中醫(yī)藥對(duì)慢性阻塞性肺疾病TGF-β信號(hào)通路影響的研究進(jìn)展*

陳云坤 綜述，王 杰，李秀華，張文斌 審校

(重慶市中醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科 400021)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)簡(jiǎn)稱慢阻肺，是一種常見(jiàn)的、可以預(yù)防及治療的疾病[1]。我國(guó)40歲以上COPD發(fā)病率達(dá)13.7%，患者人數(shù)約1億[2]，居我國(guó)疾病負(fù)擔(dān)第2位[3]。慢性阻塞性肺疾病全球倡議(2020年)預(yù)計(jì)至2060年可能每年有超過(guò)540萬(wàn)人死于COPD及并發(fā)癥[4]。在COPD的整個(gè)病程中，慢性炎癥始終都是其重要的發(fā)病機(jī)制，慢性炎癥導(dǎo)致COPD氣道重塑[5]，表現(xiàn)為細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)過(guò)度沉積，平滑肌細(xì)胞過(guò)度增生，管腔出現(xiàn)狹窄及纖維化。ECM是細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、生長(zhǎng)、分化、增殖、分泌所必需的，ECM的積聚有利于組織損傷后的修復(fù)，而轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)在體內(nèi)促進(jìn)ECM合成中起著重要作用[6]，同時(shí)也是介導(dǎo)纖維增生性疾病的關(guān)鍵因子，其過(guò)度表達(dá)使ECM過(guò)度增生和沉積，是導(dǎo)致組織器官纖維化發(fā)生的一個(gè)重要原因。

COPD是一種無(wú)法根治的慢性氣道疾病，主要治療藥物有抗生素、糖皮質(zhì)激素、茶堿類、抗膽堿藥、β2受體激動(dòng)劑等[4]。研究發(fā)現(xiàn)，藥物能通過(guò)調(diào)控TGF-β減少或延緩COPD氣道重塑，如陸小華等[7]研究發(fā)現(xiàn)，老年COPD患者經(jīng)過(guò)氨茶堿或多索茶堿治療后，患者TGF-β1水平較治療前明顯下降，提示氨茶堿或多索茶堿可以通過(guò)調(diào)節(jié)TGF-β1水平減少COPD氣道重塑。桂金艷等[8]使用福多司坦治療COPD合并肺纖維化患者，結(jié)果顯示,治療后觀察組TGF-β1水平顯著低于對(duì)照組，提示福多司坦能優(yōu)化TGF-β1水平，改善患者氣道重塑。于晴等[9]運(yùn)用莫西沙星與吸入舒利迭吸聯(lián)合治療慢性阻塞性肺疾病急性加重期(AECOPD)患者，治療后試驗(yàn)組患者TGF-β1水平顯著低于對(duì)照組，提示莫西沙星吸入舒利迭吸聯(lián)合治療AECOPD能通過(guò)降低TGF-β1水平延緩氣道重塑?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)治療藥物能改善患者臨床癥狀、改善肺功能、延緩疾病進(jìn)展、提高生活質(zhì)量等，但亦存在頭痛、惡心、嘔吐、口干、腹瀉、心律失常、皮疹、尿潴留等一系列不良反應(yīng)[7-10]。

中醫(yī)藥治療COPD歷史悠久，具有療效明確、不良反應(yīng)少、療效持久等特點(diǎn)，目前基于TGF-β信號(hào)通路運(yùn)用中醫(yī)藥治療COPD具有較多實(shí)驗(yàn)及臨床研究，但研究結(jié)果未得到系統(tǒng)總結(jié)與分析，故本文將對(duì)近幾年中醫(yī)藥調(diào)控TGF-β信號(hào)通路治療COPD的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)，為中醫(yī)藥預(yù)防及治療COPD提供重要的理論依據(jù)及開(kāi)辟新的方向。

