中藥調節(jié)TLR4信號通路治療膿毒癥肺損傷的研究進展*

闞詩云 鄧兆巋 邱占軍

（1.山東中醫(yī)藥大學，山東 濟南 250014；2.山東中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院，山東 濟南 250014）

*基金項目：山東省中醫(yī)藥科技發(fā)展計劃項目（2015-091）；濟南市科技發(fā)展計劃項目（201602184）

△通信作者（電子郵箱：qiuzhj227@163.com）

膿毒癥是宿主對感染的反應失調而致的危及生命的器官功能障礙［1］，急性肺損傷（ALI）是因各種原因造成彌漫性肺間質及肺泡水腫，而導致的急性低氧性呼吸功能不全。膿毒癥是引起ALI的主要原因。膿毒癥導致的ALI發(fā)病迅速、病死率高達40%［2］。TLR4信號通路在膿毒癥炎癥反應激活、免疫調節(jié)等過程中起到了重要作用，調節(jié)TLR4活性可能有助于預防膿毒癥的免疫功能障礙，防治膿毒癥導致的肺損傷［3］。

1 中醫(yī)對膿毒癥肺損傷的認識

中醫(yī)學沒有膿毒癥肺損傷的概念。根據(jù)肺損傷的臨床表現(xiàn)，膿毒癥屬于中醫(yī)學“喘證”“暴喘”“喘脫”的范疇［4］。關于膿毒癥的治療，得到廣泛認可的是中西醫(yī)結合“菌毒炎并治”和“四證四法”的辨證治療原則［4］，即對膿毒癥采用“細菌、內毒素、炎性介質并治”；其中“毒熱證”采用清熱解毒法，“血瘀證”采用活血化瘀法，“急性虛證”采用扶正固本法，“腑實證”采用通里攻下。膿毒癥肺損傷的治療原則與膿毒癥類似，中醫(yī)臨床對膿毒癥肺損傷多采用清熱涼營、活血益氣、通腑瀉肺等法［5］。

2 TLR4信號通路及其與膿毒癥肺損傷的關系

模式識別受體 Toll樣受體 4（TLR4）作為免疫系統(tǒng)中Toll樣受體家族（TLRs）的重要成員，是免疫系統(tǒng)中的跨膜受體，也是最先被發(fā)現(xiàn)的Toll樣受體，其可以通過識別病原相關分子模式（PAMPs）如脂多糖、脂蛋白等，激活下游信號轉導分子，同時TLR4也可被某些炎癥反應中產(chǎn)生的損傷相關分子模式（DAMPs）結合啟動TLR4信號通路。TLR4通路是啟動細胞內炎癥信號傳導的經(jīng)典通路，在脂多糖所致的急性肺損傷中起著重要作用。全身炎癥反應激活是膿毒癥病程中最突出的病理改變，TLR4在膿毒癥炎癥反應激活、免疫調節(jié)等過程中發(fā)揮了重要作用。TLR4信號的傳導過程中，脂多糖先與脂多糖結合蛋白結合，然后與TLR4和其兩個共受體結合，TIR結構域發(fā)生構象改變，TLR4識別病原模式分子后能夠通過下游髓樣分化蛋白88（MyD88）依賴途徑和非MyD88依賴途徑來激活NF-κB，活化的NF-κB轉位進入細胞核后能夠與腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素-1β（IL-1β）等基因啟動子區(qū)域結合、起始基因的表達過程。TNF-α和IL-1β的大量表達一方面會造成炎癥反應的級聯(lián)放大激活，另一方面也會直接引起肺組織的損傷［6-7］。

