中藥在呼吸道黏膜抗流感病毒免疫應(yīng)答中的作用研究進(jìn)展①

楊菁華 鄭清閣 張曉晨 容 蓉 楊 勇 (山東中醫(yī)藥大學(xué)，濟(jì)南 250300)

流感病毒屬于正黏病毒科成員，是一種含囊膜病毒，其基因組由 8 個負(fù)鏈 RNA 片段組成，被核蛋白 NP 緊密包裹。血凝素(HA)和神經(jīng)氨酸酶(NA)是主要的病毒糖蛋白，可由抗體檢測并確定病毒亞型。流感病毒分為甲(A)、乙(B)、丙(C)3 型，其中甲型流感病毒宿主范圍較廣，在傳播過程中容易發(fā)生變異，多次引起世界性的流感大流行，對人類的健康造成極大的威脅。流感病毒進(jìn)入人體首先入侵的地方就是上呼吸道黏膜，呼吸道黏膜免疫系統(tǒng)是機(jī)體抵抗外來病原體入侵的第一道防線，它在人體對抗流感病毒感染方面起著重要的防御作用。中藥可以有效改善呼吸道黏膜免疫狀態(tài)，預(yù)防及干預(yù)流感病毒感染，這對于流感類疾病的防控具有積極意義。本文就流感病毒對上呼吸道黏膜免疫系統(tǒng)的影響和中藥干預(yù)作用進(jìn)行了綜述，將為流感類疾病的預(yù)防和治療提供可參考的科學(xué)依據(jù)。

1 呼吸道黏膜免疫系統(tǒng)的防御作用

人體與外界相通腔道的黏膜組織是機(jī)體防御病原體入侵的重要防線[1]，如上呼吸道黏膜，機(jī)體約90%以上的病原體感染發(fā)生在黏膜或由黏膜入侵而致病。除肺部以外，這些黏膜上都存在著大量的微生物，黏膜組織與其中一些益生菌形成了黏膜免疫微環(huán)境。

呼吸道黏膜免疫系統(tǒng)作為黏膜免疫系統(tǒng)的重要組成部分，是保護(hù)機(jī)體特別是呼吸道免受病原體侵犯的重要屏障。呼吸系統(tǒng)的黏膜相關(guān)淋巴組織主要由支氣管相關(guān)淋巴組織和鼻相關(guān)淋巴組織組成，結(jié)合廣泛分布在固有層中的彌散淋巴組織共同構(gòu)成了呼吸道黏膜免疫系統(tǒng)[2]。呼吸道黏膜免疫系統(tǒng)又分為天然屏障和宿主適應(yīng)性免疫，其中適應(yīng)性免疫是黏膜免疫系統(tǒng)發(fā)揮作用的主要免疫手段。其天然屏障主要是由上皮細(xì)胞間閉合蛋白、封閉蛋白、E-鈣黏蛋白和黏液素之間緊密結(jié)合以及上皮細(xì)胞上發(fā)達(dá)的纖毛與黏蛋白組成[3]。適應(yīng)性免疫由巨噬細(xì)胞和B細(xì)胞等淋巴細(xì)胞識別抗原后被激活，在近期的一項研究中，Kim等[4]發(fā)現(xiàn)除了傳統(tǒng)的淋巴抗原提呈系統(tǒng)外，呼吸道M細(xì)胞也可以吸收抗原，作為新的抗原提呈系統(tǒng)來激活免疫反應(yīng)。呼吸道黏膜特異性免疫中發(fā)揮主要作用的物質(zhì)是分泌性免疫球蛋白A(S-IgA)，病原體入侵后，發(fā)揮主要效應(yīng)作用的漿細(xì)胞大量分泌S-IgA，S-IgA能夠直接作用于病原體，阻止其與黏膜表面接觸，減少了黏膜對病原體的吸附，進(jìn)而阻礙了病原體進(jìn)入上皮層[5,6]。而且S-IgA的分泌量與上呼吸道對流感病毒的抵抗能力成正比關(guān)系，S-IgA的分泌量越高，上呼吸道對流感病毒的抵抗能力就越強(qiáng)[7]。研究表明S-IgA多為二聚體，但也有較大的聚合體形式，比如三聚體和四聚體，它們約占S-IgA的20%，多聚體的S-IgA較單體IgA與IgG的抗流感作用要強(qiáng)[8]。有研究表明，四聚體S-IgA相對于二聚體，顯著提高了抗流感作用靶寬，但對抗流感作用峰值并沒有太大影響[9]。研究表明，單味中藥或復(fù)方例如黃芪、三七、四物湯以及某些解表方等，都能夠通過增加S-IgA的分泌來調(diào)節(jié)黏膜免疫能力[10-13]。

