中藥對結核病免疫調控機制的研究進展

夏露 盧水華 劉平

中藥用于抗結核治療已有2000余年的歷史，在我國結核病的防治中曾起到過重要作用，現(xiàn)代隨著異煙肼等一線抗結核藥物問世，中藥在結核病治療中的作用逐漸被忽視。近10余年來，人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)感染、器官移植、免疫抑制劑應用和耐藥結核病患者逐漸增多，而西藥抗結核藥物種類有限，新藥問世數(shù)量少，現(xiàn)有抗結核一線藥物和二線藥物存在交叉耐藥，且不良反應重，免疫調節(jié)作用差，使耐藥結核病及免疫功能低下的結核病患者在治療時遇到困難。中藥因在增強結核病患者免疫功能、抑制耐藥結核分枝桿菌生長等方面具有獨特效果[1]，故在結核病治療中的作用再次受到關注。

大量臨床及藥理研究表明，中藥不僅對結核分枝桿菌有明顯的抑制作用，而且能減輕抗結核藥物的不良反應，調節(jié)機體免疫功能。國內研究者除進行中藥輔助治療結核病的臨床研究外，還進行了大量中藥對結核分枝桿菌的體外抑菌作用和對免疫功能影響等方面的基礎研究，并發(fā)表了大量的研究成果及文獻綜述[2-6]。筆者主要針對中藥小分子化學物質及中藥提取物對結核病的免疫調控作用進行綜述，探索其作用機制，為中藥輔助治療結核病提供科學依據(jù)。

一、通過誘導細胞自噬殺滅結核分枝桿菌的中藥提取物

巨噬細胞自噬是清除結核分枝桿菌胞內感染的直接途徑，同時也對抗炎因子分泌機制進行調控，目前運用中藥單體誘導巨噬細胞自噬殺滅結核分枝桿菌的研究仍然較少，但中藥小分子化合物誘導結核分枝桿菌自噬有著較大的發(fā)展前景和研究空間[7]。目前研究證實有促進自噬功能的中藥成分主要如下。

1．黃芩苷：黃芩苷是黃芩屬唇形科植物黃芩干燥根中提取的一種黃酮類化合物。Zhang等[8]研究表明，黃芩苷是一種很有前途的抗結核分枝桿菌藥物，可以作為針對宿主導向治療(host-directed therapy，HDT)的新型輔助藥物，用于輔助治療結核病。具體機制如下：(1)核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3(uncleotide binding oligomerization domain-like receptors, NLRP3)炎癥小體可導致結核分枝桿菌感染期間的炎癥組織損傷，而黃芩苷可以以劑量依賴的方式降低NLRP3的含量；此外，還能降低受結核分枝桿菌感染的巨噬細胞上清液中炎性小體源性的白細胞介素1β(IL-1β)數(shù)量，Zhang等[8]研究表明，黃芩苷能抑制結核分枝桿菌誘導的NLRP3炎癥小體活化和炎性小體衍生的IL-1β的產生，黃芩苷促進炎性小體與自噬體的共定位可能是自噬降解作用對減少炎癥小體激活的潛在機制。(2)磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白質絲氨酸蘇氨酸激酶(AKT)/雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號通路是具有酶活性的經典細胞內信號轉導通路。Zhou等[9]和Heras-Sandoval等[10]的研究表明，已知PI3K/AKT/mTOR通路的抑制和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路的激活均可誘導自噬激活。Zhang等[8]分析了黃芩苷對這兩種信號通路的影響，結果表明，黃芩苷分別降低了Ser473和Ser2448的AKT和mTOR的水平，但未改變單核巨噬細胞白血病細胞(RAW 264.7)和RAW 264.7中的P38蛋白，以及c-Jun氨基末端激酶(JNK)或細胞外信號調節(jié)激酶(ERK)的磷酸化，由此證明黃芩苷可通過抑制PI3K/AKT/mTOR信號通路而非MAPK通路加強自噬。除細胞自噬外，黃芩苷對核因子κB(NF-κB)活性具有明顯的抑制作用，NF-κB在NLRP3炎癥小體的激活及參與炎癥的各種基因的轉錄誘導中起著重要作用。RAW 264.7和原代腹腔巨噬細胞中P65蛋白磷酸化水平的升高證明結核感染可引起NF-κB信號的激活，而黃芩苷治療明顯減少了磷酸化蛋白的產生并阻止其進入核內?；谶@些結果，該研究得出結論，黃芩苷通過抑制PI3K/AKT/mTOR信號通路、自噬誘導和抑制NF-κB等多途徑，抑制NLRP3炎性小體及促炎細胞因子IL-1β產生，從而達到輔助抗結核治療的目的。

