網(wǎng)絡藥理學在中藥治療痛風中的應用研究進展

海云翔 宋敏 田杰祥 董萬濤 王凱 文皓楠

【摘 要】 近年來，生活水平不斷提高促使人們膳食結構發(fā)生了改變，高嘌呤、高蛋白質(zhì)、高脂肪的過多攝入使痛風患病率逐年攀升。傳統(tǒng)中醫(yī)藥在治療痛風方面具有確切的療效、較小的不良反應等優(yōu)勢，但中藥成分及作用機制復雜。網(wǎng)絡藥理學的興起為闡明傳統(tǒng)中醫(yī)藥作用機制提供了新思路和新途徑?，F(xiàn)通過綜述網(wǎng)絡藥理學在中醫(yī)藥治療痛風中的應用，為后期中醫(yī)藥在痛風中的深入研究提供新思路、新方法。

【關鍵詞】 痛風;網(wǎng)絡藥理學;中醫(yī)藥;應用進展

痛風是由單鈉尿酸鹽沉積于關節(jié)及周圍組織導致的以反復發(fā)作炎癥為主的反應性關節(jié)病，發(fā)病主要與嘌呤代謝紊亂、腎臟尿酸排泄障礙所引發(fā)的高尿酸血癥相關，嚴重者可致關節(jié)破壞、變形[1-2]。研究表明，約3.9%的人群患有痛風，每年痛風男、女新發(fā)病率約為0.4%、0.14%[3-4]。痛風的發(fā)病主要與性別、生活方式、遺傳、代謝綜合征、飲酒、職業(yè)等因素有關[5-6]。中醫(yī)藥治療痛風歷史悠久，尤在減輕患者疼痛、降酸排石及減緩發(fā)作頻率等方面療效顯著[7]。網(wǎng)絡藥理學（Network pharmacology）是利用現(xiàn)代信息技術，建立“藥物-疾病-靶點-通路”的網(wǎng)絡關系，從而預測并富集中藥治療痛風的潛在靶點和通路，為研究中藥對痛風的作用機制提供新思路和新途徑[8]。

1 網(wǎng)絡藥理學概述

網(wǎng)絡藥理學是融合了系統(tǒng)生物學、現(xiàn)代計算機信息技術、多向藥理學而形成的一門新型學科，由英國藥理學家HOPKINS于2007年在Nature Biotechnology首次提出[9]。網(wǎng)絡藥理學綜合運用各類組學、高通量篩選、分子交換驗證、網(wǎng)絡可視化等技術[10-11]，建立“成分-疾病-靶點”的網(wǎng)絡[12]，揭示藥物治療疾病的作用機制。

網(wǎng)絡藥理學的研究過程主要包括4個部分：①利用數(shù)據(jù)庫和文獻檢索的方式獲取中藥及復方的成分及其作用靶點，構建“活性成分-靶點”網(wǎng)絡，主要包括中藥系統(tǒng)藥理數(shù)據(jù)庫和分析平臺（TCMSP）、中藥成分靶標數(shù)據(jù)庫（HIT）等。②疾病相關基因和蛋白靶點的獲取及構建“疾病-靶點”網(wǎng)絡，主要包括孟德爾疾病基因數(shù)據(jù)庫（OMIM）、人類基因數(shù)據(jù)庫（GeneCards）等。③將預測的中藥及復方成分靶點、疾病靶點進行映射，采用蛋白互作網(wǎng)絡（PPI）對潛在靶點進行網(wǎng)絡互作分析。④通過生物學信息注釋數(shù)據(jù)庫（DAVID）對靶點進行靶點基因本體（GO）功能注釋和京都基因與基因組百科全書（KEGG）通路富集，并利用Cytoscape軟件構建“成分-靶點-通路”網(wǎng)絡[13]。見表1。

2 網(wǎng)絡藥理學在中藥治療痛風中的應用

痛風屬中醫(yī)學“痹證”范疇[14]，多因過食肥甘厚膩，致脾失健運，釀濕成痰，痰滯經(jīng)絡，使氣血瘀滯;或久病失治，損及肝腎，致肝腎虧虛?！端貑枴け哉撈吩唬骸氨宰C或痛或不痛，或麻木不仁，或寒或熱，或燥或濕。”《丹溪心法》提及：“肥人肢體痛……若肢節(jié)腫痛，此為瘀血。”指出寒濕、濕熱、痰瘀、肝腎虧虛均可致痹病，癥見關節(jié)疼痛、局部紅腫發(fā)熱、屈伸不利等[15]。近年來，中醫(yī)藥治療痛風療效確切，尤在抗炎、鎮(zhèn)痛及降尿酸方面具有明顯優(yōu)勢[16]。網(wǎng)絡藥理學新技術的引入可對中藥治療痛風的活性成分、靶點進行預測，進一步闡明中藥治療痛風的作用機制。

