解毒活血法通過(guò)細(xì)胞焦亡改善心肌缺血再灌注損傷的研究進(jìn)展*

陳 夢(mèng) 楊夢(mèng)靈 董亞蘭 胡德勝△

華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院1中西醫(yī)結(jié)合碩士研究生2021級(jí)，2中西醫(yī)結(jié)合博士研究生2022級(jí)，3中西醫(yī)結(jié)合科，武漢 430022

美國(guó)心臟協(xié)會(huì)最新數(shù)據(jù)[1]顯示，在全球主要的20個(gè)死亡原因中，缺血性心臟病位居榜首。通過(guò)再灌注治療使閉塞的冠狀動(dòng)脈及時(shí)恢復(fù)血流是缺血性心臟病的主要治療手段。然而Jennings等[2]早在1960年發(fā)現(xiàn)再灌注治療可加重原缺血心肌的損傷，即心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI)。這種損傷可能占最終梗死心肌面積的40%[3]，因此減少M(fèi)IRI對(duì)進(jìn)一步改善缺血性心臟病的預(yù)后至關(guān)重要。以往研究根據(jù)MIRI的不同特點(diǎn)分為再灌注心率失常、心肌抑頓、微血管阻塞和致命性心肌再灌注損傷[4]。MIRI病理機(jī)制主要與氧化應(yīng)激、鈣超載、炎癥反應(yīng)、線粒體功能障礙等相關(guān)。細(xì)胞焦亡是區(qū)別于細(xì)胞凋亡的的一種程序性死亡方式，具有典型的促炎反應(yīng)，可產(chǎn)生炎癥因子加重MIRI。研究[5-6]表明，解毒活血類中藥具有抗炎、抗氧化應(yīng)激、抗血小板等作用，解毒活血法聯(lián)合西藥治療冠心病能顯著改善患者癥狀及遠(yuǎn)期預(yù)后。基于此，本文就解毒活血法可能通過(guò)細(xì)胞焦亡改善MIRI的相關(guān)研究進(jìn)行綜述。

1 細(xì)胞焦亡與MIRI

1.1 細(xì)胞焦亡概述

細(xì)胞焦亡是區(qū)別于凋亡的的一種程序性死亡方式。電鏡下可觀察到典型的形態(tài)學(xué)改變——細(xì)胞腫脹膨大伴隨氣泡狀突出物。最早是Zychlinsky A等[7]在志賀菌感染的巨噬細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的，但命名未與細(xì)胞凋亡區(qū)分。直到2001年Cookon等[8]首次將這類由含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-1(cysteinyl aspartate specific proteinase-1，caspase-1)介導(dǎo)的促炎性程序性細(xì)胞死亡方式稱為焦亡。

細(xì)胞焦亡主要包括經(jīng)典與非經(jīng)典2種途徑。細(xì)胞焦亡主要機(jī)制是caspase-1/4/5/11作用于共同底物Gasdermin D(GSDMD)，釋放其N端結(jié)構(gòu)域，進(jìn)而在細(xì)胞膜上打孔誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。同時(shí)伴隨NOD樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3(NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3，NLRP3)等炎癥小體激活，進(jìn)一步產(chǎn)生炎癥因子白細(xì)胞介素-1β(Interleukin-1 beta，IL-1β)和IL-18。2017年邵峰院士[9]補(bǔ)充了新的細(xì)胞焦亡途徑，其團(tuán)隊(duì)在化療藥物治療腫瘤的研究中發(fā)現(xiàn)凋亡相關(guān)的caspase-3能作用于Gasdermin蛋白家族的Gasdermin E(GSDME)介導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生焦亡。