3 中醫(yī)藥調節(jié)TLR4信號通路治療膿毒癥肺損傷

3.1 中藥復方調節(jié)TLR4信號通路 基于 “肺與大腸”互為表里的中醫(yī)理論，結合膿毒癥急性肺損傷的病理生理改變，通里攻下法是防治膿毒癥肺損傷的重要方法［8］。大承氣湯方源于《傷寒論》，其祛除瘀血、蕩滌腸胃、推陳致新等功效能減少菌毒移位，具有調節(jié)免疫功能以及維持促炎/抗炎平衡的作用，已廣泛用于膿毒癥患者的治療。胡星星等建立膿毒癥肺損傷模型小鼠，發(fā)現(xiàn)大承氣湯能通過降低膿毒癥小鼠炎癥介質，改善肺血管通透性等多個方面，對膿毒癥肺臟起保護作用［9］。王毅鑫等發(fā)現(xiàn)大承氣湯通過對上游配體即HMGBl表達的抑制，達到對TLR4通路信號分子表達的下調。宣肺通腑方由炙麻黃、杏仁、生石膏、瓜蔞皮、生大黃、甘草等按一定比例組成。方中麻黃、杏仁能宣肺降氣，石膏清熱，生大黃蕩滌腸道［10］。吳中華等通過研究指出宣肺通腑方使膿毒癥肺損傷大鼠肺組織水腫、出血等損傷程度明顯減輕，且能降低內毒素致ALI大鼠TLR4蛋白及其mRNA的表達，與抑制TLR4信號通路有關。涼膈散出自《和劑局方》，該方能清上泄下、瀉火通便，臨床可用于治療膿毒癥肺損傷導致的熱毒犯肺，肺失宣降之喘息，上焦有火之證，藥理研究也證實了該方的大黃、黃芩、連翹、山梔或其成分有不同程度的抗內毒素作用［11］。余林中等通過對涼膈散的實驗研究發(fā)現(xiàn)其抑制TLR4信號通路的作用［12］。清熱解毒法以祛除外來、內生之毒邪，是治療膿毒癥肺損傷的核心環(huán)節(jié)之一。膿毒癥發(fā)生發(fā)展的各期都可存在嚴重感染，因此清熱解毒法在膿毒癥治療中有著重要的地位［13］。黃連解毒湯為清熱解毒的代表方之一。膿毒癥總體屬溫病、熱癥的范疇，恰屬黃連解毒湯的適應證。研究表明，黃連解毒湯對多種細菌均有高效抑制作用，能對抗細菌毒素，調節(jié)免疫反應，以上作用可能與調控TLR4、NF-κB的表達有關［14-15］。

活血化瘀法應貫穿膿毒癥治療的始終。芪冬活血飲由黃芪、麥冬、虎杖、當歸等藥物組成，為全國名老中醫(yī)王會仍的經(jīng)驗方，整方配伍中以活血化瘀為主，配合清熱解毒、通腑、益氣養(yǎng)陰，多法合用，臨床治療膿毒癥肺損傷療效顯著［16］，進一步研究發(fā)現(xiàn)［17］其作用機制主要與抑制TLR4/NF-κB炎癥信號通路，降低各促炎性細胞因子有關。大黃牡丹湯源于《金匱要略》，具有瀉熱破瘀、散結消腫之功效。臨床上被廣泛用于多種感染性疾病。大黃牡丹湯可使膿毒癥患者血清中的降鈣素原和C反應蛋白水平降低［18］。孫燕妮等通過大黃牡丹湯干預LPS誘導的小鼠肺巨噬細胞TLR4以及MyD88的表達，證實抑制TLR4和下游MyD88表達是大黃牡丹湯治療膿毒癥肺損傷的作用機制之一［19］。膿毒癥后期，臟腑虧損，陰陽耗傷，出現(xiàn)陽脫、陰脫或者陰陽俱脫之證，合理應用扶正固本之法可以改善膿毒癥的休克狀態(tài)，益氣復脈注射液是基于中藥經(jīng)典方劑生脈散研發(fā)出的中藥注射制劑，由紅參、麥冬、五味子組成。通過益氣復脈注射液干預膿毒癥ALI小鼠模型，證明了其抑制TLR4-MyD88信號通路實現(xiàn)肺保護，改善氧化應激和炎癥因子水平［20］。依據(jù)中醫(yī)辨證理論，以宣肺理氣、清熱解毒、活血化瘀、通里攻下、扶正固本為原則的中醫(yī)經(jīng)典方劑和個人經(jīng)驗方在臨床治療膿毒癥肺損傷的過程中療效顯著，更進一步通過實驗研究闡明其作用機制，發(fā)現(xiàn)與調節(jié)TLR4信號通路有關。

