中藥治療病毒性心肌炎的作用及其機制研究進展

劉夢輝，李立新，徐惠波，關(guān)延坤，林 玥1，，丁 濤*

（1.長春中醫(yī)藥大學，長春 130117；2.吉林省中醫(yī)藥科學院藥效毒理評價中心，長春 130012；3.吉林省中醫(yī)藥科學院第一臨床醫(yī)院，長春 130012；4.大連盛鴻藥業(yè)集團股份有限公司，遼寧 大連 116043）

心肌炎即心臟的炎癥，目前世界衛(wèi)生組織和歐洲心臟病學會工作組將心肌炎定義為一種心肌炎性疾病[1]。心肌炎誘因可為病毒、細菌、寄生蟲、自身免疫等因素。但常見的心肌炎是由病毒感染引起的[2]，即病毒性心肌炎（VMC）。VMC是一種常見的致命性的疾病，是擴張型心肌?。―CM）和猝死的主要原因之一，威脅著全球數(shù)百萬人生命，尤其是兒童和40歲以下的青年患者[2-3]。病毒性心肌炎的臨床表現(xiàn)異質(zhì)性大，其發(fā)病率無法準確估算。常用的西醫(yī)治療包括抗病毒、免疫調(diào)節(jié)/抑制、對癥治療等方法。中醫(yī)學根據(jù)臨床癥狀將其歸于“心悸”“心癉”“怔忡”范疇。近年來，中醫(yī)對病毒性心肌炎的辨證、應(yīng)用中藥分型分期論治，取得了顯著的臨床療效，展現(xiàn)出中藥多靶點、多層次、多環(huán)節(jié)的效應(yīng)，受到了各類學者的關(guān)注，并對其作用機制進行了深入的研究。本研究將對近年來中藥治療病毒性心肌炎的作用特點及機制研究結(jié)果進行歸納總結(jié)，期為臨床應(yīng)用提供參考。

1 抗病毒

VMC主要是由病毒引起的炎癥性心臟病[4]。常見的嗜心毒病毒包括腺病毒和腸道病毒（如柯薩奇A病毒、柯薩奇B病毒）、細小病毒B19、人類皰疹病毒6等，同時還有通過激活免疫系統(tǒng)而間接引發(fā)心肌炎的病毒，如甲型流感病毒和冠狀病毒（包括正在流行的新型冠狀病毒[4-5]）。因此，抗病毒是治療VMC的重要手段。

中藥大黃乙醇提取物體外研究顯示，其不能阻止CVB3感染HEp-2細胞，對CVB3也沒有直接殺滅作用，但能抑制CVB3的活性體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)大黃乙醇提取物是降低了VMC小鼠血清及組織中病毒RNA表達，增強了機體清除病毒的速度[6]。葛根中的黃酮類成分葛根素治療CVB3誘導的VMC小鼠8 d后，也能減少心肌中CVB3病毒RNA表達水平，分析其作用可能與其改善心肌中SOD酶活性和MDA含量有關(guān)[7]。可見，中藥提取物和復方中藥抗病毒機制不主要是直接殺死病毒或阻止病毒進入心肌細胞，可能還與降低其在宿主中的增殖力、致病力及破壞力有關(guān)。

2 調(diào)節(jié)免疫

心臟的免疫反應(yīng)程度能夠預(yù)測VMC的發(fā)展方向[8]。有研究報道，在VMC的急性期、亞急性期及慢性期，持續(xù)的自身免疫反應(yīng)和過度的炎癥反應(yīng)是心肌損傷的一個主要因素。因此，改善自身免疫反應(yīng)對治療VMC有重要的意義。

2.1 調(diào)節(jié)NF-κB 信號通路

核因子-kappaB（NF-κB）信號通路是促炎因子產(chǎn)生和循環(huán)的重要途徑，通過TNFα、IL-1β、IL-6的信號傳導，該通路會導致一系列的免疫炎癥反應(yīng)激活。

黃芪藥材及有效組分黃芪總黃酮和總皂苷、單體化合物黃芪甲苷對CVB3病毒增殖的抑制和保護心肌細胞的作用，是通過激活NF-κB，誘導干擾素、TNF-α等炎癥因子表達來實現(xiàn)的[9-10]。另發(fā)現(xiàn)黃芪多糖（AP）能提高CVB3心肌炎小鼠的存活率，降低心臟損傷、改善小鼠心臟功能，也可能歸因于其對NF-κB信號通路中心臟炎癥標記物IL-1β、IL-6的調(diào)控作用[11]。石哲瑋等[12]發(fā)現(xiàn)，漢黃芩苷能夠減少IL-1β、IL-6的釋放，起到改善心肌炎癥的作用是通過調(diào)節(jié)Akt/NF-κB通路實現(xiàn)的，但能夠被Akt激動劑所減弱。還有許多復方中藥如“心肌康”[13]、參麥注射液[14]均能不同程度通過調(diào)節(jié)NF-κB通路，來減輕心臟損傷。