1 TGF-β信號(hào)通路

TGF-β超家族包括抑制素、TGF-β、生長(zhǎng)分化因子、活化素和骨形態(tài)發(fā)生蛋白[11]，其中TGF-β由3種亞型組成，即TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3，其中TGF-β1表達(dá)最多，含量最豐富[12]，TGF-β1可以調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答、細(xì)胞增殖與分化、組織修復(fù)與ECM的形成，是至今為止發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)ECM沉積促進(jìn)劑[13]。

TGF-β1主要通過(guò)TGF-β1/Smads發(fā)揮功效[14]。TGF-β1激活Smads蛋白，參與細(xì)胞外基質(zhì)基因的合成及轉(zhuǎn)錄，從而參與纖維化的形成[15]。根據(jù)結(jié)構(gòu)及功能的不同可以將Smad蛋白分為抑制性Smad蛋白(Smad6、Smad7)、協(xié)同型Smad蛋白(Smad4)及調(diào)節(jié)型Smad蛋白(Smad1、Smad2、Smad3、Smad5、Smad8)[16]。典型的TGF-β信號(hào)通路由活化的TGF-β配體與TGF-βⅡ型受體結(jié)合，激活募集TGF-βⅠ型受體，活化的TGF-βⅠ型受體激活并磷酸化Smad2、Smad3，磷酸化的Smad2、Smad3與Smad4結(jié)合形成復(fù)合物，進(jìn)而調(diào)節(jié)相應(yīng)靶基因的轉(zhuǎn)錄，故可以通過(guò)阻斷Smad2、Smad3磷酸化進(jìn)而拮抗TGF-β信號(hào)的傳導(dǎo)[17-18]。抑制性Smad蛋白與Ⅰ型受體結(jié)合從而可以拮抗TGF-β信號(hào)的傳導(dǎo)[19]。

2 TGF-β信號(hào)通路在COPD中的作用

COPD是一種具有多系統(tǒng)表現(xiàn)的慢性炎癥性疾病[20]，慢性炎癥刺激氣道上皮細(xì)胞釋放生長(zhǎng)因子，促進(jìn)氣道周?chē)交『统衫w維細(xì)胞增生，導(dǎo)致氣道重塑[5]，氣道重塑是COPD的病理變化[21]，研究證實(shí)，TGF-β信號(hào)通路在COPD氣道重塑的進(jìn)展中起著重要作用，COPD患者TGF-β水平升高，從而通過(guò)TGF-β信號(hào)通路調(diào)控ECM的代謝，促進(jìn)其過(guò)度增生和沉積，導(dǎo)致COPD患者的氣道重塑[22-24]。WU等[25]研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)控COPD患者TGF-β/Smad信號(hào)通路可減少COPD的氣道重塑。陳娟等[26]研究提示，TGF-β在氣道平滑肌細(xì)胞及上皮細(xì)胞廣泛表達(dá)，且與對(duì)照組相比，COPD患者TGF-β表達(dá)量明顯升高，COPD患者TGF-β表達(dá)量與肺功能?chē)?yán)重程度呈正相關(guān)。蔡丹磊等[27]等的研究結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，感染組患者、未感染組患者TGF-β1、Smad2、Smad3表達(dá)量升高，且感染組升高更明顯，TGF-β1與Smad2、Smad3的表達(dá)量呈正相關(guān)；與對(duì)照組相比，感染組、未感染組Smad6、Smad7的表達(dá)量降低，且感染組降低更明顯，TGF-β1與Smad6、Smad7呈負(fù)相關(guān)，提示TGF-β1/Smads信號(hào)通路參與COPD進(jìn)程。FEI等[28]研究顯示，COPD患者血清TGF-β、Smad2、Smad3水平升高，1 s用力呼吸容積占預(yù)計(jì)值百分比(FEV1%)與血清TGF-β水平呈負(fù)相關(guān)，Smad2和Smad3磷酸化水平隨著COPD的嚴(yán)重程度加重而逐漸增加。WANG等[29]通過(guò)香煙煙霧(CS)誘導(dǎo)COPD大鼠模型觀察到Smad7表達(dá)量降低，TGF-β1、Smad2、Smad3的表達(dá)量升高，吸入硫化氫后，可抑制TGF-β1、Smad2、Smad3的激活，增加Smad7的表達(dá)，從而抑制TGF-β/Smads信號(hào)通路，減輕COPD的氣道重塑?？梢?jiàn)TGF-β信號(hào)通路在COPD發(fā)生、發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮著重要作用。因此，通過(guò)降低TGF-β1、Smad2、Smad3水平，提升Smad6、Smad7水平以調(diào)節(jié)TGF-β信號(hào)通路在COPD治療中具有重要意義。

