基于陰陽理論探討脾對細胞自噬和艾滋病的影響?

陳曉宇， 張 淼， 劉 颯， 馬素娜， 王 娟， 于楨鈺， 鞏銘鈺， 謝世平

(河南中醫(yī)藥大學， 鄭州 450046)

艾滋病(acquired immunodeficiency syndrome，AIDS)又稱獲得性免疫缺陷綜合征，是感染人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)后引起一系列免疫缺陷和感染表現(xiàn)的病癥。中醫(yī)尚無艾滋病的具體病名，根據(jù)其發(fā)病特點、傳播方式和病情預后大致可將其屬于“伏氣溫病”“虛勞”等范疇[1]。HIV病毒在體內(nèi)大量復制導致CD4+T細胞不斷減少，逐漸破壞人體免疫系統(tǒng)，具有高感染率和死亡率。細胞自噬是真核細胞的自我保護機制，在HIV感染進程中發(fā)揮著復雜作用。相關研究證明，AIDS 患者感染HIV后的控制程度與細胞內(nèi)的自噬活性相關[2]。脾在中醫(yī)理論中涵蓋范圍廣，與免疫系統(tǒng)密切相關。中醫(yī)藥在提高人體免疫和延長生命周期方面發(fā)揮著獨特優(yōu)勢[3]。本文擬通過陰陽理論來探討脾對細胞自噬和艾滋病的影響，以解釋人體的生命現(xiàn)象。

1 細胞自噬

細胞自噬是一種溶酶體降解的過程，又稱Ⅱ型程序性死亡，在真核生物中既廣泛存在又相對保守，不僅能給饑餓狀態(tài)下的細胞提供能量，還能清除入侵的病原微生物[4]，通過捕獲、分離和消化自噬體中的細胞內(nèi)物質(zhì)來調(diào)節(jié)和維持細胞穩(wěn)態(tài)。

自噬相關基因(autophagy-related gene,Atg)參與細胞自噬的調(diào)控[5]，啟動、延伸、閉合、降解是完整的自噬需要經(jīng)歷的階段，每一階段都受到相關基因的嚴密調(diào)控。當哺乳動物雷帕霉素靶蛋白復合物(mechanistic target of rapamycin complex,mTORC)1表達降低時，去磷酸化的自噬相關蛋白Atg13和UNC-51樣激酶(UNC-51-like kinase,ULK)1相互作用，形成ULK復合物，誘導自噬的啟動[6]；當細胞出現(xiàn)應激反應(感染、缺氧等)時，會在胞質(zhì)內(nèi)形成一個不斷延伸的膜狀結(jié)構(gòu)，最終形成特殊的脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)，此即自噬泡(phagophore)的產(chǎn)生[7]；隔離膜不斷延伸，并將周邊錯誤折疊的蛋白和受損傷的細胞器包裹其中，逐漸形成自噬體(autophagosome)；Atg12和Atg5在磷酸肌醇相互作用蛋白(WD repeat domain,phosphoinositide interacting,WIPI)2作用下與Atg16L1結(jié)合[8]，形成Atg16L1-Atg5-Atg12復合物，此復合物是自噬所必需的，能夠延長初始的隔離膜[9]；微管相關蛋白1輕鏈 (microtubule associated protein 1 light chain,LC)3定位于自噬泡內(nèi)膜，是自噬過程中的重要蛋白，LC3I與磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)相結(jié)合在自噬體膜上生成LC3Ⅱ，LC3Ⅱ可以發(fā)揮調(diào)節(jié)功能，促進隔離膜的延伸，增強自噬活性[10]，在LC3與Atg16L1-Atg5-Atg12的共同作用下，自噬體與溶酶體相融合[11]；自噬溶酶體形成后，吞噬底物在溶酶體內(nèi)被降解，產(chǎn)生氨基酸、脂肪酸等物質(zhì)供細胞利用，而其中的代謝產(chǎn)物則隨著自噬而排出胞漿外[12]。