2.1 單味中藥治療痛風的作用機制 劉丹等[17]通過網(wǎng)絡藥理學研究銀杏葉提取物治療痛風的作用機制，通過Google學術、美國國家生物技術信息中心（NCBI）、TCMSP和Science direct等數(shù)據(jù)庫，以“銀杏葉”“化學成分”“結構”等為關鍵詞檢索，總結得到銀杏葉中化學成分158種，設置類藥性（DL）≥0.18和口服生物利用度（OB）≥30，篩選出銀杏葉39個活性化合物，主要包括11個黃銅類化合物及11個萜類化合物。利用藥物數(shù)據(jù)庫（DrugBank）、治療靶點數(shù)據(jù)庫（TTD）等數(shù)據(jù)庫獲取疾病靶點，富集相關通路，采用Cytoscape 2.8.3軟件構建“化合物-靶點-通路”網(wǎng)絡，結果顯示：24個活性化合物對應靶點關聯(lián)著49個痛風致病基因，得到銀杏葉提取物可能通過減少尿酸的產(chǎn)生、增加尿酸的排泄和抑制NALP3（核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3）炎癥引起的紊亂等3種途徑治療痛風。

郭璐等[18]利用網(wǎng)絡藥理學研究土茯苓治療痛風的機制，通過TCMSP、Drugbank、TTD、OMIM等數(shù)據(jù)庫篩選土茯苓的活性成分，預測成分靶點及疾病靶點，并建立“藥物-成分-靶點-疾病”網(wǎng)絡，得到土茯苓治療痛風有效成分11個及有效靶點39個，經(jīng)過GO分類富集及KEGG通路分析，推測出土茯苓治療痛風與絲裂原活化蛋白激酶1（MAPK1）、核轉錄因子65（RELA）、前列素內(nèi)環(huán)氧化物合成酶2（PTGS2）等關鍵性靶點及脂肪細胞因子、表皮生長因子（ERb B）、Toll樣受體等關鍵信號通路有關。

2.2 中藥復方治療痛風的作用機制 ZHAO等[19]

應用網(wǎng)絡藥理學探討四妙丸治療痛風的機制，構建四妙丸中活性成分-靶點-通絡網(wǎng)絡圖，篩選出四妙丸中活性成分30個，25種炎癥細胞因子及尿酸合成酶轉運體。結果表明，四妙丸中活性成分可提高人臍靜脈血管內(nèi)皮細胞（HUVEC）的活力，降低細胞間黏附分子-1（ICAM-1）的表達，其中，清熱祛濕類中藥主要刺激炎癥并有效降低尿酸，從而治療痛風。嚴瑤琦等[20]通過網(wǎng)絡藥理學并數(shù)據(jù)挖掘研究痛風濕熱壅結證用藥規(guī)律及作用機制，建立“各藥物活性成分-靶點-疾病”網(wǎng)絡。結果表明，黃柏、牛膝、蒼術為臨床治療濕熱壅結型痛風的核心中藥配伍，涉及潛在信號通路為嘌呤代謝、神經(jīng)活性配體受體相互作用等。張思旋等[21]探討“蒼術-黃柏”治療痛風的機制，通過網(wǎng)絡藥理學建立“活性成分-潛在靶點”網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)17個靶點中包括雌激素受體1（ESR1）、前列腺素內(nèi)過氧化物合酶1（PTGS1）、前列腺素內(nèi)過氧化物合酶2（PTGS2）和磷脂酰肌醇3-激酶（PIK3CG）在內(nèi)的4個關鍵靶點及腫瘤壞死因子信號通路、破骨細胞分化在內(nèi)的23條信號通路。肖楠等[22]利用網(wǎng)絡藥理學預測降酸除痹方治療痛風作用靶點與通路，結果表明，295個藥物-疾病核心靶蛋白主要富集在EB病毒感染、癌癥、病毒致癌、磷脂酰肌醇3激酶-蘇氨酸蛋白激酶（PI3K-Akt）通路、MAPK通路等方面來發(fā)揮抗痛風作用。柯志鵬等[23]利用網(wǎng)絡藥理學闡釋芪桂痛風片中的主要活性化合物群為黃酮類及生物堿類化合物，其通過影響嘌呤代謝、炎癥和免疫調(diào)節(jié)相關靶點發(fā)揮治療痛風的作用。