3 中醫(yī)藥對(duì)COPD TGF-β信號(hào)通路的影響

中醫(yī)認(rèn)為，COPD主要病理變化為本虛標(biāo)實(shí)，以正虛為主要病機(jī)，正虛為肺脾腎三臟虛損，標(biāo)實(shí)為痰濁、水飲、血瘀，三者相互交結(jié)。故AECOPD主要有解表散寒、溫陽(yáng)化飲、燥濕化痰、清熱化痰、活血化瘀等治法，穩(wěn)定期以補(bǔ)益肺脾腎或兼祛邪為主。目前主要從中藥復(fù)方、中藥有效成分來(lái)研究中醫(yī)藥對(duì)COPD TGF-β信號(hào)通路的影響。

3.1 中藥復(fù)方對(duì)COPD TGF-β信號(hào)通路的影響

小青龍湯首載于《傷寒論》，主要由芍藥、干姜、麻黃、半夏、桂枝、細(xì)辛、五味子、炙甘草組成，具有解表散寒、溫肺化飲之功效，是治療AECOPD外寒里飲證代表方。陳榮等[30]研究發(fā)現(xiàn)，小青龍湯聯(lián)合西醫(yī)治療能顯著降低AECOPD(外寒里飲證)患者白細(xì)胞介素-6(IL-6)、TGF-β、基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)水平，且較單純西醫(yī)治療降低更明顯，提示小青龍湯能減輕炎癥及減少氣道重塑，緩解COPD急性加重。

二陳湯記載于《太平惠民和劑局方》，由炙甘草、白茯苓、半夏、橘紅組成，功效為燥濕化痰，理氣和中，是治療AECOPD痰濁阻肺證常用方。尚立芝等[31]使用二陳湯加味治療CS與氣管滴注脂多糖(LPS)方法建立的COPD大鼠模型，能顯著降低COPD大鼠模型肺組織Smad3、Smad4 mRNA的表達(dá)量，升高肺組織Smad6、Smad7 mRNA的表達(dá)量，減弱肺組織Smad3、Smad4蛋白的表達(dá)，增強(qiáng)肺組織Smad6、Smad7蛋白的表達(dá)，從而發(fā)揮對(duì)ECM沉積的抑制作用,進(jìn)而抑制細(xì)支氣管及肺組織結(jié)構(gòu)重塑。

玉屏風(fēng)散出自《究原方》，由防風(fēng)、黃芪、白術(shù)組成，具有益氣固表止汗之功效，為治療COPD肺氣虛證常用方?！夺t(yī)學(xué)正傳》記載六君子湯由陳皮、白術(shù)、炙甘草、人參、半夏、茯苓組成，功效為益氣健脾，燥濕化痰，治療COPD脾胃氣虛兼痰濕證。陳明等[32]運(yùn)用玉屏風(fēng)散和六君子湯加減治療痰濕阻肺型AECOPD患者，發(fā)現(xiàn)玉屏風(fēng)散和六君子湯聯(lián)合西醫(yī)常規(guī)治療，較單純西醫(yī)常規(guī)治療能更加明顯緩解咳嗽、咳痰、喘累、氣促等癥狀，顯著降低細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、TGF-β1和MMP-9水平，減少氣道炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，降低氣道重塑，改善肺功能。

