍生物具有的免疫調節(jié)作用的研究進展予以綜述。

1 對T、B 淋巴細胞及自然殺傷細胞(NK)細胞的影響

免疫細胞是人體內進行各種免疫應答的基礎,T、B 淋巴細胞及NK 細胞等免疫細胞在體內相互協(xié)調共同發(fā)揮免疫應答作用。越來越多的證據(jù)表明青蒿素及其衍生物可能具有抑制T 淋巴細胞介導的免疫反應的作用,同時能夠抑制B 淋巴細胞的增殖和分化［3］。青蒿琥酯調節(jié)T 細胞的活化和增殖。在體外,青蒿琥酯降低了植物血凝素(PHA)刺激后活化的CD4+和CD8+T 細胞的百分率［4］。有研究觀察到使用刀豆蛋白A 后可以誘導激活的T 細胞產生細胞因子白細胞介素(IL)-2和干擾素-γ(IFN-γ),這些細胞因子反過來又能加速T 細胞增殖,提高NK 細胞的免疫功能,IFN-γ 可以促進輔助性T 細胞的分化,同時刺激巨噬細胞分泌炎癥相關的細胞因子,青蒿素衍生物蒿甲醚可以明顯抑制這種反應,最終起到調節(jié)T 細胞的免疫功能的作用［5］。關于腫瘤治療的實驗也可以看到對免疫細胞的影響,在動物實驗中看到雙氫青蒿素能夠調節(jié)荷瘤小鼠的免疫應答,抑制小鼠調節(jié)性T 細胞(Treg 細胞)的增殖［6］。此外,有學者觀察到雙氫青蒿素對人體胰腺癌細胞的抑制作用主要是能夠提高人γδT 細胞的增殖,從而提高了機體對腫瘤細胞的殺傷能力［7］。

自身免疫異常的患者體內存在的輔助性T 細胞17(Th17)與Treg 細胞的平衡對于自身免疫疾病病情的發(fā)展起調控作用,在膠原導致關節(jié)炎的大鼠模型中,青蒿琥酯能夠調整Th17/Treg 細胞的失衡,下調IL-17 的表達,并上調轉錄因子Foxp3 的表達,并且伴隨藥物劑量的增加這種作用就更加明顯。同時青蒿琥酯能夠上調Treg 細胞在淋巴細胞中的比例,相對降低Th17 細胞的比例,從而抑制細胞因子IL-17 的分泌［8］。青蒿素能夠抑制 IL-17 和 IL-25 的分泌,升高IL-10 和IL-35 的分泌,調整 Th17/Treg 細胞表達細胞因子的水平［9］。動物實驗中,青蒿琥酯可以抑制正常小鼠脾臟和淋巴結內的na?ve T 細胞激活,下調細胞因子 IL-2 的產生,從而減少 CD4+T 細胞的數(shù)量,進而降低Th1/Th2 的比例等［10］。另外,青蒿琥酯能夠抑制細胞因子IL-1、IL-2的分泌阻止細胞周期有絲分裂,使淋巴細胞不能夠從G1期成長為S 期,明顯降低淋巴細胞的增殖反應,從而體現(xiàn)該藥物對淋巴細胞的相關免疫抑制作用［11］。細胞因子的異?？梢钥醋魇亲陨砻庖呒膊“l(fā)生的基礎,從以上研究可以發(fā)現(xiàn),青蒿素及其衍生物表現(xiàn)出免疫調節(jié)作用,可能主要是因為具有對于疾病相關的細胞因子的免疫調控作用。

B 細胞通過合成和分泌特異性抗體介導體液免疫。然而,在某些病理條件下,自身抗體的產生會導致自身免疫性疾病。青蒿琥酯可抑制B 細胞產生自身抗體。在MRL/lpr 小鼠SLE 模型中,青蒿琥酯通過抑制脾臟［12］中B 細胞活化因子(BAFF)的表達,降低了血清中抗核抗體和抗雙鏈DNA 抗體滴度。此外,研究發(fā)現(xiàn)在類風濕性關節(jié)炎的K/BxN 小鼠模型中,青蒿琥酯作用于生發(fā)中心,致使生發(fā)中心中的B 細胞數(shù)量明顯減少,血清自身抗體［13］水平下降。另外一些實驗證明青蒿素及其衍生物能夠調節(jié)B 淋巴細胞介導的免疫反應,體外的實驗結果顯示,使用青蒿素及其衍生物后,對于脂多糖誘導的免疫反應如B 淋巴細胞的增殖可起到直接的抑制作用［14］。此外,青蒿琥酯降低血清中IL-6 水平,使轉換生長因子(TGF)水平升高至接近正常水平,逆轉了高水平IL-6 刺激的過度活躍的B 細胞產生自身抗體,恢復了TGF-β 對淋巴細胞增殖［15］的抑制作用。這些結果提供一個青蒿琥酯治療自身抗體介導的自身免疫性疾病的新證據(jù)NK 細胞能非特異性地清除病毒感染細胞和腫瘤細胞,在免疫防御和監(jiān)測中發(fā)揮重要作用。青蒿琥酯通過抑制IL-10 的和轉化生長因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)表達,顯著增強NK 細胞對腫瘤細胞的殺傷活性［16］。

2 對自身免疫疾病的治療應用

自身免疫疾病如系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)、類風濕關節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)等是目前風濕領域臨床醫(yī)生關注的重點,對于自身免疫疾病的治療仍然是風濕領域醫(yī)學藥學工作者的主要研究方向。

