中藥治療肝損傷的藥理研究進展

鄭榮耀，李婷婷

(中國藥科大學藥學院，江蘇 南京210009)

肝臟是人體最重要的器官之一，在調節(jié)消化、排泄、營養(yǎng)儲存、代謝平衡、新物質合成、有害化學物質解毒等生理功能方面起著重要作用。因此，肝臟損傷嚴重威脅人類健康。目前用于治療肝損傷的藥物大多來自中藥活性成分單體及其衍生物，并且中藥具有來源豐富，低毒的特點，有良好的開發(fā)前景。本文論述了4種肝損傷的分子機制，及近5年中藥作為抗肝損傷藥物的藥理作用及其機制，以期對抗肝損傷中藥藥物研發(fā)提供思路。

1 化學性肝損傷

1.1 化學性肝損發(fā)病機制 化學性肝損傷(chemical liver injury，CLI)是由于某些有毒化學物質進入內環(huán)境而造成的肝損傷[1]。作為人體的重要解毒器官——肝臟，由肝靜脈和肝動脈提供血液，血流量大，親肝毒素易通過血液循環(huán)進入肝臟，因此肝臟受到有毒物質損害。這些肝毒素可不同程度引起肝細胞病變、壞死，最終導致肝損傷甚至誘發(fā)肝癌。實驗動物研究中最常用于誘導化學性肝損傷的親肝毒素包括四氯化碳(CCl4)、D-半乳糖胺(D-galactosamine，D-GalN)、α-萘異硫氫酸酯(α-naphthylisothiocyanate，ANIT)、二甲基亞硝胺(dimethyl nitrosamine，DMN)和硫代乙酰胺(thioacetamide，TAA)[2]。CCl4是實驗動物研究中最常用于誘導化學性肝損傷的肝毒素。細胞色素P450(CYP450)將CCl4轉化為毒性自由基，導致脂質氧化降解，改變肝細胞基因表達，影響DNA和細胞膜完整性，導致肝細胞變性壞死。此外，這些自由基能夠刺激炎性細胞產生大量的細胞因子腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)，誘導局部炎癥反應，導致細胞凋亡[3]。

1.2 抗CCl4誘導肝損傷中藥研究進展 大量研究表明，中藥及其有效成分對CCl4致肝損傷有較好的治療作用。保肝化合物的機制通常與其抗氧化或抗炎作用有關。黑大蒜提取物通過降低丙氨酸氨基轉移酶(AST)、谷丙轉氨酶(ALT)、堿性磷酸酶(ALP)和丙二醛(MDA)的水平，增加了超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽還原酶(GSH-Rd)、TNF-α和白介素1β(IL-1β)的活性發(fā)揮保肝作用[4]。研究發(fā)現(xiàn)從藥用植物散沫花(Lawsonia inermis)果實中分離出的有效成分之一沒食子酸(gallic acid，GA)，對CCl4誘導的大鼠的肝損傷有顯著的保護作用。GA通過降低肝硫代巴比妥酸反應性物質，增加SOD，GSH-Px和過氧化氫酶(CAT)，從而保護肝臟免受CCL4誘導的氧化應激，降低肝損傷相關血清生化指標[ALT、AST、ALP和乳酸脫氫酶(LDH)][5]。有研究發(fā)現(xiàn)，CCl4誘發(fā)的小鼠肝損傷具有脂質過氧化作用的顯著升高以及線粒體呼吸功能的改變的特征，而罌粟植物[Dicranostiga Leptodu(Maxim.)fedde](DLF)可提取高SOD、CAT和GSH-Px水平，并保持氧化還原狀態(tài)的平衡。此外，DLF還可通過防止呼吸鏈中斷和抑制線粒體Na+-K+-ATPase和Ca2+-ATPase活性來改善線粒體功能?？傊?，DLF通過改善線粒體呼吸功能并保持氧化還原狀態(tài)的平衡，從而減輕了CCl4誘導的小鼠肝損傷[6]。體外實驗同樣也證明了中藥假龍膽草(Gentianella turkestanerum)丁醇提取物(GBA)對CCl4誘導的肝細胞L02損傷有保護作用。GBA通過下調內質網應激相關基因(CHOP、PERK、IRE1和ATF6)的mRNA表達抑制細胞凋亡，減弱核蛋白中NF-κB蛋白的表達，抑制脂質過氧化并增加其抗氧化活性抵抗CCl4引起的肝臟損傷[7]。