另外，與腸道黏膜系統(tǒng)一樣，呼吸道黏膜也有與其共生的呼吸道黏膜共生菌系統(tǒng)。正常情況下病原體進(jìn)入呼吸道后會首先附著在呼吸道內(nèi)的黏膜上，在黏膜組織中殺傷細(xì)胞殺死大部分的病原體后，仍有些細(xì)菌會定植下來，這樣就形成了一層有保護(hù)作用的定植菌屏障[14]，它們主要有厚壁菌、放線菌、類桿菌、變形菌、梭桿菌這五個大類[15]。呼吸道共生菌在流感感染過程中可抑制外源有害菌的繁殖，同時也可以調(diào)節(jié)內(nèi)部有害菌的繁殖，維持呼吸道微生物系統(tǒng)的穩(wěn)定對疾病的防御有著重要的作用[16]。研究發(fā)現(xiàn)，黃芪、玉屏風(fēng)散、加減葳蕤湯等中藥在對流感的治療過程中對呼吸道共生菌都有一定的調(diào)節(jié)作用[17-19]。

2 流感病毒侵染呼吸道黏膜屏障的途徑

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)表明流感病毒主要通過空氣中的氣溶膠來進(jìn)行傳播，流感患者可通過說話、咳嗽、噴嚏等方式產(chǎn)生含有病毒小顆粒的氣溶膠，氣溶膠顆粒達(dá)到5 μm左右即可進(jìn)入人體呼吸道，甚至能直達(dá)肺泡。而正常人吸入這些氣溶膠就可能感染流感病毒，實驗研究表明，含有0.6～3.0 TCID50病毒的氣溶膠就已經(jīng)具有感染性了[20]。當(dāng)流感病毒突破黏膜屏障之后，吸附并侵入呼吸道上皮細(xì)胞，病毒可以進(jìn)行復(fù)制并擴(kuò)散進(jìn)入免疫細(xì)胞和非免疫細(xì)胞。免疫細(xì)胞如巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞對病毒進(jìn)行識別和提呈，進(jìn)而由Toll樣受體、視黃酸誘導(dǎo)基因I(RIG-I)和NOD 樣受體中的NOD-LRR-Pyrin結(jié)構(gòu)域蛋白 3(NLRP3)等模式識別受體識別，這幾種受體能夠識別不同種類的病毒RNA，從而使干擾素、促炎癥因子和趨化因子等細(xì)胞因子大量分泌。非免疫細(xì)胞如呼吸道上皮細(xì)胞，在感染后它們會經(jīng)歷壞死性凋亡后釋放大量細(xì)胞因子，且能夠產(chǎn)生大量病毒，有體外實驗研究表明呼吸道上皮細(xì)胞可以顯著提高炎癥因子的表達(dá)量[21]。之后不同細(xì)胞因子發(fā)揮各自的作用，I型干擾素誘導(dǎo)周圍細(xì)胞進(jìn)入抗病毒模式；促炎癥因子引導(dǎo)炎癥反應(yīng)，引起發(fā)熱；趨化因子招募更多免疫細(xì)胞到氣道，對病毒進(jìn)行清除[22]。同時漿細(xì)胞作為效應(yīng)細(xì)胞大量分泌S-IgA，直接作用于病毒，降低了病毒在黏膜上的吸附與富集。進(jìn)一步研究流感病毒感染后呼吸道內(nèi)發(fā)生的變化，我們會發(fā)現(xiàn)蛋白含量的改變非常明顯。有學(xué)者通過SOMAscan測定了流感患者鼻腔沖洗液中1 000多個分泌蛋白，發(fā)現(xiàn)了162種差異表達(dá)蛋白，其中有151種與免疫應(yīng)答有關(guān)[23]，且有研究通過對人鼻咽灌洗液進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析檢查出3 285個肽，對應(yīng)438種蛋白質(zhì)與感染H3N2感染有關(guān)[24]。以這些研究為基礎(chǔ)，可以進(jìn)一步檢測中藥干預(yù)后氣道中蛋白的差異表達(dá)量，從蛋白質(zhì)組學(xué)角度來比較中藥在呼吸道黏膜抗流感病毒免疫應(yīng)答中的可能作用機(jī)制。