1.2 細(xì)胞焦亡促進(jìn)MIRI

MIRI的病理機(jī)制復(fù)雜，包括再灌注時(shí)生理pH的快速恢復(fù)、氧化應(yīng)激、鈣超載、線粒體通透性過(guò)渡孔開放等[4]。損傷產(chǎn)生的內(nèi)源性損傷相關(guān)分子模式促進(jìn)免疫細(xì)胞浸潤(rùn)并釋放促炎細(xì)胞因子，強(qiáng)烈且高度特異性的炎癥反應(yīng)進(jìn)一步加劇MIRI。Shi H等[10]研究發(fā)現(xiàn)氧化應(yīng)激激活了caspase-11/GSDMD介導(dǎo)的小鼠心肌細(xì)胞發(fā)生焦亡，從而加重再灌注損傷。對(duì)比穩(wěn)定性冠心病患者，急性心?；颊呓邮芙?jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(percutaneous coronary intervention，PCI)后血清中GSDMD蛋白含量明顯增加，提示細(xì)胞焦亡在MIRI中發(fā)揮重要作用。另外有研究[11]表明，心肌損傷部位的心肌成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞均有焦亡發(fā)生；并且NLRP3炎癥小體對(duì)急性心梗、心臟重塑、細(xì)胞因子介導(dǎo)的收縮功能障礙和心力衰竭均有影響，靶向阻斷細(xì)胞焦亡可能有效改善MIRI[12]。

Wang F等[13]研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白1(neuregulin-1，NRG1)能減少活性氧(reactive oxygen species，ROS)產(chǎn)生并抑制NLRP3炎癥小體介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡，從而緩解MIRI大鼠的氧化應(yīng)激和炎癥。Peng L等[14]在MIRI大鼠模型中證實(shí)桂枝的乙酸乙酯提取物發(fā)揮心肌保護(hù)作用與抑制NLRP3炎癥小體介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡相關(guān)。Huang Y等[15]發(fā)現(xiàn)缺氧復(fù)氧處理心臟成纖維細(xì)胞后能加重?fù)p傷，與NLRP3炎癥小體活化相關(guān)。應(yīng)用抑制劑或干擾小RNA(small interfering RNA，siRNA)降低NLRP3炎癥小體的活性可明顯減少小鼠心梗面積，有效緩解MIRI[16-17]。

2 MIRI的中醫(yī)病機(jī)

根據(jù)MIRI臨床表現(xiàn)可歸于中醫(yī)學(xué)“胸痹”“真心痛”等范疇。血瘀是冠心病的基本病機(jī)，氣滯、痰濁、寒凝等內(nèi)外邪氣均可導(dǎo)致瘀血。臨床上冠心病病程較長(zhǎng)，易出現(xiàn)痰瘀互結(jié)，蘊(yùn)久化熱，可進(jìn)一步釀生火熱、熱毒。由于“心主血脈”，五行屬火，火熱之邪最易入心，故《圣濟(jì)總錄》云：“大抵心屬火而惡熱，其受病則易以生熱。”火為熱之極，毒為火之聚，內(nèi)生火熱毒邪煎灼脈道，傷其形，敗其血，遂血脈失和，變證叢生[18]。故《素問(wèn)·刺熱篇》曰：“心熱病者，先不樂(lè)，數(shù)日乃熱，熱爭(zhēng)則卒心痛?！?/p>

陳可冀院士及其團(tuán)隊(duì)在既往研究的基礎(chǔ)上，提出心血管疾病“瘀毒”病因病機(jī)。在冠心病發(fā)病過(guò)程中，“瘀”為常，瘀久化毒，“毒”為變，因毒致變，二者相互搏結(jié)?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究中脂質(zhì)代謝失常、凝血-纖溶系統(tǒng)失衡、血小板異常活化及炎性因子過(guò)度釋放等系列病理改變可歸屬于“瘀”，而易損斑塊破裂、血栓形成、氧化應(yīng)激損傷及炎癥因子釋放等表現(xiàn)與“毒”相關(guān)[19]。針對(duì)“瘀毒”，清熱解毒可降低“熱毒負(fù)荷”，而活血可以擴(kuò)張冠脈、抗血小板粘附、改善微循環(huán)[20-21]。國(guó)醫(yī)大師周仲瑛認(rèn)為，不穩(wěn)定型心絞痛的病機(jī)常有“瘀”“熱”相搏的特點(diǎn)，故在治療上，多以“涼”“散”施治[22]。陳可冀院士認(rèn)為，冠心病急性心血管事件發(fā)生往往存在“瘀”“毒”互結(jié)致病的特點(diǎn)，運(yùn)用“清心解瘀方”療效顯著。