2 免疫性肝損傷

2.1 免疫性肝損傷的發(fā)病機制 免疫性肝損傷(immunological liver injury)是一種以免疫反應為基礎，以肝組織內有大量的炎癥細胞浸潤、肝細胞壞死為主要表現(xiàn)的自身免疫性疾病[8]。由于肝臟是人體重要的免疫器官，當機體受到外來物質破壞時，免疫細胞大量聚集于肝臟，釋放炎癥因子，導致肝臟炎癥性損傷。大量實驗結果證明，在肝病發(fā)展過程中，均伴隨不同程度的肝臟免疫應答介導的炎癥反應。實驗研究中，常用刀豆蛋白A(concanavalin A，ConA)，卡介苗(bacillus calmette guerin，BCG)聯(lián)合脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)和D-氨基半乳糖(D-galN)聯(lián)合LPS模擬免疫性肝損傷研究其發(fā)病機制。ConA是從刀豆中提取的一種植物凝集素，是一種特異性T細胞分裂原，能夠加速 T細胞增殖分化，破壞輔助T細胞亞群之間的平衡，活化巨噬細胞、中性粒細胞和自然殺傷細胞等免疫細胞，造成免疫調節(jié)功能障礙，引發(fā)機體無法控制的免疫反應[9-10]。ConA誘導的肝損傷模型很好地模擬了人免疫性疾病的發(fā)病機制和免疫性肝損傷的機制。ConA被脾器官吸收，激活T淋巴細胞，分泌大量細胞因子包括TNF-α、干擾素-γ(IFN-γ)、白介素2(IL-2)和白介素1β(IL-1β)。細胞因子通過門靜脈進入肝臟，并與巨噬細胞共同激活 CD4+T，T淋巴細胞的促分裂原和Kupffer細胞并進一步激活NF-κB和干擾素調節(jié)因子3(IRF-3)信號通路誘導促炎性細胞因子和黏附分子的表達，加劇炎癥反應，損傷血管內皮細胞、淋巴吞噬細胞、單核細胞、Kupffer細胞和肝細胞[11]。自然殺傷T細胞活化和上調后，會迅速分泌多種細胞因子，通過Fas/FasL機制直接引起肝臟損傷[12]。

2.2 抗ConA誘導的肝損傷中藥研究進展 ConA誘導的肝損傷能夠顯著提高肝酶水平和促炎性細胞因子，激活NF-kB和絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)信號通路。青蒿素衍生青蒿琥酯預處理可通過減少NF-kB和MAPK信號通路中關鍵蛋白的活化，抑制促炎性細胞因子(IFN-γ、TNF-α、IL-1b、IL-6 和 IL-17)的表達來保護ConA誘發(fā)的肝炎[13]。中藥復方“姜鮮護肝”能夠顯著防治ConA誘導的活損傷，可降低血清ALT和AST水平，降低血清促炎細胞因子白介素4(IL-4)、TNF-α、IFN-γ水平，下調白介素6(IL-6)和IFN-γ的mRNA表達，并上調IL-10、GSH-Rd、超氧化物歧化酶1(SOD1)和谷胱甘肽過氧化物酶2(GPX2)mRNA的表達。這一過程通過抑制NF-κB的磷酸化，增加Nrf2(nuclear factor erythroid-2-related factor 2)表達，并降低Keap1(keleh―like ECH-associated protein 1)和半胱氨酸蛋白酶3(caspase-3)的蛋白表達實現(xiàn)[14]。細胞自噬和凋亡在ConA誘導的肝損傷中同樣也發(fā)揮著巨大作用。異鼠李素是一種從植物果實或葉子中提取的類黃酮化合物，具有抗腫瘤，抗氧化和抗炎等多種生物學功能。研究發(fā)現(xiàn)異鼠李素能夠顯著降低ConA誘導小鼠體內血清肝酶和促炎細胞因子水平，改善病理損傷，這一保肝作用是通過P38/PPAR-α途徑抑制小鼠凋亡和自噬實現(xiàn)的[15]。