2.2 調(diào)節(jié)T細胞及其亞群

T細胞及其亞群的平衡對VMC引起的心臟損傷至關(guān)重要。研究表明與野生型小鼠相比，缺乏CD8受體的小鼠會增加疾病嚴重程度，缺乏CD4受體的小鼠反而會減弱疾病嚴重程度，這表明不同的T細胞亞群在病毒誘導的心肌炎中具有不同的功能[15]。蘇木乙酸乙酯提取物灌胃治療20 d后，可降低慢性VMC小鼠外周血中CD4+T細胞、CD4+T/CD8+T細胞水平，升高CD8+T細胞水平，從而達到治療VMC的目的[16]。

Th1細胞主要分泌促炎因子如IL-2、IFN-γ和TNF-β等，而Th2細胞主要分泌抑炎因子IL-4和IL-10等。調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡是治療VMC的有效途徑。TL1A（VEGI-192/血管內(nèi)皮細胞生長抑制因子-192）是TNF超家族的一個成員，TL1A可能有促進T細胞向Th1細胞分化的特性，從而可能在Th1型免疫反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展中可能發(fā)揮了重要的作用。黃芪甲苷灌胃治療7 d后，能顯著下調(diào)模型小鼠心肌細胞中TL1A的表達[17]。丹參酮IIA（TSA）是丹參的主要藥理活性成分，在CVB3誘導的小鼠心肌炎模型中，TSA腹腔注射治療14 d后，可提高IL-4和IL-10水平，降低IFN-γ和IL-2水平，初步得出判斷TSA具有抑制炎癥和調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡，減少CVB3致小鼠心肌損害的作用[18]。

除了Th1和Th2，IL-17是TH17細胞分泌的促炎因子，它正成為越來越多的炎癥性疾病的重要治療靶點。有研究表明，小檗堿可有效緩解自身免疫性心肌炎（EAM）嚴重程度，能降低Th1和Th17細胞及其細胞因子IFN-g和IL-17水平，其可能的潛在機制與JAK抑制劑AG490類似，為抑制Th1和Th17異常反應(yīng)中p-STAT1、p-STAT3和p-STAT4的強度[19]。苦參總堿和西洋參總皂苷組合物能夠降低EAM大鼠血中TNF-α、IL-2、IL-17、IFN-γ的水平，抑制Th1、Th17細胞亞群激活，從而減輕心肌損傷[20]。

2.3 調(diào)節(jié)其他免疫細胞

巨噬細胞按其表型和分泌的炎癥因子可分為M1型和M2型，M1型具有促炎作用，INOS是其表型的標記物；M2型具有抗炎作用，ARG-I是其表型的標記物。在CVB3誘導的乳小鼠心肌炎模型中，香葉木素治療7天后，能夠顯著降低外周血中INOS表達，同時升高ARG-I；可見香葉木素是抑制CVB3誘導的巨噬細胞向M1型極化，促進其向M2型極化，發(fā)揮保護心臟作用[21]。

曹勇等[22]研究發(fā)現(xiàn)主要由人參、丹參、連翹等組成的“五森二連顆粒，高劑量組與利巴韋林組相似，均能增加NK細胞的殺傷活性，降低血清中CK、CK-MB的水平，減輕CVB3誘導的VMC的心肌損傷并保護心肌細胞。

3 抑制心肌纖維化

病毒心肌炎發(fā)病時，一旦炎癥反應(yīng)持續(xù)，心臟將進行重塑，心臟的結(jié)構(gòu)和功能將被改變，心肌組織出現(xiàn)纖維化，從而會引起DCM的發(fā)生發(fā)展。心肌纖維化是慢性期VMC到DCM發(fā)病過程中的重要因素。

3.1 抑制內(nèi)皮—間充質(zhì)轉(zhuǎn)化

心肌纖維化主要受心臟成纖維細胞（CFs）的影響，胚胎間充質(zhì)細胞可以直接分化，內(nèi)皮—間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）過程也可產(chǎn)生CFs[23]。由人參、丹參、苦參等組成的中藥復方“清心飲”的體外實驗發(fā)現(xiàn)，用20%清心飲含藥血清干預(yù)CVB3感染的心臟微血管內(nèi)皮細胞，可緩解細胞形態(tài)的損害，提高細胞存活率，上調(diào)Pyk2、PI3K、Akt水平，但此作用效果可被Pyk2、PI3K的特異性抑制劑所拮抗。清心飲是通過抑制EMT過程，起到抗心肌纖維化作用[24]，其發(fā)揮作用的有效成分可能是人參皂苷Rb3[25]。

3.2 抑制TGF-β1-Smad通路

纖維化的特征是纖維（主要是I型）膠原的過度積累，導致心室硬化和心室舒張充盈損害。TGF-β1/Smad通路參與了膠原基因啟動位點的激活，主要增強I型膠原的DNA翻譯。研究表明黃芪甲苷抑制了TGF-β1/Smad信號通路中的重要蛋白Smad2/3、Smad4的表達，阻斷了TGF-β1下游信號轉(zhuǎn)導，從而抑制CVB3誘導的小鼠心肌炎中的心肌纖維化[26]。另有報道，原花青素可降低VMC大鼠TGF-β1、I型膠原纖維蛋白、Ⅲ型膠原纖維蛋白及血中Smad2/3的含量，從而改善心肌纖維化，提示其可通過抑制TGF-β1/Smad信號的傳導，抑制VMC大鼠心肌纖維化的進展[27]。