SLE 患者的外周血中同樣可以看到Treg 細胞與Th17 細胞的失衡現(xiàn)象,Treg 細胞數(shù)量減少,與之相對Th17 細胞數(shù)量增多［17］。青蒿素可能調控免疫系統(tǒng)中Treg 細胞的數(shù)量和調節(jié)功能異常的狀態(tài),提高Treg 細胞的表達,達到抑制SLE 患者異常免疫反應,控制疾病活動度并改善患者預后［18］。研究發(fā)現(xiàn),SLE 患者體內CD4+T 細胞的基因組DNA 廣泛存在低甲基化的情況,這可能是由于SLE 患者的相關基因如甲基化調節(jié)基因的表達異常的結果［19］。體外細胞實驗結果發(fā)現(xiàn),對SLE 模型小鼠使用青蒿素衍生物能夠提高小鼠DNA甲基化水平,從而減少致病自身免疫抗體的產生,進而達到改善SLE 患者病情的作用［20］。

在RA 的研究中,應用青蒿素衍生物也取得了明顯的治療效果。RA 患者體內炎性細胞因子水平升高,并且在關節(jié)炎的病理產生過程中發(fā)揮作用,RA 的病理變化過程中,主要是各種致炎細胞因子引起的炎性損傷［21］。轉錄因子Foxp3 是Treg 細胞的特異標記分子,進行青蒿琥酯預處理時,Foxp3 在膠原誘導的關節(jié)炎大鼠滑膜細胞中的表達隨著藥物劑量的加大而明顯增加,青蒿琥酯可能通過上調Foxp3 在大鼠滑膜細胞中的表達,抑制炎癥因子產生,從而控制關節(jié)炎癥阻止骨破壞的發(fā)生,保護患者的活動關節(jié)并控制患者病情進展［22］。還有研究結果指出,青蒿琥酯可明顯改善關節(jié)炎模型大鼠的關節(jié)炎癥狀,降低血清中血管內皮細胞生長因子的水平,提示青蒿琥酯對實驗大鼠出現(xiàn)的關節(jié)炎具有顯著治療作用,該衍生物有可能成為治療關節(jié)炎的有效藥物［23］。

在自身免疫性重癥肌無力模型大鼠相關研究中,發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯通過抑制免疫共刺激分子 CD86 的表達并抑制淋巴細胞增殖能力,調節(jié)Th1/Th2 細胞亞群代表性的細胞因子表達水平,同時升高Treg 細胞表達,延緩該疾病模型大鼠的病情進展［24］。對于自身免疫性腎病如IgA 腎病的研究中發(fā)現(xiàn),青蒿素聯(lián)合免疫抑制劑羥氯喹能夠改善IgA 腎病大鼠的腎臟功能；原因在于聯(lián)合用藥減少了相關免疫復合物在大鼠腎臟的沉積,基礎實驗證實聯(lián)合用藥促進了大鼠Th1 和Treg 細胞的分化,降低了大鼠Th2 和Th17 細胞的比例,目前考慮該用藥方案調節(jié)了針對CD4+T 淋巴細胞亞群的免疫作用［25］。

3 對腫瘤細胞的免疫抑制作用

一些腫瘤疾病治療的相關研究提示,青蒿素及其衍生物對于多種腫瘤細胞的生長具有明顯的抑制作用。在肝癌細胞HepG2 中青蒿素對腫瘤細胞具有細胞毒作用,隨著藥物濃度的變化,對HepG2 細胞的抑制作用也發(fā)生相應改變［26］。另一項研究中發(fā)現(xiàn)對于肝癌細胞Huh7、SMMC-7721,用藥后出現(xiàn)誘導腫瘤細胞凋亡過程,青蒿素所發(fā)揮的作用應該是可以通過調控相關的mTOR 信號通路,最終導致肝癌細胞發(fā)生凋亡現(xiàn)象［27］。此外,對于白血病的研究中發(fā)現(xiàn),磷脂酰肌醇3 激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)信號通路能夠上調K562 細胞的增殖并且抑制K562 細胞的凋亡［28］,青蒿琥酯通過抑制該信號通路促進K562 細胞的凋亡作用,通過抑制TGF-β1和IL-10 的表達,增強NK 細胞對腫瘤細胞的殺傷活性［16］。

青蒿素及其衍生物對腫瘤治療優(yōu)勢表現(xiàn)為,不僅能有效抑制腫瘤細胞的生長及遠處轉移,誘導腫瘤細胞趨向凋亡,還能提高腫瘤化療藥物的有效性,進而減少化療藥物的不良反應,降低腫瘤患者的耐藥性,增強患者放療的敏感性［29］。青蒿素及其衍生物可以在腫瘤治療方面發(fā)揮免疫調節(jié)作用,抑制腫瘤細胞的生長,最終達到治療腫瘤的目的。青蒿素作為中國科研人員獨立研發(fā)的副作用較少的植物藥,一定程度上能抑制腫瘤細胞的增殖,將來有可能成為臨床上廣泛應用的經濟實用的輔助化療藥物［30］。

4 總結與展望

青蒿素及其衍生物青蒿琥酯對免疫系統(tǒng)的多種免疫細胞和細胞因子具有免疫調節(jié)作用,可以抑制自身免疫性疾病中過度活躍的免疫反應,同時增強免疫系統(tǒng)對腫瘤細胞的殺傷作用。青蒿素及其衍生物可以影響多種信號轉導通路,但是其確切免疫調節(jié)機制研究尚未完全明確［31,32］。此外,青蒿素及其衍生物具有毒性低、價格低廉的優(yōu)點,有望成為炎癥性疾病、自身免疫性疾病和腫瘤患者的一種新的治療選擇。