杜林柯,鄭 烈,段盛蕾

杜林柯,鄭烈,段盛蕾,陜西省中醫(yī)醫(yī)院 陜西省西安市 710003

0 引言

腸纖維化是炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)常見并發(fā)癥之一,嚴重者導致腸腔狹窄、乃至腸梗阻、穿孔和瘺管發(fā)生,最終需要手術治療.研究表明[1],30%的克羅恩病(Crohn’s disease,CD)及5%的潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis,UC)患者因纖維化進行手術治療.雖然,纖維化已被證實在皮膚、肝臟和肺等慢性炎癥纖維化疾病中發(fā)揮重要作用,但在IBD中的作用機制尚不清楚.

IBD纖維化幾乎都發(fā)生在炎癥受累腸段,即炎癥-纖維化后遺癥,盡管目前抗炎治療取得了顯著效果,但尚未發(fā)現(xiàn)IBD患者纖維化發(fā)病率和手術治療患者呈下降趨勢.部分IBD患者腸道已經出現(xiàn)瘢痕組織,因此在臨床過程中不僅需要早期預防纖維化,而且在纖維化完全形成后需要進一步逆轉.現(xiàn)代醫(yī)學目前尚無有效治療藥物,而中醫(yī)藥治療IBD已具有潛在優(yōu)勢.為了解決這些問題,需要更好的深入了解IBD腸纖維化的發(fā)病機制.既往研究表明[2],內質網應激(endoplasmic reticulum stress,ERS)障礙時產生的大量未折疊或錯誤折疊蛋白、炎癥介質、微血栓等病理產物所引起的腸上皮細胞損傷是IBD腸纖維化的重要原因.

該病歸屬于中醫(yī)學“痢疾”和“腸澼”等范疇.脾虛是發(fā)病的根本,感受外邪、飲食不節(jié)、情志失調等是關鍵的致病誘因,而濕邪、瘀熱、熱毒是其重要病理因素[3].中醫(yī)學認為,脾虛不能運化水液,導致濕熱、痰濁、瘀毒等病理產物內生,壅滯于腸道而發(fā)本病.與“內質網應激”障礙時均有“異曲同工”之妙,由此可見,內質網應激功能障礙引起腸上皮損傷導致的慢性復發(fā)性炎癥與中醫(yī)“脾虛”具有一定的相關性,也可能是中醫(yī)“脾虛”在微觀層面的一種表現(xiàn)形式.

近年來內質網應激參與纖維化的形成已經成為研究的熱點[4].通過“脾虛-內質網應激”理論研究IBD腸纖維化的發(fā)病機制不僅有助于更好的深入研究其發(fā)病基礎,也為將來更好的治療IBD纖維化提供理論基礎.本文從中醫(yī)“脾”和西醫(yī)學“內質網”角度出發(fā),重點探討二者相關性及其與IBD腸纖維化的關系,進一步闡釋IBD腸纖維化病機特點,以期為臨床治療提供客觀依據.

1 中醫(yī)“脾”與內質網在生理上相關性

中醫(yī)學認為,脾為倉廩之官,乃后天之本,主運化水谷精微,對機體精微物質的代謝輸布發(fā)揮重要作用.從說文解字角度來看: 運,《說文》: “運,移徙也.”化,《高級漢語大詞典》: “古字為‘匕’,會意.甲骨文,從二人,象二人相倒背之形,一正一反,以示變化.本義: 變化,改變.”《說文》: “匕,變也.”由此可知,運化的最初本義當是轉運,改變之意.所以,脾主運化包括消化、吸收、輸布及氣化等功能,是機體物質代謝的重要樞紐,為機體維持生命活動提供能量.人體一身之氣血,全賴脾的運化功能.

內質網是真核細胞中最大的細胞器之一,它是由分支小管和扁平囊組成的膜網絡結構,通過內質網腔相互連接.主要功能是參與體內蛋白質和脂質的合成、加工、包裝和運輸[5].機體超過1/3蛋白的合成、折疊和結構成熟都在內質網中進行[6].可見,內質網對蛋白的“運化”也起著重要的調節(jié)作用.蛋白的“運化”可能也是脾主運化的分子生物學體現(xiàn),所以脾主運化和內質網存在一定的相關性.