3 解毒活血中藥治療MIRI

3.1 清熱解毒類中藥

毛冬青功效為清熱解毒、活血通脈，有研究發(fā)現(xiàn)其有效成分可通過(guò)對(duì)Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白1(Kelch-like ECH-associated protein 1，Keap1)2個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域的半胱氨酸起到共價(jià)修飾作用，從而抑制氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的NLRP3炎性小體激活，改善小鼠MIRI[23]。胡椒能溫中下氣、消痰解毒，Guo X[24]等在大鼠MIRI模型中證實(shí)，胡椒堿治療組較對(duì)照組大鼠心梗面積減少、心臟功能改善且NLRP3、IL-1β、IL-18表達(dá)水平均下降，其治療機(jī)制可能是通過(guò)調(diào)節(jié)miR-383/RP105/AKT相關(guān)通路從而抑制細(xì)胞焦亡。

大黃、黃芩、秦皮都是臨床常用的清熱藥。Xu XN[25]等發(fā)現(xiàn)秦皮甲素可改善大鼠MIRI，可能是通過(guò)Akt/GSK3β/NF-κB信號(hào)通路抑制NLRP3激活，減少心肌細(xì)胞焦亡。Xu LJ[26]等應(yīng)用10 mg/kg、20 mg/kg野黃芩苷干預(yù)處理MIRI模型大鼠，發(fā)現(xiàn)可改善大鼠心臟射血分?jǐn)?shù)、減少心梗面積、減輕白細(xì)胞浸潤(rùn)，降低IL-1β、IL-18、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、caspase-1、NLRP3的表達(dá)；表明野黃芩苷可抑制NLRP3炎性小體介導(dǎo)細(xì)胞焦亡從而改善MIRI。Ye B[27]等構(gòu)建大鼠及大鼠原代心肌細(xì)胞體內(nèi)外MIRI模型，體內(nèi)外研究均發(fā)現(xiàn)GSDMD、IL-1β表達(dá)水平升高，大黃素干預(yù)后可降低GSDMD、IL-1β表達(dá)水平并改善心肌組織損傷，具體機(jī)制可能與TLR4/MyD88/NF-κB/NLRP3通路相關(guān)，通過(guò)抑制心肌細(xì)胞焦亡減少M(fèi)IRI。

3.2 活血類中藥

血瘀是心血管疾病的基本病機(jī)，活血化瘀類中藥制劑被廣泛應(yīng)用于心血管疾病的臨床治療，在心血管疾病治療中占據(jù)重要地位。馮敏等[28]應(yīng)用丹參注射液干預(yù)MIRI大鼠，實(shí)驗(yàn)組對(duì)比模型組心梗面積和缺血范圍均減少，出現(xiàn)室性心律失常時(shí)間延遲，且發(fā)生率和持續(xù)時(shí)間均下降。

氧化應(yīng)激可促進(jìn)細(xì)胞焦亡發(fā)生，進(jìn)一步加重MIRI。丹參有效成分丹參酮Ⅱ A具有抗炎、抗心肌纖維化、抗動(dòng)脈粥樣硬化等藥理作用[29]。丁華勝等[30]研究發(fā)現(xiàn)丹參酮Ⅱ A預(yù)處理能降低MIRI大鼠血清IL-1β水平，增強(qiáng)抗氧化作用，減少心梗面積。銀杏內(nèi)酯B可減輕IL-1β、IL-6、TNF-α等炎癥因子水平從而緩解MIRI，可能與調(diào)節(jié)鋅指蛋白A20/核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)信號(hào)通路相關(guān)[31]；還能通過(guò)減少氧化應(yīng)激及鈣超載緩解MIRI大鼠室性心律失常發(fā)生率[32]。銀杏葉提取物能提高M(jìn)IRI大鼠氧自由基清除能力，減少心梗面積，改善心臟功能[33]。龍血竭總黃酮處理缺血再灌注大鼠后，心梗面積減少，NLRP3、caspase-1和IL-1β表達(dá)均下降，可能通過(guò)抑制細(xì)胞焦亡改善大鼠MIRI[34]。

4 解毒活血方劑治療MIRI

多項(xiàng)臨床研究中運(yùn)用解毒活血法，或配伍益氣、化痰等治法，可顯著改善冠心病患者臨床癥狀、減輕血清炎癥因子水平、改善遠(yuǎn)期預(yù)后[35-36]。解毒活血方可通過(guò)改善血管內(nèi)皮脂質(zhì)代謝、減輕炎癥和調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮因子等途徑保護(hù)血管內(nèi)皮功能[37]，還能減少再灌注心律失常、微血管阻塞、再狹窄等并發(fā)癥。