清氣化痰丸記載于《醫(yī)方考》，組成主要為枳實(shí)、瓜蔞仁、酒黃芩、茯苓、陳皮、杏仁、膽南星、制半夏等，其功效為清肺化痰，理氣止咳，是臨床治療AECOPD痰熱郁肺證的常用方。侯體保等[33]采用加減清氣化痰丸聯(lián)合西醫(yī)治療AECOPD患者，能顯著降低患者TGF-β1水平，減少ECM過(guò)度增生和沉積，降低氣道重塑，且較單純西醫(yī)治療效果更明顯。

補(bǔ)中益氣湯記載于《內(nèi)外傷辨惑論》，由當(dāng)歸、升麻、炙甘草、白術(shù)、柴胡、橘皮、黃芪、人參等組成，功效為補(bǔ)中益氣，升陽(yáng)舉陷，是COPD肺脾氣虛證常用方。駱志均等[34]研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)中益氣湯能顯著降低CS加氣管內(nèi)滴注LPS建立的COPD大鼠模型血清及肺組織TGF-β1、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、IL-1β、IL-6、IL-8水平，降低肺組織中MMP-9、MMP-12水平，減輕氣道炎癥，降低氣道重塑。

益氣活血消癥方為王琦教授治療氣虛血瘀痰阻證COPD穩(wěn)定期經(jīng)驗(yàn)方，由當(dāng)歸、水蛭、生黃芪、鱉甲、赤芍、地龍等組成，其功效為益氣活血,消癥通絡(luò)。王瑋等[35]研究發(fā)現(xiàn)，益氣活血消癥方聯(lián)合西醫(yī)常規(guī)治療，能有效升高Smad7水平，降低TGF-β1及Smad3水平，并較單純西醫(yī)常規(guī)治療改變更明顯，提示益氣活血消癥方能通過(guò)調(diào)控TGF-β信號(hào)通路減少氣道重塑。

芪白平肺方為晁恩祥教授治療痰瘀阻肺證AECOPD經(jīng)驗(yàn)方[36]，由地龍、五味子、川芎、葶藶子、厚樸、薤白、生曬參、半夏、黃芪等組成，其功效為化瘀祛痰，補(bǔ)益肺氣。蘇軍等[37]研究發(fā)現(xiàn)，芪白平肺方聯(lián)合西醫(yī)常規(guī)治療能降低中醫(yī)證候積分，減少痰中IL-5、MMP-9水平，降低血中TGF-β1、Smad3水平，升高Smad7水平，且較單純西醫(yī)常規(guī)治療改善更加明顯，提示芪白平肺方能通過(guò)TGF-β信號(hào)通路減少氣道重塑，從而改善患者肺功能，提高臨床療效，可進(jìn)一步進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、有效成分檢測(cè)等方式研究該方治療COPD的作用機(jī)制。

補(bǔ)氣通絡(luò)解毒湯由鱉甲、僵蠶、黃芪、甘草、連翹、水蛭、地龍、當(dāng)歸、紫菀、赤芍、川芎、皂莢刺、茯苓等組成，其功效為健脾益氣、活血通絡(luò)、祛痰止咳、解毒宣衛(wèi)等。陳亞雋等[38]研究結(jié)果顯示，運(yùn)用補(bǔ)氣通絡(luò)解毒法聯(lián)合西醫(yī)常規(guī)治療COPD后，患者C-反應(yīng)蛋白(CRP)、IL-6、TNF-α、ICAM-1、TGF-β1、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(b-FGF)、MMP-9水平顯著降低，且較單獨(dú)西醫(yī)常規(guī)治療改善更明顯，提示補(bǔ)氣通絡(luò)解毒湯能顯著降低患者炎癥因子水平，減少氣道重塑。

芪蛭皺肺顆粒組成主要為水蛭、丹參、桔梗、黃芪、枳實(shí)、黨參等，功效為益氣培元、活血化瘀、癟皺肺脹。張毅等[39]研究表明，芪蛭皺肺顆?？梢愿纳艭OPD大鼠模型肺組織TGF-β1 mRNA、血小板衍生生長(zhǎng)因子(platelet derived growth factor，PDGF)mRNA表達(dá)量，降低肺組織TGF-β1、PDGF蛋白表達(dá)水平，減輕炎性反應(yīng)，降低氣道重塑。

