中醫(yī)藥保護(hù)膿毒癥肺血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷的機(jī)制研究進(jìn)展*

吳麗麗 梁 群 曹雪丹

（1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040；2.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院，黑龍江哈爾濱 150040）

肺血管內(nèi)皮細(xì)胞（PVEC）是連續(xù)分布于整個(gè)肺血管內(nèi)表面的一層內(nèi)皮細(xì)胞（EC）。與基底膜一起，把肺的微環(huán)境和循環(huán)血液隔開，對(duì)肺內(nèi)環(huán)境平衡和穩(wěn)定起到重要的維持作用。膿毒癥（sepsis）定義為由致病菌引起的重癥感染后繼發(fā)的綜合征，是機(jī)體對(duì)重癥感染的炎癥反應(yīng)及免疫反應(yīng)出現(xiàn)控制失調(diào)，致使感染宿主的多器官（心、肺等）功能障礙［1-4］。在肺內(nèi)、肺外因素引起感染時(shí)，大量細(xì)菌入血引起膿毒癥，全身血液最易到達(dá)肺組織，對(duì)肺組織的損傷也是最重的，會(huì)引起PVEC分泌細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素、腫瘤壞死因子（TNF）等，激活相應(yīng)的炎癥反應(yīng)；加速EC膜表達(dá)黏附分子；并降低EC產(chǎn)生血管擴(kuò)張作用的NO、PGI2和收縮作用的內(nèi)皮素等血管活性物質(zhì)，這些物質(zhì)起到對(duì)血管緊張性的調(diào)節(jié)作用、防止血栓早期形成、間接降低炎癥后期平滑肌細(xì)胞的增殖；還能增強(qiáng)氧化應(yīng)激損傷；造成凝血抗凝血機(jī)制失衡；對(duì)EC的修復(fù)減弱。通過以上途徑機(jī)制引起PVEC與肺泡的上皮細(xì)胞組成的屏障受損、呼吸膜的通透性進(jìn)行性增加，導(dǎo)致彌漫性肺水腫與肺換氣障礙，引發(fā)肺實(shí)質(zhì)的損傷，機(jī)體乏氧后繼發(fā)失代償性呼吸加快、加深，出現(xiàn)不可逆的急性呼吸窘迫綜合征。PVEC因其特殊的高氧環(huán)境的解剖學(xué)位置及具有低排、低阻、高容的功能結(jié)構(gòu)，使其在膿毒癥過程中成為最早受損，損傷最重的靶細(xì)胞［3-4］。中醫(yī)藥及復(fù)方制劑有保護(hù)PVEC的作用［5］，筆者參考、閱讀、研究大量文獻(xiàn)后對(duì)中醫(yī)藥保護(hù)膿毒癥過程中PVEC損傷的機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 中藥對(duì)PVEC分泌細(xì)胞因子的影響

細(xì)胞因子是由免疫細(xì)胞、炎癥細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等分泌的小分子蛋白質(zhì)，能與細(xì)胞表面的相應(yīng)受體識(shí)別，通過與其特異性結(jié)合從而體現(xiàn)相應(yīng)的生物學(xué)功效。膿毒癥可誘發(fā)肺血管內(nèi)皮損傷，引起PVEC通過自分泌，旁分泌和內(nèi)分泌的方式釋放IL-1、IL-8、TNF、生長因子，引起炎癥反應(yīng)。中藥及復(fù)方通過不同的給藥方式可以降低膿毒癥的細(xì)胞因子水平，而起到治療肺損傷作用。