4.1 清心解瘀方

清心解瘀方具有益氣活血、化濁解毒功效，由黃芪、丹參、川芎、藿香、黃連組成，是依據(jù)陳可冀院士臨床治療心梗的經(jīng)方愈梗湯化裁而來(lái)。該方臨床研究證實(shí)具有抗炎[35]、減少巨噬細(xì)胞焦亡[38]、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和重塑腸道菌群[39]等作用；還能改善穩(wěn)定性冠心病患者遠(yuǎn)期不良事件發(fā)生率，如心源性死亡、卒中、心衰、心律失常等，且安全性良好[36]。黃明艷等[40]在陳可冀院士指導(dǎo)下運(yùn)用活血解毒中藥復(fù)方(赤芍、川芎、黃連)預(yù)處理MIRI大鼠，能減少心梗面積，改善心肌損傷標(biāo)志物水平。

4.2 四妙勇安湯

四妙勇安湯由金銀花、玄參、當(dāng)歸、甘草組成，具有清熱解毒、活血止痛功效。研究[41]表明該方具有抗氧化應(yīng)激作用，通過(guò)調(diào)節(jié)超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)與NADPH氧化酶2(NADPH oxidase 2，NOX2)的平衡從而抑制心肌氧化應(yīng)激反應(yīng)。小鼠心肌細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)四妙勇安湯能提高缺氧復(fù)氧損傷心肌細(xì)胞中自噬標(biāo)記物L(fēng)C3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ的表達(dá)率，抑制雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)的磷酸化，并降低caspase 1、NLRP3和IL-1β的表達(dá)；表明四妙勇安湯可通過(guò)激活自噬和抑制細(xì)胞焦亡的雙重作用改善MIRI[42]。

4.3 芎芍膠囊

芎芍膠囊由川芎、赤芍制成，可顯著降低PCI患者術(shù)后心絞痛發(fā)生率和再狹窄率，且安全性良好[43]。張大武等[44]研究發(fā)現(xiàn)芎芍膠囊聯(lián)合缺血后適應(yīng)能顯著減少M(fèi)IRI大鼠心梗面積、減輕心肌損傷，作用機(jī)制可能與降低單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)、TNF-α和炎性細(xì)胞水平相關(guān)。

4.4 其他自擬解毒活血方

鄒國(guó)輝等[45]對(duì)40例小樣本的臨床研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)用自擬解毒活血方(玄參、金銀花、當(dāng)歸、丹參、三七、甘草)可降低PCI術(shù)后患者外周血單核細(xì)胞NF-κB活性，降低血漿IL-1β、TNF-α水平，降低支架內(nèi)再狹窄發(fā)生率。劉曉波等[46]發(fā)現(xiàn)PCI術(shù)后患者輔以解毒活血湯治療，與對(duì)照組相比治療效果更好，常見(jiàn)并發(fā)癥如心律失常、心衰、心絞痛等發(fā)生率明顯降低。1項(xiàng)臨床隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)[47]表明PCI術(shù)前予以解毒活血配方顆粒治療，可在一定程度上緩解PCI圍手術(shù)期患者的心肌損傷。可見(jiàn)，解毒活血方在MIRI治療中可多方位發(fā)揮作用。

5 小結(jié)與展望

綜上可知，具有促炎特性的細(xì)胞焦亡是MIRI的重要發(fā)病機(jī)制之一，改善細(xì)胞焦亡是治療MIRI的有效途徑?，F(xiàn)有證據(jù)表明，解毒活血法治療MIRI療效確切，解毒活血法可能是通過(guò)減少細(xì)胞焦亡、改善炎癥微環(huán)境來(lái)緩解MIRI。

目前，針對(duì)細(xì)胞焦亡抑制劑的可行性和安全性尚有待進(jìn)一步探討。解毒活血法在體內(nèi)外研究中均能有效發(fā)揮治療MIRI的作用，不僅在安全性和可行性方面彌補(bǔ)了細(xì)胞焦亡抑制劑的不足，還在藥物研發(fā)上提供了更廣泛的選擇。本文概述了解毒活血法可能通過(guò)細(xì)胞焦亡改善MIRI的相關(guān)研究，希望能從中藥治療的優(yōu)勢(shì)中找到契合點(diǎn)，以期為靶向細(xì)胞焦亡研發(fā)安全有效的改善MIRI藥物提供新的方向和理論支持。