已有研究表明，流感病毒進(jìn)入細(xì)胞是由病毒表面上的HA蛋白介導(dǎo)的膜融合過程啟動，融合的結(jié)果是病毒RNA依賴的RNA聚合酶相關(guān)的核衣殼蛋白(RNP)被釋放到病毒轉(zhuǎn)錄起始的細(xì)胞核中[25]。這就提示我們抗病毒研究可以通過HA來入手。另有研究指出呼吸蛋白酶與HA關(guān)系密切，從而發(fā)現(xiàn)可以通過蛋白酶抑制劑來影響病毒的復(fù)制與傳播，主要有兩種方法：一是與通過強(qiáng)作用可逆性地結(jié)合到酶活動位點(diǎn)；另一種是通過改變酶結(jié)構(gòu)域來阻礙結(jié)合，這兩種方式都能抑制呼吸蛋白酶的活性，從而達(dá)到抑制病毒的作用[26]。

3 在呼吸道黏膜抗流感病毒免疫應(yīng)答中常用的中藥

3.1金銀花 金銀花作為常用的抗流感藥物其作用機(jī)制表現(xiàn)為多方面，其影響?zhàn)つっ庖呖赏ㄟ^抑制IL-4的表達(dá)，促使腸道S-IgA高反應(yīng)下調(diào)，同時還能保護(hù)后期腸道炎癥反應(yīng)的損傷[27]。有學(xué)者對金銀花中的黃酮類、咖啡?？鼘幩犷惡铜h(huán)烯醚萜苷類三種成分進(jìn)行了定量分析并觀察它們比較對呼吸道病毒感染的干預(yù)效果，發(fā)現(xiàn)三種成分對A型流感病毒均沒有明顯抑制效果，但對副流感3型病毒和呼吸道合胞病毒有較強(qiáng)的抑制作用[28-30]。王永吉[31]在臨床研究中發(fā)現(xiàn)金銀花口服液對小兒上呼吸道感染有著良好的治療效果，能夠完全消除上呼吸道感染帶來的咽喉黏膜腫痛等臨床癥狀。Lu等[32]在其基礎(chǔ)研究中證實了金銀花具有抗炎和降低體溫的作用，并通過臨床試驗證明了其對小兒上呼吸道感染有治療作用。李立等[33]采用信息學(xué)分析手段發(fā)現(xiàn)金銀花可能是通過影響金屬蛋白酶家族(MMPs)來調(diào)控肺內(nèi)的免疫蛋白，從而發(fā)揮抗呼吸道感染的作用。

3.2黃芩 黃芩為唇形科植物黃芩的干燥根，在臨床上應(yīng)用廣泛，常用于治療呼吸道感染類疾病。黃芩主要藥效成分為黃酮類化合物，包括黃芩素、漢黃芩素、黃芩苷、漢黃芩苷等，它們是黃芩發(fā)揮藥理作用的主要活性物質(zhì)[34]。劉曉婷等[35]證實黃芩苷抗H1N1流感病毒作用是通過多種方式來實現(xiàn)的，并且主要是抑制病毒吸附后的復(fù)制增殖而起到抗病毒作用。另外，黃芩對流感病毒FM1株所致的病理損傷也有較強(qiáng)的修復(fù)作用[36]，此外，黃芩在小鼠哮喘氣道重塑的治療中有著抑制IL-3釋放，降低TGF-β1和抑制細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)通路的作用[37]。另有研究指出，在上呼吸道支氣管細(xì)胞感染RV病毒后，黃芩提取物可促進(jìn)IL-6和IL-8的釋放，一定程度加重炎癥反應(yīng)[38]。

3.3大棗 大棗又稱紅棗，甘溫，歸脾胃經(jīng)，具有補(bǔ)中益氣，養(yǎng)血安神，緩和藥性的作用，屬于補(bǔ)氣藥。有研究表明，大棗水煎劑不同給藥劑量可顯著提升小鼠呼吸道黏膜分泌蛋白S-IgA含量，且用藥為臨床等效劑量0.2倍的低劑量組效果較為明顯[39]。臨床研究發(fā)現(xiàn)含有大棗的復(fù)方“參芪大棗湯”對反復(fù)呼吸道感染也有明顯的治療療效[40]。