3.2 中藥提取物調節(jié)TLR4信號通路 中藥提取物在有效成分及藥物作用靶點的研究更有優(yōu)勢，實驗多驗證在TLR4-NF-κB通路的抑制作用，代表提取物有白藜蘆醇、龍膽苦苷、白術內酯I及連翹酯苷A等。白藜蘆醇是虎杖的根莖提取物，具有抗氧化、抗腫瘤、抗炎等多種生物學活性，可下調各種炎癥介質的合成和分泌［21-22］。白藜蘆醇對膿毒癥肺損傷具有治療作用，不管是在脂多糖誘導的膿毒癥急性肺損傷小鼠中還是盲腸穿刺誘導膿毒癥急性肺損傷小鼠中其均減少肺部炎癥介質TNF-α及白細胞介素-6（IL-6）的產(chǎn)生而呈現(xiàn)抗炎活性，多項實驗證明，其抗炎作用主要表現(xiàn)為能下調NF-κB，減少TLR4的mRNA和蛋白，從而發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇通過調節(jié)TLR4-NF-κB信號通路發(fā)揮其抗炎、抗氧化的作用［23］。龍膽苦苷是龍膽草和秦艽的活性成分，中醫(yī)學認為龍膽草有清瀉肝膽之火、清熱燥濕的功效，主要用于治療口苦、胸脅疼痛、黃疸等肝膽病變之癥，而秦艽則有祛風濕、止痛、退濕熱的作用，多用于風濕痹痛、濕熱黃疸等證。研究已證實龍膽苦苷對金葡菌、大腸桿菌等細菌也有抑制作用。陳露露［24-25］通過動物實驗證明了龍膽苦苷對膿毒癥急性肺損傷小鼠有保護作用，并進一步驗證其作用機制為抑制TLR4信號通路的表達。白術內酯I是菊科植物白術的干燥根莖分離出的活性化合物，具有抗炎作用。有研究建立了小鼠CLP膿毒癥模型，探討其對膿毒癥模型小鼠的全身性炎癥反應的保護作用，并分析其可能的作用機制，結果顯示，白術內酯I顯著提高膿毒癥小鼠的存活率，下調白細胞、促炎性細胞因子，改善膿毒癥的促炎性細胞因子和內毒素的反應［26］。有學者通過LPS誘導的膿毒癥急性肺損傷小鼠模型，進行實驗證明，發(fā)現(xiàn)白術內酯I可通過抑制TLR4的表達和NF-κB的活化保護對膿毒癥急性肺損傷小鼠起保護作用［27］。

連翹酯苷A是從植物連翹中提取的活性成分之一。研究發(fā)現(xiàn)其能夠抑制由內毒素引起的炎癥反應［28］。實驗中發(fā)現(xiàn)連翹酯苷作用主要是抑HMGB1-TLR4-NF-κB通路。當然值得注意的是，在研究過程中，不僅發(fā)現(xiàn)連翹酯苷能抗炎，抑制HMGB1-TLR4-NF-κB通路，對抗膿毒癥肺損傷的作用靶點還包括抑制一氧化氮的過度釋放等其他作用［29］。

4 討 論

TLR4信號通路在膿毒癥炎癥反應激活過程中發(fā)揮了重要作用。因此調節(jié)TLR4信號通路的表達，調節(jié)TLR4信號級聯(lián)的作用，可以作為治療膿毒癥肺損傷的靶點，生物醫(yī)學治療應用前景廣闊。深入研究細胞信號轉導和基因轉錄水平干預膿毒癥肺損傷導致的炎癥和損傷效應，尋找新的靶點和治療措施，對于膿毒癥肺損傷的研究具有重要意義。中醫(yī)學者使用中藥復方、中藥提取劑等作為TLR4調節(jié)劑，開拓了一個研究分子機制的廣闊領域。但不可忽視的是，膿毒癥發(fā)病機制復雜，膿毒癥在發(fā)病過程中涉及包括多條信號通路的表達、免疫抑制、氧化應激等諸多方面，單純調節(jié)TLR4信號通路的表達不能完全控制膿毒癥的進展，因此如今關于膿毒癥的治療，仍應以綜合治療為主。

現(xiàn)如今關于中醫(yī)藥干預TLR4信號通路治療膿毒癥肺損傷的研究仍存在諸多不足之處，關于實驗研究方面，首先不管是中藥復方還是中藥提取物，所有的研究皆為抑制TLR4信號通路的表達，但是既往多項實驗證明，不管是TLR4還是其下游的NF-κB，在一定程度上會對機體起保護作用，機體細菌入侵后，TLR4高表達，促使體細胞釋放大量炎癥介質，激活機體的免疫防御系統(tǒng)，只有當TLR4的過度活化才會導致膿毒癥的發(fā)生［30］。同樣完全抑制NF-κB活性，也不能治療膿毒癥肺損傷，NF-κB也具有抗菌抗炎的作用，在人類志愿者中應用抑制劑來抑制NF-κB活性之后，炎癥活動反而增強了［31］。因此適度抑制TLR4信號通路的表達、NF-κB的活性或許才是治療膿毒癥肺損傷的合理對策。

另外大部分實驗研究中，只是驗證了應用藥物后，TLR4以及其下游的分子蛋白或者mRNA的表達下降，但是直接抑制了此信號通路還是有其他信號通路參與導致了TLR4信號通路的表達下降未曾研究。因此許多問題需進一步闡明，如中藥與TLR4信號通路中其他下游分子的相互作用，中藥干預ALI與TLRs家族其他成員的關系等。

總之，膿毒癥肺損傷在發(fā)病機制、治療方面仍面臨很大的困境，中醫(yī)藥治療膿毒癥肺損傷有明顯優(yōu)勢，根據(jù)整體觀念辨證論治，強調機體的陰陽平衡，辨證施治、個體化治療和中藥多環(huán)節(jié)多靶點的整體調節(jié)，明顯提高臨床療效，具有良好的臨床應用前景。