2 艾滋病與細胞自噬

HIV-1在體內(nèi)的復制是導致人類AIDS的主要原因，HIV病毒的主要靶標是CD4+T細胞，宿主與病毒之間的相互作用使HIV病毒在體內(nèi)主動復制，CD4+T細胞大量耗竭，最終導致人體免疫系統(tǒng)的崩潰，并且部分患者無法控制機會性感染導致死亡[13]。

細胞自噬在HIV感染過程中發(fā)揮著復雜的作用，主要體現(xiàn)在兩方面，一方面自噬是細胞內(nèi)防御的組成部分，可以消除HIV-1并引發(fā)炎癥反應[14]，為驗證“自噬在HIV-1精英控制者(elite controllers,EC)和長期不進展者(long-term nonprogressors,LTNP)中對HIV-1感染起到保護作用”這一假說，國外一些研究者對比了HIV-1感染正常進展者(normal progressors, NP)和LTNP、EC的自噬水平，發(fā)現(xiàn)非進展期患者對HIV-1的抵抗作用隨著外周血單個核細胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)中自噬活性的提高而增加，自噬囊泡可以通過靶向病毒成分限制HIV-1病毒感染[15]。另一方面，HIV-1不僅能夠抑制自噬，增加病毒在宿主體內(nèi)的復制，耗損CD4+T細胞[15]，還能通過誘殺旁觀CD4+T細胞來逃避宿主的先天后天防御系統(tǒng)[16]。Melaine Denizot[17]認為，AIDS患者體內(nèi)CD4+T淋巴細胞逐漸減少與自噬有關，未感染HIV-1的細胞能夠通過HIV-1包膜蛋白Env與趨化因子受體(chemokine receptor ,CXCR)4相結(jié)合誘導自噬，導致旁觀CD4+T淋巴細胞死亡。一項研究發(fā)現(xiàn)，與沒有腦炎的HIV-1患者和未感染HIV病毒的患者比較，有HIV-1腦炎組織病理學表現(xiàn)的患者死亡時腦組織中的Atg5、Atg7、LC3Ⅱ和Beclin1表達增加，說明自噬與神經(jīng)AIDS患者有一定的聯(lián)系[18]。

3 陰陽理論與艾滋病和細胞自噬

3.1 陰陽與自噬

陰陽是一對古代哲學范疇，是宇宙中相互關聯(lián)的事物或現(xiàn)象對立雙方屬性的概括[19]。陰陽理論隨著醫(yī)學的不斷發(fā)展成為重要的中醫(yī)基礎理論[20]，陰陽的消長轉(zhuǎn)化是維持人體生命活動的基礎。《素問·陰陽應象大論篇》曰:“陰陽者，天地之道也……治病必求于本?！敝嗅t(yī)認為陰陽失衡是人體產(chǎn)生疾病的根本，要治愈疾病就要從調(diào)整機體平衡著手。陰陽廣泛存在于事物之中。溫泉[21]等認為，細胞的生長衰老死亡包含著陰陽的動態(tài)變化，細胞的活動過程符合陰陽理論。自噬通過分離與消化細胞內(nèi)物質(zhì)來調(diào)節(jié)和維持細胞穩(wěn)態(tài)的過程，符合中醫(yī)陰陽變化的思想，如果細胞內(nèi)陰陽失衡狀況得不到糾正，不僅會造成細胞自身自噬紊亂，還會造成機體功能的紊亂。