3 藥物性肝損傷

3.1 藥物性肝損傷的發(fā)病機制 藥物性肝損傷(drug induced-liver injury，DILI)是由于藥物在體內經過聚合、氧化、還原、羥化及去甲基化等一系列代謝過程時，藥物或其代謝產物蓄積引起的肝臟損傷[16]。由于肝臟是人體最重要的代謝和解毒臟器，藥物主要也在肝臟中經CYP代謝，長期或過量服用藥物后，會導致親電子基、自由基等活性代謝產物的積累，導致肝細胞壞死。某一特定藥物誘發(fā)肝損傷的發(fā)生率與其易獲得性成正比，乙酰氨基酚(acetaminophen，APAP)是經典的非甾體抗炎藥，具有解熱、鎮(zhèn)痛的作用，在臨床中主要用于治療感冒、流行性感冒所導致的發(fā)熱、頭痛、肌肉酸痛等癥狀。亦可用于緩解輕、中度疼痛。由于APAP為非處方藥，獲取容易，容易用藥不規(guī)范，APAP是誘發(fā)DILI最常見的藥物之一[17-18]。大劑量的APAP可通過CYP450與GSH結合氧化生成n-乙酰苯醌亞胺(n-acetyl-p-benzoquinonimine，NABQI)，生成溴苯乙酰半胱氨酸或半胱氨酸。同時，剩余的NAPQI可通過產生超氧陰離子和過氧化氫，刺激氧化應激反應、增加iNOS和NO合成，加重線粒體功能氧化損傷，改變膜通透性，最終導致肝細胞死亡[19]。另外，APAP除了可通過CYP450產生的毒性代謝物直接損傷肝細胞，也可通過激活的肝庫普弗細胞和中性粒細胞間接損傷肝細胞。

3.2 抗APAP誘導的肝損傷中藥研究進展 多糖(polysaccharides)，是自然界中廣泛存在的一類高分子碳水化合物，在動物、植物、微生物中都廣泛存在。隨著科學分離和分析技術手段的發(fā)展，對多糖構象及其性質的了解，多糖的作用也越來越被人們所了解。茯苓多糖(PCP)是中藥茯苓(Poria Cocos)中提取的一種多糖，研究表明PCP對APAP誘導的小鼠肝損傷具有潛在藥理活性。APAP誘導的小鼠導致血清中ALT、AST、LDH、TNF-α、IL-6 水平升高。 PCP 能夠逆轉APAP誘導的各項生化指標和炎性因子，肝臟組織中的炎癥浸潤和細胞死亡減少，肝細胞NF-κB，IkBα表達減少，說明PCP能夠制肝細胞的炎癥反應。同時PCP治療后小鼠肝臟中AKR7A、c-Jun、Bcl-2陽性細胞增加，Bax標記的細胞減少，說明PCP抗APAP誘導的小鼠肝損傷與細胞凋亡有關[20]。桑黃多糖(Phellinus linteus polysaccharide)能夠降低細胞色素P4502E1(CYP2E1)的表達和細胞因子的釋放，以增強Ⅱ相代謝酶水平，加速APAP的代謝，減輕APAP誘導肝損傷[21]。麥芽酚是紅參(Panax ginseng，C.A.Meyer)的提取產物之一，麥芽酚能夠逆轉APAP誘導的肝功能指標，氧化指數(shù)，炎性因子水平，包括 ALT、AST、TNF-α、IL-1β、GSH、SOD、MDA、細胞色素P450 E1(CYP2E1)和4-羥基壬烯醛(4-HNE)，改善肝組織病理損傷。進一步免疫印跡結果表明麥芽酚通過抑制體內 NF-κB信號通路(NF-κB，IKKα/β和IκBα)，增加B 細胞淋巴瘤2(Bcl-2)家族(Bcl-2、 Bcl-XL 和Bax)蛋白表達，抑制胱天蛋白酶(caspase-3、caspase-8、caspase-9)的蛋白表達水平，并激活磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)的信號通路，通過抗炎和抗凋亡作用發(fā)揮保肝作用[22]。