理肺湯由黃芪、附子、桂枝、白術(shù)、白芍、五味子、防風(fēng)、麥冬、甘草組成，具有溫陽(yáng)益氣，補(bǔ)肺健脾之功效。LI等[40]通過(guò)CS及LPS建立COPD大鼠模型，與對(duì)照組相比，COPD大鼠模型組肺組織中IL-6、TGF-β和TNF-α及血清中TNF-α水平增加。與模型組相比，理肺湯組肺組織中IL-6、TGF-β和TNF-α及血清中TNF-α顯著降低，提示理肺湯能改善COPD大鼠模型炎癥水平，降低氣道重塑。

另有部分研究發(fā)現(xiàn)，百令膠囊[41]、丹參多酚酸鹽[42]、燈盞花素[43]、參蛤益肺膠囊[44]、補(bǔ)肺活血膠囊[45]等中成藥在干預(yù)COPD TGF-β信號(hào)通路的治療上也具有一定療效。上述研究表明，中藥湯劑及中成藥干預(yù)COPD TGF-β信號(hào)通路主要以解表散寒、溫陽(yáng)化飲、燥濕化痰、清熱化痰、活血化瘀、補(bǔ)益肺脾腎等為主，對(duì)應(yīng)COPD肺脾腎虧損及痰濁、水飲、血瘀之病機(jī)。

3.2 中藥單方及有效成分對(duì)COPD TGF-β信號(hào)通路的影響

除以上中藥湯劑及中成藥對(duì)COPD TGF-β信號(hào)通路的研究，還有部分關(guān)于中藥單方及有效成分的研究。

《神農(nóng)本草經(jīng)》記載：赤芍為“主邪氣腹痛，除血痹，破堅(jiān)積寒熱……”，善于清熱涼血，活血化瘀，其主要成分為芍藥苷、羥基芍藥苷、丹皮酚等。芍藥苷具有解熱鎮(zhèn)痛之功效，丹皮酚能抗血小板聚集、抗血栓形成、改善微循環(huán)等。徐飛等[46]研究發(fā)現(xiàn)，赤芍能夠抑制TGF-β1、MMP-2、MMP-9、基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子-1(TIMP-1)表達(dá),調(diào)控ECM的沉積與降解，減少COPD大鼠氣道重塑，改善肺功能。

冬蟲(chóng)夏草是一種補(bǔ)益肺脾常用的補(bǔ)品，常用來(lái)治療呼吸系統(tǒng)疾病。YANG等[47]通過(guò)CS及LPS建立COPD大鼠模型，與對(duì)照組相比，模型組COPD大鼠模型TGF-β1蛋白及mRNA表達(dá)水平顯著升高，同時(shí)TGF-β受體Ⅰ、TGF-β受體Ⅱ表達(dá)水平也顯著高于對(duì)照組，p-Smad2和p-Smad3蛋白表達(dá)水平顯著上調(diào)，Smad7的表達(dá)水平顯著降低；與模型組相比，冬蟲(chóng)夏草組TGF-β1、TGF-β受體Ⅰ、TGF-β受體Ⅱ表達(dá)水平明顯降低，p-Smad2和p-Smad3的高表達(dá)顯著降低，Smad7蛋白表達(dá)水平不同程度升高。表明冬蟲(chóng)夏草可以通過(guò)調(diào)節(jié)TGF-β1/Smad信號(hào)通路相關(guān)蛋白的表達(dá)影響COPD的氣道重塑。

《神農(nóng)本草經(jīng)》描述：黃芩為“主諸熱黃疽……惡創(chuàng)恒蝕，火瘍?！逼涔π榍鍩嵩餄?，瀉火解毒，主要成分為黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素等，黃芩苷具有抗炎、抗氧化、抗纖維化、改善肺功能等作用[48]。XU等[49]研究結(jié)果顯示，黃芩能夠顯著改善CS誘導(dǎo)的COPD大鼠模型肺功能，降低IL-6、IL-8、TGF-β、MMP-2、MMP-9和基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子1(TIMP-1)水平，以減輕氣道炎癥，改善氣道重塑。