中醫(yī)學脾系統(tǒng)范圍較廣,包括胃、小腸、大腸、肝等,相當于西醫(yī)學的消化系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)和血液系統(tǒng)等,主要參與機體物質的消化、內分泌代謝和體液生化代謝等[7].其中參與消化的過程主要依賴于胃蛋白酶、胰蛋白酶等作用,蛋白質等物質需要參與催化、代謝調節(jié)、運輸、免疫防御等生命活動.機體的物質代謝均離不開內質網的關鍵作用,維持內質網穩(wěn)態(tài)是脾運化功能的具體體現(xiàn)和重要保障[8].有研究表明[9],脾對脂質代謝(包括脂蛋白)有重要調節(jié)作用.而且脾也和多種受體蛋白、酶蛋白關系密切.根據中醫(yī)學取類比象法,脾主運化代謝,也包括蛋白質合成、折疊、分解等過程,可知中醫(yī)的脾和現(xiàn)代醫(yī)學的內質網之間在生理功能上存在一定的相似性.所以,從內質網生理角度探討脾的運化功能具有重要科學依據.

2 中醫(yī)“脾虛”與內質網應激在病理上的相關性

中醫(yī)學認為,脾虛水谷精微生成不足,機體臟腑器官失于滋養(yǎng),故臨床表現(xiàn)多為腹脹納少、食后腹脹、肢體倦怠、神疲乏力、少氣懶言、形體消瘦,也有的以形體肥胖或浮腫為表現(xiàn)[10].上述癥狀與機體合成蛋白不足或攝取減少有關,如水腫與低蛋白血癥有關,形體消瘦與蛋白攝入不足有關.蛋白質代謝在消化系統(tǒng)具有重要意義,由于消化道含有多種糖蛋白的消化酶,可以潤滑和保護黏膜組織,當?shù)鞍酌赴l(fā)生糖基化修飾時有助于食物的吸收和消化[11].在脾虛患者也進一步發(fā)現(xiàn)血清總蛋白、白蛋白均降低.通過動物實驗也證明[12],在脾虛模型小鼠中,脾臟、小腸組織蛋白質含量降低.

細胞中有細胞核、質膜、線粒體、粗面內質網、光滑內質網等細胞器,其中內質網是細胞內最大的膜網絡結構,主要擔負著蛋白質修飾、加工以及新生肽鏈的折疊、組裝和運輸?shù)闹厝?且是細胞內Ca2+的貯存場所[13].細胞是生命活動的基本單位,在正常生命活動中,細胞與各種酶的生物活性關系密切,而酶的本質就是蛋白質,其合成主要在內質網中完成,完成后的蛋白質要經過加工、修飾、糖基化等才具有生物活性,才可以參與生命活動[14].

中醫(yī)學認為,脾為后天之本,為一身之氣血提供能量.現(xiàn)代醫(yī)學認為,內質網也是Ca2+的主要儲存場所,Ca2+是引發(fā)平滑肌收縮的重要遞質,是細胞第二信使,為機體提供更多能量[15].根據中醫(yī)脾為“后天之本”的重要性地位,中醫(yī)“脾”與西醫(yī)學“內質網”關系密切,所以,脾虛和內質網應激存在相關性.有研究表明,脾陰虛糖尿病大鼠大腦皮質中IRE1α和p-JNK1以及pJNK2的蛋白和下丘腦GRP78蛋白表達較正常組升高,提示有內質網應激發(fā)生.

3 內質網應激是IBD腸纖維化重要的發(fā)病機制

纖維化是導致機體晚期器官衰竭的主要原因.其在傳統(tǒng)觀念上被認為是炎癥的旁觀者,對參與某種疾病的發(fā)病機制可以忽略不計.但近日,來自麻省總醫(yī)院等機構的科學家們在國際雜志《Gastroenterology》發(fā)表一篇文章明確指出中,纖維化對于炎癥性腸病的發(fā)生發(fā)展具有直接影響作用[16].

內質網應激(endoplasmic reticulum stress,ERS)與腸纖維化發(fā)生發(fā)展密切相關.當機體遭受缺血、缺氧、感染、營養(yǎng)底物缺乏、氧化應激及毒性物質等多種應激因素后容易損傷腸上皮細胞,破壞上皮細胞內質網腔內Ca2+平衡、抑制蛋白糖基化、引起二硫鍵錯配、減少蛋白質向高爾基體轉運等途徑,導致內質網中錯誤折疊蛋白增加,從而發(fā)生ERS[17].為了應對ERS,細胞啟動未折疊蛋白反應(unfold protein response,UPR),最初旨在恢復蛋白穩(wěn)態(tài),但持續(xù)的UPR將導致細胞死亡.由于內質網應激會引起腸道微環(huán)境的改變,成為腸上皮細胞(intestinal epithelial cell,IEC)活化和分化的主要驅動因素,內質網穩(wěn)態(tài)和IEC的分化二者相互影響,發(fā)生ERS時往往伴隨IEC形態(tài)和功能的變化,這對IBD腸纖維化的發(fā)生發(fā)展起重要作用[18].