2. 虎耳草糖苷D(saxifragifolin D，SD)：SD是一種五環(huán)三萜類化合物，最初從虎耳草的傘形雄蕊中分離得到。Zhou等[11]的研究表明，中藥SD可減弱結核分枝桿菌在人髓系白血病單核細胞(THP-1)源性的巨噬細胞中的細胞內復制，促進結核分枝桿菌感染的巨噬細胞的吞噬體成熟，從而達到抗結核的作用。具體作用機制可能與磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶(PAMPK)/激酶亞基Vps34復合物Ⅱ依賴性途徑介導相關，AMPK磷酸化水平的增加可能激活Vps34和自噬相關蛋白beclin1，增強Vps34復合物Ⅱ的脂質激酶活性，從而促進巨噬細胞的吞噬成熟。

二、通過增強機體免疫功能達到輔助治療結核病的中藥提取物

這類中藥主要通過調整被結核分枝桿菌感染機體的體液免疫、細胞免疫達到輔助治療結核病的目的，主要包括以下幾種。

1．大黃提取物：從植物大黃中提取的小分子化合物傳統(tǒng)上可用于治療肺結核，有一些文獻報道了大黃的活性產物，主要對結核分枝桿菌有作用的成分是大黃素、醌茜素和鐮刀菌酸[12-13]。然而，這些小分子物質具體如何介導這種作用的分子機制尚不清楚。Zaman[14]利用反應組數(shù)據(jù)庫對3種靶分子的作用機理進行了預測，酪蛋白激酶(CSNK)網(wǎng)絡顯示，大黃素與CSNK和雌激素受體(erbB)結合，能抑制神經酰胺從內質網(wǎng)向高爾基體的轉運，從而導致Wnt通路上調，Wnt通路可使細胞免疫功能增強，從而達到抑制結核分枝桿菌的目的。鐮刀菌酸可與多巴胺β-羥化酶(DBH)結合，DBH通過快速神經刺激引起細胞免疫的普遍上調。醌茜素與胰高血糖素受體(GCGR)結合，并觸發(fā)G蛋白連接的信號通路，然后G蛋白連接的通路激活腺苷酸環(huán)化酶(AC)，從而導致環(huán)磷酸腺苷(cAMP)和蛋白激酶A(PKA)產生。PKA誘導了大量的細胞活動，包括離子通道開放和轉錄因子介導的基因誘導，從而加速免疫細胞的代謝活性，進而加強對肺結核機體的免疫功能。然而，該研究是通過分子網(wǎng)絡研究預測所選天然藥物的目標分子的抗結核機制，尚需要在體外進行試驗，以獲得確鑿的證據(jù)。

2．異甘草素(isoliquiritigenin，ISL)：ISL是一種來自甘草的抗炎類黃酮。Wang等[15]研究認為，ISL可以抑制干酪樣壞死及周圍朗罕細胞肉芽腫性炎癥的形成。其采用新西蘭白兔模型評估ISL治療脊柱結核的作用，通過不同濃度的ISL對感染結核分枝桿菌H37Rv的兔子進行干預，采用酶聯(lián)免疫吸附試驗評估血清細胞因子白細胞介素2(IL-2)、白細胞介素4(IL-4)、白細胞介素10(IL-10)和γ干擾素(INF-γ)水平的表達，采用蛋白質印跡法評估ISL對NF-κB信號通路中核因子κB抑制蛋白激酶(IKK)α/β、磷酸化核因子κB抑制物激酶(P-IKK)α/β和P-P65磷酸化的影響。單核細胞趨化因子1(MCP-1)是單核細胞的主要趨化因子，其缺失可使單核細胞的招募延遲，高濃度ISL可抑制MCP-1的表達。NF-κB對炎癥反應有效，高水平的NF-κB能夠有效地殺死細菌，而較高水平的NF-κB可能導致更多未感染的巨噬細胞聚集。Wang等[15]研究證明，ISL抑制了脊柱結核家兔的NF-κB信號傳導，其中細胞核因子κB抑制蛋白α的相對表達下調，而其上游調節(jié)因子IKK α/β的磷酸化升高。而NF-κB信號下調，進一步抑制了IL-4和IL-10的水平。因此，ISL可能是一種有效的抗結核藥物，通過下調治療脊柱結核的MCP-1、NF-κB、IL-4和IL-10來抑制肉芽腫的形成。