自噬不僅能降解代謝產(chǎn)物，還能給處于應激狀態(tài)下的機體提供能量物質(zhì)。陰陽貫穿于疾病始終，自噬隨著陰陽的變化而發(fā)揮著不同的作用。陰陽雙方相互對立，對于AIDS來說，HIV病毒與CD4+T淋巴細胞是相互對立的。感染HIV病毒后，濕邪始終存在于元氣虛損的過程中[22]；許劍[23]認為HIV病毒感染人體后易損傷脾臟，導致氣血乏源，濕邪內(nèi)生且纏綿難愈，所以可將HIV病毒歸屬于濕邪范疇；CD4細胞是免疫系統(tǒng)的重要免疫細胞之一，于杰[24]認為西醫(yī)的免疫防御、免疫穩(wěn)定和免疫監(jiān)視作用與中醫(yī)正氣的抵御外邪、調(diào)節(jié)修復作用具有相通性。所以，根據(jù)陰陽的屬性可以將HIV病毒劃分為“陰”，CD4+T淋巴細胞劃分為“陽”，二者相互對立?！端貑枴り庩枒蟠笳撈吩唬骸瓣巹賱t陽病，陽勝則陰病。”當HIV病毒進入人體后，不僅加重感染CD4+T細胞，還能誘導旁觀CD4+T細胞損傷，造成人體免疫系統(tǒng)的崩潰。陰陽雙方互根互用，壯雨雯等[25]認為自噬的降解屬于陰，供能屬于陽，二者的平衡維持人體穩(wěn)態(tài)。降解與供能雙方不可處于過亢或過弱的狀態(tài)，否則會導致機體失衡。陰陽雙方相互轉(zhuǎn)化“陽化氣，陰成形”，細胞自噬過程中細胞內(nèi)的代謝物具有凝聚、抑制作用屬陰，若不能及時清除則易在體內(nèi)形成有形實邪；細胞降解代謝物產(chǎn)生的氨基酸能夠為機體提供能量屬陽；陰與陽的相互轉(zhuǎn)換維持著機體的內(nèi)外平衡，體現(xiàn)了“體陰而用陽”的思想[11]。

3.2 從脾之陰陽理論探討細胞自噬與艾滋病

3.2.1 脾之陰陽與HIV病毒 脾胃內(nèi)傷則百病生，脾虛貫穿于AIDS發(fā)展全過程[26]。李發(fā)枝[27]認為，HIV 病毒首先通過損傷脾來危害人體，脾失健運、運化不足導致痰濁等在體內(nèi)堆積進一步阻礙氣血運化?！捌橹l(wèi)”，通過化生氣血來充養(yǎng)衛(wèi)氣，以達到抵御外邪的作用。若脾胃損傷，衛(wèi)外不固，脾失健運，血脈失于統(tǒng)攝則造成外邪侵犯，水濕內(nèi)停，血瘀于內(nèi)，導致氣血運行更加受阻，正氣虧虛更甚。所以在AIDS早期可以見到發(fā)熱、腹瀉、易感冒、乏力等一派衛(wèi)氣虧虛癥狀，在無癥狀感染期則可以見到頭暈、胸悶、畏寒、倦怠、食欲不振、四肢不溫等以陽虛和氣虛為主的癥狀[28]。脾為陰臟，體陰而用陽，脾陰與脾陽相互依存、相互轉(zhuǎn)化，當陽損及陰時，則會出現(xiàn)四肢發(fā)熱、口干、咽干、煩悶等脾陰不足癥狀。綜上所述，脾虛癥狀在AIDS各個階段的臨床表現(xiàn)中都能出現(xiàn)，脾陰脾陽的失調(diào)亦會導致人體陰陽失調(diào)，脾在AIDS的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸中發(fā)揮著重要作用。

3.2.2 脾之陰陽與細胞自噬 自噬不足為“陽氣虧虛，濕邪內(nèi)生”的微觀表現(xiàn)[29]。HIV 病毒能夠影響自噬通路，通過識別CD4+T細胞表面的特異蛋白質(zhì)分子將病毒種植到CD4+T細胞內(nèi)，造成CD4+T細胞不斷減少，人體免疫系統(tǒng)逐漸崩潰。從上文可知，HIV病毒屬陰，能不斷耗損人體正氣，CD4+T細胞屬陽，具有保護機體的作用。脾陽虛衰氣化無力，自噬降解能力不足，致使?jié)裥暗炔±懋a(chǎn)物在體內(nèi)堆積，HIV病毒的復制抑制了CD4+T細胞的抵抗作用，陰盛則陽衰，濕邪痰濁的積聚會遏制陽氣的發(fā)展，阻礙氣血運行，降低人體免疫力，引發(fā)乏力、便溏、納差等脾陽虛癥狀；隨著濕邪痰濁氣血的不斷積聚，實邪在體內(nèi)日益頑固，陽氣衰竭更甚，陰陽失衡更加嚴重易于誘發(fā)感染，形成惡性腫瘤、淋巴結(jié)腫大等癥狀。脾陰是脾陽的基礎，脾陰虧虛也會牽制脾陽，導致陰陽失衡。當脾陰受損、濡養(yǎng)功能下降時，機體內(nèi)營養(yǎng)缺乏，HIV病毒為了自身能夠存活，會增強細胞自噬能力，奪取營養(yǎng)物質(zhì)，加速正常細胞的死亡，導致機體正氣更加虧虛[29]。