銀杏葉具有活血化瘀，通絡(luò)止痛，斂肺平喘等功效，其銀杏葉提取物(EGb)主要成分為黃酮類等，具有清除自由基、抗炎、減少血小板聚集、保護(hù)血管等作用。劉忠[50]研究發(fā)現(xiàn)，EGb組支氣管肺泡灌洗液(BALF)中TGF-β1水平較COPD模型組顯著下降，表明EGb能夠有效降低COPD大鼠氣道結(jié)構(gòu)及肺血管的重塑，改善肺功能。

青蒿琥酯是中草藥青蒿的半合成衍生物，通常用作抗瘧劑[51]。此外，青蒿琥酯已被證明具有抗炎和抗氧化活性[52-53]。青蒿琥酯可以通過(guò)抑制TGF-β1/Smad3激活改善博萊霉素誘導(dǎo)的大鼠肺纖維化病理學(xué)[54]。PAN等[55]研究發(fā)現(xiàn)，CS可觸發(fā)COPD大鼠TGF-β1釋放，激活其下游信號(hào)Smad2/3磷酸化，促進(jìn)氣道重塑；青蒿琥酯能降低TGF-β1水平，抑制Smad2/3磷酸化，從而減少氣道炎癥及氣道重塑。

人參具有調(diào)節(jié)免疫力、抗炎、抗纖維化等作用，還可以減少呼吸道感染的癥狀[56]。人參皂苷Rg1是人參的主要活性成分之一，具有抗炎、抗氧化、調(diào)高免疫力等作用。GUAN等[57]研究結(jié)果顯示，人參皂苷Rg1能顯著下調(diào)CS誘導(dǎo)COPD大鼠模型肺組織中MMP-9蛋白表達(dá)水平及MMP-9與TIMP-1的比率，降低TGF-β1水平，抑制Smad2、Smad3磷酸化，從而減輕氣道炎癥及氣道重塑。

以上結(jié)果表明，部分單味中藥及中藥有效成分對(duì)COPD 的TGF-β信號(hào)通路有一定調(diào)節(jié)作用，但目前為止，單味中藥或中藥有效成分干預(yù)COPD 的TGF-β1信號(hào)通路的種類發(fā)掘仍較少，這可能與COPD病因病機(jī)復(fù)雜，單味中藥或中藥有效成分的療效較為局限有關(guān)。

4 小 結(jié)

TGF-β信號(hào)通路在COPD發(fā)生、發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮著重要作用，上述研究顯示，調(diào)控TGF-β信號(hào)通路是中醫(yī)藥治療COPD的重要作用機(jī)制之一。本文對(duì)近幾年中藥復(fù)方、單味中藥及中藥有效成分對(duì)COPD TGF-β信號(hào)通路的影響進(jìn)行總結(jié)，上述研究表明，中藥湯劑及中成藥主要以解表散寒、溫陽(yáng)化飲、燥濕化痰、清熱化痰、活血化瘀、補(bǔ)益肺脾腎等功效調(diào)節(jié)COPD TGF-β信號(hào)通路。此外，單味中藥及中藥成分，如赤芍、冬蟲(chóng)夏草、黃芩、銀杏葉提取物、青蒿琥酯、人參皂苷Rg1對(duì)COPD TGF-β信號(hào)通路亦具有一定的調(diào)節(jié)作用。但因中藥湯劑及中藥成分復(fù)雜，作用機(jī)制尚不完全明確，故關(guān)于中醫(yī)藥對(duì)COPD TGF-β信號(hào)通路的調(diào)控作用有待深入研究，其他中醫(yī)療法如針刺、艾灸、穴位注射、穴位埋線、穴位貼敷、皮內(nèi)針等對(duì)COPD TGF-β信號(hào)通路是否有干預(yù)作用，有待進(jìn)一步研究。