3.4金蓮花 金蓮花抗病毒的有效組分是總黃酮，趙宏偉等[41]體外研究發(fā)現(xiàn)金蓮花醇提物對雞胚中病毒的復(fù)制有明顯抑制作用，對H1N1病毒PR8株具有直接殺滅作用。劉曉麗等[42]發(fā)現(xiàn)金蓮花的醇提物灌胃能顯著改善小鼠因流感病毒造成的肺損傷，金蓮花的多種中藥制劑在臨床上被廣泛應(yīng)用于上呼吸道感染[43]。已有學(xué)者通過分子對接技術(shù)預(yù)測出金蓮花可能是通過干預(yù)Toll樣受體與神經(jīng)氨酸酶(NA)來實現(xiàn)其抗流感作用[44]。

4 在呼吸道黏膜抗流感病毒免疫應(yīng)答中常用的復(fù)方

4.1銀翹散 銀翹散是辛涼解表的代表方劑，由金銀花，連翹等十味中藥組成，具有顯著的抗流感病毒臨床療效。有研究表明，銀翹散能提高呼吸道黏膜的免疫應(yīng)答功能，對免疫低下的流感小鼠具有保護(hù)作用。銀翹散提高上呼吸道黏膜免疫的作用表現(xiàn)為通過上調(diào)pIgR基因的表達(dá)來增加上呼吸道中的S-IgA含量，以及提高小鼠口腔及咽喉部黏膜中IFN-γ和 TNF-α細(xì)胞因子的含量[45,46]。另外，銀翹散對感染后TLR7/NF-κB通路的高表達(dá)也有一定的抑制作用[47]。Law等[48]研究發(fā)現(xiàn)，銀翹散中的主要活性成分連翹酯苷A可以降低流感病毒M1蛋白的水平，這可能是銀翹散抗流感病毒的另一個作用機(jī)制。

4.2桂枝湯 汗法為“八法”之首，桂枝湯是辛溫解表的代表方，由桂枝、白芍、甘草、大棗、生姜五味藥組成，研究發(fā)現(xiàn)，桂枝湯對黏膜免疫有一定的干預(yù)作用，且具有時間雙向性，但具體作用機(jī)制目前尚不清楚[49]。作為君藥，桂枝中的揮發(fā)油和桂皮醛抗流感作用可通過激活黏膜免疫中TLR7通路，誘導(dǎo)IRAK-4蛋白的表達(dá)，進(jìn)而促使IFN-β的高表達(dá)來實現(xiàn)[50]。

4.3玉屏風(fēng)散 玉屏風(fēng)散屬于益氣固表方，由黃芪、白術(shù)、防風(fēng)三味藥組成，在治療表虛外感方面有著良好的臨床效果。玉屏風(fēng)散通過調(diào)節(jié)血液中血細(xì)胞，尤其是紅細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的數(shù)量和比例，抑制免疫抑制因子 SIL-2R 分泌，維持機(jī)體正常的生理機(jī)能，并且能夠增加黏膜中S-IgA的分泌，增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能[51]。有研究表明玉屏風(fēng)散多糖可以提高人體腸道和呼吸道中分泌性IgA的含量，從而對抗免疫損傷，這也是玉屏風(fēng)散常作為預(yù)防藥物的一個原因[52]。還有研究發(fā)現(xiàn)，針對青霉素、環(huán)磷酰胺或環(huán)磷酰胺和青霉素兩者一起等不同方法導(dǎo)致的呼吸道菌群失調(diào)，玉屏風(fēng)散都可以促進(jìn)甲型鏈球菌的生長，恢復(fù)呼吸道微生態(tài)平衡[53]，這對呼吸道功能保護(hù)有重要的意義。

4.4冰香散 冰香散是由冰片、藿香、野菊花和艾葉組成。栗昀等[54]研究發(fā)現(xiàn)冰香散中揮發(fā)油在抗流感病毒方面發(fā)揮著主要作用，經(jīng)鼻給藥后，小鼠呼吸道S-IgA含量顯著提升，給藥組肺泡灌洗液中含量達(dá)到(9.99±2.47)pg/ml，對照組則只有(8.19±1.68)pg/ml；而且脾細(xì)胞增多，提高了機(jī)體的免疫能力。冰香散中的主要化學(xué)成分1，8-cineol對病理性肺炎有較好的治療效果，并且能夠抑制流感病毒導(dǎo)致的炎性細(xì)胞因子分泌[55]。