3.3 調(diào)節(jié)MMP/TIMP的平衡

心肌纖維化是VMC發(fā)展為DCM的關(guān)鍵步驟。在心肌纖維化的調(diào)控過程中，基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）和組織抑制物（TIMP）的平衡是極其重要因素之一。MMP能夠消化基質(zhì)和基膜，能降解絕大部分的細胞外基質(zhì)，TIMP則是MMP的特異性抑制物。中藥復方制劑童心康合劑可以升高EAM模型大鼠血清中MMP-9表達，抑制TIMP-1表達，使MMP-9/TIMP-1系統(tǒng)趨于平衡，達到減輕心肌纖維化的作用[28]。對EAM大鼠模型，應(yīng)用芪參益氣滴丸治療后，MMP-1和TIMP-1的mRNA和蛋白表達增加，但MMP1/TIMP-1比率降低，并起到了抗心肌纖維化作用[29]。

4 抗凋亡

凋亡是多細胞生物中一個高度受控的生理過程。細胞凋亡受多條信號通路調(diào)控，包括FAS、Bax、Bcl-x、caspase家族蛋白等。心肌炎的發(fā)病過程也存在細胞凋亡異常。近年來，越來越多的學者聚焦于研究中藥在病毒感染的心肌炎模型中的抗細胞凋亡作用。

4.1 調(diào)節(jié)Fas/FasL

Fas蛋白屬腫瘤壞死因子（TNF）受體家族成員，與其配體FasL結(jié)合，經(jīng)Fas死亡結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白導致膜連接的Caspase-8蛋白寡聚體化，最終導致細胞凋亡。黃芪甲苷IV可以保護小鼠免受CVB3誘導的心功能不全、心肌損傷的影響，可能是因為其抑制了CVB3誘導細胞凋亡的FAS/FASL信號通路的激活[30]。養(yǎng)心活血解毒方也能夠降低VMC小鼠心肌組織中Fas/FasL蛋白的表達，抑制心肌細胞凋亡，減少心肌損傷[31]。

4.2 調(diào)節(jié)Bcl-2/Bax

線粒體外膜上的 Bcl-2 基因家族是細胞凋亡的重要抑制因子，Bax 是促凋亡因子。張石在等[32]的實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過黃芪三萜皂苷預(yù)處理2周后的小鼠進行病毒感染，再治療3周后，能使CVB3誘導的VMC模型的心肌組織中凋亡相關(guān)因子Bax、Bcl-2的表達水平及Bax/BcL-2比值顯著降低，抑制心肌細胞凋亡。小檗堿、牡荊素作用于被CVB3感染的心肌細胞后，也能通過JNK通路調(diào)節(jié)Bcl-2、Bax水平，進而抑制CVB3感染心肌細胞的凋亡[33-34]。

4.3 調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激

GRP78/94和CHOP是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自身的應(yīng)激因子也是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分子伴侶形式蛋白，常被作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的標志物。Caspase家族的聯(lián)級反應(yīng)是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)引起凋亡的重要途徑。Caspase-12被激活后可從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進入細胞液與Caspase-9作用，激活 Caspase-3誘導細胞凋亡。體外研究實驗中，槲皮素可抑制CVB3引起的心肌細胞JNK磷酸化，抑制GRP78/94和CHOP、Caspase-12等蛋白的過度表達，提示槲皮素可能是通過抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激減輕細胞凋亡[35]。黃芪總黃酮和姜黃素均能治療CVB3感染的原代心肌細胞3 d能降低GRP78/94和Caspase-12的表達，從而減少心肌細胞凋亡[36-37]。

5 總結(jié)與展望

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，中藥治療病毒性心肌炎的作用機制研究不斷地被深入。通過分析近幾年的單味中藥、有效組分或成分及復方治療病毒性心肌炎的試驗研究結(jié)果，可以肯定中藥雖然直接清除和殺死病毒作用不強，但能通過調(diào)節(jié)NF-κB信號通路、T細胞及其亞群的平衡和其他免疫細胞等作用調(diào)節(jié)機體免疫功能，也能通過抑制內(nèi)皮—間充質(zhì)轉(zhuǎn)化、抑制TGF-β1/Smad通路、調(diào)節(jié)MMP/TIMP的平衡，起到抑制心肌纖維化的發(fā)生，延緩向DCM的發(fā)展的作用，還能通過調(diào)節(jié)Fas/FasL、Bcl-2/Bax、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，抑制細胞凋亡，減輕心肌損傷，體現(xiàn)出多途徑、多靶點、多效應(yīng)來的特征。通過這些數(shù)據(jù)的整理，發(fā)現(xiàn)研究病毒性心肌炎的動物模型較單一，均為疾病模型，為了更好地分析病毒性心肌炎的發(fā)病機制和特征標志物，還應(yīng)探尋新的動物疾病模型或病證結(jié)合模型，揭示中醫(yī)藥治病的科學內(nèi)涵。