4 酒精性肝損傷

4.1 酒精性肝損傷的發(fā)病機制 酒精性肝損傷(alcoholic liver injury，AILI)是指長期過量飲酒引起的肝損傷。在人體中，乙醇脫氫酶2(ADH2)可以催化乙醇轉化為毒性乙醛，乙醛脫氫酶2(ALDH2)將乙醛氧化為無毒的乙酸。過量攝入乙醇會超出機體正常代謝能力，乙醛在肝臟中蓄積，引起氧化應激，損傷線粒體和微管系統(tǒng)，損傷肝臟。同時，乙醇經CYP2E1代謝產生活性氧(ROS)，引發(fā)線粒體功能障礙，釋放細胞色素C(cytochrome C)等線粒體凋亡因子，進一步促進caspase-9和caspase-3的活化，進而導致肝細胞凋亡[23]。此外，長期過度攝入酒精會激活庫普弗細胞產生大量TNF-α、IL-1和其他炎性細胞因子的釋放，觸發(fā)線粒體凋亡通路和細胞死亡[24]。過量飲酒可能引發(fā)一系列分子事件，導致脂肪變性、炎癥和壞死，刺激肝細胞增殖，抑制膠原酶的激活，促進肝纖維化的形成[25]。長期過量飲酒還會造成肝臟代謝紊亂，阻礙肝臟對脂肪類物質，如甘油三酯(triacylglycerol，TG)、血清總膽固醇(serum total cholesterol，TC)等的代謝，引起肝臟中過量脂肪堆積，肝臟脂質變性，導致酒精性脂肪肝[26]。

4.2 抗酒精性肝損傷中藥研究進展 從紅松松果(Pinus koraiensis Sieb.et Zucc.)中獲得的多糖(PNP80b-2)，通過上調Nrf2和血紅素加氧酶1(heme oxygenase-1，HO-1)的表達來增強肝臟的抗氧化能力并調節(jié)炎癥反應以預防AILI。PNP80b-2能夠降低肝損傷的生物標志物包括ALT、AST、ALP和總膽紅素(TBIL)；增加SOD、GSH-Px和CAT活性并降低MDA水平?？傊琍NP80b-2通過改善NRF2/ARE途徑的肝臟抗氧化能力，對AILI模型發(fā)揮肝保護作用[27]。研究表明綠茶能夠降低乙醇誘導的酒精性肝損傷小鼠MDA和TG以及促炎性細胞因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)mRNA表達，顯著降低NF-κB表達及其下游炎癥介質(誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)和環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)的mRNA水平，顯著激活 PI3K/Akt通路，這一作用與激活內皮型一氧化氮合成酶(eNOS)并且升高血漿NO相關。總之，綠茶通過PI3K/AKT/eNOS途徑對酒精引起的肝損傷發(fā)揮保護作用[28]。

5 總結與展望

在肝臟疾病發(fā)生發(fā)展的過程中伴隨著肝細胞損傷，而觸發(fā)肝損傷的機制與細胞保護途徑的失衡有關，如：細胞凋亡、免疫應答、修復、再生等。目前臨床中防治肝損傷的有效藥物較少且使用局限，亟待開發(fā)出藥效顯著、來源廣泛、成本低、毒副作用小、可長期服用的藥物。大量研究已經表明中藥及其有效成分能有效改善肝功能，減少炎癥和細胞凋亡，減輕多種原因所致的肝損傷，有廣泛的應用前景。但中藥的藥效本質是有效的化合物群，大量化學成分協(xié)同作用發(fā)揮藥效，極大地限制了中藥的開發(fā)過程。目前大量的基礎研究主要專注于探索中藥治療的靶標和機制，但缺乏臨床研究。在未來我們期待，更加深入研究肝損傷的分子機制和中藥的藥理作用，將基礎研究與臨床應用結合，開發(fā)出臨床預防、診斷和治療肝損傷的有效的藥物。中藥作為中華文明之瑰寶，凝結了中華民族五千年的智慧，我們需要再繼承精華，守正創(chuàng)新，為增進人民健康作出了重要貢獻，也對世界醫(yī)學文明產生積極影響。