3．黃芪多糖(astragalus polysaccharides，APS)：黃芪含有多糖、蛋白質、生物堿、氨基酸、黃酮類、苷類、微量元素等多種生物活性物質，其中APS的免疫活性尤為突出，它對機體的免疫系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)等有廣泛的影響，可以增強機體的免疫功能。細胞免疫在抵抗結核分枝桿菌感染時扮演著很重要的角色，巨噬細胞和淋巴細胞共同作用可有效抵抗結核分枝桿菌感染。在抵抗結核分枝桿菌感染時，巨噬細胞的作用是殺死結核分枝桿菌或抑制結核分枝桿菌的復制，只有活化的巨噬細胞才能產生氧自由基和一些細胞因子來殺死或抑制結核分枝桿菌的生長。APS可以提高巨噬細胞上C3b和Fc受體的活性，這些受體可以調節(jié)巨噬細胞的吞噬活動，還能促進活的巨噬細胞吞噬結核分枝桿菌和分泌IL-1β、白細胞介素6(IL-6)和腫瘤壞死因子α(TNF-α)等細胞因子，對結核病亦有很好的治療作用[16-18]。一項APS對卡介苗免疫活性的調控機制研究表明，APS既能通過促進IFN-γ的適度分泌，提高巨噬細胞等免疫細胞對卡介苗的吞噬及殺傷效力，又能抑制肉芽腫等病理反應的強度。具體機制可能為APS可預先免疫增強皮膚相關淋巴組織中朗罕細胞和巨噬細胞等抗原呈遞細胞(antigen presenting cell，APC)表面相關分子的表達，促進APC對卡介苗的吞噬、消化，增強其遞呈抗原的能力，從而使大量的淋巴細胞致敏，隨淋巴循環(huán)向肺部遷移、定居，并分化為長壽命的記憶細胞，在再次免疫應答中發(fā)揮重要作用[19]。

4．其他：夏枯草提取物、大蒜素等對結核分枝桿菌都具有一定的抑菌效力。夏枯草的提取物可抑制結核分枝桿菌菌株H37Rv的活性，增加結核病大鼠IFN-γ、IL-10、白細胞介素12(IL-12)等細胞因子的釋放和谷胱甘肽硫轉移酶(GLS)mRNA的表達[20]。大蒜素對結核分枝桿菌的85B基因有下調作用，可誘導IFN-γ的上調與TNF-α的減少，且可明顯上調結核病患者CD3、CD4、CD4/CD8+T淋巴細胞水平[21]。

三、抑制或破壞結核分枝桿菌生成的中藥成分

此類中藥主要通過破壞結核分枝桿菌細胞壁的合成，降低結核分枝桿菌合成酶和蛋白的表達，抑制炎癥因子的合成等多種途徑抑制或破壞結核分枝桿菌生成，從而達到輔助治療結核病的目的，主要藥物如下。

1．貓爪草提取物：貓爪草系毛茛科植物小毛茛的干燥塊根，在中醫(yī)臨床上用于輔助治療肺結核、頸部淋巴結結核。何穎[22]利用比較蛋白質組學的方法，研究貓爪草提取物對結核分枝桿菌的全細胞蛋白表達的影響，發(fā)現(xiàn)貓爪草提取物可導致硫代硫酸硫轉移酶、熱休克蛋白X、琥珀酰輔酶A合成酶、S-腺苷甲硫氨酸合成酶等4種結核分枝桿菌基因組編碼的蛋白質表達下調。具體機制如下：(1)貓爪草提取物可下調結核分枝桿菌硫代硫酸硫轉移酶的表達，通過對該酶的抑制，對結核分枝桿菌的氨基酸代謝、轉錄水平、氰化物的解毒以及硫和鐵轉移等方面產生影響，從而降低其存活能力，達到殺滅細菌的目的。(2)在原核生物的蛋白質合成時，延伸因子EF-Tu和EF-Ts對蛋白鏈的延長起著重要作用，貓爪草提取物可控制對EF-Ts的表達，通過在RNA轉錄和蛋白翻譯水平上對細菌蛋白合成的抑制來影響其生存能力。(3)熱休克蛋白X是結核分枝桿菌中的一種16 kDa的蛋白，具有分子伴侶和轉錄因子特性，貓爪草提取物作用后熱休克蛋白X的明顯下調說明該藥物通過影響結核分枝桿菌hspX蛋白的表達，影響結核分枝桿菌的轉錄和蛋白表達，破壞其細胞壁結構，影響細菌的正常代謝，并有利于藥物的進入。(4)貓爪草提取物可導致S-腺苷甲硫氨酸合成酶的表達下調，貓爪草提取物通過對該酶的抑制，可能從與甲基化相關的一系列代謝及微生物次生代謝方面來影響細菌的活力；另外，抑制該蛋白可能還可以減弱細菌的耐酸性，從而影響結核分枝桿菌潛伏感染期對周圍酸性環(huán)境的耐受性。