2.3 中藥治療痛風致潛在肝損傷機制 中藥、天然藥物在治療疾病的同時引起的肝損傷稱為中草藥相關肝損傷[24]。研究表明，中藥相比于化學藥物所致肝損傷程度較輕，但也呈逐年升高趨勢[25]。目前報道中常見的中藥可致肝損傷的成分包括蒽醌、生物堿、萜、揮發(fā)油及毒蛋白等，其通過氧化應激，細胞膜、線粒體損傷及細胞鈣超載等多途徑致肝細胞、肝血管損傷[26]。因此，闡明治療痛風中藥潛在肝損傷的成分及毒性機制可為臨床安全用藥篩查提供參考依據(jù)。

李凡等[27]對治療痛風中藥的潛在肝損傷成分及機制進行了研究，通過文獻檢索，分別查出用于治療痛風的中藥成分171種，可造成潛在肝損傷的成分32種。利用TCMSP、綜合藥效基因匹配平臺（PharmMapper）數(shù)據(jù)庫預測成分對應靶點，并在OMIM、TTD、遺傳藥理學與藥物基因組學數(shù)據(jù)庫（PharmGkB）、比較毒物遺傳學數(shù)據(jù)庫（CTD）等查找肝損傷相關靶點，利用Cytoscape軟件建立“潛在肝損傷成分靶點-肝損傷相關靶點”網(wǎng)絡，經(jīng)拓撲學分析及分子對接法分析后得到可造成肝損傷的潛在靶點為絲裂原活化蛋白激酶14（MAPK14）、過氧化物酶體增殖因子活化受體γ（PPARG）、誘導型一氧化氮合酶（iNOS2）、腫瘤壞死因子（TNF）等，以MAPK14蛋白最為關鍵，核心通路為MAPK信號轉導通路，其中薯蕷皂苷、黃芩苷、柴胡皂苷D等治療痛風的中藥成分皆通過影響MAPK14蛋白造成潛在肝損傷。

3 小 結

中藥治療痛風具有獨特的優(yōu)勢，但中藥成分復雜、作用靶點多、作用部位難以闡明，因此，明確靶點是藥效評價的重要環(huán)節(jié)。網(wǎng)絡藥理學利用現(xiàn)代生物信息學及網(wǎng)絡分析技術，從多靶點與復雜疾病、宏觀與微觀、模糊與可視化等層面探討藥物與痛風的關系，進而闡明其治療痛風的作用機制[28]。通過綜述網(wǎng)絡藥理學在中藥治療痛風的應用，得出中藥治療痛風遣方用藥以四妙散、二妙丸、薏苡仁湯、蠲痹湯等作為基礎方進行加減，中藥以茯苓、薏苡仁、黃柏、牛膝、威靈仙、土茯苓、桃仁、紅花為主，治則多為清熱利濕、活血通絡、補肝益腎[29]?？雇达L中藥的活性成分主要以黃酮類、生物堿類、萜類及酚類為主，作用機制主要與影響嘌呤代謝、炎癥和免疫調(diào)節(jié)有關。生物堿可有效抑制尿酸的生成，酚類化合物和黃酮類化合物不僅能抑制尿酸生成，亦可發(fā)揮抗炎及促進尿酸排泄等作用[30]。

網(wǎng)絡藥理學作為新興學科，利用計算機信息技術對資源進行了有效的整合，在預測引發(fā)痛風的基因及確定新的中藥靶點方面有了創(chuàng)新性突破，并在中藥新藥開發(fā)、藥效評價、安全性評價、質(zhì)量評價等方面提供了有力的依據(jù)。隨著各類數(shù)據(jù)庫的不斷完善、網(wǎng)絡可視化程度的不斷提高及軟件算法的不斷優(yōu)化，網(wǎng)絡藥理學必將在中醫(yī)藥的各個領域發(fā)揮重要作用，從而推動中醫(yī)藥的現(xiàn)代化進程。

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收稿日期：2019-11-21;修回日期：2020-01-03