1.1 白細(xì)胞介素（IL） IL是指能夠在免疫細(xì)胞和白細(xì)胞之間起互相作用的細(xì)胞因子，具有促進(jìn)炎癥反應(yīng)，調(diào)控造血和平衡免疫應(yīng)答的強(qiáng)度，傳遞信息，調(diào)節(jié)白細(xì)胞和免疫細(xì)胞的生長、分化、成熟、增殖的過程，在炎癥反應(yīng)中起至關(guān)重要的作用。內(nèi)皮細(xì)胞在感染的刺激狀態(tài)下可分泌白介素-1（IL-1）和白介素-8（IL-8）。IL-1是一種分子量為17 ku多肽，正常PVEC不分泌，受到感染刺激后才能合成和分泌IL-1，有IL-1α及IL-1β兩種亞型。其中的IL-1α參與急慢性炎癥的形成，具有活化T、B細(xì)胞和NK細(xì)胞，增加中性粒細(xì)胞（PMN）數(shù)量，促進(jìn)炎癥細(xì)胞黏附分子表達(dá)的作用。6種中藥生物堿（川芎嗪、苦參堿還有吳茱萸堿等）及血必凈注射液能夠降低內(nèi)毒素（LPS）誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌IL-1α［6-7］。IL-1β是早期反應(yīng)細(xì)胞因子，內(nèi)皮細(xì)胞受LPS刺激后早期就開始分泌，能在數(shù)小時(shí)之內(nèi)達(dá)到高峰，趨化多種免疫、炎癥細(xì)胞在肺組織募集并活化，當(dāng)刺激因素持續(xù)IL-1β失衡的持續(xù)表達(dá)，引起“細(xì)胞因子風(fēng)暴”［5］。中藥復(fù)方益氣活血解毒及通腑宣肺湯已證明可降低膿毒癥的內(nèi)皮細(xì)胞IL-1β的分泌［7-9］。

IL-8是細(xì)胞因子的趨化因子家族的一員，具有趨化免疫細(xì)胞中的淋巴細(xì)胞和小吞噬細(xì)胞PMN向炎癥部位聚集的作用，通常生理情況下，IL-8在機(jī)體的表達(dá)很低，膿毒癥時(shí)，內(nèi)皮細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞等被激活活化會(huì)大量分泌IL-8，可誘發(fā)機(jī)體過度的免疫應(yīng)答并激發(fā)級(jí)聯(lián)瀑布效應(yīng)，破壞血管內(nèi)皮及肺泡上皮，繼發(fā)肺通透性增加，引起肺水腫［10］。臨床觀察及實(shí)驗(yàn)中已證實(shí)復(fù)方四逆湯及醒腦靜注射液具有下調(diào)膿毒癥中IL-8 的水平［11-12］。

1.2 腫瘤壞死因子（TNF） TNF為TNF-α和TNF-β。其中TNF-α來源于單核-巨噬細(xì)胞和激活的血管內(nèi)皮細(xì)胞等產(chǎn)生。TNF-α能對(duì)其他的細(xì)胞因子進(jìn)行激活，使炎癥網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)啟動(dòng)；TNF-α刺激內(nèi)皮細(xì)胞后，會(huì)激活相應(yīng)受體，通過鈣離子的介導(dǎo)使肌球蛋白收縮，內(nèi)皮細(xì)胞由扁平變?yōu)榱⒎剑瑥亩g隙出現(xiàn)，破壞屏障功能，細(xì)胞因子和炎性、免疫細(xì)胞可透過屏障游走到組織，導(dǎo)致臟器出現(xiàn)過強(qiáng)的炎癥反應(yīng)和免疫防御失調(diào)［13-14］；內(nèi)皮下基底膜的富含負(fù)電荷的膠原暴露引起凝血亢進(jìn)，打破凝血及抗凝血平衡，形成廣泛微血栓，引發(fā)全身微循環(huán)障礙。給予膿毒癥模型小鼠白花蛇舌草提取物的實(shí)驗(yàn)及LPS誘導(dǎo)的細(xì)胞予復(fù)方中藥加味四物湯處理、臨床應(yīng)用血必凈注射液、麻杏石甘湯+中醫(yī)定向透藥、通腑理肺湯結(jié)腸透析治療膿毒癥的報(bào)道均已證實(shí)中藥可顯著降低血清TNF-α的水平［15-19］。