2．蟲草素：蟲草素首先從冬蟲夏草的培養(yǎng)物中分離出來，它是一種核苷類似物，在結構上類似于腺苷，可以被腺苷激酶轉換成活性代謝產物。腺苷激酶是一種嘌呤補救酶，使用三磷酸腺苷(ATP)作為磷酸供體催化腺苷磷酸化為一磷酸腺苷(AMP)并釋放二磷酸腺苷(ADP)，這是嘌呤補救途徑中的重要步驟。Huang等[23]的研究表明，蟲草素可以有效阻止結核分枝桿菌復合群(包括結核分枝桿菌和牛分枝桿菌)和非結核分枝桿菌菌株(包括鳥-胞內分枝桿菌)的生長。結核分枝桿菌對蟲草素的敏感性需要活性腺苷激酶，而腺苷激酶是蟲草素的潛在靶標，體外試驗中分別將低、中、高濃度的蟲草素與腺苷激酶混合時，發(fā)現(xiàn)高濃度的蟲草素作為腺苷激酶的底物，可競爭性地抑制腺苷激酶對腺苷磷酸化的催化活性，因此蟲草素在體外有劑量依賴性的抗結核分枝桿菌作用。此外，該研究還進一步發(fā)現(xiàn)共同使用蟲草素和腺苷脫氨酶抑制劑(脫氧助間型霉素)可以更有效地殺死牛分枝桿菌和結核分枝桿菌，而蟲草素可被腺苷脫氨酶水解成無活性代謝物，并且該途徑可被脫氧助間型霉素切斷。此研究證明蟲草素可以通過抑制細菌腺苷激酶來殺死結核分枝桿菌，這提示了一種潛在的抗分枝桿菌機制。

3．倍半萜內酯(micheliolide，MCL)：MCL是一種從木蘭科植物中分離出的天然植物萜類化合物。Zhang等[24]的研究表明，MCL可以通過以下3種途徑抑制結核分枝桿菌：(1)下調IL-1β和TNF-α的分泌，抑制誘導型一氧化氮合酶(iNOS)的產生，從而降低RAW 264.7中結核分枝桿菌感染誘導的促炎細胞因子的產生。(2)NF-κB是Toll樣受體(TLR)下游的關鍵轉錄因子，參與了廣泛的炎癥性疾病，NF-κB信號通路在NLRP3炎癥小體激活中起著重要作用。NF-κB信號通路在促炎性細胞因子的轉錄中起著重要作用，并有助于NLRP3炎癥小體的激活。MCL可抑制NF-κB的P65蛋白亞單位的磷酸化，從而抑制NF-κB向細胞核的轉移，通過下調NF-κB水平，MCL能抑制結核分枝桿菌誘導的NLRP3炎癥小體激活。(3)在PI3K/AKT信號通路中，MCL對AKT磷酸化有快速抑制作用，通過抑制NLRP3炎癥小體的活化和影響NF-κB的活化，MCL發(fā)揮了抑制結核分枝桿菌誘導免疫應答的作用。Zhang 等[24]的研究顯示，MCL通過調節(jié)PI3K/AKT/NF-κB信號通路和NLRP3炎癥小體的活性，在減輕結核分枝桿菌誘導的炎癥反應中起著至關重要的作用。因此，MCL可望成為輔助治療結核病的潛在候選藥物。