4.5甘露消毒丹 甘露消毒丹是傳統(tǒng)中藥方劑，由滑石、黃芩、茵陳、石菖蒲等11味中藥組成。劉光華等[56-58]研究發(fā)現(xiàn)，甘露消毒丹中的揮發(fā)油經(jīng)滴鼻給藥后，流感病毒感染的小鼠鼻腔和肺泡灌洗液中S-IgA含量顯著提升；另外，灌胃給藥與滴鼻給藥合用，其對呼吸道S-IgA含量提升和炎癥抑制比單一途徑給藥效果明顯。

4.6小柴胡湯及其加減方 小柴胡湯出自《傷寒論》，臨床上常用于治療感冒，對流感病毒所致的上呼吸道感染有明顯療效。袁長津等[59]在其研究中發(fā)現(xiàn)小柴胡湯加減方體外抗病毒能力比原方要強(qiáng)，劉亮[60]在其研究中也表明加減方對小鼠上呼吸道反復(fù)感染有顯著療效，并發(fā)現(xiàn)小柴胡湯加減方能夠促進(jìn)唾液中S-IgA的分泌以及提高血清中IgG與IgM的含量，臨床上小柴胡湯與其加減方也都表現(xiàn)出良好的治療效果，以小柴胡湯為例，在對照組治療的基礎(chǔ)上加用中藥，有效率比只用對照組藥物高出18%[61,62]。

5 總結(jié)

呼吸道黏膜免疫系統(tǒng)作為宿主第一道防線，在防御病原微生物入侵方面起到重要作用，很多中藥都可以通過調(diào)節(jié)呼吸道黏膜免疫應(yīng)答來防治疾病。由上述研究文獻(xiàn)我們可以發(fā)現(xiàn)，無論是單味藥還是中藥復(fù)方在治療上呼吸道感染的過程中大多會影響到黏膜免疫應(yīng)答系統(tǒng)中的S-IgA的表達(dá)，其在對抗上呼吸道感染中發(fā)揮重要作用，它是機(jī)體黏膜免疫應(yīng)答系統(tǒng)的主要成分，具有抗體活性，能抑制微生物在呼吸道上皮細(xì)胞附著，減緩病毒復(fù)制等。在其他的呼吸道類疾病，比如支原體肺炎感染，由人參、瓜蔞、麥冬等組成的毒素清顆粒能明顯地提高肺泡灌洗液中的S-IgA的含量[63]；由黃芪、淫羊藿、百部等組成的固本止咳中藥可通過降低氣道S-IgA的分泌來減輕慢性阻塞性肺疾病(COPD)模型小鼠的呼吸道黏膜存在的持續(xù)氣道炎癥，從而調(diào)整呼吸道黏膜免疫狀態(tài)[64]。因此，S-IgA作為呼吸道黏膜免疫應(yīng)答中主要的免疫球蛋白在防御病原微生物入侵、抗炎等方面都起到十分重要的作用，中藥干預(yù)后S-IgA對機(jī)體的局部免疫屏障和局部抗體特點(diǎn)將是今后一個重要研究方向。

流感病毒引起的呼吸道黏膜病理損傷及中藥干預(yù)作用，這方面開展的研究內(nèi)容相對比較少。大部分對呼吸道流感感染有干預(yù)作用的藥物都為解表類中藥，這類藥物富含有揮發(fā)油類成分，這提示中藥可以以揮發(fā)性物質(zhì)方式進(jìn)入到呼吸道及黏膜系統(tǒng)；傳統(tǒng)的中藥服用都是以口服制劑為主，而口服的液體制劑可以直接接觸到機(jī)體的咽喉黏膜等部位，當(dāng)流感病毒首先感染到機(jī)體的這些組織時，中藥可以起到直接殺滅作用。當(dāng)然還有很多中藥還可以通過增強(qiáng)機(jī)體自身免疫能力或干擾機(jī)體內(nèi)細(xì)胞因子的產(chǎn)生來激活體內(nèi)免疫反應(yīng)，從而達(dá)到間接抗病毒的作用[65]。上呼吸道黏膜是人體抵抗流感病毒感染的重要部位，同時又是中藥干預(yù)流感感染的重要效應(yīng)點(diǎn)，我們認(rèn)為中藥對呼吸道黏膜免疫應(yīng)答的研究，將是中醫(yī)藥治療流感類疾病一個重要的切入點(diǎn)，無論是抗流感新活性物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，還是基于呼吸道黏膜應(yīng)答的中藥抗流感作用機(jī)制探索，都有待于更多的科研工作者深入開展研究。