內質網應激主要通過ER腔內的重要分子伴侶葡萄糖調節(jié)蛋白78(GRP78)介導的三種途徑引起UPR,包括肌醇酶1α(inositolase 1α,IRE1α)、蛋白激酶相關的內質網激酶(protein kinase-related endoplasmic reticulum kinases,PERK)和轉錄激活因子6(transcription activator 6,ATF6)[19].當應激產生時,GRP78分離與未折疊蛋白結合,引起這三種通路下游蛋白的激活.有研究發(fā)現(xiàn)[20],ERS與IBD相關后,ERS在IBD的發(fā)病機制中備受關注,已發(fā)現(xiàn)IBD患者ERS是顯著的.即使在非活動期IBD患者中,腸上皮細胞也存在ERS[21].此外,敲除PERK-eIF2α基因可抑制ERS誘導IEC發(fā)生纖維化,從而證實了PERK-eIF2α對于IEC發(fā)生纖維化是必須的[22].

4 “脾虛”是IBD腸纖維化的核心病理環(huán)節(jié)

飲食物入胃后皆依賴脾的運化功能,脾旺則氣血旺盛,脾虛則氣血生成不足,一身之氣血皆依賴脾的運化能力.飲食不節(jié)(潔)、情志不暢、久病失養(yǎng)、稟賦不足等是導致脾虛的重要病因,繼而產生痰濕、瘀血等病理產物蓄積于體內誘發(fā)疾病.如《外科正宗·腸癰論》曰: “腸癰,皆濕熱瘀血流入小腸而成……如積襲日久……以致毒攻內臟,腸胃受傷.”IBD腸纖維化病位在腸,與脾關系最為密切;脾虛不能運化水谷則水濕內生,濕邪纏綿難愈,以此為病,可見脾虛是IBD腸纖維化的發(fā)病基礎;加之外邪侵犯機體導致氣機不利,出現(xiàn)濕熱、痰濁、瘀毒等標實之證,壅滯于腸道,腸壁增厚,甚至腸腔狹窄、梗阻.可見,脾虛是IBD腸纖維化的關鍵病機,脾虛不能運化是IBD腸纖維化的核心病理環(huán)節(jié).

脾虛不能運化導致水谷精微失于布散,與細胞內質網不能正確折疊、轉運蛋白,或不能將錯誤折疊蛋白折疊,引起內質網應激蓄積于體內,從而引起多種酶、受體的合成失調,脾虛與內質網應激障礙關系密切[23].中醫(yī)學認為,飲食不節(jié)(潔)、情志不暢、久病失養(yǎng)及稟賦不足等是導致脾虛的重要原因,這與現(xiàn)代醫(yī)學饑餓、營養(yǎng)物質缺乏、各種不良應激原刺激等影響細胞內質網穩(wěn)態(tài)、引起內質網應激障礙有一定相關性[24].可見,從內質網應激入手探討脾虛在IBD腸纖維化中的分子生物學實質符合中醫(yī)理論特點及臨床實際,具有重要價值和理論意義.

中醫(yī)藥調節(jié)內質網應激通路治療疾病以及揭示其作用靶點和機制的研究日益增多,中醫(yī)“脾虛”可能與細胞內質網應激時功能障礙有一定的相關性.“脾虛不能運化”狀態(tài)下的痰濕、熱毒、瘀血等致病產物相當于現(xiàn)代醫(yī)學內質網應激功能障礙時產生的大量未折疊或錯誤折疊蛋白、炎癥介質、微血栓等病理產物.治療上中醫(yī)通過“健脾”以維持臟腑陰陽平衡,其機制與現(xiàn)代醫(yī)學通過抑制內質網應激通路減輕異常蛋白過多沉積和細胞器大量受損以維持細胞內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的作用機制是一致的.因此,細胞內質網應激功能障礙導致的細胞損傷可能是中醫(yī)“脾虛”在微觀層面的一種表現(xiàn)形式.