4．姜黃素(curcumin)：姜黃素是姜黃中主要的多酚成分之一，具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤等多種藥理作用。相對分子質量為19 000的脂蛋白(P19)是結核分枝桿菌細胞壁合成的，是一種可能導致感染結核分枝桿菌的人巨噬細胞凋亡的候選毒力因子。P19可誘導Toll樣受體2(TLR2)活化，上調死亡受體和配體，隨后激活死亡受體信號級聯(lián)，誘導巨噬細胞凋亡。Li等[25]研究了姜黃素對P19誘導人巨噬細胞凋亡的影響及其機制，結果表明姜黃素可能通過抑制TLR2介導的JNK依賴性途徑和MAPK依賴的信號通路，保護巨噬細胞免受P19誘導的細胞凋亡的影響。姜黃素的保護作用可歸因于其阻斷P19誘導的TLR2介導的JNK激活的能力，其對噬菌體的生長具有劑量和時間依賴性，高劑量姜黃素能降低人巨噬細胞的活性，低劑量姜黃素可減弱巨噬細胞生長抑制和P19誘導的IL-6和TNF-α表達的增加，還降低了由P19誘導的JNK和P38的磷酸化。

5．赤芍(radix paeoniae rubra，RPR)提取物：RPR是一種具有抗炎、保護肝臟和保護神經作用的中藥材。Wang等[26]的研究證實，RPR粗提物及其組分RPR-EA-S1可影響細胞因子和趨化因子的表達，抑制結核分枝桿菌的產生。在最初感染結核分枝桿菌時，巨噬細胞分泌多種細胞因子和趨化因子，包括IL-6、IL-8和TNF-α，以介導宿主對病原體的免疫反應，結核分枝桿菌也可激活人單核細胞和巨噬細胞誘導IL-10的產生。在卡介苗刺激的巨噬細胞中，RPR粗提取物和RPR-EA-S1能特異性地抑制IL-10的產生，并能在mRNA和蛋白質水平上增強IL-8的表達，而不影響IL-6和TNF-α的表達。具體作用機制可能是RPR-EA-S1不影響MAPK、AKT和糖原合成酶激酶3β(GSK3β)等細胞蛋白激酶的磷酸化，相反抑制了核因子κB抑制蛋白α在細胞質中的降解，抑制了轉錄因子NF-κB1 P50向細胞核的轉移。

綜上，中藥小分子化合物主要通過以下幾種機制抑制或殺滅結核分枝桿菌：(1)通過調節(jié)細胞自噬殺滅結核分枝桿菌，如黃芩苷、SD等。(2)下調全細胞蛋白表達水平，從而破壞結核分枝桿菌的表達，如貓爪草提取物。(3)抑制合成分枝桿菌的酶的活性來殺死結核分枝桿菌，如蟲草素、姜黃素等。(4)調節(jié)炎癥因子的表達，抑制結核分枝桿菌的產生，如MCL、RPR等。(5)通過調節(jié)宿主免疫應答，影響結核相關細胞因子的表達水平，從而達到抑制結核分枝桿菌的目的，如大黃提取物、ISL、APS等。

除中藥小分子化合物外，中藥復合制劑對治療結核病也有相關研究。Fan等[27]采用卡介苗感染小鼠模型研究了益肺通絡膠囊(Yi Fei Tong Luo，YFTL)對免疫調節(jié)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，與未處理的小鼠相比，YFTL處理的小鼠的卡介菌負荷明顯降低，伴隨著肺部炎癥減輕，促炎細胞因子減少和前列腺素E2(PGE2)的增加，并且在早期感染時，YFTL處理的小鼠肺中Th1細胞明顯更高。目前，中藥復合制劑用于結核病的臨床研究報道較多，但證據(jù)級別較低，尚需高質量的人體試驗證實其有效性。

中藥的多靶點作用為結核病的治療開辟了新的方向，尋找其中的有效成分和發(fā)現(xiàn)藥物作用的靶標能為控制和治療結核病提供重要的線索。使用中藥的主要優(yōu)點是，它們是取之不盡的天然藥物，因為它們提供了大量具有類藥物性質和結構多樣性的小分子。此外，植物源性藥物可以減輕許多與合成藥物有關的不良反應，且價格更便宜，并具有較高的殺菌能力。目前，中藥單體用于治療結核病的研究多為基礎研究，但用于人體的試驗較少，對結核病患者的益處證據(jù)并不充分，未來需要更高質量的臨床試驗進一步深入地研究中藥對人體的免疫調節(jié)機制。