2 中藥對(duì)PVEC的細(xì)胞膜表達(dá)黏附因子的影響

黏附因子是表達(dá)于細(xì)胞膜的細(xì)胞表面標(biāo)記。E-選擇素是EC表達(dá)的，配體為寡糖基團(tuán)的黏附因子，為早期炎癥反應(yīng)的核心，能夠介導(dǎo)PMN與EC黏附的早期關(guān)鍵階段（即可逆性黏附階段），激活的炎癥進(jìn)行性發(fā)生。細(xì)胞間黏附分子-1（ICAM-1）屬于免疫球蛋白超家族。生理下EC少量表達(dá)ICAM-1，當(dāng)LPS等刺激時(shí)可迅速表達(dá)，并與白細(xì)胞表面ICAM-1配體相互作用，引起的PMN和EC的黏附反應(yīng)，活化PMN使其穿越內(nèi)皮細(xì)胞。多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)已證實(shí)抑制PVEC表達(dá)的ICAM-1與E-選擇素，可以減輕膿毒癥的肺損傷［20-21］。中藥姜黃素、川芎嗪，中藥湯劑復(fù)方清下湯及通腑清熱化痰中藥［22］，調(diào)肺運(yùn)脾化痰祛濕法［23］也已被證實(shí)可通過抑制膿毒時(shí)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)ICAM-1與E-選擇素而保護(hù)肺組織。

3 中藥對(duì)PVEC氧化應(yīng)激損傷的影響

活性氧（ROS）是所有血管細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的代謝產(chǎn)物，具有平衡機(jī)體的氧化還原反應(yīng)，對(duì)細(xì)胞信號(hào)通絡(luò)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在細(xì)胞的分化，凋亡過程中起到至關(guān)重要的作用。膿毒癥時(shí)機(jī)體炎癥介質(zhì)釋放過多，激活內(nèi)皮細(xì)胞大量釋放ROS，使氧化大于還原，機(jī)體處于“氧化應(yīng)激狀態(tài)”。ROS能夠調(diào)節(jié)激酶、鈣離子通道和磷酸化酶，使PVEC的連接蛋白及細(xì)胞骨架的蛋白磷酸化，增加內(nèi)皮細(xì)胞的通透性。線粒體是機(jī)體有氧呼吸的主要進(jìn)行場所，ROS可以上調(diào)促凋亡蛋白的表達(dá)，引致線粒體的外膜通透化，促凋亡因子進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞凋亡的經(jīng)典途徑，引發(fā)VE呈現(xiàn)凋亡。ROS也可以直接通過氧化修飾的方法使遺傳物質(zhì)DNA、RNA和胞內(nèi)的多種蛋白發(fā)生氧化，導(dǎo)致細(xì)胞周期停息，細(xì)胞凋亡［24］。紫草素可通過激活抗氧化的關(guān)鍵通路［25］，中藥復(fù)方葛根芩連湯、單味中藥石菖蒲、菟絲子和中藥提取成分槲皮素皆可提高胞內(nèi)的抗氧化過程，減少線粒體的ROS的產(chǎn)生；中成藥六味地黃丸、參附注射液，中藥提取物黑升麻三萜糖苷、槲皮素、花青素等能夠增強(qiáng)超氧化物歧化酶的活性，降解ROS。部分中藥提取物（黃芪多糖和槲皮素）還可絡(luò)合金屬離子（產(chǎn)生自由基必需的離子）而間接產(chǎn)生抗氧化作用［26］。通過以上眾多的方法，中醫(yī)藥已證實(shí)可降低ROS對(duì)EC的氧化損傷，保護(hù)肺組織。

4 中藥對(duì)PVEC產(chǎn)生血管活性物質(zhì)的影響

生理下內(nèi)皮細(xì)胞可分泌血管擴(kuò)張作用的NO、PGI2和收縮作用的內(nèi)皮素等血管活性物質(zhì)，它們一起協(xié)同對(duì)血管緊張性進(jìn)行調(diào)節(jié)，防止血栓早期形成，降低平滑肌細(xì)胞的炎癥后的增殖。