5 以“健脾”為根本大法調節(jié)內質網應激治療IBD腸纖維化

由于IBD病情遷延難愈,中醫(yī)認為病邪內蘊與正氣消伐并存,屬本虛標實.根據葉天士“久病入絡”“久痛入血”理論,采用絡脈理論指導辨治.絡脈是氣血津液輸布、環(huán)流的樞紐和通路,主要參與營血的生成、輸布和貫通營衛(wèi)、溝通表里經脈的生理功能.濕、熱、瘀、毒是IBD腸纖維化病理因素,蘊結腸腑,損傷血絡,氣血運化失司,組織滲灌不足,血敗肉腐[25].吳以嶺《絡病論》也認為絡病有“易滯易瘀、易入難出、易積成形”的特點.《靈樞·癰疽》云: “榮衛(wèi)稽留于經脈之中,則血泣而不行,不行則衛(wèi)氣從之而不通,壅遏而不得行,故熱,大熱不止,熱勝則肉腐,肉腐則為膿.”痰濕熱毒灼傷絡脈導致營衛(wèi)之行受阻,氣機阻滯,引起血液運行澀滯、津血互換異常,使津凝成痰,血滯為瘀,代謝廢物蓄積為毒;痰、瘀、毒等病理產物聚積又引起絡脈瘀阻、閉塞,絡息成積,進一步損傷絡脈,加重絡脈自身營衛(wèi)不通,形成絡脈病變的惡性循環(huán),故補氣健脾藥常與清腸化濕、活血通絡藥同用.

《素問·至真要大論篇》曰:“伏其所主,而先其所因.”治療IBD腸纖維化疾病重在健脾,恢復脾的運化功能.脾的運化功能正常依賴于脾氣的升降、脾陰的滋潤和布散功能,補益脾氣是健脾運化的重要思路.“脾氣宜健、痰濕宜化,濕熱宜清、瘀血宜通”,治療IBD腸纖維化應補脾胃以健脾,燥濕清熱化痰以通絡,破血消積通經以化瘀,從而達到健脾清腸通絡之效.臨床可選取黃芪、黨參等以益氣健脾,欲令脾實.基于以上認識,提倡IBD腸纖維化以健脾清腸通絡,活血通絡,扶正祛邪為主.

研究發(fā)現(xiàn)[26],內質網應激是腸上皮細胞損傷的重要致病因素,中醫(yī)健脾法能減輕內質網應激,下調內質網應激標記蛋白CHOP的表達,調控內質網應激信號分子活化,減輕炎癥因子的反復刺激,從而改善腸道炎癥.大量研究表明[27],健脾法有助于增強脾的運化功能,調節(jié)內質網應激保護腸黏膜屏障治療IBD.如唐志鵬教授[28]以健脾為根本大法,創(chuàng)制健脾清腸方能有效減少IBD小鼠腸黏膜PERK、Bip蛋白表達,改善UPR以恢復內質網穩(wěn)態(tài);鄭春菊[29]以健脾、疏肝之方能改善IBD小鼠p-PERK/PERK、p-eIF2α/eIF2α,有效抑制內質網應激,減輕細胞凋亡.

中醫(yī)學認為,脾主運化水谷精微,為機體提供能量;現(xiàn)代醫(yī)學認為,內質網是合成蛋白質及儲存Ca2+的主要場所,也為機體儲備能量,二者有相同的功能作用,因此從中醫(yī)“脾虛”的微觀層面闡釋細胞內質網應激功能障礙在IBD腸纖維化發(fā)病中的重要作用.將中醫(yī)學傳統(tǒng)理論與現(xiàn)代醫(yī)學有機結合,以“脾虛-內質網應激功能障礙”為切入點,對IBD腸纖維化“脾虛-內質網應激”相關理論進行了科學研究,對研究其發(fā)病機制和臨床治療提供客觀依據.

6 結論

從生理角度講,脾與內質網具有相關性,通過內質網應激障礙探討脾虛不運化實質有助于闡釋中醫(yī)健脾法調節(jié)內質網穩(wěn)態(tài)的科學內涵,探索內質網應激相關分子蛋白的表達為中醫(yī)藥防治IBD腸纖維化提供客觀依據.深入分子生物學研究有助于開展動物實驗模型和臨床研究“脾虛-內質網應激”的相關性,并進一步通過健脾法干預治療效應靶點,為闡明內質網應激形成IBD腸纖維化作用機制提供客觀依據,為揭示IBD腸纖維化提供全新視角和新理論,對豐富中醫(yī)藥治療提供新思路和新方法.