3.3 脾之陰陽理論治療艾滋病的探討

課題組前期將流行病學調(diào)查方式和專家問卷相結(jié)合，初步制定了肺脾氣虛證和氣陰兩虛證等7個證型的證候診斷量表[30]，后來又對HIV/AIDS常見虛證進行Logistic回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肺脾氣虛證是HIV/AIDS的常見基本證候[31]。用系統(tǒng)生物學方法對HIV/AIDS進行研究，發(fā)現(xiàn)肺脾氣虛證具有一定的分子生物學基礎[32]，通過對HIV/AIDS肺脾氣虛證患者外周血進行檢測，發(fā)現(xiàn)異常表達的mRNA與mTOR信號通路密切相關，如絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(serine-threonine kinase , AKT)3、結(jié)節(jié)性硬化復合物(tuberous sclerosis complex,TSC)1、人第10號染色體缺失的磷酸激酶及張力蛋白同源基因(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten,PTEN)、真核轉(zhuǎn)譯起始因子4B(Eukaryotic initiation factor 4B,EIF4B)等異常表達。在最近的實驗中，對HIV/AIDS肺脾氣虛證患者運用益艾康膠囊干預6個月，進行治療前后差異表達基因篩選，發(fā)現(xiàn)CXCR4、DNA損傷誘導轉(zhuǎn)錄因子 (DNA damage-inducible transcript,DDIT)4在治療前降低，治療后升高。DDIT4具有調(diào)節(jié)細胞自噬的作用，能夠通過穩(wěn)定TSC1、TSC2來抑制mTORC1的激活[33]；王天寶[34]通過實驗發(fā)現(xiàn)，CXCR4表達下調(diào)會導致自噬啟動因子Ⅲ型PI3K磷脂酰肌醇3激酶復合物 (phosphoinsitide 3-kinase class 3，PI3KIII)的表達下調(diào)。從基因的變化可以初步看出，益艾康膠囊對HIV/AIDS肺脾氣虛證患者的自噬水平變化有一定的影響，但是其具體作用機制尚待進一步深入研究。

綜上所述，脾虛是AIDS的基本病機，細胞自噬是脾臟功能失調(diào)的微觀表現(xiàn)，用益氣健脾法治療脾虛患者對細胞自噬有一定的影響。但在治療脾虛的同時，要仔細辨別陰虛與陽虛。當脾陽不足自噬作用低下時，應采用溫通澀法來理脾陽，驅(qū)除體內(nèi)積聚的陰邪，如理中湯、瓜蔞薤白半夏湯、黃土湯等；當脾陰不足時，應采用甘淡法來滋脾陰阻止病毒的增殖，如參苓白術散、資生丸等[38]等。治療脾陰虛和脾陽虛均要慎用苦寒藥，以免損傷脾胃，通過不同的方法調(diào)節(jié)脾陰脾陽，最終實現(xiàn)陰平陽秘的狀態(tài)。

4 結(jié)語

《金匱要略》有云：“四季脾旺不受邪”，脾在AIDS的發(fā)生與發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，脾氣充足則自噬平衡，人體能夠維持穩(wěn)態(tài)。在AIDS的診療中，當以陰陽理論為指導、扶陽滋陰為法來調(diào)節(jié)細胞自噬，以達到“謹察陰陽所在而調(diào)之，以平為期”的目標。目前對AIDS的機制還需深入研究，需要積極發(fā)揮中醫(yī)陰陽的優(yōu)勢，并與現(xiàn)代分子生物學相結(jié)合，尋找更好的治療方法。