4.1 NO NO由EC中的一氧化氮合酶（NOS）催化L-精氨酸生成，NOS依所在部位及功能不同分3型，分別為神經(jīng)系統(tǒng)中存在的神經(jīng)元型NOS（nNOS）還有EC中的內(nèi)皮型NOS（eNOS）以及在膿毒癥損傷宿主的EC大量表達(dá)的誘導(dǎo)型NOS（iNOS），eNOS和iNOS二者具有調(diào)節(jié)血管的收縮功能，它們在EC的過表達(dá)已證實(shí)可降低膿毒癥小鼠模型的病死率。白藜蘆醇［27］、人參皂苷Rb1［28］、血必凈注射液［29］可升高eNOS和iNOS的表達(dá)，使NO增加，從而舒張血管，改善炎癥及凝血，保護(hù)臟器。

4.2 內(nèi)皮素-1（ET-1） ET-1為內(nèi)源性的血管收縮劑、還能對(duì)血中的舒血管物質(zhì)（NO、PGE2）產(chǎn)生拮抗，引起劇烈而持久血管收縮，加速多種促炎癥因子組分的釋放，令成纖維細(xì)胞增生繼發(fā)肺纖維化。感染過程中細(xì)菌死亡后釋放的脂多糖（LPS）能夠?qū)C產(chǎn)生損傷，并激活EC上調(diào)ET-1的收縮分泌。使組織內(nèi)的血管進(jìn)行性收縮，引起肺循環(huán)缺血，繼而缺氧，微循環(huán)障礙，損傷臟器。血必凈注射液可降低膿毒癥患者ET-1的表達(dá)水平，通過緩解微循環(huán)的血管收縮，達(dá)到改善乏氧，保護(hù)臟器的作用。

5 中藥對(duì)PVEC的平衡凝血-抗凝機(jī)制的影響

凝血系統(tǒng)依賴凝血、抗凝及纖溶三者的平衡，內(nèi)皮細(xì)胞在其中起到重要的作用，正常下，EC能分泌NO、PGI2等因子起到抑制血小板聚集，干擾凝血形成的早期階段，并產(chǎn)生組織因子抑制劑及肝素樣物質(zhì)、抗凝血酶-Ⅲ發(fā)揮抗凝血的作用；對(duì)于已生成的凝血，可啟動(dòng)纖溶過程，組織型-纖溶酶原激活物表達(dá)及釋放增加，使具有高效溶解纖維蛋白作用的纖溶酶產(chǎn)生并釋放入血增多，加速纖溶的進(jìn)程。當(dāng)EC結(jié)構(gòu)受損，基底膜的膠原顯露出來，內(nèi)源性凝血系統(tǒng)被觸發(fā)啟動(dòng)；EC結(jié)構(gòu)破壞后，組織因子被釋放，外源性凝血系統(tǒng)也被觸發(fā)啟動(dòng)；肺微循環(huán)高凝，繼而引起廣泛性血管內(nèi)凝血（DIC）。大黃、大承氣湯化裁保留灌腸、黃連解毒湯及血必凈注射液能夠糾正膿毒癥引起的凝血-抗凝血-纖溶的平衡［30-33］。

6 小結(jié)與展望

近些年，中醫(yī)藥治療膿毒癥的報(bào)道越來越多也更深入，從臨床觀察到細(xì)胞因子水平，再發(fā)展到相關(guān)通路、通路的蛋白的研究，再到現(xiàn)在的表觀遺傳學(xué)，靶點(diǎn)越來越精準(zhǔn)，但限于使用的單味中藥具有多組分的復(fù)雜性，以及在中醫(yī)理論指導(dǎo)下對(duì)膿毒癥進(jìn)行辨證施治，然后確定治法，繼而遣方用藥，多考慮配伍君、臣、佐、使應(yīng)用復(fù)方治療，具有多靶點(diǎn)、多功效的特點(diǎn)，治療機(jī)制也具有多途徑的特殊性，本文以最先受累的肺血管內(nèi)皮細(xì)胞為靶點(diǎn)，探討中醫(yī)藥的保護(hù)機(jī)制，梳理治療脈絡(luò)，希望為后續(xù)的研究者提供思路。